通信原理实验指导书(8个实验)
通信原理实验指导书
输
ＩＮＨ
Ｂ
Ｌ
Ｌ
Ｌ
Ｌ
Ｌ
ＨＬຫໍສະໝຸດ ＨＨＸ入
Ａ Ｌ Ｈ Ｌ Ｈ Ｘ
导通通道
Ｘ０ Ｘ，Ｙ０ Ｙ Ｘ１ Ｘ，Ｙ１ Ｙ Ｘ２ Ｘ，Ｙ２ Ｙ Ｘ３ Ｘ，Ｙ３ Ｙ
无
该模块中选Ｘ０＝０，Ｘ１＝－１，Ｘ２＝０，Ｘ３＝＋１；Ｙ０＝Ｙ１＝ Ｙ２＝０，Ｙ３＝＋１； ＩＮＨ＝０。Ｂ为合路码，Ａ为２５６kHZ 时钟信 号。
为可控模拟开关。Ｕ１２Ａ为２／４译码器。Ｕ１３为４位二进制计数器。由Ｕ 6 分频出的３２kHZ 方波信号经Ｕ１３的二、四分频分别得到１６kHZ、８kHZ 方 波信号，送Ｕ1２Ａ的 ２／４译码器。其功能表如表１－２所示。
表１－２ ２／４译码器功能表
输
入
输
Ｇ
Ｂ
Ｈ
Ｘ
Ａ
Ｙ０
Ｙ１
Ｘ
Ｈ
Ｈ
Ｌ
Ｌ
Ｌ
Ｈ
Ｈ
Ｌ
Ｌ
Ｈ
Ｈ
Ｌ
Ｌ
Ｈ
验证是否符合其编码规则。 ３．观察ＨＤＢ３编码中的四连零检测、补Ｖ、加Ｂ补奇、单／双极
性变换的波形，并验证是否符合编码规则。 ４．观察并比较单、双极性码（非归零、归零）、时钟信号、时序信号
及双相码的波形和相位特点。 三、基本原理：
本实验使用数字信源模块和ＨＤＢ３编、译码模块。（两个实验一起做） １． 数字信源：
1
表１－１ ８选１数据选择器功能表
输
入
输
出
Ａ２ Ａ１
Ａ０
ST
Ｙ
W
ＸＸ
Ｘ
Ｈ
Ｌ
Ｈ
ＬＬ
Ｌ
Ｌ
Ｄ
Ｄ
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。
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通信原理实验大全引言：通信原理是指利用一定的物理媒介将信息从发送者传递到接收者的过程。
通信原理实验是通信原理课程中的重要内容，通过实验可以加深对通信原理的理解，掌握通信原理的基本原理和技术。
本文将介绍几个通信原理实验的具体步骤和实验原理。
实验一：模拟调制与解调技术实验目的：熟悉模拟调制与解调技术的基本原理和方法，掌握AM，FM，PM的调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生载波信号。
2.使用调制信号（如语音信号）对载波进行调制。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始信号。
4.分析解调后的信号与原始信号的相似性。
实验原理：模拟调制是将载波信号与调制信号进行相互作用，在载波上叠加调制信号的变化。
调制信号可以是模拟信号，如语音信号，也可以是数字信号。
调制后的信号通过传输媒介传递到接收端，接收端通过解调技术将信号还原为原始信号。
实验二：数字调制与解调技术实验目的：熟悉数字调制与解调技术的基本原理和方法，掌握ASK，FSK，PSK等数字调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生数字信号。
2.将数字信号进行调制，如ASK调制、FSK调制、PSK调制等。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始数字信号。
4.分析解调后的信号与原始数字信号的相似性。
实验原理：数字调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，通过将数字信号与载波进行相互作用，改变载波的一些特性来实现信号传输。
数值调制通常使用正弦波作为载波信号。
解调则是将调制信号还原为原始数字信号的过程。
实验三：信道编码和解码技术实验目的：熟悉信道编码和解码技术的基本原理和方法，掌握卷积码、纠错码等编码与解码过程。
实验步骤：1.使用编码器将原始信息进行编码。
2.对编码后的信息添加噪声进行模拟信道传输。
3.使用解码器对接收到的编码信息进行解码。
4.比较解码后的信息与原始信息的相似性。
实验原理：信道编码是为了提高信道传输的可靠性和容错性，通过在原始信息中添加冗余数据，使得在传输中出现的错误可以被检测和纠正。
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。
通信原理课程实验指导书
（2）以发送时钟（TPM01）作同步，观测发送信号（TPi03）的波形。测量过零点抖动与眼皮厚度（换算成码元宽度的百分数）。
（3）用KG02输入不同的测试数据（0/1码，11101010），观察TPi03的信号（主要从信号的最佳点收敛情况、过零抖动情况进行判断）。总结信号特征并解释原因。
其中，α是滚降因子，取值范围为0到1。一般α=0.25~1时，随着α的增加，相邻符号间隔内的时间旁瓣减小，这意味着增加α可以减小位定时抖动的敏感度，但增加了占用的带宽。对于矩形脉冲BPSK信号能量的90%大约在1.6Rb的带宽内，而对于α=0.5升余弦滤波器，所有能量则在1.5Rb的带宽内。如图1.1Nyquist升余弦滤波基带传输频域与时域特性
