通信原理实验讲义
通信原理讲义

通信原理讲义第一章绪论1.1 通信系统的组成1.1.1 通信一般系统模型点对点通信模型:反映了通信系统的共性。
1.1.2 模拟通信与数字通信●消息可以分成两类ﻩﻩ离散消息:消息的状态是可数的或离散型的(如符号、文字等),也称为数字消息。
连续消息:状态连续变化的消息(如语音、图像),也称为模拟消息。
●消息与电信号之间必须建立单一的对应关系。
通常,消息被载荷在电信号的某以参量上。
ﻩﻩ数字信号:电信号的参量携带离散消息,该参量离散取值。
模拟信号:电信号的参量携带连续消息,参量连续取值。
●相应的通信系统分成两类ﻩ数字通信系统ﻩﻩ模拟通信系统●模拟信号与数字信号之间可以相互转换在信息源中使用模-数(数-模)转换器,接受端使用数-模(模-数)转换器。
●数字通信比模拟通信更能适应对通信技术越来越高的要求(1)数字传输的抗干扰能力强,中继时可以消除噪声的积累;(2)传输差错可以控制;(3)便于使用现代数字信号处理技术对信息进行处理;(4) 易于加密处理;(5) 可以综合传递各种消息,增强系统功能。
● 模拟通信系统模型(点对点)基带信号:携带信息,但具有频率很低的频谱分量,不适宜传输的原始电信号。
已调信号:基带信号经过调之后转换成其频带适合信道传输的信号,也称频带信号。
调制器:将基带信号转变为频带信号的设备。
解调器:将频带信号转变为基带信号的设备。
模拟通信强调变换的线性特性,既已调参量与基带信号成比例。
● 数字通信系统模型(点对点) 强调已调参量与基带信号之间的一一对应。
数字通信需要解决的问题:(2) 编码与解码:通过差错控制编码消除噪声或干扰造成的差错; (3) 加密和解密:对基带信号进行人为“搅乱”;(4) 同步:发送和接收节拍一致,包括:位同步(码元同步)和群同步、帧同步、句同步或码组同步。
数字通信模型:同步环节的位置不固定,图中没有出现。
消息消息数字基带传输模型:● 数字通信的缺点 比模拟通信占据更宽的频带。
通信原理实验讲义

通信原理实验讲义通信原理实验辽宁⼤学信息学院2005年5⽉⽬录实验⼀数字基带信号实验(AMI/HDB3) (3)实验⼆数字调制实验 (7)实验三模拟锁相环与载波同步实验 (11)实验四数字解调实验 (14)实验五全数字锁相环与位同步实验 (18)实验六帧同步实验 (22)实验七数字基带通信系统实验 (25)实验⼋ 2DPSK、2FSK通信系统实验 (29)实验九 AM调制解调通信系统实验 (30)实验⼗ PAM调制解调实验 (33)实验⼗⼀ PCM编译码实验 (36)实验⼗⼆ ADPCM编译码实验 (42)实验⼗三 CVSD调制解调实验 (47)实验⼗四话⾳信号多编码通信系统实验 (51)实验⼗五码型变换实验(CPLD开放模块实验) (53)实验⼗六时分复⽤实验(CPLD开放模块实验) (56)实验⼗七计算机通信实验(CPLD开放模块实验) (59)实验⼗⼋ 5B6B编译码实验(CPLD开放模块实验) (61)实验⼀数字基带信号实验⼀、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AMI、HDB3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、HDB3编译码模块和可编程逻辑器件模块。
1、数字信源本模块是整个实验系统的发终端,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。
《通信原理》实验教学讲义

实验一 仪器设备操作使用及抽样定理和脉冲调幅(PAM )实验一、 实验目的1、掌握实验用仪器设备的操作使用方法2、观察并了解PAM 信号形成、平顶展宽、解调和滤波等过程;3、验证并理解抽样定理,掌握对频谱混迭现象的分析方法;二、 实验内容⏹实验仪器的操作使用; ⏹采用专用集成抽样保持开关完成对输入信号的抽样; ⏹多种抽样时隙的产生; ⏹采用低通滤波器完成对PAM 信号的解调 ; ⏹ 测试输入信号频率与抽样频率之间的关系,观察频谱混迭现象,验证抽样定理;三、 实验原理 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 抽样定理指出,一个频带受限信号)(t m 如果它的最高频率为H f [即)(t m 的频谱中没有H f 以上的分量],可以唯一地由频率大于或等于2H f 的样值序列所决定。
