通信系统实验指导_通信原理实验指导书
通信系统实验指导书
实验一信号源实验一、实验目的1、了解通信系统的一般模型及信源在整个通信系统中的作用。
2、掌握信号源模块的使用方法。
二、实验内容1、对应液晶屏显示，观测DDS模拟信源输出波形。
2、观测各路数字信源输出。
3、观测正弦点频信源输出。
4、模拟语音信源耳机接听话筒语音信号。
三、实验仪器1、信号源模块一块2、带话筒立体声耳机一副3、20M双踪示波器一台四、实验原理1、通信系统的一般模型通信系统的一般模型如下图1-1所示。
图1-1 通信系统的一般模型信源的作用是把各种消息转换成原始电信号。
根据消息的种类不同，信源可分为模拟信源和数字信源。
模拟信源输出连续的模拟信号，如话筒的语音信号；数字信源则输出离散的数字信号，如NRZ码信号。
信号源模块大致分为DDS模拟信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。
2、DDS模拟信源DDS直接数字频率合成模拟信源输出波形种类、频率、幅度及方波B占空比均可通过“DDS信源按键”调节（具体的操作方法见“实验步骤”），并对应液晶屏显示波形信息。
正弦波输出频率范围为1Hz～200KHz，幅度范围为200mV～4V。
三角波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。
锯齿波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。
方波A输出频率范围为1Hz～50KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比50％不变。
方波B输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比以5％步进可调。
输出波形如下图1-2所示。
正弦波：1Hz-200KHz图1-2 DDS模拟信源信号波形3、数字信源（1）数字时钟信号24.576M：钟振输出时钟信号，频率为24.576MHz。
2048K：类似方波的时钟信号输出点，频率为2048 KHz。
64K：方波时钟信号输出点，频率为64 KHz。
32K：方波时钟信号输出点，频率为32KHz。
8K：方波时钟信号输出点，频率为8KHz。
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实验一：抽样定理实验一、实验目的1、熟悉TKCS—AS型通信系统原理实验装置；2、熟悉用示波器观察信号波形、测量频率与幅度；3、验证抽样定理；二、实验预习要求1、复习《通信系统原理》中有关抽样定理的内容；2、阅读本实验的内容，熟悉实验的步骤；三、实验原理和电路说明1、概述在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容量。
因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。
最常用的多路复用体制是频分多路复用(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。
频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。
而时分多路系统中则是利用不同时序的脉冲对基带信号进行抽样，把抽样后的脉冲信号按时序排列起来，在同一信道中传输。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。
并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。
抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。
数字通信系统是以此定理作为理论基础的。
在工作设备中，抽样过程是模拟信号数字化的第一步。
抽样性能的优劣关系到整个系统的性能指标。
作为例子，图1-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。
从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。
因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。
图1-1 单路PCM系统示意图为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的抽样电路。
除此，本实验还模拟了两路PAM通信系统，从而帮助实验者初步了解时分多路的通信方式。
2、抽样定理抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为f H(即m(t)的频谱中没有f H以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2f H的样值序列所决定。
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通信原理实验指导书徐艺文编2008年3月目录目录 (III)实验注意事项 (IV)实验一信号源实验 (1)实验二常规双边带调幅与解调实验 (3)实验三脉冲幅度调制与解调实验 (8)实验四脉冲编码调制与解调实验 (12)实验五增量调制与解调实验 (17)实验六自适应差分脉冲编码调制与解调实验 (21)实验七码型变换实验 (25)实验八 ASK调制与解调实验 (30)实验九 FSK调制与解调实验 (34)实验十 PSK(DPSK)调制与解调实验 (37)实验注意事项1、本实验系统接通电源前请确保电源插座接地良好。
2、各实验模块上的双刀双掷开关、轻触开关、微动开关、拨码开关、手旋电位器均为磨损件，请不要频繁按动或旋转。
3、请勿直接用手触摸芯片、电解电容等元件，以免造成损坏。
4、各模块中的3362电位器（蓝色正方形元件）是出厂前调试使用的。
出厂后的各实验模块功能已调至最佳状态，勿需另行调节这些电位器，否则将会对实验结果造成严重影响。
若已调动请尽快复原；若无法复原，请与指导老师联系。
5、在关闭各模块电源之后，方可进行连线。
连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻插轻拔，检查无误后方可通电实验。