注意：FSK的数据输入信号来源于基带成形模块的测试序列，其通过KG02来选择不同的数据，数据速率受KG03控制，在FSK实验中KG03设置在500bps（KG03处于2-3状态）。
FSK解调框图见图2.2：
图2.2 FSK解调方框图
FSK解调的工作原理是用一个模拟锁相环UE02(CD4046)对输入的FSK信号进行鉴频。在解调模块中采用一个PLL环，当输入的FSK频率出现变化时，锁相环也随之变化，它是通过控制环路的输入电压TPE04来达到的。这样当输入信号频率为20～24KHz时，锁相环的VCO控制电压为高电平，输出码元为1；反之当输入信号频率为6～9KHz时，锁相环的VCO控制电压为低电平，输出码元为0。压控振荡器(VCO)的控制电压直接反映了FSK信号中的码元变化。将该VCO的输入控制电压送入比较器中之后就能得到的FSK接收解调的数字信号。
图1.4基带传输的框图
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通信实验指导书电气信息工程学院目录实验一AM调制与解调实验 (1)实验二FM调制与解调实验 (5)实验三ASK调制与解调实验 (8)实验四FSK调制与解调实验 (11)实验五时分复用数字基带传输 (14)实验六光纤传输实验 (19)实验七模拟锁相环与载波同步 (27)实验八数字锁相环与位同步 (32)实验一AM调制与解调实验一、实验目的理解AM调制方法与解调方法。
二、实验原理本实验中AM调制方法：原始调制信号为1.5V直流＋1KHZ正弦交流信号，载波为20KHZ正弦交流信号，两者通过相乘器实现调制过程。
本实验中AM解调方法：非相干解调（包络检波法）。
三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。
四、实验步骤1.熟悉实验所需部件。
2.按下图接线。
3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。
4.结合上述实验结果深入理解AM调制方法与解调方法。
实验一参考结果实验二FM调制与解调实验一、实验目的理解FM调制方法与解调方法。
二、实验原理本实验中FM调制方法：原始调制信号为2KHZ正弦交流信号，让其通过V/F （电压/频率转换，即VCO压控振荡器）实现调制过程。
本实验中FM解调方法：鉴频法（电容鉴频＋包络检波＋低通滤波）三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。
四、实验步骤1.熟悉实验所需部件。
2.按下图接线。
3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。
4.结合上述实验结果深入理解FM调制方法与解调方法。
实验二参考结果实验三ASK调制与解调实验一、实验目的理解ASK调制方法与解调方法。
二、实验原理本实验中ASK调制方法：键控法（原始数字信号采用250HZ方波信号代替，载波为2KHZ正弦交流信号，利用方波信号切换开关电路实现调制过程。
本实验中ASK解调方法：非相干解调（包络检波法）。
三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。
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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。
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通信实验指导书电气信息工程学院目录实验一 AM调制与解调实验 (1)实验二ＦM调制与解调实验……………………………５实验三AＳK调制与解调实验 (8)实验四 FＳＫ调制与解调实验 (11)实验五时分复用数字基带传输 (1)４实验六光纤传输实验…………………………… １9实验七模拟锁相环与载波同步…………………… ２７实验八数字锁相环与位同步……………………3２实验一 AM调制与解调实验一、实验目的理解AM调制方法与解调方法。
二、实验原理本实验中AＭ调制方法：原始调制信号为１．５V直流+1ＫHZ正弦交流信号，载波为20KHZ正弦交流信号，两者通过相乘器实现调制过程。
本实验中ＡＭ解调方法：非相干解调（包络检波法）。
三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。
四、实验步骤1.熟悉实验所需部件.2.按下图接线。
3.用示波器（或计算机)分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。
4.结合上述实验结果深入理解ＡM调制方法与解调方法。
实验一参考结果实验二 FM调制与解调实验一、实验目的理解FM调制方法与解调方法。