因此,对于一个最高频率为3400Hz 的语音信号)(t m ,可以用频率大于或等于6800Hz 的样值序列来表示。
用截止频率为H f 的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号)(t m ,这就说明了抽样定理的正确性。
考虑到低通滤波器特性不可能理想,对最高频率为3400Hz 的语音信号,常采用8KHz 抽样频率,这样可以留出1200Hz 的防卫带。
如果S f <2H f ,就会出现频谱混迭的现象。
在验证抽样定理的实验中,用单一频率H f 的正弦波来代替实际的语音信号。
采用标准抽样频率S f =8KHz ,改变音频信号的频率H f ,分别观察不同频率时,抽样序列和低通滤波器的输出信号,体会抽样定理的正确性。
(一)、电源检查电源的接入点位置请参考电路板上的印刷文字及接线柱颜色,注意电源极性和大小!用万用表(或示波器)确认三组电源的电压极性和电压值为+8V 、-8V 、+15V ,在确认完全无误之前不允许把实验箱和电源连接。
通信原理实验讲义

实验一 AMT、HDB3编译码综合实验一、实验目的了解由二进制单极性码变换为AMI码HDB3码的编码译码规则,掌握它的工作原理和实验方法。
二、实验内容1.伪随机码基带信号实验2.AMI码实验① AMI码编码实验② AMI码译码实验③ AMI码位同步提取实验3.HDB3编码实验4.HDB3译码实验5.HDB3位同步提取实验6.AMI和HDB3位同步提取比较实验三、基本原理PCM信号在电缆信道中传输时一般采用基带传输方式,尽管是采用基带传输方式,但也不是将PCM编码器输出的单极性码序列直接送入信道传输,因为单极性脉冲序列的功率谱中含有丰富的直流分量和较多的低频分量,不适于直接送人用变压器耦合的电缆信道传输,为了获得优质的传输特性,一般是将单数性脉冲序列进行码型变换,以适应传输信道的特性。
(一)传输码型的选择在选择传输码型时,要考虑信号的传输信道的特性以及对定时提取的要求等。
归结起来,传输码型的选择,要考虑以下几个原则:1.传输信道低频截止特性的影响在电缆信道传输时,要求传输码型的频谱中不应含有直流分量,同时低频分量要尽量少。
原因是PCM端机,再生中继器与电缆线路相连接时,需要安装变压器,以便实现远端供电(因设置无人站)以及平衡电路与不平衡电路的连接。
图3一1是表示具有远端供电时变压器隔离电源的作用,以保护局内设备。
由于变压器的接入,使信道具有低频截止特性,如果信码流中存在直流和低频成分,则无法通过变压器,否则将引起波形失真。
2.码型频谱中高频分量的影响一条电缆中包含有许多线对,线对间由于电磁辐射而引起的串话是随着频宰的升高而加剧,因此要求频谱中高频分量尽量少,否则因串话会限制信号的传输距离或传播容量。
3.定时时钟的提取Array码型频谱中应含有定时时钟信息,以便再生中继器接收端提取必需的时钟信息。
4.码型具有误码检测能力若传输码型有一定的规律性,那么就可根据这一规律性来检测传输质量,以便图3.1变压器的隔离作用做到自动监测。
通信原理实讲义验课件

锁定检测信号观测
锁定状态TPP07
失锁状态TPP07
注释:上左图是锁定状态时,VCO的压控输出电压为最小;当失锁时,失锁 频率偏离中心频率越大,VCO的输出电压越大,TPP07的幅度也就越大.
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同步带测量
注释:上左图是锁定状态,右图则是当 频率加到278.7KHZ时失锁图,左下图 则是减少到149.7KHZ时失锁图,同步 带=278.7-149.7=129KHZ
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VCO自由振荡频率测量
• 实验步骤:
• 1. 将J007接地,用函数信号发生器测量TPP04点的VCO输出 振荡频率f0 .记录每次闪动的频率读数(其读数不太稳定).
• 2. 求VCO在频率512KHZ时的短期频率稳定度△f/ f0 .
