数字通信原理实验一
通信原理实验报告
中南大学数字通信原理实验报告课程名称：数字通信原理实验班级：学号：姓名：指导教师：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、实验步骤本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。
1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。
接好电源线，打开电源开关。
2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。
用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察：（1）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；（2）用开关K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ 码特点。
3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。
仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。
（1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3，将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1，观察全1码对应的AMI码（开关K4置于左方AMI 端）波形和HDB3码（开关K4置于右方HDB3端）波形。
通信原理实验-实验一 信号发生器系统实验
实验一信号发生器系统实验一、实验内容1．用内时钟信号源产生的信号作为总时钟输入，分别分析各级电路，并测出各测量点波形。
2．分析伪随机码发生器的工作原理。
3. 掌握数字基带各种信号的定义与产生方法，观察各点波形。
4. 熟悉时分复用信号的产生与帧同步信号集中插入的方法，观察各点波形。
5. 掌握用函数发生器产生正弦波和三角波的方法，观察并调节8038的输出波形。
6．掌握各输出信号在整个系统中的作用。
二、实验分析本实验的信号发生器分为三个独立的部分:①以 4.096MHz晶振为中心的时钟信号产生部分②以4.433MHz晶振为中心的数字信号产生部分③以8038函数发生器为中心的模拟信号产生部分。
信号发生器的作用是提供实验箱各实验系统的各种时钟信号和其它有用信号及测试信号，其各部分的工作原理如下：（1）时钟信号产生部分：产生不同频率的方波、伪随机序列及其他脉冲信号用以作为后续实验各个模块的时钟信号和基带信号。
（2）数字信号产生部分：产生六种基带信号NRZ、RZ、BNRZ、BRZ、BPH、AMI。
（3）模拟信号产生部分：输出方波、三角波、正弦波等波形。
三、实验结果1、时钟信号产生部分的测量：TP007（蓝色-下）与TP006（黄色-上）在1、2引脚跟2、3引脚下的波形图如下所示： 1、2引脚 2、3引脚2、数字信号产生部分的测量：（1）TP011的波形：（2）TP012（下）的波形（与TP011（上）双踪）：（3）TP013的波形（与TP011双踪）拨码开关SW001、SW002、SW003的设置分别为： 1000 0000 1100 0000 1110 0000。
（3）TP014的波形（与TP013双踪）（4）TP015（下）的波形（与TP013双踪）：（5）TP016（下）的波形（与TP013双踪）（6）TP017（下）的波形（与TP013双踪）：（7）TP018（下）的波形（与TP013双踪）。
通信原理：实验一 信号源实验
实验一信号源实验一、实验目的1、了解通信原理实验箱的基本结构。
2、熟练掌握主控&信号源模块的使用方法。
3、熟练掌握数字存储示波器的基本使用方法。
4、理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。
二、实验内容1、观察频率连续可变正弦信号输出波形。
2、观察128KHZ和256KHZ正弦信号输出波形3、观察位同步信号和帧同步信号的输出。
4、观察PN序列的输出。
三、实验仪器1、主控&信号源模块一块2、数字存储双踪示波器一台3、连接线若干四、实验介绍1、信号源模块在实验箱中名称为---- 主控&信号源模块。
其按键及接口说明如图1-1所示：2、主控&信号源模块功能说明A.模拟信号源功能模拟信号源菜单由“模拟信号源”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” 一 “调节步进” → “音乐输出”-“占空比”(只有在图图1-2模拟信号源菜单示意图注意:上述设置是有顺序的。