二、实验原理本实验中FM调制方法：原始调制信号为2KHZ正弦交流信号，让其通过V/F （电压/频率转换,即VCＯ压控振荡器）实现调制过程。
本实验中FＭ解调方法：鉴频法(电容鉴频＋包络检波＋低通滤波）三、实验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机(数据采集设备）。
四、实验步骤1.熟悉实验所需部件.2.按下图接线.3.用示波器(或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。
4.结合上述实验结果深入理解FＭ调制方法与解调方法。
ﻬﻬ实验二参考结果实验三ＡSK调制与解调实验一、实验目的理解ASK调制方法与解调方法。
二、实验原理本实验中ＡSK调制方法：键控法（原始数字信号采用250HZ方波信号代替,载波为２KＨＺ正弦交流信号,利用方波信号切换开关电路实现调制过程。
本实验中ＡSK解调方法:非相干解调（包络检波法）。
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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）。
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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、了解NRZ码、方波、正弦波等各种信号的频谱。
3、理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。
4、熟练掌握信号源模块的使用方法。
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。
2、观察点频方波信号的输出。
3、观察点频正弦波信号的输出。
4、拨动拨码开关，观察码型可变NRZ码的输出。
5、观察位同步信号和帧同步信号的输出。
6、观察NRZ码、方波、正弦波、三角波、锯齿波的频谱。
三、实验仪器1、信号源模块2、20M双踪示波器一台3、频率计（可选）一台4、PC机（可选）一台5、连接线若干四、实验原理信号源模块可以大致分为模拟部分和数字部分，分别产生模拟信号和数字信号。
1、模拟信号源部分模拟信号源部分可以输出频率和幅度任意改变的正弦波（频率变化范围100Hz～10KHz）、三角波（频率变化范围100Hz～1KHz）、方波（频率变化范围100Hz～10KHz）、锯齿波（频率变化范围100Hz～1KHz）以及32KHz、64KHz的点频正弦波（幅度可以调节），各种波形的频率和幅度的调节方法请参考实验步骤。
该部分电路原理框图如图1-1所示。
在实验前，我们已经将各种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U04,并存放在固定的地址中。
当单片机U03检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后，一方面通过预置分频器调整U01中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管SM01～SM04显示)；另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类，通过地址选择器选中数据存储器U04中对应地址的区间，输出相应的数字信号。
该数字信号经过D/A转换器U05和开关电容滤波器U06后得到所需模拟信号。
图1-1 模拟信号源部分原理框图2、数字信号源部分数字信号源部分可以产生多种频率的点频方波、NRZ码（可通过拨码开关SW01、SW02、SW03改变码型）以及位同步信号和帧同步信号。
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通信原理实验大全完整版实验一：模拟调制与解调技术实验实验目的：通过实验研究模拟调制与解调技术的基本原理和方法。
实验内容：1.了解调制与解调的基本概念和分类。
2.设计并搭建模拟调制与解调电路。
3.调整调制与解调电路的参数，并观察输出信号的变化。
4.分析调制与解调电路中各部分的功能和作用。
实验二：数字调制与解调技术实验实验目的：通过实验研究数字调制与解调技术的基本原理和方法。
实验内容：1.了解数字调制与解调的基本原理和方法。
2.设计并搭建数字调制与解调电路。
3.分析调制与解调电路的输出信号特征，并与理论结果进行对比。
4.探究数字调制与解调电路的性能和应用。
实验三：信道编码与解码技术实验实验目的：通过实验研究信道编码与解码技术的基本原理和方法。
实验内容：1.了解信道编码与解码的基本原理和方法。
2.设计并搭建信道编码与解码电路。
3.分析信道编码与解码电路的性能指标，并进行优化调整。