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锁定状态测量
• 实验步骤:
•
1.用函数信号发生器从测试信号输入端口J007送入一个
• 2. 缓慢增加函数信号发生器输出频率,直至J007、 TPP04两点波形失步,记录下失步前的频率。
• 3.调整函数信号发生器频率为256KHz,使环路锁定。缓 慢降低函数信号发生器输出频率,直至J007\TPP04两点 波形失步,记录下失步前的频率。
• 4. 计算同步带。
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捕捉带测量
• 实验步骤
TPP07
TPP06
返回
环路锁定过程观测
• 实验步骤:
•
用函数信号发生器从J007送入一256KHz的
TTL方波信号。观测TPP03、TPP05的相位关系,并
用TPP03同步;反复断开和接入测试信号,让锁相环
进行重新锁定状态。此时,观察它们的变化过程(锁
相过程)。
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锁定检测信号观测
网络工程信息安全_通信原理实验讲义

网络工程信息安全_通信原理实验讲义一、实验目的1.掌握通信原理的基本概念和原理;2.了解数字通信系统的构成和工作原理;3.学习通信系统中各部件的工作特点及性能指标的测量方法。
二、实验仪器信号发生器、示波器、数字存储示波器、多用测试仪等。
三、实验内容1.信号的频谱分析根据实验要求,使用信号发生器产生不同频率的正弦信号,利用示波器和频谱分析仪进行信号的波形和频谱分析。
2.信号的调制与解调根据实验要求,利用信号发生器产生调制信号,使用示波器和调制解调器进行信号的调制和解调。
3.数字通信系统根据实验要求,使用数字通信系统测试仪,对数字通信系统中的激励特性、传输特性和性能进行测量和分析。
4.通信原理实验综合实验根据实验要求,使用多种仪器和设备,完成一个完整的通信系统的实验。
四、实验原理1.信号的频谱分析信号的频谱是指信号在频率轴上的分布情况,频谱分析是对信号进行频率分解和频谱推导的过程。
常用的频谱分析方法有时域分析和频域分析。
2.信号的调制与解调调制是将低频信号转换为高频信号的过程,解调是将高频信号转换为低频信号的过程。
调制技术有幅度调制、频率调制和相位调制等。
3.数字通信系统数字通信系统是将模拟信号转换为数字信号进行传输和处理的系统。
它包括激励特性、传输特性和性能等方面的参数,通过测试仪器进行测量和分析。
五、实验步骤1.信号的频谱分析a.根据实验要求,使用信号发生器产生不同频率的正弦信号;b.连接示波器和频谱分析仪,将信号输入示波器,并观察信号的波形;c.将信号输入频谱分析仪,利用频谱分析仪进行信号的频谱分析。
2.信号的调制与解调a.根据实验要求,使用信号发生器产生调制信号;b.将调制信号输入调制解调器,利用示波器观察信号的调制和解调效果。
3.数字通信系统a.连接数字通信系统测试仪,按照实验要求进行设置;b.测量和分析数字通信系统的激励特性、传输特性和性能等参数。
4.通信原理实验综合实验a.根据实验要求,准备所需的仪器和设备;b.进行通信原理实验的综合实验,使用多种仪器和设备完成一个完整的通信系统的实验。
(新)通信原理实验PPT课件

五、实验步骤
1.将信号源模块小心地固定在主机箱中,确 保电源接触良好。
2.插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关, 再按下开关POWER1、POWER2,发光二极 管LED001、LED002发光,按一下复位 键,信号源模块开始工作。
3.模拟信号源部分
①观察“32K正弦波”、“64K正弦波”、“1M正 弦波”各点输出的正弦波波形,对应的电位器“32K 幅度调节”、“64K幅度调节”、“1M幅度调节”可 分别改变各正弦波的幅度。
②按下“复位”按键使U006复位,波形指示灯 “正弦波”亮,波形指示灯“三角波”、“锯齿波”、 “方波”以及发光二极管LED007灭,数码管 M001~M004显示“2000”。
③按一下“波形选择”按键,波形指示灯“三角波” 亮(其他仍熄灭),此时信号输出点“模拟输出”的 输出波形为三角波。逐次按下“波形选择”按键,四 个波形指示灯轮流发亮,此时“模拟输出”点轮流输 出正弦波、三角波、锯齿波和方波。
④将波形选择为正弦波(对应发光二极管
亮),转动旋转编码器K001,改变输出信号
的频率(顺时针转增大,逆时针转减小),
观察“模拟输出”点的波形,并用频率计查
看其频率与数码管显示的是否一致。转动电 位器“幅度调节1”可改变输出信号的幅度, 幅度最大可达3V以上。(注意,发光二极管 LED007熄灭,转动旋转编码器K001时,频 率以1Hz为单位变化;按一下K001, LED007亮,此时转动K001,频率以50Hz为 单位变化;再按一下K001,频率再次以1Hz 为单位变化)
三、实验器材