例如,从“输出波形”设置切换到“音乐输出”需要按3 次“选择/确定”键。
下面对每一种设置进行详细说明：a. “输出波形”设置输出方波模式下才出现)。
在设置状态下, 选择“选择/确定”就可以设置参数了。
菜单如模拟信号源输出波形：正弦波 输出频率：OOOLOOKHz 调节步进：IOHz 音乐输出：音乐1 模拟信号源 输出波形：方波 输出频率：000 LOOKHz 调节步进：10HZ 音乐输出：音乐1 占空比：50% (a)输出正弦波时没有占空比选项 (b)输出方波时有占空比选项图1-1 主控&信号源按键及接口说明一共有6种波形可以选择:正弦波：输出频率IOHZ~2MHz方波：输出频率IOHZ~200KHz三角波：输出频率IOHZ~200KHzDSBFC （全载波双边带调幅）：由正弦波作为载波，音乐信号作为调制信号。
输出全载波双边带调幅。
DSBSC （抑制载波双边带调幅）：由正弦波作为载波，音乐信号作为调制信号。
通信原理实验报告（8份）
通信原理实验报告(8份)姓名：学号：通信原理实验报告姓名：姓名：学号：实验一HDB3码型变换实验一、实验目的了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。
掌握HDB3码的编译规则。
了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。
二、实验器材主控&信号源、2号、8号、13号模块双踪示波器连接线三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图各一块一台若干姓名：学号：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、实验步骤姓名：学号：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。
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】。
将模块13的开关S3分频设置拨为0011，即提取512K同步时钟。
姓名：学号：3、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。
4、实验操作及波形观测。
通信原理实验报告实验一
实验一模拟线性调制系统仿真实验1实验目的掌握常规AM调制、DSB调制、单边带调制（SSB）的原理和方法，并验证这三种方法的可行性。
并掌握Commsim的常用使用方法。
2实验内容和结果2.1模拟线性调制系统(AM)2.2抑制载波双边带调制（DSB）2.3单边带调制（SSB）3 实验分析3.1模拟线性调制系统(AM)的分析：任意AM 已调信号可以表示为Sam(t)=c(t)m(t)当)()(0t f A t m +=，)cos()(0θω+=t t c c 且A0不等于0时称为常规调幅，其时域表达式为：)cos()]([)()()(00θω++==t t f A t m t c t s c am 3.2抑制载波双边带调制（DSB ）：任意DSB 已调信号都可以表示为DSB S )()()(t m t c t =当)()(0t f A t m +=；)cos()(0θω+=t t c c 且A 0等于0时称为抑制载波双边带调制。
其时域表达式为t t f t m t c t s c DSB ωcos )()()()(==；频域表达式为：C DSB F t s ωω+=([)(C F ωω-+()2)]÷3.3单边带调制（SSB ）：设调制信号为单边带信号f(t)=A m cosωm t ，载波为c(t)=cosωc t 则调制后的双边带时域波形为：2/])cos()cos([cos cos )(t A t A t t A t S m c m m c m c m m DSB ωωωωωω-++==保留上边带，波形为：2/)sin sin cos (cos 2/])cos([)(t t t t A t A t S m c m c m m c m USB ωωωωωω-=+=保留下边带，波形为：2/)sin sin cos (cos 2/])cos([)(t t t t A t A t S m c m c m m c m LSB ωωωωωω+=-=4 实验体会通过此次实验我进一步理解了AM 、DSB 、SSB 的调制方法的原理和方法，以及如何通过Commsim 软件来模拟这一调制的过程。
通信原理实验,码型变换,移相键控调制与解调,眼图,抽样定理,.