拆线时若遇到连线与孔连接过紧的情况，应用手捏住连线插头的塑料线端，左右摇晃，直至连线与孔松脱，切勿用蛮力强行拔出。
6、并口下载线和串口线应轻插、轻拔，以免折断插针。
7、按动开关或转动电位器时，切勿用力过猛，以免造成元件损坏。
8、实验数据记录完毕后，应将实验数据交给指导老师确认并签字后方可离开实验室，上交实验报告时应将该经指导老师签字后的实验记录一起上交，否则本次实验成绩以零分计算。
9、实验报告应包含实验小结。
实验一信号源实验一、实验目的1、了解频率连续变化的各种波形的产生方法。
2、熟练掌握信号源模块的使用方法，为后续实验打好基础。
3、熟练掌握数字示波器的使用方法。
二、实验内容1、观察频率连续可变信号发生器输出的各种波形及7段数码管的显示。
通信原理实验指导书
通信原理实验指导书一、实验目的本实验旨在帮助学生深入理解通信原理的基本概念和原理，通过搭建实验电路和进行实验操作，掌握通信原理的实际应用。
二、实验器材1. 发射器：一台信号发生器2. 接收器：一台示波器3. 连接电缆：适用于信号传输的电缆三、实验步骤1. 准备工作a. 检查实验器材是否齐全，并确保其正常工作。
b. 将信号发生器和示波器连接电源，并确保电源正常。
2. 实验电路的搭建a. 将信号发生器与示波器通过连接电缆连接起来。
b. 确保电缆的连接牢固可靠，避免信号传输过程中出现干扰。
3. 实验操作a. 设置信号发生器的输出频率和幅度，以产生所需的信号波形。
b. 调节示波器的时间和幅度尺度，以正确显示接收到的信号波形。
c. 运行实验电路，观察信号的传输和接收情况。
d. 根据实验结果，记录并分析接收到的信号波形的特点和变化。
四、实验结果记录与分析根据实验操作所得到的结果，记录并分析接收到的信号波形的特点和变化。
可以通过示波器的屏幕截图来展示实验结果，并结合文字对实验结果进行描述和分析。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了通信原理的基本概念和原理，并通过实验操作掌握了通信原理的实际应用。
通过实验结果的记录和分析，我们对信号的传输和接收过程有了更深入的理解。
本次实验对于我们进一步学习和研究通信原理的知识非常重要，也为今后从事相关工作打下了扎实的基础。
六、实验注意事项1. 在进行实验之前，务必做好准备工作，并确保实验器材的正常工作。
2. 在实验操作过程中，要小心操作，避免对实验器材造成损坏。
3. 注意信号发生器和示波器的连接方式和操作方法，并正确设置参数。
4. 在记录实验结果时，要准确描述实验过程和实验结果，并结合图示进行分析。
5. 在实验结束后，要及时关闭器材电源，并进行相关器材的清理和整理。
七、参考文献[此处请根据实际情况填写所参考的文献或资料]以上为通信原理实验指导书的内容，请照此进行实验操作。
通信系统实验指导书分解
目录主控&信号源模块说明 (1)实验基本操作说明 (8)信源编码技术 (9)抽样定理实验 (9)PCM编译码实验 (16)ADPCM编译码实验 (22)△m及CVSD编译码实验 (24)抽样定理孔径失真现象观测以及其应对方法 (30)基带传输编译码技术 (33)AMI/HDB3码型变换实验 (33)CMI/BPH码型变换实验 (38)基本数字调制技术 (42)ASK调制及解调实验 (42)FSK调制及解调实验 (44)BPSK调制及解调实验 (47)DBPSK调制及解调实验 (50)QPSK/OQPSK数字调制实验 (53)信道编译码技术 (55)汉明码编译码实验 (55)循环码编译码实验 (58)BCH码编译码实验 (61)卷积码编译码实验 (64)卷积交织及解交织实验 (68)同步技术 (71)滤波法及数字锁相环法位同步提取实验 (71)载波同步实验 (75)帧同步提取实验 (77)模拟调制技术 (79)幅度调制及解调 (79)FM调制及解调实验 (81)信道模拟技术 (83)低通和带通信道模拟及眼图实验 (83)时分复用及解复用技术 (86)时分复用与解复用实验 (86)综合实验 (91)HDB3线路编码通信系统综合实验 (91)基带传输系统实验 (94)载波传输系统实验 (96)带限传输系统实验 (98)主控&信号源模块说明一、 按键及接口说明信号源功能1功能2主菜单POWERUSBCLKPN15FST1T2数字信号源W1W2W3128KHzA-OUTMUSIC256KHz选择/确认返回电源指示主控&信号源模块模拟信号源时钟输出PN 序列输出帧同步信号输出待扩展接口幅度调节旋钮模拟信号输出128KHz/256KHz 正弦载波输出MP3音乐输出控制旋钮逆时针控制向下选取，顺时针旋转向上选取，按下为确认选取项。
返回上级按键待扩展按键数字信号源设置菜单模拟信号源设置菜单主菜单界面图1 主控&信号源按键及接口说明二、 功能说明该模块可以完成如下五种功能的设置，具体设置方法如下：1、 模拟信号源功能模拟信号源菜单由“信号源”按键进入，该菜单下按“选择/确定”键可以依次设置：“输出波形”→“输出频率”→“调节步进”→“音乐输出”→“占空比”（只有在输出方波模式下才出现）。
通信原理实验指导书(学生)
通信原理实验指导书西南大学电子信息工程学院实验教学中心目录前言 .............................................. 错误！未定义书签。
目录 (1)拨码器开关设置一览表 (2)第一部分通信原理预备性实验 (5)实验1 平台介绍及实验注意事项 (5)实验2 DDS信号源实验 (8)第二部分通信原理重要部件实验 (11)实验1 抽样定理及其应用实验 (11)实验2 PCM编译码系统实验 (16)实验3 FSK（ASK）调制解调实验 (20)实验4 PSK DPSK调制解调实验 (25)实验5 位同步提取实验 (33)实验6 眼图观察测量实验 (38)实验7 基带信号的常见码型变换实验 (43)实验8 AMI/HDB3编译码实验 (50)实验9 幅度调制（AM）实验* (54)实验10 幅度解调（AM）实验* (61)实验11 频率调制（PM）实验* (64)实验12 频率解调（PM）实验* (68)第三部分信道复用技术和均衡技术实验 (72)实验1 频分复用/解复用实验 (72)实验2 时分复用/解复用（TDM）实验 (76)拨码器开关设置一览表在本实验平台上，我们采用了红色的拨码器，设置各种实验的项目、信号类型、功能和参数。