信号源模块 20M双踪示波器 连接线
一台 若干
四、实验原理
模拟信号源部分
频率调节 单 片 机
波形选择
通信原理实验教程

通信原理实验教程一、实验内容通信原理实验通常包括以下内容:1. 信号的产生与调制:实验通过信号发生器产生不同频率的正弦波信号,然后通过调制电路将正弦波信号调制成不同调制方式的信号,如调频、调幅、调相等。
2. 信号解调与恢复:实验通过解调电路将调制信号进行解调,恢复成原始的信息信号,然后通过滤波电路对信号进行滤波处理,使其更加稳定。
3. 通信系统的性能分析:实验通过各种测试仪器对通信系统进行性能分析,包括信噪比、误码率等指标的测试和分析。
4. 数字通信系统的实验:实验通过数字信号发生器产生数字信号,然后通过数字调制解调技术将数字信号传输到接收端,并对接收信号进行解码等操作。
二、实验仪器设备通信原理实验需要使用的主要仪器设备包括:1. 信号发生器:用于产生各种信号,包括正弦波信号、方波信号、三角波信号等。
2. 示波器:用于观察和测量信号波形,包括幅度、频率、相位等参数。
3. 信号调制解调实验箱:用于进行信号的调制解调实验操作,包括调幅、调频、调相等。
4. 滤波器:用于对信号进行滤波处理,去除杂波,使信号更加稳定。
5. 锁相环电路:用于信号的同步处理,提高信号的稳定性和抗干扰性。
6. 数字信号发生器:用于产生数字信号,进行数字通信系统实验。
三、实验步骤通信原理实验一般按以下步骤进行:1. 信号产生与调制实验:(1) 将信号发生器设置为正弦波形式,并调节频率和幅度。
(2) 将信号通过调制电路进行调幅、调频、调相等操作。
(3) 在示波器上观察和测量调制后的信号波形。
2. 信号解调与恢复实验:(1) 将调制后的信号通过解调电路进行解调操作,恢复成原信号。
(2) 使用示波器观察解调后的信号波形,并进行滤波处理。
(3) 对信号进行稳定性测试,包括信噪比、误码率等指标的测量和分析。
3. 数字通信系统实验:(1) 使用数字信号发生器产生数字信号,并进行数字调制操作。
(2) 将数字信号通过数字调制解调技术传输到接收端,并对接收信号进行解码等操作。
《通信原理实验》课件

03
注意事项
在使用示波器时,应注意避免信号过载或损坏示波器,同时确保观察到
的波形准确无误。
频谱分析仪的使用
频谱分析仪介绍
频谱分析仪是一种用于测量信号频率特性的电子测量仪器。
频谱分析仪使用方法
首先,将频谱分析仪与信号源、示波器等设备连接;其次,设置频谱分析仪的参数,如扫 描速度、分辨率带宽等;最后,启动频谱分析仪,观察信号的频谱特性。
调制解调器的种类
调制解调器有多种,如调频解调器和调相解调器等。
03
实验步骤
信号源的使用
信号源介绍
信号源是用于产生各种模拟信号的设备,如正弦波、方波、三角波等。
信号源使用方法
首先,将信号源与示波器、频谱分析仪等设备连接;其次,设置信号源的参数,如频率 、幅度等;最后,启动信号源,观察输出信号的波形和参数。
《通信原理实验》ppt课件
目录
• 实验目的 • 实验设备 • 实验步骤 • 实验结果与分析 • 实验总结与思考题
01
实验目的
掌握通信原理的基本概念
01
掌握模拟通信和数字通信的基本概念和原理。
02
理解信号传输、调制解调、信道编码等基本技术。
03
熟悉通信系统的组成和各部分的功能。
熟悉实验设备的使用方法
03 了解实验中可能出现的问题和解决方法,以便及 时处理和解决问题。
02
实验设备
信号源
信号源介绍
信号源是用于产生各种模拟信号的设备,如正弦 波、方波、三角波等。
信号源的作用
信号源在通信原理实验中主要用于提供测试信号 ,以便对通信系统进行性能测试和评估。
信号源的种类
信号源有多种,如函数信号发生器、任意波形发 生器等。
通信原理实验讲义(DOC)

南京工程学院教案【封面】南京工程学院教案【教学单元首页】南京工程学院教案【教学单元内容】实验一、AM模拟调制信号的产生与解调一、实验目的1、熟悉使用System View软件,了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步观察、了解模拟信号AM调制、解调原理。
3、掌握AM调制信号的主要性能指标。
4、比较、理解AM调制的相干解调和非相干解调原理。
二、实验内容用System View构造一个AM调制、解调系统,观察各模块输出波形,了解AM调制系统的调制、解调原理,理解相干解调和非相干解调的区别,掌握AM调制信号的主要性能指标,即带宽和功率谱。
三、实验要求1、观察原始基带信号、已调信号、经过信道后加入噪声的已调信号以及解调信号的波形,理解AM调制系统的调制、解调原理。
2、观察以上四种信号的功率谱密度,理解它们之间的区别,说明原因。
3、观察以上四种信号的带宽,理解它们的之间的区别,说明原因。
4、调节噪声的大小,观察解调器输出波形的变化,说明原因。
5、比较相干解调和非相干解调,理解门限效应。
四、电路构成1、AM调制解调系统模型模块说明:Token3:产生原始基带信号,即周期性正弦波(参数设置:幅度=1V,频率=10HZ)。