实验一码型变换实验一、基本原理在数字通信中, 不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统, 我们称它为基带传输系统,基本结构如图所示。
干扰基带传输系统的基本结构基带信号是代码的一种电表示形式。
在实际的基带传输系统中, 并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。
对传输用的基带信号的主要要求有两点:(1对各种代码的要求,期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型; (2 对所选码型的电波形要求, 期望电波形适宜于在信道中传输。
AMI :AMI 码的全称是传号交替反转码。
这是一种将信息代码 0(空号和 1(传号按如下方式进行编码的码:代码的 0仍变换为传输码的 0, 而把代码中的 1交替地变换为传输码的 +1, -1, +1, -1,……。
HDB3:HDB 3码是对 AMI 码的一种改进码,它的全称是三阶高密度双极性码。
其编码规则如下:先检察消息代码(二进制的连 0情况,当没有 4个或 4个以上连 0串时,按照 AMI 码的编码规则对信息代码进行编码; 当出现 4个或 4个以上连 0串时, 则将每 4个连 0小段的第 4个 0变换成与前一非 0符号 (+1或 -1 同极性的符号, 用V 表示 (即 +1记为 +V, -1记为 -V ,为使附加 V 符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性,还必须保证相邻 V 符号也应极性交替。
当两个相邻 V 符号之间有奇数个非 0符号时,用取代节“ 000V ” 取代 4连 0信息码; 当两个相邻 V 符号间有偶数个非 0符号时, 用取代节“ B00V ” 取代 4连 0信息码。
CMI :CMI 码是传号反转码的简称,其编码规则为:“ 1”码交替用“ 11”和“ 00”表示; “ 0”码用“ 01”表示。
BPH :BPH 码的全称是数字双相码,又称 Manchester 码,即曼彻斯特码。
它是对每个二进制码分别利用两个具有 2个不同相位的二进制新码去取代的码,编码规则之一是: 0→ 01(零相位的一个周期的方波1→ 10(π相位的一个周期的方波二、实验结果CMIBPHHDB3 AMI三、结果分析各码型波形如上所示, 我们发现许多波形产生了不同程度的畸变, 表现是幅值不是单一的水平线, 而成了曲线。
数字通信原理实验报告 实验一 数字基带信号 1、 实验目的 1、了解单极
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、实验步骤1、熟悉信源模块和HDB3编译码模块的工作原理，使直流稳压电源输出+5V，-12V电压。
2、用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。
接通信源单元的+5V电源，用FS作为示波器的外同步信号，进行下列观察：（1）示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；（2）用K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。
3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。
（1）将信源模块的+5V电源连到HDB3编译码模块，将直流稳压电源上的-12V 连到HDB3编译码模块。
用信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号。
（2）示波器的两个探头CH1和CH2分别接NRZ-OUT和（AMI）HDB3，将信源模块K1、K2、K3的每一位都置1，观察并记录全1码对应的AMI码和HDB3码；再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。
全1码对应的AMI码和HDB码：3码：全0码对应的AMI码和HDB3观察AMI码时将开关K4置于A端，观察HDB3码时将K4置于H端，观察时应注意编码输出（AMI）HDB比输入NRZ-OUT延迟了4个码元。
通信原理实验(1-8)
通信原理实验报告学院：信息工程学院专业：通信工程学号：6姓名：李瑞鹏实验一 带通信道模拟及眼图实验一、实验目的1、 了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义；2、 掌握眼图观测的方法并记录研究。
二、实验器材1、 主控&信号源、9号、13号、17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、实验原理框图带通信道模拟框图2、实验原理框图带通信道是将直接调制的PSK 信号和经过升余弦滤波后调制的PSK 信号送入带通信道，比较两种状况的眼图。
然后，改变带通信道的带宽重复观测。
四、实验步骤概述：该项目是通过分别改变噪声幅度和带通信道频率范围，观测信道的眼图输出变化情况，了解和分析信道输出原因.1、关电，按表格所示进行连线。