4.探究信道编码与解码的应用场景和工程实践。
实验四：多址技术实验实验目的：通过实验研究多址技术的基本原理和方法。
实验内容：1.了解多址技术的基本原理和分类。
2.设计并搭建多址技术的实验电路。
3.分析多址技术的性能指标，并进行性能测试。
4.探究多址技术在通信系统中的应用和发展趋势。
实验五：传输系统性能分析实验实验目的：通过实验研究传输系统的性能分析方法和技术。
实验内容：1.了解传输系统的基本要素和性能指标。
2.设计并搭建传输系统实验电路。
3.测试传输系统的性能指标，并进行结果分析。
4.优化传输系统的性能，并与理论结果进行对比。
实验六：射频通信系统实验实验目的：通过实验研究射频通信系统的基本原理和方法。
实验内容：1.了解射频通信系统的基本要素和原理。
2.设计并搭建射频通信系统实验电路。
3.测试射频通信系统的性能指标，并进行结果分析。
4.优化射频通信系统的性能，并探究其在无线通信领域的应用。
实验七：光纤通信实验实验目的：通过实验研究光纤通信的基本原理和方法。
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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。
通信原理实验指导书++(凌特修改)
TongXinYuanLiTONGXINYUANLI SHIYANXITONG ZHIDAOSHU高等学校信息工程类专业系列教材通信原理实验系统指导书研发中心编写组编著武汉凌特电子技术有限公司目录实验一CPLD可编程数字信号发生器实验 (1)实验二模拟信号源实验 (7)实验三抽样定理和PAM调制解调实验 (13)实验四脉冲编码调制解调实验 (21)实验五两路PCM时分复用实验 (35)实验六两路PCM解复用实验 (41)实验七振幅键控（ASK）调制与解调实验 (45)实验八移频键控FSK调制与解调实验 (52)实验九移相键控（PSK/DPSK）调制与解调实验 (60)实验十载波同步提取实验 (69)实验十一位同步提取实验 (76)实验十二帧同步提取实验 (86)武汉凌特电子技术有限公司LTE-TX-02E型通信原理实验指导书实验一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、实验原理CPLD可编程模块用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号。
它由CPLD 可编程器件ALTERA公司的EPM240T100C5、下载接口电路和一块晶振组成。
晶振JZ1用来产生系统内的32.768MHz主时钟。
1、CPLD数字信号发生器包含以下五部分：1)时钟信号产生电路将晶振产生的32.768MH Z时钟送入CPLD内计数器进行分频，生成实验所需的时钟信号。
通过拨码开关S4和S5来改变时钟频率。
有两组时钟输出，输出点为“CLK1”和“CLK2”，S4控制“CLK1”输出时钟的频率，S5控制“CLK2”输出时钟的频率。
2)伪随机序列产生电路通常产生伪随机序列的电路为一反馈移存器。
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）。
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实验一 CPLD 可编程数字信号发生器实训一、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、实验设备与器件1、通信原理实验箱一台；2、模拟示波器一台。
三、实验原理1、CPLD 可编程模块电路的功能及电路组成CPLD可编程模块（芯片位号：U101）用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和数字信号。
它由 CPLD可编程器件 ALTERA公司的 EPM7128(或者是Xilinx 公司的 XC95108)、编程下载接口电路（J104）和一块晶振（OSC1）组成。
晶振用来产生系统内的16.384MHz 主时钟。
本实验要求参加实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法，才可通过CPLD可编程器件的二次开发生成这些信号，理论联系实践，提高实际操作能力，实验原理图如图1-1 所示。