Token1 :AM调制器(参数设置:专业库中选择Comm——Modulators——DSB-AM,幅度=1V,频率=1000Hz)Token5:加法器Token6:产生高斯白噪声(参数设置:Source——Gauss Noise Std=0.1V Mean=0V)Token8:乘法器Token9:产生载波信号,即周期性正弦波(参数设置:幅度=1V,频率=1000HZ)Token10、14:产生低通滤波器(参数设置:Operator——Filters/Systems——Linear SysFilters 选择Analog——Butterworth、Lowpass——Lowcutoff=50Hz)Token13:产生半波整流器(参数设置:Function——Non Linear——Half Rctfy)Token2、4、7、11、15:产生示波器系统定时设置:Start Time:0 ,Stop Time:0.6,Sample Rate:10000HZ五、实验结果1、原始基带信号波形2、AM调制后输出波形3、经过信道后加入噪声的波形4、经过相干解调后低通滤波器输出波形5、经过包络解调后低通滤波器输出波形6、原始基带信号功率谱7、AM调制信号功率谱8、经过相干解调后输出信号功率谱9、经过包络解调后输出信号功率谱南京工程学院教案【教学单元末页】南京工程学院教案【教学单元首页】南京工程学院教案【教学单元内容】实验二、数字信号基带传输系统实现及眼图的观察一、实验目的1、熟悉使用System View软件,了解各功能模块的操作和使用方法。
通信原理实验二

通信原理实验二实验二:调制与解调一、实验目的1. 理解调制与解调的基本概念;2. 掌握调幅(AM)、调频(FM)以及解调的原理;3. 实现AM、FM的信号调制与解调。
二、实验原理1. 调制原理调制是指在通信过程中将信息信号调制到载波上,以便传输的过程。
调制是将信息信号的某些特征参数随时间变化的过程。
1.1 调幅(AM)调制调幅是指通过改变载波的振幅来传输信息的一种调制方式。
调幅信号能够改变载波的背景亮度,使其随着信息信号的变化而变化。
1.2 调频(FM)调制调频是通过改变载波的频率来传输信息的一种调制方式。
调频信号能够改变载波的频率,使其频率随着信息信号的变化而变化。
2. 解调原理解调是指将调制信号中的信息还原出来的过程。
解调过程是调制的逆过程。
2.1 调幅(AM)解调调幅解调是从调幅信号中还原出原始信号的过程。
调幅信号在传输过程中会叠加一定的噪声,因此解调时需要采取一定的处理方法,如包络检波、同步检波等。
2.2 调频(FM)解调调频解调是从调频信号中还原出原始信号的过程。
调频信号在传输过程中对噪声具有较好的抵抗能力,因此解调过程较为简单,常采用频率鉴别解调等方法。
三、实验内容1. 实现AM调制与解调2. 实现FM调制与解调四、实验步骤1. 搭建AM调制电路,将音频信号与载波信号进行调制;2. 实现AM解调,将调制后的信号还原为音频信号;3. 搭建FM调制电路,将音频信号与载波信号进行调制;4. 实现FM解调,将调制后的信号还原为音频信号;5. 测试与观测调制与解调过程中的信号波形变化。
五、实验数据记录与分析(根据实际实验情况填写数据并进行相应的分析)六、实验总结通过本次实验,我们学习了调制与解调的原理,并实际搭建电路进行了AM和FM的调制与解调。
通过观测信号波形变化,我们加深了对调制与解调过程的理解,并掌握了相关的实验操作技巧。
本次实验对我们理解通信原理中的调制与解调起到了很好的辅助作用。
通信原理实验

通信原理实验通信原理实验是电子通信专业学生必修的一门实验课程。
这门课程主要涉及通信系统的基本原理和实践操作。
学生通过实验学习,可以深入了解通信原理、了解通信器材的结构、功能和使用方法。
本文将从实验设备、实验内容、实验过程和实验结果几个方面进行介绍。
一、实验设备实验设备是通信原理实验教学的核心。
通信原理实验主要需要用到如下设备:1.信号发生器:信号发生器是通信原理实验中使用最多的一种设备。
它可以产生不同频率、不同型式的信号。
在实验中,主要用于产生调制信号和输入信号。
2.示波器:示波器是实验中常用的一种观测设备。
它可以观测信号形状、波形图、幅度、频率等参数。
在实验中,示波器主要用于观测信号的形状、波形、频率、幅度等参数。
3.功率计:功率计是实验中用于测量信号功率的设备。
在实验中,主要用于测量输出功率和输入功率。
4.音频发生器:音频发生器是实验中产生音频信号的设备。
在实验中,主要用于产生音频信号。
5.数字存储示波器:数字存储示波器是一种数字化示波器,它采用电子脉冲技术传输信号。
在实验中,主要用于观测高频信号。
二、实验内容通信原理实验的内容较为广泛。
通信原理实验课程的主要实验内容如下:1.幅调实验:幅度调制(AM)是一种调制方式,它通过改变载波的幅度来传输模拟信息信号。
在实验中,可以使用调幅电路,尝试对普通信号进行幅度调制并进行观测。