2PSK 调制信号加升余弦滤波的带通信道模拟【250KHz~262KHz带通信道】。
3、此时系统初始状态为：PN15为8K。
4、实验操作及波形观测。
（1）以CLK时钟信号为触发源对比观测LPF-BPSK观测点，观察输出眼图波形。
（2）调节17号板W1噪声幅度调节，调节噪声幅度，观察眼图波形变化。
17号模块测试点TP4可以观察添加的白噪声。
（3）在主控菜单中改变带通信道频率范围，观察输出眼图变化，并分析原因。
五、实验报告1、完成实验并思考实验中提出来的问题。
2、分析实验电路工作原理，简述其工作过程。
3、整理信号在传输过程中的各点波形。
实验二 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。
通信原理实验01 各种模拟信号源实验
实验一各种模拟信号源实验实验内容1．测试各种模拟信号的波形。
2．测量信号音信号的波形。
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。
二、电路工作原理模拟信号源电路用来产生实验所需的各种音频信号：同步正弦波信号、非同步正弦波信号、话音信号、音乐信号等。
（一）同步信号源（同步正弦波发生器）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，作为增量调制编码、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，用它作为编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的编码数字信号波形。
2．电路原理图1-1为同步正弦信号发生器的电路图。
它由2KHz方波信号产生器（图中省略了）、高通滤波器、低通滤波器和输出电路四部分组成。
2KHz方波信号由CPLD可编程器件U101内的逻辑电路通过编程产生。
TP104为其测量点。
U107C及周边的阻容网络组成一个截止频率为ωL的二阶高通滤波器，用以滤除各次谐波。
U107D及周边的阻容网络组成一个截止频率为ωH的二阶低通滤波器，用以滤除基波以下的杂波。
两者组合成一个2KHz正弦波的带通滤波器只输出一个2KHz 正弦波，TP107为其测量点。
输出电路由BG102和周边阻容元件组成射极跟随器，起阻抗匹配、隔离与提高驱动能力的作用。
W104用来改变高通滤波器反馈量的大小，使其工作在稳定的状态，W105用来改变输出正弦波的幅度。
图1-1 同步正弦信号发生器电路图（三）话筒输入电路（麦克风电路）1．功用话筒电路用来给驻极体话筒提供直流工作电压。
2．工作原理话筒电路如图1-3所示，V CC经分压器向话筒提供约2.5V工作电压，讲话时话筒与R101上的电压发生变化，其电压变化分量即为话音信号，经E101耦合输出，送往模拟信号输入选择电子开关。
（四）音乐信号产生电路1．功用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。
数字通信原理实验指导书
《数字通信原理原理》实验指导书适用专业：电子信息工程电子科学与技术电气工程及其自动化撰写人：张春光审核人：赵守忠安徽三联学院信息与通信技术系二00八年七月目录实验一抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验 (3)实验二脉冲编码调制(PCM)实验 (13)实验三增量调制(ΔM)编译码实验 (25)实验四移相键控(PSK)实验 (36)实验五 HDB3码型变换实验 (50)实验六 FSK电力线载波通信实验 (58)实验七数字基带信号处理实验 (73)实验一抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验实验学时数：2学时实验类型：验证性实验要求：必做一、实验目的1、验证抽样定理；2、观察了解PAM信号形成过程，平顶展宽解调过程；3、了解时分多路系统中的路际串话现象。
二、基本原理1、概述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。
抽样量化编码信道解码滤波收定时发定时PAM语音信号语音信号PAM图1-1 单路PCM系统示意图作为例子，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。
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fH(即m(t)的频谱中没有fH 以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2fH 的样值序列所决定。
数字通信原理实验
数字通信原理实验数字通信原理实验是通信工程专业重要的实验之一，主要涉及数字通信系统的调制解调、码型、信道编码等关键技术的实现与实验验证。
本文将从实验目的、实验原理、实验内容、实验结果及分析等方面详细介绍数字通信原理实验。