2、各种信号的功用及波形CPLD 型号为 EPM7128 由计算机编好程序从 J104 下载写入芯片，OSC1 为晶体，频率为 16.384MHz，经 8 分频得到 2.048MHz 主时钟，面板测量点与EPM7128 各引脚信号对应关系如下：SP101 2048KHz 主时钟方波对应 U101EPM7128 11 脚SP102 1024KHz 方波对应 U101EPM7128 10 脚SP103 512KHz 方波对应 U101EPM7128 9 脚SP104 256KHz 方波对应 U101EPM7128 8 脚SP105 128KHz 方波对应 U101EPM7128 6 脚SP106 64KHz 方波对应 U101EPM7128 5 脚SP107 32KHz 方波对应 U101EPM7128 4 脚SP108 16KHz 方波对应 U101EPM7128 81 脚SP109 8KHz 方波对应 U101EPM7128 80脚SP110 4KHz 方波对应 U101EPM7128 79脚SP111 2KHz 方波对应 U101EPM7128 77脚SP112 1KHz 方波对应 U101EPM7128 76脚SP113 PN32KHz 32KHz伪随机码对应U101EPM7128 75脚SP114 PN2KHz 2KHz伪随机码对应U101EPM7128 74脚SP115 自编码自编码波形，波形由对应 U101EPM7128 73 脚J106 开关位置决定SP116 长 0 长 1 码码形为1、0 连“1”对应 U101EPM7128 70脚、0 连“0”码SP117 X 绝对码输入对应 U101EPM7128 69 脚SP118 Y 相对码输出对应 U101EPM7128 68 脚SP119 F80 8KHz0 时隙取样脉冲对应 U101EPM7128 12 脚此外，取样时钟、编码时钟、同步时钟、时序信号还将被接到需要的单元电路中。
PN32KHz、PN2KHz 伪随机码的码型均为 111100010011010，不同的是码元宽度不一样，PN2KHz 的码元宽度 S＝1/2KHz＝0.5ms，PN32KHz 的码元宽度 S＝0.03125ms。
注：本实验平台中所有数字信号都是由同一个信号源 OSC1 分频产生，所以频率相同或者频率成倍数关系的数字信号，都有相对固定的相位关系。
CPLD可编程模块电路图，如图1-1 所示：图1-1 CPLD可编程模块电路图四、实验内容1、熟悉CPLD可编程数字信号发生器各测量点信号波形；2、查阅CPLD可编程技术的相关资料，了解这些信号产生的方法。
五、实验步骤本次实验使用了实验平台中“数字信号源模块”。
1、打开电源总开关，电源指示灯亮，系统开始工作；2、用示波器测出下面所列各测量点波形，并对每一测量点的波形加以分析；GND为接地点，测量各点波形时示波器探头的地线夹子应先接地。
3、测量点输出的理想波形及比较，如图1-2 所示：图1-2 CPLD可编程模块产生的部分信号理想波形示意图六、实验报告1、分析各种时钟信号及数字信号产生的方法，叙述其功用；2、画出各种时钟信号及数字信号的波形；七、预习要求了解 CPLD可编程技术方面的知识实验二模拟信号发生器实训一、实验目的1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途；2、观察分析各种模拟信号波形的特点及产生原因。
二、实验设备与器件1、通信原理实验箱一台；2、模拟示波器一台。
三、实验原理模拟信号发生器电路用来产生实验所需的各种音频信号：同步正弦波信号、非同步简易正弦波信号、话音信号、音乐信号等。
（一）同步信号源1、功用同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2KHz 正弦波信号，可作为抽样定理PAM、增量调制CVSD 编码、PCM 编码实验的输入音频信号。
在没有数字存贮示波器的条件下，用它作为取样及编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的取样及编码数字信号波形。
2、电路原理它由2KHz 方波经高通滤波器、低通滤波器和输出放大及跟随等电路三部分组成，如图1-1所示：由CPLD 可编程器件U101 产生的2KHz 方波信号，经R501 接入本电路。
SP501 为其测量点。
U501A 及周边的阻容网络组成一个截止频率为234Hz 高通滤波器和截止频率为2342Hz 的低通滤波器，用以滤除2KHz 方波的各次谐波，输出2KHz 正弦波，SP502“同步输出”铜铆孔为其输出点。
2KHz 正弦波通过铜铆孔输出可供PAM、PCM、CVSD（△M）模块使用。
W501 用来改变输出同步正弦波的幅度。
图1-1 为同步正弦信号发生器的电路图（二）非同步信号源非同步正弦波信号源是一个简易信号发生器，它可产生频率为0.3～10KHz 的可调正弦波信号，输出幅度为0～10V（一般使用范围0～4V）且幅度由W203 连续可调。
在没有数字存贮示波器的条件下，用它作为取样及编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的取样及编码数字信号波形，非同步信号源发生模块电路原理图如图1-2 所示：图1-2 非同步信号源发生模块电路原理图（三）音乐信号源音乐信号产生电路用来产生音乐信号送往音频终端电路，以检查话音信道的开通情况及通话质量。