拨码器的白色开关上位为1；下位为0。
现将各主要拨码开关功能列表说明如下：注：1. 时钟与基带数据产生模块中各铆孔与测量点说明：4P01为原始基带数据输出铆孔； 4P02为码元时钟输出铆孔；4P03为相对码输出铆孔。
4TP01为码型变换后输出数据测量点；4TP02为编码时钟测量点。
2．以上实验设置的功能和各种参数也可根据学校要求定制。
表0-2“信道编码与ASK。
FSK。
PSK。
QPSK调制”拨码开关SW03状态设置与功能一览表表0-3“基带同步与信道译码模块”拨码开关25SW01状态设置与功能一览表注：译码模块25SW01第一位X为空位待用。
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通信原理实验指导书信息工程系目录实验一数字信号源实验 (3)实验二数字调制实验 (7)实验三2ASK、2FSK数字解调实验..............................................1 7 实验四PCM编译码及TDM时分复用实验 (23)实验一数字信号源实验一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
3、掌握数字信号源电路组成原理。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、帧同步信号（FS）、位同步时钟（BS）。
2、用示波器观察NRZ、FS、BS三信号的对应关系。
3、学习电路原理图。
三、基本原理本模块是实验系统中数字信号源，即发送端，其原理方框图如图1-1所示。
本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。
帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。
此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。
发光二极管亮状态表示‘1’码，熄状态表示‘0’码。
本模块有以下测试点及输入输出点：∙ CLK-OUT 时钟信号测试点，输出信号频率为4.433619MHz ∙ BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点，频率为170.5KHz ∙ FS 信源帧同步信号输出点/测试点,频率为7.1KHz∙ NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点图1-3为数字信源模块的电原理图。
图1-1中各单元与图1-3中的元器件对应关系如下：∙晶振CRY：晶体；U1：反相器7404∙分频器US2：计数器74161；US3：计数器74193；US4：计数器40160∙并行码产生器KS1、KS2、KS3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管左起分别与一帧中的24位代码相对应∙八选一US5、US6、US7：8位数据选择器4512∙三选一US8：8位数据选择器4512∙倒相器US10：非门74HC04∙抽样US9：D触发器74HC74图1-1 数字信源方框图图1-2 帧结构下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。
通信系统原理A实验指导书
同济大学电子与信息工程学院实验指导书课程名称：_通信系统原理A_实验学时：10 学时适用专业：通信工程、电子信息工程实验项目名称1、信号源与频谱分析实验，实验装置认识实验2学时2、脉冲编码调制与解调（PCM）实验2学时3、数字基带传输实验2学时4、数字调制与解调实验2学时5、时分复用与话路通信综合实验2学时信息与通信实验室2011-9-8目录一：概述 (3)电子与通信原理实验系统介绍 (3)一、电子与通信原理实验系统总方框 (4)二、系统单元电路组成的认识: (4)三、通信系统实验项目的总体认识: (5)四、电子与通信原理实验系统元器件总体布局分布 (5)实验一信号源与频谱分析实验，实验装置认识实验 (7)一、实验目的 (7)三、实验仪器仪表 (7)四、实验装置的实验电路工作原理 (7)五、实验装置熟悉的实验容 (10)六、实验注意事项： (10)七、信号源实验电路工作原理 (10)八、信号源认识实验容 (13)1、CPLD可编程数字信号发生器 (13)2、简易正弦信号发生器 (13)九、信号源认识实验注意事项 (13)十、观察信号的波形和分析正弦和方波的数字频谱，并记录 (13)十一、讨论思考题 (13)十二、实验报告要求 (13)实验二脉冲编码调制与解调（PCM）实验 (14)一、实验目的 (14)二、实验预习要求 (14)三、实验所用仪表 (14)四、实验电路工作原理 (14)五、实验容 (18)1、PCM编码电路 (18)2、PCM解码电路 (18)八、讨论思考题 (19)九、实验报告要求 (19)实验三数字基带传输实验 (20)一、实验目的 (20)二、预习要求 (20)三、实验仪器 (20)四、实验电路及基本原理 (20)五、实验容 (24)1、HDB3、AMI编码规则实验 (24)2、HDB3、AMI译码实验 (25)六、实验注意事项及主要波形说明： (25)七、观察信号的波形： (25)八、实验报告要求 (25)实验四（1）FSK调制解调实验 (27)一、实验目的: (27)二、预习要求: (27)三、实验仪器仪表: (27)四、实验电路工作原理 (27)五、实验容 (30)1、FSK调制实验 (30)2、FSK解调实验 (30)六、实验注意事项及主要波形说明： (31)七、观察信号的波形： (31)八、讨论思考题 (31)九、实验报告要求 (31)实验四（2）二相PSK（DPSK）调制实验 (32)一:实验目的 (32)二:预习要求 (32)三:实验仪器仪表 (32)四:实验电路工作原理 (32)五:实验容 (36)1、伪随机码的设置 (36)2、二相ＰＳＫ调制器 (37)3、二相ＤＰＳＫ调制器 (37)六:实验注意事项及主要波形说明 (37)七、观察信号的波形 (38)八、实验讨论思考题 (38)九、实验报告要求 (38)实验四（3）二相(PSK,DPSK)解调及系统实验 (39)一、实验目的 (39)二、预习要求 (39)三、实验仪器材 (39)四、实验电路工作原理 (39)五、实验容 (42)六、实验注意事项及主要波形说明 (42)七观察信号的波形：参考波形的跳线为：S8001-2、S8041-2、S8051-2、S8501-2、S8501-2、S8521-242八、讨论思考题 (42)九、实验报告要求 (42)实验五时分复用与话路通信综合实验 (43)一实验目的 (43)二预习要求 (43)三实验仪器仪表 (43)四实验电路工作原理 (43)五实验容 (45)六实验注意事项及主要波形说明 (45)七观察信号的波形 (46)八讨论思考题 (46)九实验报告要求 (46)一：概述电子与通信原理实验系统介绍本通信原理实验系统将单片计算机技术、电子技术和通信原理等基础知识灵活地运用在实验教学环节中。