一、实验目的数字通信原理实验旨在让学生通过实验掌握数字通信系统的基本原理、手段和方法，理解数字信号调制解调和信道编码的基本原理，学会使用主要的调制解调器和信道编码器，能够利用MATLAB等程序完成数字信号处理，以及了解数字通信系统实际应用中存在的各种问题和技术的解决方案。
二、实验原理数字通信系统主要包括数字信号的产生、调制、传输、接收、解调和信道编码等环节。
通过对这些环节的实验验证，可以深入理解数字通信原理，具体原理如下：1.数字信号的产生数字信号可以用各种方法产生，如利用矩阵编程产生，通过文件读取等方式将信号导入工作站等，产生信号的总体思路是将模拟信号数字化，例如可以对原始声音信号采样，每个采样点用一个数字表示，实现数字信号的产生。
2.数字信号的调制数字信号可以使用不同的调制方式进行调制，如ASK （Amplitude Shift Keying）、FSK（Frequency Shift Keying）、PSK（Phase Shift Keying）等方式，将数字信号转换成模拟信号，以方便在传输中进行传输。
3.信道编码信道编码是将信号加入纠错码、交织码，通过一定的算法去除在传输过程中可能出现的数据错误和干扰，保证数据传输的可靠性。
4.数字信号的解调收到调制的信号后，需要进行解调才能得到原来的数字信号，常用的解调方式有相干解调、非相干解调等。
三、实验内容实验内容一般包括数字信号的产生、数模转换、调制、信道编码、传输、信道模拟、解调、误码率实验等，下面将从方式介绍每个步骤对应的实验操作。
1.数字信号的产生通过编程、读取文件等方式产生数字信号，MATLAB等数字信号处理软件可以很方便地实现数字信号的产生。
数字通信原理实验 基尔霍夫
数字通信原理实验基尔霍夫数字通信原理实验是电子信息类相关专业学生的必修课程之一。
通过该实验，学生可以了解数字通信系统的概念、基本构成和工作原理，学习数字调制、解调、正交调制等基础知识，掌握数字信号的传输、检测和处理技术，培养实际操作能力和综合分析能力。
实验基本原理数字通信原理实验的基本原理是将模拟信号转换为数字信号，在传输过程中采用数字调制技术，最后将数字信号转换为模拟信号。
这个过程可以分为三个阶段：调制、传输和解调。
接下来我们逐步介绍每个阶段的具体内容。
1.调制调制指的是将模拟信号按照一定的规则转换为数字信号。
常见的调制方式包括脉冲编码调制（PCM）、频移键控调制（FSK）、相移键控调制（PSK）等。
在实验中，我们可以使用虚拟仪器对模拟信号进行采样和量化，并通过软件模拟进行数字调制。
例如，MATLAB软件提供了丰富的数字调制函数，可以方便地进行数字信号处理。
2.传输传输指的是将数字信号通过传输介质进行传输。
传输介质可以是有线电缆、光纤、无线电波等。
在实验中，我们可以使用示波器、信号发生器、数字万用表等仪器对传输过程进行测量，了解传输过程中数字信号的带宽、传输速率、误码率等参数。
3.解调解调指的是将传输过来的数字信号还原为模拟信号。
常见的解调方式包括信号检测、信号保持环、锁相环等。
在实验中，我们可以使用虚拟仪器对数字信号进行解调，并通过示波器的X-Y模式观察解调后的信号波形。
实验内容和流程数字通信原理实验的具体内容和流程会根据不同学校和教师的安排略有不同，但一般会包括以下实验项目：1.模拟信号的采样、量化和编码实验通过使用示波器、信号发生器等虚拟仪器进行控制和测量，完成模拟信号的采样、量化和编码实验，了解采样周期、量化误差等参数。
2.数字信号调制实验使用MATLAB等软件实现数字信号的调制，探究不同调制方式的优缺点、带宽和速率之间的妥协关系。
3.数字信号传输实验通过有线电缆、光纤等传输介质，模拟数字信号的传输过程，测量传输过程中数字信号的参数。
数字通信原理实验
数字通信原理实验引言数字通信原理实验是电子与通信工程等相关专业中的重要实践环节。
通过该实验，学生可以深入了解数字通信的基本原理和实际应用，培养学生的实践能力与创新意识。
本文将介绍数字通信原理实验的实验目的、实验内容、实验原理以及实验过程和结果分析。
实验目的本实验的主要目的是让学生通过实际的操作，深入理解数字通信的原理，掌握数字调制解调技术的基本方法，并能够熟练运用相关仪器设备进行实验操作和数据分析。
实验内容本次实验的主要内容包括以下几个方面：1.了解数字信号代表的基本概念和相关数学知识；2.熟悉数字调制和解调的基本原理和方法；3.学习使用数字信号发生器、示波器等实验仪器设备；4.实现常见的数字调制和解调方法，并对实验结果进行分析。
实验原理数字通信是将模拟信号转化为数字信号，并通过数字信号传输的通信方式。
数字通信的基本原理可以归纳为以下几个方面：1.数字信号的生成：通过采样、量化和编码等过程将模拟信号转换为数字信号。
2.数字调制：将数字信号与载波进行调制，以便在信道中传输。
3.数字解调：将调制后的数字信号从载波中解调出来，恢复原始的数字信号。
4.误码率测试：通过实验或模拟，计算和分析传输信道中的误码率。
在本实验中，我们将重点学习常见的数字调制方法，如振幅移动键控调制（ASK）、频移键控调制（FSK）和相移键控调制（PSK）。
通过实验操作和数据分析，我们可以深入理解数字调制的原理与实际应用。
实验过程和结果分析实验仪器与器件在本实验中，我们将使用以下仪器和器件：•数字信号发生器：用于产生模拟信号和数字信号。
•示波器：用于观察分析信号和波形。