音乐信号由U601 音乐片厚膜集成电路产生。
音乐信号源发生模块电路原理图如图1-3 所示：图1-3 音乐信号源发生模块电路原理图（四）音频功率放大器音频功率放大器采用LM386 单片集成功放，模拟信号从SP1202 引入，W1201 调节音量，J1202 控制与喇叭的连接，当J1202 的1、2 连接时，喇叭接通；2、3 连接时喇叭断开，模拟信号发生模块实物图如图1-4 所示：图1-4 模拟信号发生模块实物图四、实验内容1、观察同步信号源的波形并理解它的原理；2、观察非同步信号源的波形并理解它的原理；3、观察音乐信号源的波形并理解它的原理。
五、实验步骤模拟信号发生模块实验连接示意图如图2-5所示：图 2-5 模拟信号发生模块电路连接示意图1、打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮；2、连接 SP111 和 SP501，将 CPLD产生的 2KHz 方波信号送入同步信号电路；3、用示波器测量 SP201、SP502、SP601 等各点波形。
4、将各模拟信号由相应铜铆孔输出，通过连接线接入 SP1201 铜铆孔，此时模拟信号可由喇叭输出（将 J1201 的 1-2 连通），学生可直观地感受各模拟信号间的差别。
5、模拟信号源模块有关器件接口介绍：SP201：非同步信号输出，一般使用范围 300Hz～3.4KHz；SP601：音乐信号输出，SW601 触发后产生；SP502：同步正弦波输出，频率 2KHz；SW601：音乐信号触发开关；SP1201：功放输入。
电位器调节：W201：非同步正弦信号频率调节；W202：非同步正弦信号占空比调节；W203：非同步正弦信号幅度调节；W501：同步正弦波信号幅度调节W305：功放放大幅度调节。
6、测量点输出的理想波形图 2-6 同步正弦波信号波形示意图图 2-7 非同步信号理想波形比较示意图六、实验报告1、画出各测量点波形，并进行分析；2、画出各模拟信号源的电路框图，叙述其工作原理；3、记录实验过程中遇到的问题并进行分析。
七、预习要求理解同步信号源、非同步信号源以及音乐信号源的波形和原理。
实验三抽样定理与PAM系统实训一、实验目的1、通过对模拟信号抽样的实验,加深对抽样定理的理解；2、通过PAM 调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点；3、通过对电路组成、波形和所测数据的分析，了解PAM 调制方式优缺点。
二、实验设备与器件1、通信原理实验箱一台；2、模拟示波器一台。
三、实验原理抽样定理和脉冲幅度调制实验系统框图如图3-1、电原理图如图3-2、实物电路如图3-3 所示，由输入电路、高速电子开关电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成。
图3-1 脉冲振幅调制电路原理框图取样电路是用4066 模拟门电路实现。
当取样脉冲为高电位时，取出信号样值；当取样脉冲为低电位，输出电压为0，这样便完成了取样。
本电路属低通信号的自然取样。
根据取样定理，取样后的信号还原为原信号要通过理想低通滤波器，本滤波电路系统用有源低通滤波器代替理想低通滤波器完成还原。
图3-2 抽样定理实验电路原理图图3-3 抽样定理实验模块实物图四、实验内容1、通过PAM 调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点；2、掌握抽样的全过程。
五、实验步骤抽样定理模块实验连接方式示意图，如图3-4所示图 3-4 抽样定理模块电路连接方式示意图1、SP201 连接 SP111 接入 2KHz 同步方波产生 2KHz 同步正弦波。
2、连接 SP202 与 SP301，送入模拟信号。
3、SP302 接入抽样时钟信号，频率有 4KHz、8KHz、16KHz 方波可供选择，建议先接入 16KHz开始实验。
4、改变输入SP302 的抽样时钟频率，重复步骤 1-3。
5、连接 SP204 与 SP301、SP303 与 SP306、SP305与 TP207，把扬声器J204 开关置到 1、2位置，变化 SP302 的输入采样时钟信号频率，听辨音乐信的质量。
6、抽样过程理想波形比较示意图，如图3-5 所示：图 3-5 抽样过程理想波形比较示意图六、实验报告1、列出所测各点的波形、频率、电压等有关数据，验证抽样定理；2、抽样功能实现的方法很多，请设计一个抽样电路完成功能。
七、预习要求了解PAM 调制原理和的特点；了解抽样原理及抽样的整个过程。
实验四PCM 编码、译码原理实训—、实验目的1、加深对PCM 编码过程的理解；2、熟悉PCM 编、译码专用集成芯片的功能和使用方法；3、了解PCM 系统的工作过程；4、了解帧同步信号的时序状态关系；5、掌握时分多路复用的工作过程；6、用同步正弦波信号观察PCM 八比特编码的实验。