2.频调实验:频率调制(FM)是一种常见的调制方式,它通过改变载波频率的大小来传输模拟信息信号。
在实验中,可以使用频率调制电路,对普通信号进行频率调制并进行观测。
3.数字通信实验:学生可以学习数字通信的原理和实验。
数字通信与模拟通信不同,数字通信是指对数字信号进行编码和解码的过程。
数字信号传输的优点是抗干扰性强,并且可以被数字计算机处理。
4.天线实验:天线是传输和接收无线电信号的重要设备。
在实验中,可以尝试不同天线的设置,观测其电信号强度和频率响应等参数。
5.其他实验:学生可以根据自己的兴趣,设计不同的实验方案并进行实验。
通信原理实验

通信原理实验通信原理实验是电子信息类专业学生必修的一门实验课程,通过实验学习,可以更好地理解和掌握通信原理的基本知识和技术。
本文将介绍通信原理实验的一些基本内容和注意事项,希望能够对大家有所帮助。
一、实验目的。
通信原理实验的主要目的是通过实际操作,加深对通信原理的理解,掌握通信系统的基本原理和技术。
具体包括以下几个方面:1. 理解调制解调的原理和方法;2. 掌握数字通信系统的基本原理和技术;3. 熟悉通信系统的信道编解码技术;4. 了解无线通信系统的基本原理和技术。
二、实验内容。
1. 调制解调实验。
调制是指将要传输的信息信号转换成适合传输的信号,而解调则是将传输的信号还原成原始信息信号。
通过调制解调实验,可以了解调制解调的基本原理和方法,包括调制解调的分类、调制解调的特点、调制解调的应用等。
2. 数字通信系统实验。
数字通信系统是指利用数字信号传输信息的通信系统,其优点是抗干扰能力强、传输质量好。
通过数字通信系统实验,可以了解数字通信系统的基本原理和技术,包括数字调制解调技术、数字信号编解码技术等。
3. 信道编解码实验。
信道编解码是指在信道传输过程中对信息进行编码和解码的技术,其目的是提高信息传输的可靠性和安全性。
通过信道编解码实验,可以了解信道编解码的基本原理和方法,包括信道编码原理、信道解码原理、信道编解码技术的应用等。
4. 无线通信系统实验。
无线通信系统是指利用无线电波进行信息传输的通信系统,其特点是传输距离远、覆盖范围广。
通过无线通信系统实验,可以了解无线通信系统的基本原理和技术,包括无线调制解调技术、无线信道编解码技术等。
三、实验注意事项。
1. 实验前应认真学习相关理论知识,了解实验内容和实验步骤;2. 实验中应严格按照实验步骤进行操作,注意实验安全;3. 实验后应认真总结实验结果,分析实验中出现的问题和解决方法;4. 实验报告应写清楚实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果和分析等内容。
通信原理实验

通信原理实验通信原理是现代通信领域的基础知识,通过实验可以更加直观地了解通信原理的相关概念和技术。
本次实验将涉及到模拟调制解调实验、数字调制解调实验以及信道编码和解码实验。
首先,我们将进行模拟调制解调实验。
模拟调制是指利用模拟信号进行调制的过程,而模拟解调则是将调制后的信号还原成原始信号的过程。
在实验中,我们将学习调幅调制(AM)、调频调制(FM)和调相调制(PM)的原理,并通过实验验证调制后的信号特性和解调的效果。
接下来,我们将进行数字调制解调实验。
数字调制是指利用数字信号进行调制的过程,而数字解调则是将调制后的信号还原成原始数字信号的过程。
在实验中,我们将学习脉冲编码调制(PCM)、正交振幅调制(QAM)和频移键控(FSK)等数字调制技术,并通过实验验证数字调制解调的原理和性能。
最后,我们将进行信道编码和解码实验。
信道编码是为了提高通信系统抗干扰能力和改善信道传输质量而对数字信号进行编码的过程,而信道解码则是将经过编码的信号进行解码还原的过程。
在实验中,我们将学习卷积码和纠错码的原理,以及信道编码和解码的实际应用。
通过以上实验,我们可以更加深入地理解通信原理的基本原理和技术,为今后的学习和研究打下坚实的基础。
希望大家能够认真对待本次实验,积极参与实验操作,加深对通信原理的理解和掌握,为将来的学习和工作打下坚实的基础。
总结,通过本次实验,我们对通信原理的模拟调制解调、数字调制解调以及信道编码和解码等方面有了更深入的了解。
希望大家能够在实验中认真学习,掌握相关技术,为今后的学习和工作打下坚实的基础。
同时也希望大家能够在实验中加强合作,共同进步,共同提高。
谢谢大家的参与!。
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前言 (1)TIMS系统简介 (2)实验一抑制载波双边带的产生 (4)实验二振幅调制 (7)实验三取样和重建 (12)实验四 ASK调制与解调 (15)实验五 PSK调制与解调 (19)实验六眼图 (23)实验七线形编码与译码 (26)前言通信原理课程是通信工程、信息工程、网络工程、信息对抗等电子信息类专业的一门重要理论课程。
它是一般专业基础课与专业课之间的桥梁,承担着从一般基础理论到实践应用、从个体功能到整体系统的重要过渡,对培养学生通信理论分析与综合应用能力有着非常重要的作用。