•噪声发生器：用于模拟实际通信中的噪声信号。
•数字调制解调器：用于实现数字调制和解调方法。
实验步骤1.连接实验仪器：将数字信号发生器、示波器和数字调制解调器按照实验要求连接起来。
2.数字调制实验：选择一种数字调制方法（如ASK、FSK或PSK），设置相关参数，并通过数字信号发生器产生数字信号。
《数字通信原理》实验指导书
《通信原理B》实验指导书（仅供电子工程学院内部使用）实验一、数字信源实验一、实验目的：1、了解单极性码、双极性码、非归零码和归零码等基带信号的产生原理及其波形的特点。
2、掌握AMI码、HDB3码、双相码、CMI码等常用码型的编码规则。
二、实验原理：通过键盘输入基带码序列并在LCD上显示，单片机接收到码序列后，根据相应的编码规则控制模拟开关产生相应的波形输出。
三、实验内容：1、用示波器观察单极性非归零码、单极性归零码、双极性非归零码和双极性归零码波形。
2、用示波器观察AMI码、HDB3码、PST 码、双相码、Miller码和CMI 码波形，并验证是否符合其编码规则。
3、观察各码型的功率谱，分析其差异。
4、分析程序，设计流程图，产生占空比为50％的AMI码。
（选做，可参考实验源程序）四、预习要求：1、复习教材中有关基带信号及常用码型的内容。
2、认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。
3、对于选做实验，自行设计实验方案及测试步骤。
五、实验仪器：1、两路1A直流稳压电源1台2、双踪示波器1台3、实验板1块4、万用表1个5、频谱仪1台六、实验步骤：1、观察实验板功能分布，测试接点位置。
2、调整直流稳压电源输出分别为＋12V和－12V。
3、接通电源，观察LCD显示屏工作状况和相应指示。
4、选择键盘【UP】【DOWN】键，选择实验一，按【SURE】键进入实验模式。
5、用示波器观察TEST3接点输出波形，按【UP】或【DOWN】键切换输出波形类型，记录相应波形并验证其编码规则。
6、观察各种输出波形的功率谱，分析其谱特点。
七、实验报告要求：1、根据实验观察和记录各点波形，并分析波形与理论是否相符。
2、比较各码型特点，及功率谱特点。
实验二、PCM编、译码实验一、实验目的：1、掌握PCM编、译码工作原理。
2、了解非均匀量化方法和过程。
二、实验原理：编码：通过键盘输入基带码序列并在LCD上显示，单片机接收到码序列后，控制D/A 产生模拟电压值，经过信道传输到编码模块，输出PCM码。
数字通信原理实验一
中南大学数字通信原理实验报告指导老师宋虹学生姓名 ****学号 *************专业班级 *********************目录实验一 ----------------------------------------2实验目的 ----------------------------------------2实验内容 ----------------------------------------2基本原理 ----------------------------------------2实验步骤 ----------------------------------------9实验结果----------------------------------------11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，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。
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数字通信原理实验报告指导老师学生姓名学号专业班级宋虹**********************************实验_ --------------------------------------- 2实验目的 ---------------------------------------- 2实验内容 ---------------------------------------- 2基本原理 ---------------------------------------- 2实验步骤 ---------------------------------------- 9实验结果 ---------------------------------------- 11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、HDB,码的编码规则。
3、掌握从HDB,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HDB, （AMI）编译码集成电路CD22103o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（HDB,）、整流后的AMI码及整流后的HDB,码。
2、用示波器观察从HDB,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HDB,、AMI译码输岀波形。
