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。
通信原理实验指导书(8个实验)
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。
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
实验一：信号源实验第一部分 CPLD可编程逻辑器件实验一、实验目的1．了解ALTERA公司的CPLD可编程器件EPM240；2．了解本模块在实验系统中的作用及使用方法；3．掌握本模块中数字信号的产生方法。
二、实验仪器1．时钟与基带数据发生模块，位号：G2．示波器1台三、实验原理CPLD可编程模块（时钟与基带数据发生模块，芯片位号：4U01）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EPM240、下载接口电路（4J03）和一块晶振（4JZ01）组成。
晶振用来产生16.384MHz系统内的主时钟，送给CPLD芯片生成各种时钟和数字信号。
本实验要求实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法，理论联系实践，提高实际操作能力。
m序列是最被广泛采用伪随机序列之一，除此之外，还用到其它伪随机码，如Gold序列等，本模块采用m序列码作为系统的数字基带信号源使用，在示波器上可形成稳定的波形，方便学生观测分析。
下面介绍的m序列原理示意图和仿真波形图都是在MAX+PLUS II软件环境下完成。
其中，RD输入低电平脉冲，防止伪随机码发生器出现连0死锁，其对应仿真波形的低电平脉冲。
CLK为时钟脉冲输入端。
OUT为m序列伪随机码输出。
下图3-1、图3-2为三级m序列发生器原理图和其仿真波形图。
在实验模块中的clk为2KHZ时钟，输出测试点为4P02，m序列输出测试点为4P01。
图3-1 三级m序列发生器原理图（M=7）图3-2 三级m序列仿真波形图下图3-3、图3-4为四级m序列发生器原理图和其仿真波形图。
图3-3 四级m序列发生器原理图（M=15）下图3-5、图3-6为五级m序列发生器原理图和其仿真波形图。
图3-5 五级伪随机码发生器原理图图3-6 五级伪随机码仿真波形图图3-7中介绍是异步四级2分频电路，其特点是电路简单，但由于其后级触发器的触发脉冲要待前级触发器的状态翻转之后才能产生，因此其工作速率较低。
通信原理实验一
中南大学信息科学与工程学院通信原理实验报告学生学院信息科学与工程学院专业班级学号学生姓名指导教师时间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,通过开关K1，K2，K3将数字信源置于01110010 11110000 11110000，理论上的波形应该是如下图1-11:图 1-1 示波器上的理想波形实际在示波器上看到此时示波器中的波形如下图 1-12，对比图1-11可以看到，发光状态是正确的。
图 1-2 代码01110010 11110000 11110000时的位同步信号和NRZ码（2）用开关K1产生代码01110010（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。
图 1-3 代码01110010 00000000 00000000时的位同步信号和NRZ码说明：集中插入法是将标志码组开始位置的群同步码插入一个码组的前边。
数字通信原理实验一AMI、HDB3编译码实验
数字通信原理实验报告实验一AMI、HDB3编译码实验学院计算机与电子信息学院专业班级姓名学号指导教师实验报告评分：_______实验一 AMI、HDB3编译码实验一、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7．HDB3码频谱测量实验8．书本上的HDB3码变化和示波器观察的HDB3码变化差异实验三、基本原理:PCM信号基带传输线路码型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1.1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。
图1.1变压器的隔离作用由于变压器的接入，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。
数字通信原理实验 玻尔兹曼
数字通信原理实验玻尔兹曼
数字通信原理实验是现代通信技术中的重要组成部分，通过实验可以更好地理解数字通信的基本原理和技术。
在数字通信原理实验中，玻尔兹曼常常被用来解释信号传输中的噪声与信息传输的关系。
玻尔兹曼常数是统计物理学中的一个基本常数，通常用符号k表示。
它描述了在热平衡时，系统的熵与其微观态数目的关系。
在数字通信中，玻尔兹曼常数被用来描述信号传输中的噪声功率与温度的关系。
在数字通信系统中，信号传输过程中会受到各种干扰，其中噪声是一个重要的影响因素。
噪声会使得信号的质量下降，影响信息的传输和解码。
通过实验可以测量信号传输中的噪声功率，进而计算出信噪比等重要性能指标。
玻尔兹曼常数在数字通信原理实验中的应用可以帮助我们理解信号传输中的噪声与信息传输的关系。
通过实验测量信号的功率和噪声功率，可以计算出信噪比，进而评估信号传输的质量。
同时，玻尔兹曼常数还可以用来解释信号传输中的热噪声，帮助我们更好地理解数字通信系统的性能。
总的来说，数字通信原理实验中的玻尔兹曼常数的应用是非常重要的，它可以帮助我们深入理解数字通信系统中的噪声与信号传输的关系，为数字通信技术的研究和应用提供重要的理论基础。
通过实验中对玻尔兹曼常数的应用，我们可以更好地掌握数字通信的原理和技术，为通信系统的设计和优化提供重要的参考。
通信原理网上实验一
实验报告（一）实验日期：2020 年4 月26 日；时间：19:00实验项目：信源编码技术实验使用仪器及装置：仪器：示波器，连接线，装置：主控&信号源模块、3号、21号模块（各一块）实验内容：一、抽样定理实验1、实验目的（1）了解抽样定理在通信系统中的重要性。
（2）掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。
（3）理解低通采样定理的原理。
（4）理解实际的抽样系统。
（5）理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。