通信原理实验指导书
第一章信号源实验实验一CPLD可编程数字信号发生器实验一、实验目的1、熟悉各种时钟信号的特点及波形。
2、熟悉各种数字信号的特点及波形。
二、实验内容1、熟悉CPLD可编程信号发生器各测量点波形。
2、测量并分析各测量点波形及数据。
3、学习CPLD可编程器件的编程操作。
三、实验器材1、信号源模块一块2、连接线若干3、20M 双踪示波器一台四、测试点说明CLK1：第一组时钟信号输出端口，通过拨码开关S4选择频率。
CLK2：第二组时钟信号输出端口，通过拨码开关S5选择频率。
FS：脉冲编码调制的帧同步信号输出。
（窄脉冲，频率为8K）NRZ：24位NRZ信号输出端口，码型由拨码开关S1，S2，S3控制，码速率和第二组时钟速率相同，由S5控制。
PN：伪随机码输出，码型为111100010011010，码速率和第一组时钟速率相同，由S4控制。
NRZIN：解码后NRZ码输入。
BSIN：NRZ码的位同步信号输入。
FSIN：NRZ码的帧同步信号输入。
五、实验步骤1、打开电源开关POWER1，使信号源模块工作。
2、观测时钟信号输出波形。
信号源输出两组时钟信号，对应输出点为“CLK1”和“CLK2”，拨码开关S4的作用是改变第一组时钟“CLK1”的输出频率，拨码开关S5的作用是改变第一组时钟“CLK2”的输出频率。
拨码开关拨上为1，拨下为0，拨码开关和时钟的对应关系如下表所示表1-212）根据表1-2改变S5，用示波器观测第二组时钟信号“CLK2”的输出波形3、用示波器观测帧同步信号输出波形信号源提供脉冲编码调制的帧同步信号，在点“FS”输出，共有三种帧同步信号，分别对应2.048M、256K、64K的位时钟。
将拨码开关S4分别设置为“0100”、“0111”和“1001”，用示波器观测“FS”的输出波形。
4、用示波器观测伪随机信号输出波形伪随机信号码型为111100010011010，码速率和第一组时钟速率相同，由S4控制。
通信原理实验指导书(26页).(DOC)
实验一HDB3码型变换实验一、实验目的1、了解二进制单极性码变换为HDB3码的编码规则，掌握它的工作原理和实现方法；2、掌握HDB3码的位同步码的提取方法。
二、实验内容1、观察HDB3编译码的各种波形；2、观察全0码和全1码时的HDB3码的编码波形；3、观察从HDB3编码信号中提取位同步信号的过程。
三、实验原理AMI码编码原理：信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1，1的符号交替反转；信息代码0仍为0码。
因此，AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码，即脉冲宽度τ与码元宽度（码元周期、码元间隔）Ts的关系是τ=0.5Ts。
AMI码的主要特点是无直流成分，接收端收到的码元极性与发送端完全相反也能正确判断。
译码时只需把AMI码经过全波整流就可以变为单极性码。
HDB3码的编码原理：HDB3码主要解决AMI码在连0过多时同步提取困难的问题。
编码时，将4个连0信息码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节码000V；有偶数个信息1码（包括0个）时取代节为B00V，其它的信息0码仍为0码。
这样，信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1，HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则，而V的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻V码的符号又是交替反转的。
因此，HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。
码如图2-1所示。
设信息码为0000 0110 0001 0000，则NRZ码、AMI码、HDB3信息代码 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0NRZ波形AMI码 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0AMI波形HDB3码 B 0 0 V 0 -1 1 -B 0 0 - V 1 0 0 0 VHDB3波形图1-1 NRZ、AMI、HDB3关系图分析表明，AMI码及HDB3码的功率谱如图1-2所示，它不含有离散谱fs成分（fs=1/T,等于位同步信号的频率）。
通信工程专业通信系统原理实验指导书
前言通信原理课程是通信工程、电子信息工程及其他电子信息类专业的专业基础课，是一门理论性和实践性都很强的课程。
对培养学生通信理论知识和综合应用能力有着非常重要的作用。
由于学生在学习这门课前一般只使用过收音机、电视机、电话机及手机等通信工具，而对通信原理，特别是数字通信原理缺少实践经验和感性认识。
同时，作为通信工程专业的学生不仅要有扎实的理论知识，还要有较强的实际动手能力，因而需要与之相配套的实验教学环节，以便掌握和巩固理论知识。
本实验指导书以JH5001A型通信原理教学实验箱为平台，通过验证性、综合设计性的实验形式涵盖了通信原理课程的主要知识点。
本书共编写了11个实验。
包括码型变换，ASK、FSK调制与解调，脉冲编码调制解调，两路PCM时分复用通话，汉明码编译码，通信系统等实验，并详细列出了每个实验的实验目的、内容和步骤，同时还留有相应的思考题，以使学生在实验的基础上对通信理论有更深入的理解。