基本原理本实验使用数字信源模块和HDBs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，其中首位无泄义，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，帧同步码及无左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岀点：•CLK 晶振信号测试点•BS-0UT 信源位同步信号输岀点/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）输岀点/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：•并行码产生器KI、K2、K3： 8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数图1-2帧结构下而对分频器，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完成三2. F4.宁8、£16运算，输岀BS 、SI 、S2、S3等4个信号。
BS 为位同 步信号，频率为170.5kHz 。
SI 、S2、S3为3个选通信号，频率分别为RS 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 二PL 二1、HR 二0时，可在Q 。
、 Q ：及a 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，完成宁3运算，任Q 。
和Q ：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。
分频器输岀的SI 、S2、S3、S4、S5等5个信号的波形如图1-4 (a)和1-4 (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、NR2-0UTS3信号，它们的8个数据信号输入端xO ~x7分别KI、K2、K3输出的8个并行信号连接。
由表1-1可以分析岀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输岀的3路串行信号分别输入到U8的数据端x3、xO. xl, U8的输岀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）。
s. j-Lrunj_uTj-u_LS354—I_I I_I55| | ______________(b)图1-4分频器输出信号波形（4）倒相与抽样图1-1中的NRZ信号的脉冲上升沿或下降沿比BS信号的下降沿稍有点迟后。
在实验二的数字调制单元中，有一个将绝对码变为相对码的电路，要求输入的绝对码信号的上升沿及下降沿与输入的位同步信号的上升沿对齐，而这两个信号由数字信源提供。
倒相与抽样电路就是为了满足这一要求而设计的，它们使NRZ-OUT及BS-OUT信号满足码变换电路的要求。
表1-1 4512真值表C B A INH DIS z00000xO00100xl01000x201100x310000x41 0 1 0 0 x5 1 1 0 0 0 x6 1 1 10 0 x7 ①①1 0 0①1高阻FS 信号可用作示波器的外同步信号，以便观察2DPSK 等信号。
FS 信号、NRZ-OUT 信号之间的相位关系如图1-5所示，图中NRZ-OUT 的无泄义位为0, 帧同步码为1110010,数据］为11110000，数据2为00001111. FS 信号的低电平、高电平 分别为4位和8位数字信号时间，其上升沿比NRZ-OUT 码第一位起始时间超前一个码元。
图 1-5 FS. NRZ-OUT 波形2. HDB3编译码原理框图如图1-6所示。
本模块内部使用+5V 和-5V 电压，英中-5V 电压由-12V 电源经 三端稳压器7905变换得到。
本单元有以下信号测试点：• NRZ • BS-R • (AMI) HDB ： • BPF • DET译码器输出信号锁相环输出的位同步信号 编码器输出信号 带通滤波器输出信号 （AMI ） HDB,整流输出信号图1-6 HDBs 编译码方框图本模块上的开关K4用于选择码型，K4位于左边A （AMI 端）选择AMI 码，位于右边H （HDB3端）选择HDBs 码。
图1-6中各单元与电路板上元器件的对应关系如下： • HDB,编译码器U10： HDB ：编译码集成电路CD22103A•单/双极性变换器U11： 模拟开关4052 •双/单极性变换器U12： 非门74HC04NRZ-OUTFS整流器信源部分的分频器、三选一、倒相器、抽样以及(AMI)HDBs编译码专用集成芯片CD22103 等电路的功能可以用一片EPLD (EPM7064)芯片完成，说明见附录四。
下而简单介绍AMI、HDB,码编码规律。
AMI码的编码规律是：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的为0码。