（6）理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。
（7）理解带通采样定理的原理。
2、实验原理（1）实验原理框图抽样定理实验框图（2）实验框图说明抽样信号由抽样电路产生。
将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。
平顶抽样和自然抽样信号是通过开关S1切换输出的。
抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。
这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA数字滤波器（有FIR、IIR两种）。
反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。
3、实验步骤实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证概述：通过不同频率的抽样时钟，从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异和联系，验证抽样定理。
1、登录e-Labsim仿真系统，创建实验文件，选择实验所需模块和示波器。
2、运行仿真，开启所有模块的电源开关。
3、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。
调节主控模块的W1使A-out输出峰峰值为3V。
4、此时实验系统初始状态为：被抽样信号MUSIC为幅度4V、频率3K+1K正弦合成波。
抽样脉冲A-OUT为幅度3V、频率9KHz、占空比20%的方波。
5、实验操作及波形观测。
（1）调用示波器观测自然抽样前后的信号波形：设置开关S13#为“自然抽样”档位，用示波器CH1和CH2分别接MUSIC主控&信号源和抽样输出3#。
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,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。
通信原理实验一思考题答案
通信原理实验指导书思考题答案1、实验一: 信号源实验位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用？答：位同步和帧同步是数字通信技术中的核心问题, 在整个通信系统中, 发送端按照确定的时间顺序, 逐个传输数码脉冲序列中的每个码元, 在接收端必须有准确的抽样判决时刻（位同步信号）才能正确判决所发送的码元。
位同步的目的是确定数字通信中的各个码元的抽样时刻, 即把每个码元加以区分, 使接收端得到一连串的码元序列, 这一连串的码元序列代表一定的信息。
通常由若干个码元代表一个字母（符号、数字）, 而由若干个字母组成一个字, 若干个字组成一个句。
帧同步的任务是把字、句和码组区分出来。
尤其在时分多路传输系统中, 信号是以帧的方式传送的。
克服距离上的障碍, 迅速而准确地传递信息, 是通信的任务, 因此, 位同步信号和帧同步信号的稳定性直接影响到整个通信系统的工作性能。
自行计算其它波形的数据, 利用U006和U005剩下的资源扩展其它波形。
答: 在实验前, 我们已经将四种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005（2864）并存放在固定的地址中。
当单片机U006（89C51）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U004（EPM7128）中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管M001~M004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U005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U007（TLC7528）和开关电容滤波器U008（TLC14CD）后得到所需模拟信号。
自行扩展其它波形时要求非常熟悉信号源模块的硬件电路, 最好先用万用表描出整个硬件电路。
此题建议让学生提供设计思路, 在设计不成熟的情况很容易破坏信号源。
提示如下: 工作流程同已有的信号源, 波形的数据产生举例如下:a=sin(2.0*PI*(float)i/360.0)+1.0;/产生360个正弦波点, 表示一个周期波形数据/k=(unsigned char)(a/2.0*255.0);/数字化所有点以便存储/将自己产生的360个点追加到数据存储器U005（2864）并存放在后续的固定的地址中, 根据单片机U006（89C51）编程选中对应U005的地址, 循环周期显示输出即为我们所设计的波形。
14秋通信原理实验指导书(实验一多径传播实验)
实验一 多径传播一、实验目的通过实验掌握多径传播、信道的频率选择性、相干带宽等概念，理解多径信道对信号传输的影响。
二、实验原理多径信道指信号传输的路径不止一条，接收端同时收到来自多条传输路径的信号，这些信号可能同向相加或反向相消。
由于各径时延差不同，每径信号的衰减不同，因此数字信号经过多径信号后有码间干扰。
通常情况下，如果信号的码元间隔远大于多径间的最大时延差，此时信号经过多径后不会产生严重的码间干扰；相反，如果信号码元间隔与多径间的时延差可比，则信号经过多径传输后会产生严重的码间干扰，此时接收端需要考虑采用均衡和其他消除码间干扰的方法才能正确接收信号。
由于多径，信道幅频特性不为常数，对某些频率产生较大的衰减，对某些频率的衰减小，即信道具有频率选择性。
当输入信号的带宽远小于信道带宽时（第一个零点带宽），则信道对输入信号的所有频率分量的衰减几乎相同，这种情况下，信号经历平坦性衰减，当输入信号的带宽与信道带宽可比时，此时信号各频率分量经过信道的衰减不同，即信号经过了频率选择性的衰减。
通常可用信道的时延扩展m τ来表示信道的多径扩展情况，多径时延扩展的倒数称为信道的相干带宽m B τ1=，设输入信号的码元间隔为s T ，当s BT >>1时，信号的衰减是平坦的；反之，信号的衰减是频率选择性的。