随着信息时代的发展,通信知识不仅是通信专业学生掌握的内容,而且成为电子信息类各专业学生学习的内容。
通信原理课的主要内容是论述怎样可靠而有效地实现信息的传输。
为此目的,该课程从理论上提出了许多可供选择的传输方法。
要使这些传输方法成为现实,就需要制作出相应的发送设备及接收设备。
然后在发送端,我们把欲传送的信息变换成某种适宜的信号并将之馈入传输媒体(电缆、光缆、无线电波等)。
在接收端,信号又从媒体馈入接收设备,我们再以同发送端相反的过程恢复原来所发送的信息。
根据通信原理课所学的知识,可知道在什么样的情况下应该选择什么样的传输方式,并能判断出噪声、信道、传输方式等因素将会怎样影响对我们来说非常重要的一些通信指标,如信噪比、误码率、发送频谱等等。
通信原理课程理论性强,用到的数学、电路等基础知识多,它高度概括、高度抽象,学生在学习过程中有许多概念和原理难以理解,非常需要与之配套的实验、实习用书,以便掌握与巩固理论知识。
此外,电子信息类专业学生不仅要有扎实的理论知识,而且要有较强的实际动手能力。
加强实验实习,电子电路设计制作等实践性教学环节,提高学生应用能力,已经成为当前高等教育发展的趋势之一。
TIMS通信原理教学实验系统正是为解决这一难题而设计出来的,它简单实用而又全面的特性,在通信教学实验系统中越来越受到欢迎。
TIMS系统简介一什么是TIMSTIMS是由Telecommunications Instructional Modeling System(通讯教学实验系统)的起首字母所组成的缩略字。
是专门针对通讯和信号处理课程所做的实验室教学系统。
目前流行的通讯课程与教材,都是以方块图做标准的表示方法来形容调变和解调技术。
每一方块图都代表着一个基本电子电路功能,如振荡器、滤波器、加法器、乘法器等。
TIMS教学实验系统在TIMS系统里这些个别的方块图,都是以插入式或固定式模块来执行,整个通讯系统就是由方块图所对应的插入式模块,以及数学方程式来完成,TIMS的验证模式几乎都能符合课本的理论的。
二 TIMS系统的组成模块TIMS系统是由不同的插入式和固定式模块组成。
固定式模块使用率最高因而是内建在系统里的单元;而插入式模块是根据所要做的实验来选择,并插入大系统机架里使用。
固定式模块是一般使用率最高的模块,它包括有8个模块:1.主震荡器(Master Signals):同步正交载波,取样和信息信号。
2.缓冲放大器(Buffer Amplifier):含两组可变的独立放大器。
3.频率和信号计数器(Frequency/Event Counter):多功能8位数计频器和信号计数器。
4.可变直流电压输出(Variable DC):可调范围正负2V DC 输出。
5.示波器选择器(Scope Selector):切换选择欲显示的信号,于示波器上显示。
6.音频放大器(Headphone Amplifier):同时也是3kHz低通滤波器。
7.TIMS干线输出(Trunks Output)。
8.电源供给(Power Supply)。
基本模块是基础的组件,包括有:1. TIMS-147 加法器(Adder)2. TIMS-148 音频振荡器(Audio Oscillator)3. TIMS-149 双模拟开关(Dual Analog Switch)4. TIMS-150 乘法器(Multiplier)5. TIMS-151 移相器(Phase Shifter)6. TIMS-152 正交分相器(Quadrature Phase Shifter)7. TIMS-153 序列产生器(Sequence Generator)8. TIMS-154 可调低通滤波器(Tuneable LPF)9. TIMS-155 双脉冲产生器(Twin Pulse Generator)10. TIMS-156 共享模块(Utilities)11. TIMS-157 电压控制振荡器(VCO)12. TIMS-158 60kHz低通滤波器(60kHz LPF)插入式和固定式模块前面板的规划都是面板左边为输入,右边为输出。
所有输入和输出都以颜色来表示信号形态:黄色代表模拟信号,红色代表数字信号。
实验一抑制载波双边带的产生一实验目的①熟悉TIMS系统的基本模块和基本操作功能。
②了解抑制载波双边带(SC-DSB)调制器的基本原理。
③测试SC-DSB调制器的特性。
二实验原理设正弦型载波为 s(t)= A cosωc t 式中ωc为载波角频率,A为载波幅度。
那么,幅度调制信号(已调信号)一般可表示成S m(t)= A m(t) cosωc t式中m(t) 为基带调制信号,如果此时输入的调制信号不含直流分量,则得到的输出信号便是无载波分量的双边带信号,或称双边带抑制载波(DSB-SC)信号,简称DSB信号[7]。