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X与码元宽度(码元周期、码元间隔)Ts的关系是T二0.5Ts。
HDBs码的编码规律是：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码时取代节为000V,有偶数个信息1码(包括0个信息1码)时取代节为B00V,其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1： HDB,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；HDB,码是占空比为0.5的双极性归零码。
设信息码为0000 0110 0001 0000 0,则NRZ码、AMI码,HDB,码如图1-8所示。
分析表明，AMI码及HDB,码的功率谱如图1-9所示，它不含有离散谱人成份(公二1/Ts，等于位同步信号频率)。
在通信的终端需将它们译码为XRZ码才能送给数字终端机或数模转换电路。
在做译码时必须提供位同步信号。
工程上，一般将AMI或HDB,码数字信号进行整流处理，得到占空比为0.5的单极性归零码(RZ T=O.5T S)O这种信号的功率谱也在图1-9中给岀。
由于整流后的AMI、HDB,码中含有离散谱去，故可用一个窄带滤波器得到频率为人的正弦波，整形处理后即可得到位同步信号。
信息代码0000011000010000NRZ波形_______________ I I ________________ I—I _____________ HDB3破形n图1-8 NRZ. AMI. HDB3关系图图1-9 AMI、HDB。
、RZ T=05TS频谱酬1代码AMI波形HDB3代码可以用CD22103集成电路进行AMI或HDB,编译码。
当它的第3脚（HD B IT A MI）接+5V 时为HDB,编译码器，接地时为AMI编译码器。
编码时，需输入NRZ码及位同步信号，它们来自数字信源单元，已在电路板上连好。
CD22103编码输出两路并行信号+H-OUT和-H-OUT, 它们都是半占空比的正脉冲信号，分別与AMI或HDB,码的正极性信号及负极性信号相对应。
这两路信号经单/双极性变换后得到AMI码或HDB3O双/单极性变换及相加器构成一个整流器。
整流后的DET信号含有位同步信号频率离散谱。
本单元中带通滤波器实际是一个正反馈放大器。
当无输入信号时，它工作在自激状态：而输入信号将放大器的自激信号频率向码速率方向牵引。
它的输出BPF是一个幅度和周期都不恒左的准周期信号。
对此信号进行限幅放大处理后得到幅度恒左、周期变化的脉冲信号，但仍不能将此信号作为译码器的位同步信号，需作进一步处理。
当锁相环的自然谐振频率足够小时，对输入的电压信号可等效为窄带带通滤波器（关于锁相环的基本原理将在实验三中介绍）。
本单元中采用电荷泵锁相环构成一个Q值约为35的的窄带带通滤波器，它可以输出一个符合译码器要求的位同步信号BS-R.译码时，需将AMI或HDB,码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、第13脚，此任务由双/单变换电路来完成。
当信息代码连0个数太多时，从AMI码中较难于提取稳左的位同步信号，而HDB,中连0 个数最多为3,这对提取髙质量的位同信号是有利的。
这也是HDB,码优于AMI码之处。
HDB5 码及经过随机化处理的AMI码常被用在PCM—、二、三次群的接口设备中。
在实用的HDB,编译码电路中，发端的单/双极性变换器一般由变压器完成：收端的双/ 单极性变换电路一般由变压器、自动门限控制和整流电路完成，本实验目的是掌握HDB,编码规则，及位同步提取方法，故对极性变换电路作了简化处理，不一泄符合实用要求。
CD22103的引脚及内部框图如图1-10所示，详细说明如下：图1-10 CD22103的引脚及内部框图(1) NRZ-IN (2) CTX (3) HDB^7 AMI编码器NRZ 信号输入端；编码时钟（位同步信号）输入端：码型选择端：接TTL 高电平时，选择HDB ：码：接TTL 低电 平时，选择AMI 码；(4) NRZ-OUT (5) CRX (6) RAIS (7) AIS HDB,译码后信码输出端： 译码时钟（位同步信号）输入端：告警指示信号（AIS ）检测电路复位端，负脉冲有效： AIS 信号输出端，有AIS 信号为髙电平，无ALS 信号时为低 电平； (8) V ss (9) ERR (10) CKR (11) +HDB3-IN (12) LTF 接地端：不符合HDB 3/AMI 编码规则的误码脉冲输出端： HDB,码的汇总输出端： HDBs 译码器正码输入端：HDB,译码内部环回控制端，接高电平时为环回，接低电平 时为正常：(13) -HDB 厂IN (14) _HDB 厂OUT (15) +HDB 厂 OUT (16) 陰HDB,译码器负码输入端； HDB,编码器负码输出端；HDB,编码器正码输出端； 接电源端（+5V ）CD22103主要由发送编码和接收译码两部分组成，工作速率为50Kb/s-10Mb/so 两部分 功能简述如下。