书后附有实验操作要求和电子工程实验室实验习惯实施措施。
由于编者水平有限，书中纰漏在所难免，敬请广大师生批评指正。
编者第 2 页目录实验一AMI/HDB3码型变换实验 (1)一、实验原理和电路说明 (1)二、实验仪器 (4)三、实验目的 (4)四、实验内容 (4)五、实验报告 (8)实验二CMI码型变换实验 (9)一、实验原理和电路说明 (9)二、实验仪器 (13)三、实验目的 (13)四、实验内容 (13)五、实验报告 (15)实验三FSK传输系统实验 (16)一、实验原理和电路说明 (16)二、实验仪器 (26)三、实验目的 (26)四、实验内容 (27)五、实验报告 (32)实验四PAM编译码器系统 (33)一、实验原理和电路说明 (33)二、实验仪器 (36)三、实验目的 (37)四、实验内容 (37)五、实验报告 (38)实验五PCM编译码器系统 (39)一、实验原理和电路说明 (39)二、实验仪器 (41)第 1 页通信系统原理实验指导书三、实验目的 (41)四、实验内容 (42)五、实验报告 (44)实验六汉明码系统 (46)一、实验原理和电路说明 (46)二、实验仪器 (52)三、实验目的 (52)四、实验内容 (52)五、实验报告 (54)实验七帧成形及其传输实验 (55)一、实验原理和电路说明 (55)二、实验仪器 (58)三、实验目的 (58)四、实验内容 (58)五、实验报告 (60)实验八电话交换呼叫处理通信系统综合实验 (61)一、实验原理 (61)二、实验仪器 (62)三、实验目的 (62)四、实验内容 (63)五、实验报告 (65)实验九时分复用（TDM）通信系统综合实验 (66)一、实验原理 (66)二、实验仪器 (66)三、实验目的 (66)四、实验内容 (67)五、实验报告 (69)实验十CMI线路编码通信系统综合实验 (70)一、实验原理 (70)二、实验仪器 (70)2三、实验目的 (70)四、实验内容 (71)五、实验报告 (72)实验十一HDB3线路编码通信系统综合测试 (73)一、实验原理 (73)二、实验仪器 (73)三、实验目的 (73)四、实验内容 (74)五、实验报告 (75)实验十二汉明纠错编码通信系统综合测试 (76)一、实验原理 (76)二、实验仪器 (76)三、实验目的 (76)四、实验内容 (77)五、实验报告 (78)实验十三BPSK（DBPSK）调制+汉明码系统测试 (79)一、实验原理 (79)二、实验仪器 (79)三、实验目的 (80)四、实验内容 (80)五、实验报告 (82)附录1．实验系统概述 (83)1.1概述 (83)1.2电路组成概述 (83)1.3通信原理实验箱用户使用说明书 (87)附录2．实验操作要求 (89)附录3．电子工程实验室实验习惯实施措施 (90)第 3 页实验一AMI/HDB3码型变换实验实验一AMI/HDB3码型变换实验一、实验原理和电路说明AMI码的全称是传号交替反转码。
通信系统实验指导-通信原理实验指导书资料
通信系统实验通信教研室编青岛科技大学电子信息工程系二ＯＯ三年十二月目录实验箱使用简介 (1)实验一数字基带信号 (5)实验二数字调制 (14)实验三模拟锁相环与载波同步 (18)实验四数字解调与眼图 (23)实验五数字锁相环与位同步 (28)实验六帧同步 (34)实验七时分复用数字基带通信系统 (38)实验八时分复用2DPSK、2FSK通信系统 (43)实验九PCM编译码 (45)实验十时分复用通话与抽样定理 (53)附录通信原理实验各单元电路原理图 (55)实验箱使用简介为配合《通信原理》课程的理论教学，我们采购了华中科技大学(原华中理工大学)研制的TX-5通信原理教学实验系统。
现代通信包括传输、复用、交换、网络等四大技术。
《通信原理》课程主要介绍传输及复用技术。
本实验系统涵盖了数字频带传输的主要内容及时分复用技术,其设计思路是如下图所示的两路PCM/2DPSK 数字电话系统。
图中STA 、STB 分别为发端的两路模拟话音信号，BS 为时钟信号，SLA 、SLB 为抽样信号，F 为帧同步码，AK 为绝对码，BK 为相对码。
在收端CP 为位同步信号，FS 为帧同步信号，F 1、F 2为两个路同步信号，SRA 、SRB 为两个PCM 译码器输出的模拟话音信号。
图中发滤波器用来限制进入信道的信号带宽，提高信道的频带利用率。
收滤波器用来滤除带外噪声并与发滤波器、信道相配合满足无码间串扰条件。
由于系统的频率特性、码速率与码间串扰之间的关系比较适合于软件仿真实验，再考虑到收端有关信号波形的可观测性，我们在本实验系统中省略了发滤波器、信道及收滤波器，而直接将2PSK 调制器输出信号连接到载波提取单元和相干解调单元。
信道编译码实验也比较易于用软件仿真，所以本系统设计中也不考虑。
SRA SRB b对普通语音信号进行编码而产生的PCM信号是随机信号，不适于用示波器观察信号传输过程中的变化。
所以我们用24比特为一帧的周期信号取代实际的数字语音信号作为发端的AK信号，该周期信号由两路数据（每路8比特）和7比特帧同步码以及一未定义比特复接而成。
《通信原理》实验指导书下
实验一实验系统概述一、实验目的：了解通信原理综合实验系统的组成结构。
掌握通信原理综合实验系统的使用方法。
对照实验系统进一步加深对通信系统基本模型的认识。
二、实验仪器：通信原理综合实验系统一台电话机两部三、实验原理：通信原理综合实验系统中，涉及有数字调制解调技术、纠错编译码技术、语音编译码技术、数字复接技术、基带传输技术、电话接口技术、数字接口技术等。
该硬件平台模块化功能较强，其电路布局如图所示，系统的每个模块既可以独立完成特定的功能，也可以与其他模块联合起来组成一个相对独立的系统。
实验系统通过下面几个端口与外部进行连接：1. JH02（实验箱左端同步口模块内）：同步数据接口方式。
该接口电平特性为RS422，通过该端口接收外部来的发送数据，并送入调制器中；同时将解调器解调之后的数据通过该端口送往外部设备。
在该接口中，还包括调制解调器提供的收发时钟信号。
在使用RS422接口时需要通过菜单设置，选择调制器输入信号为“外部数据信号”。
2. K002（实验箱中上部左端的中频Q9连接器）：中频发送信号连接器。
调制后的中频信号通过该接口对外输出，一般通过中频同轴电缆送入接收端设备。