这时的DSB信号实质上就是m(t)与载波s(t)的相乘,即S DSB(t)=m(t)cosωc t 当m(t)=sinut S DSB(t)= sinut cosωc t此时载波的角频率ωc要远远大于基带信号的频率u,即:ωc >> u三实验步骤①将TIMS系统中的音频振荡器(Audio Oscillator)、主振荡器(Master Signals)、缓冲放大器(Buffer Amplifiers)和乘法器(Multiplier)按图1.1连接。
图1.1 抑制载波双边带的产生②用频率计来调整音频振荡器,使其输出为1kHz。
作为调制信号,并调整缓冲放大器的K1,使其输出到乘法器的电压振幅为1V。
③调整缓冲放大器的K2,使主振荡器输至乘法器的电压振幅为1V。
作为载波信号。
④测量乘法器的输出电压,并绘制得波形如图1.2。
图1.2 抑制载波双边带信号⑤调整音频振荡器的输出,并重复步骤4,并绘制得波形如图1.3。
图1.3 调整频率后的双边带信号四实验结论抑制裁波双边带调制方式比常规双边带调制的效率大大提高,但从DSB信号的频谱图可以看出,信号的带宽等于调制信号f(t)带宽的2倍,即上、下边带宽度之和。
但是我们知道,上、下两个边带是完全对称的,即它们携带的信息完全一样。
从频带的角度来说,这两种双边带调制都浪费了一半的频率资源。
要想在示波器上清楚地观察到载波信号的变化,可以通过观察输出信号的频谱来观察载波的变化,另一方面,调制信号和载波信号的频率要相差大一些,可通过调整音频震荡器来完成。
实验中,当调制信号a(t),即音频振荡器的频率调节到3.5 kHz左右 ,而载波即主振荡器频率固定在100 kHz,可以从示波器上观察到较为清晰的SCDSB信号。
实验二振幅调制一实验目的①了解振幅调制器的基本工作原理。
②了解调幅波调制系数的意义和求法。
二实验原理常规双边带调制是指用信号m(t)叠加一个直流分量后去控制载波cosωc t的振幅,使己调信号的包络按照m(t)的规律线性变化,通常也把这种调制称为调幅(Amplitude Modulation),简称AM。
幅度调制信号可以表示成S m(t)= A m(t) cosωc t如果输入基带信号m(t)带直流分量,则它可以表示为m o与m′(t)之和,其中,m o是m(t)的直流分量,m′(t)是表示消息变化的交流分量,则得到的输出信号便是有载波分量的双边带信号。
在这种信号中,如果满足m o >| m′(t) |MAX,则该信号为调幅(AM)信号,其时域表示式为S AM (t) = m(t) cosωc t = [m o + m′(t)] cosωc t= m o cosωc t + m′(t) cosωc t其中m o cosωc t表示载波项;而m′(t) cosωc t表示DSB信号项。
频域表示式为S AM (ω) = πm o [δ (ω - ωc) + δ (ω + ωc)]+1/2 [M′(ω -ωc) + M′(ω + ωc)]式中 M′(ω) m′(t)[10]三实验步骤1.将TIMS系统中的音频振荡器(Audio Oscillator)、可变直流电压(Variable DC)、主振荡器(Master Signals)、加法器(Adder)和乘法器(Multiplier)按图2.1连接。
图2.1 振幅调制的产生方法一2.音频振荡器输出为1kHz,主振荡器输出为100kHz,将乘法器输入耦合开关置DC状态。
3.将可变直流器调节旋钮逆时针旋转至最小,此时输出为-2.5V,加法器输出为+2.5V。
4.分别调整加法器的增益 G 和 g,使加法器交流振幅输出为 1V,DC 输出也为 1V。
5.用示波器观察乘法器的输出,读出振幅的最大值(见图 4.5)和最小值(图4.6),算出调制系数。
图2.2 AM信号(振幅最大值2.652v)图2.3 AM信号(振幅最小值0.985v)6、分别调整 AC 振幅和 DC 值,重复步骤(5),观察超调的波形,如图 2.4。
图2.4 超调后的波形7、用图2.5的方法,产生一般调幅波。
图2.5 振幅调制产生方法二8、将移相器置“HI”。
9、先不加加法器 B 输入端的信号,调整缓冲放大器的增益和加法器的 G 增益。
使加法器输出为振幅 1V 的 SC-DSB 信号。
10、移去加法器 A 输入端的信号,将 B 输入端信号加入,调整加法器的 g 增益,使加法器输出为振幅 1V 的正弦值。
11、将 A 端信号加入,调整移相器的相移,使加法器输出为调幅波,计算调制系数。
图2.6 产生一般调幅波四实验结论从图可以看出,调幅输出波形就是使载波的振幅按照调制信号的大小成比例地变化的高频振荡信号。
将图中高频振荡信号的各个最大点用虚线描出,所得的曲线就叫调幅波的“包络”。
这个己调信号的包络与调制信号波形完全相似,而频率则维持载波频率,也就是说,每一个高频载波的周期都是相等的,因而其波形的疏密程度均匀一致,与未调制时的载波波形疏密程度相同。
在实验中,调制系数 Ma=(Ummax-Ummin)/(Ummax+Ummin),若Ma >1,则己调信号的包络将产生失真,在接收端检波后,是不可能再恢复出原来的调制信号波形的,称这种情况为过量调幅。