数字信号经过多径非时变信道后，输出信号为)()(1i Li i t b t s τμ-=∑=从频域观点看)()())(()(21f H f B e f B f S i f j Li i ==-=∑τπμ三、实验内容设三径信道5.01=μ，707.02=μ，5.03=μ，01=τ，s 12=τ，s 23=τ。
1.用Matlab 画出信道的幅频响应特性和相频响应特性；2.设信道输入信号为)()(s n n nT t g a t b -=∑，其中 ，1=s T ，n a 随机取0或1，画出输出信号波形；3.同（2）相同形式的输入信号，但8=s T ，画出输出信号波形。
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。
通信原理实验大全完整版
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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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。
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74HC74BSS5S4S3S2S1BS-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。
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、MR=0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 ）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、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、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的2路时分复用信号，此信号为单极性不归零信号（NRZ ）。
S 3S2S1(a)S5S4S3(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 Z 00 0 0 0 x0 0 0 1 0 0 x1 0 1 0 0 0 x2 0 1 1 0 0 x3 1 0 0 0 0 x4 1 0 1 0 0 x5 1 1 0 0 0 x6 111x7Φ Φ Φ 1 0 0 ΦΦ Φ Φ 1 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 的无定义位为0，帧同步码为1110010，数据1为，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。
FSNRZ-OUT帧同步码数据1数据2图1-5 FS 、NRZ-OUT 波形2. HDB 3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，其中-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 译码器输出信号 BS-R 锁相环输出的位同步信号 （AMI ）HDB 3编码器输出信号BPF带通滤波器输出信号DET（AMI ）HDB 3整流输出信号(AMI)HDB 3编译码器 单—双变 换 双—单 变 换相加器锁相环 限幅放大带通+H-OUT BS-IN -H-OUTNRZ-INHDB 3(AMI)+H -HNRZ （AMI ）BS-RDET整流器图1-6 HDB 3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HDB 3码。
图1-6中各单元与电路板上元器件的对应关系如下： HDB 3编译码器U10：HDB 3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74HC04 相加器U17：或门74LS32带通滤波器U13、U14：运放UA741限幅放大器U15：运放LM318锁相环U16：集成锁相环CD4046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（EPM7064）芯片完成，说明见附录四。
下面简单介绍AMI、HDB3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）T S的关系是τ=。
HDB3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；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；HDB3码是占空比为的双极性归零码。
设信息码为0000 0110 0001 0000 0，则NRZ码、AMI码，HDB3码如图1-8所示。
分析表明，AMI码及HDB3码的功率谱如图1-9所示，它不含有离散谱f S成份（f S =1/T S，等于位同步信号频率）。
在通信的终端需将它们译码为NRZ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HDB3码数字信号进行整流处理，得到占空比为的单极性归零码（RZ|τ=）。
这种信号的功率谱也在图1-9中给出。
由于整流后的AMI、HDB3码中含有离散谱f S ，故可用一个窄带滤波器得到频率为f S的正弦波，整形处理后即可得到位同步信号。
图1-8 NRZ、AMI、HDB3关系图图1-9 AMI、HDB3、RZ|τ=频谱可以用CD22103集成电路进行AMI或HDB3编译码。
当它的第3脚（HDB3/ AMI）接+5V 时为HDB3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，分别与AMI或HDB3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HDB3。
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定的准周期信号。
对此信号进行限幅放大处理后得到幅度恒定、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。