3. JL02（实验箱中上部右端的中频Q9连接器）：从信道中来的中频信号（如加噪后的中频信号、无线衰落后的低中频信号）由该接口输入，送入解调模块中进行解调。
4. J007（数字测试信号输入）、J005（模拟测试信号输入）、J006（地）（实验箱左端的信号输入接头）：测试信号输入端。
用于向通信原理综合实验系统中送入各种测试信号。
测试信号的输入能否加入相应模块还与该模块的跳线器设置有关，具体见实验步骤。
5. JF01、JG01：标准异步数据端口A（JF01）和B（JG01）。
A到B的异步传输经过信道传输，B到A为直通方式。
6. PHONE1（电话1模块）、PHONE2（电话2模块）：标准电话接口；用于实现话音信号的输入输出。
在通信原理综合实验系统中，各模块的功能实现，需初始化不同的FPGA程序与数字信号处理DSP程序，并对它们进行一定的管理，这些都是通过操作界面进行选择控制的。
通信原理实验指导书
通信原理实验指导书物理与电子电气工程学院二0一一年三月目录实验一、AM调制解调通信系统实验 (3)实验二、数字基带信号实验 (6)实验三、数字调制实验 (15)实验四、数字解调实验 (20)实验一AM调制解调通信系统一、实验目的1. 掌握集成模拟乘法器的基本工作原理；2. 掌握集成模拟乘法器构成的振幅调制电路的工作原理及特点；3. 学习调制系数m及调制特性(m-Uωm )的测量方法，了解m<1 和m=1及 m>1时调幅波的波形特点。
4. 掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、实验仪器1. 双踪示波器一台2. 通信原理Ⅵ型实验箱一台3. M5模拟调制解调模块三、基本原理图1-1 AM调制电路原理图本实验调制部分电路如图1-1所示。
图中MC1496芯片引脚1和引脚4接两个51Ω和两个100Ω电阻及51K电位器用来调节输入馈通电压，调偏RP1，有意引入一个直流补偿电压，由于调制电压uΩ与直流补偿电压相串联，相当于给调制信号uΩ叠加了某一直流电压后与载波电压uc相乘，从而完成普通调幅。
如需要产生抑制载波双边带调幅波，则应仔细调节RP1，使MC1496输入端电路平衡。
另外，调节RP1也可改变调制系数m。
MC1496芯片引脚2和引脚3之间接有负反馈电阻R3，用来扩展uΩ的输入动态范围。
载波电压uc由引脚8输入。
MC1496芯片输出端（引脚12）接有一个三极管组成的射随器，来增加电路的带载能力。
幅度解调实验电路——同步检波器如图1-2所示。
本电路中MC1496构成解调器，载波信号加在8—10脚之间，调幅信号加在1—4脚之间，相乘后信号由12脚输出，经C11、C12、R25、R26、R31和U3组成的低通滤波器输出解调出来的调制信号。
图1-2 AM 解调电路原理图四、实验内容及步骤1、实验连线：a ．实验连接线：b. 实验连接线：保持调制实验连接线不变，增加以下连接线2、低频正弦信号源：OUT1输出频率范围为：0-5.5KH Z （通过调节电阻RP1进行调整），幅度范围为：0-15V PP （通过调节电阻RP2进行调整）。
通信原理实验指导书
通信原理实验指导书实验一HDB3码型变换实验一、实验目的1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。
2、掌握HDB3码的编译规则。
3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。
二、实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图HDB3输出信号源PN15数据HDB3编码HDB3-A1电平变换CLK时钟HDB3-B1数据移位输出取绝对值缓存4bitHDB3-A2极性反变换HDB3输入时钟HDB3-B2信号检测译码时钟输入单极性码8#基带传输编译码模块数字锁相环法位同步BS2数字锁相环输入13#载波同步及位同步模块HDB3编译码实验原理框图2、实验框图说明我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。
而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。
当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。
当4个连0时最后一个0变为传号A，其极性与前一个A的极性相反。
若该传号与前一个1的极性不同，则还要将这4个连0的第一个0变为B，B的极性与A相同。
实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到HDB3编码波形。
同样AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。
而HDB3译码只需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0即可。
传号A的识别方法是：该符号的极性与前一极性相同，该符号即为传号。
实验框图中译码过程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。
四、实验步骤实验项目一HDB3编译码（256KHz归零码实验）概述：本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口信号源：PN据)信号源：CLK 钟)模块8：TH1(HDB3输出)模块8：TH5(单极性码)模块13：TH5(BS2)模块8：TH7(HDB3输入)块模块13：TH7(数字锁相环输入)模块8：TH9(译码时钟输入)数字锁相环位同步提取提供译码位时钟将数据送入译码模模块8：TH4(编码输入-时提供编码位时钟目的端口模块8：TH3(编码输入-数连线说明基带信号输入2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3编译码】→【256K归零码实验】。
通信原理实验指导书(完整)
实验一：抽样定理实验一、实验目的1、熟悉TKCS—AS型通信系统原理实验装置；2、熟悉用示波器观察信号波形、测量频率与幅度；3、验证抽样定理；二、实验预习要求1、复习《通信系统原理》中有关抽样定理的内容；2、阅读本实验的内容，熟悉实验的步骤；三、实验原理和电路说明1、概述在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容量。
因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。
最常用的多路复用体制是频分多路复用(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。
频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。
而时分多路系统中则是利用不同时序的脉冲对基带信号进行抽样，把抽样后的脉冲信号按时序排列起来，在同一信道中传输。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。
并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。
抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。
数字通信系统是以此定理作为理论基础的。
在工作设备中，抽样过程是模拟信号数字化的第一步。
抽样性能的优劣关系到整个系统的性能指标。
作为例子，图1-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。
从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。
因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。
图1-1 单路PCM系统示意图为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的抽样电路。
除此，本实验还模拟了两路PAM通信系统，从而帮助实验者初步了解时分多路的通信方式。
2、抽样定理抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为f H(即m(t)的频谱中没有f H以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2f H的样值序列所决定。
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通信系统实验通信教研室编青岛科技大学电子信息工程系二ＯＯ三年十二月目录实验箱使用简介 (1)实验一数字基带信号 (5)实验二数字调制 (14)实验三模拟锁相环与载波同步 (18)实验四数字解调与眼图 (23)实验五数字锁相环与位同步 (28)实验六帧同步 (34)实验七时分复用数字基带通信系统 (38)实验八时分复用2DPSK、2FSK通信系统 (43)实验九PCM编译码 (45)实验十时分复用通话与抽样定理 (53)附录通信原理实验各单元电路原理图 (55)实验箱使用简介为配合《通信原理》课程的理论教学，我们采购了华中科技大学(原华中理工大学)研制的TX-5通信原理教学实验系统。
现代通信包括传输、复用、交换、网络等四大技术。
《通信原理》课程主要介绍传输及复用技术。
本实验系统涵盖了数字频带传输的主要内容及时分复用技术,其设计思路是如下图所示的两路PCM/2DPSK 数字电话系统。
图中STA 、STB 分别为发端的两路模拟话音信号，BS 为时钟信号，SLA 、SLB 为抽样信号，F 为帧同步码，AK 为绝对码，BK 为相对码。
在收端CP 为位同步信号，FS 为帧同步信号，F 1、F 2为两个路同步信号，SRA 、SRB 为两个PCM 译码器输出的模拟话音信号。
图中发滤波器用来限制进入信道的信号带宽，提高信道的频带利用率。
收滤波器用来滤除带外噪声并与发滤波器、信道相配合满足无码间串扰条件。
由于系统的频率特性、码速率与码间串扰之间的关系比较适合于软件仿真实验，再考虑到收端有关信号波形的可观测性，我们在本实验系统中省略了发滤波器、信道及收滤波器，而直接将2PSK 调制器输出信号连接到载波提取单元和相干解调单元。
信道编译码实验也比较易于用软件仿真，所以本系统设计中也不考虑。
SRA SRB b对普通语音信号进行编码而产生的PCM信号是随机信号，不适于用示波器观察信号传输过程中的变化。
所以我们用24比特为一帧的周期信号取代实际的数字语音信号作为发端的AK信号，该周期信号由两路数据（每路8比特）和7比特帧同步码以及一未定义比特复接而成。
在收端对两路数据进行分接，形成两路并行码和两路串行码，发端的24比特信号可根据实验需要任意设置。
由两路实际的话音信号(或两路正弦信号)形成的PCM时分复用信号则不再经过调制、解调而直接送给PCM译码器，实验者可以观察到PCM话音（或正弦信号）波形、量化噪声、过载噪声，从而理解PCM编译码原理。
HDB3码及AMI码是基带传输中的重要码型，其编码规律、位同步提取原理是课堂教学中的重点和难点，因此也是本实验系统重点考虑的内容。
目前ΔM应用不广泛且无统一的国际标准，故本实验系统中没有考虑。
TX-3B型通信原理教学实验系统由下面十一个单元构成，其印刷电路板布局图见后。
1. 数字信源单元该单元产生码速率约为170.5KB的单极性不归零码（NRZ码），数字信号帧长为24bit，其中包括两路数字信息，每路8bit，另外8bit中的7bit为集中插入帧同步码，1bit无定义。
本单元还产生了M序列信号。
2. HDB3编译码单元本单元用CD22103芯片完成HDB3或AMI码的编译码，用带通滤波器及电荷泵锁相环提取位同步信号。
信源部分的分频器、三选一、倒相器、抽样以及(AMI)HDB3编译码专用集成芯片CD22103等电路的功能可以用一片EPLD完成，具体见附录四。
3. 数字调制单元该单元将NRZ码对频率约为2.216MHZ的正弦载波进行调制，产生2DPSK及2ASK信号。
将NRZ码对2.216MHZ及1.608MHZ的正弦信号进行调制产生2FSK信号。
4. 载波同步单元该单元采用平方环从2DPSK信号中提取相干载波。
5. 2DPSK解调单元该单元采用相干解调方法解调2DPSK信号。
6. 2FSK解调单元该单元采用过零检测方法解调2FSK信号。
7. 位同步单元该单元用全数字锁相环从信源的NRZ信号中或从2DPSK解调单元（或2FSK解调单元）的比较器输出信号中提取位同步信号。
8. 帧同步单元该单元从信源的NRZ信号或从2DPSK解调单元（或2FSK解调单元）解调输出的NRZ 信号中提取帧同步信号。
9. 数字终端单元该单元输入NRZ信号、位同步信号、帧同步信号，在位同步及帧同步信号控制下，将两路数字信息从时分复用NRZ信号分接出来，并用发光二极管显示。
10. PCM编译码单元本单元采用TP3057芯片对两路模拟音频信号进行PCM编码和译码。
时分复用PCM 信号码速率为2.048MB，帧结构类似于PCM基群信号，但只传输两路数字音频信号，其中一路信号放在第2个时隙，另一路可放在第1、2、5、7任何一个时隙内，第0个时隙中有7位帧同步码，其余29个时隙为全0码。
11. 两人通话单元该单元包含音频放大和衰减电路，与PCM编译码单元连接可进行两人时分复用通话实验。
话音抽样频率可选择为8K/4K/2K Hz。
用上述前8个单元可构成一个理想信道2DPSK或者2FSK通信系统，用1、6、7、8单元可构成一个理想信道数字基带通信系统。
利用TX-5型实验设备，可开设数字基带信号、数字调制、模拟锁相环与载波同步、数字解调与眼图、数字锁相环与位同步、帧同步、时分复用数字基带通信系统、时分复用2DPSK/ 2FSK通信系统、PCM编译码、时分复用通话与抽样定理等十一个实验。
通过这些实验，同学们可以获得数字通信时分复用技术及传输技术的感性认识、巩固课堂上所学的理论知识。
在学习《通信原理》这门课之前，同学们已基本具备了模拟电路及数字电路的分析、设计及调试能力，通信实验的主要目的是帮助大家理解通信系统的整体概念及基本理论。
因此在实验指导书中，不必详细地分析各个单元电路的工作过程，只说明了它们的作用。
TX-5型实验设备所需三输出直流稳压电源（+5V、3A，+12V、0.5A，12V、0.5A）已内置，实验时只需将交流220V通过电源线接到实验箱左侧的插座内。
电源开关在实验板左下角，开关中带指示灯。
实验其他必备20MHZ双踪示波器，万用表等。
在某些实验步骤中，需用频率计、低失真度低频信号源、失真仪、频谱仪等,但无这些仪器时绝大部分实验内容仍可完成。
本实验设备还有待进一步完善，实验指导书中也难免有不当之处，期望同学们及有关老师提出宝贵意见。
实验一数字基带信号一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。
3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。
三、基本原理本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。
1、数字信源本模块是整个实验系统的发终端，模块内部只使用+5V电压，其原理方框图如图1-1所示，电原理图如图1-3所示（见附录）。
本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。
帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。
此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。
发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。
本模块有以下测试点及输入输出点：CLK 晶振信号测试点BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点（2个）FS 信源帧同步信号输出点/测试点NRZ-OUT(AK) NRZ信号(绝对码)输出点/测试点（4个）图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下：晶振CRY：晶体；U1：反相器7404分频器U2：计数器74161；U3：计数器74193；U4：计数器40160并行码产生器K1、K2、K3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管：左起分别与一帧中的24位代码相对应 八选一U5、U6、U7：8位数据选择器4512 三选一U8：8位数据选择器4512 倒相器U20：非门74HC04 抽样U9：D 触发器74HC74BSS5S4S3S2S1 BS-OUT NRZ-OUT CLK并 行 码 产 生 器八选一八选一八选一分 频 器三选一NRZ 抽 样晶振FS 倒相器图1-1 数字信源方框图 010×0111××××××××××××××××数据2数据1帧同步码无定义位图1-2 帧结构下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。
（1）分频器74161进行13分频，输出信号频率为341kHz 。
74161是一个4位二进制加计数器，预置在3状态。
74193完成÷2、÷4、÷8、÷16运算，输出BS 、S1、S2、S3等4个信号。
BS 为位同步信号，频率为170.5kHz 。
S1、S2、S3为3个选通信号，频率分别为BS 信号频率的1/2、1/4和1/8。
74193是一个4位二进制加/减计数器，当CPD= PL =1、0 MR 时，可在Q 0、Q 1、Q 2及Q 3端分别输出上述4个信号。
40160是一个二一十进制加计数器，预置在7状态，完成÷3运算，在Q 0和Q 1端分别输出选通信号S4、S5，这两个信号的频率相等、等于S3信号频率的1/3。
分频器输出的S1、S2、S3、S4、S5等5个信号的波形如图1-4（a ）、（b ）所示。
（2）八选一采用8路数据选择器4512，它内含了8路传输数据开关、地址译码器和三态驱动器，其真值表如表1-1所示。
U5、U6和U7的地址信号输入端A 、B 、C 并连在一起并分别接S1、S2、S3信号，它们的8个数据信号输入端x0 ~ x7分别K1、K2、K3输出的8 个并行信号连接。
由表1-1可以分析出U5、U6、U7输出信号都是码速率为170.5KB 、以8位为周期的串行信号。
（3）三选一三选一电路原理同八选一电路原理。
S4、S5信号分别输入到U8的地址端A 和B ，U5、U6、U7输出的3路串行信号分别输入到U8的数据端x3、x0、x1，U8的输出端即是一个码速率为170.5KB 的2路时分复用信号，此信号为单极性不归零信号（NRZ ）。