通信原理实验指导书(学生)资料
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》随课实验—学习指导书
0.01
五、思考题 1、AM和DSB信号的功率谱的区别是什么？ 2、采用相干解调时，接收端的本地载波与发送载波同频不同相时，对解调性能 有何影响？ 六、提示： 1、 Matlab只能处理离散值，所以调制信号、载波、已调信号和解调信号都是用 离散序列表示的。 2、 载波信号频率fc应是调制信号频率fm五倍以上，否则解调时对低通滤波器的 要求太高。 3、 抽样频率fs应大于整个调制解调过程中出现的最高频率(为2fc+fm)的两倍， 但 为了使最后绘出的曲线较平滑，又不使对低通滤波器的要求过高，建议选择 抽样频率为载波频率的8～10倍。 4、 注意调制解调时的乘法为点乘：.*。 5、 低通滤波器用下面的函数实现：B=fir1(16,wc/pi) 16－滤波器阶数；wc－截止频率(数字域)；wc=1.5*2*pi*fm/fs；
8
fm：模拟截止频率(Hz)；fs：抽样频率(Hz) 该函数的返回值B即为FIR型LPF的系统函数的系数。 6、 用函数filter(B,1,x)实现对输入信号x进行滤波的功能，B是FIR滤波器的系统函 数的系数。 7、 采用FFT求信号频谱时，函数为fft(x, N)；x：时域信号；N：FFT的点数； 然后绘制图形，横坐标为[0:N-1]/N*fs，纵坐标为abs(fft(x,N))。 8、 绘制LBF的频率响应时，先求出其频率响应， 函数为：[h,w]=freqz(B, 1, N)； h：频率响应；w：数字角频率；B：LBF的系统函数的系数；N：频率响应的 点数；然后绘制图形，横坐标为w*fs/(2*pi)，纵坐标为20*log10(abs(h))。 9、 绘图窗口控制命令 figure(n)：新建一个绘图窗口，窗口序号为n，并激活该窗口；若已存在序号 为n的绘图窗口，则激活该窗口。 subplot(m,n,p)：将绘图窗口分割成m×n个子窗口，并在其中的第p个子窗口 中绘图。
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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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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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实验一 HDB3码型变换实验一、实验目的通过本实验，学生应达到以下要求：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、通过测试电路，熟悉并掌握分析电路的一般规律与方法，学会分析电路工作原理，画出关键部位的工作波形。
3、了解关于分层数字接口脉冲的国际规定，掌握严格按技术指标研制电路的实验方法。
二、实验内容⏹调测HDB3编、译码电路；⏹调测位定时提取电路及信码再生电路。
各部分的输出信号应达到技术指标的要求，同时做到编、解码无误；⏹利用频谱仪，研究经HDB3编码后的频谱特性（条件允许）。
三、实验原理在数字通信系统中，有时不经过数字基带信号与信道信号之间的变换，只由终端设备进行信息与数字基带信号之间的变换，然后直接传输数字基带信号。
数字基带信号的形式有许多种，在基带传输中经常采用AMI码（传号交替反转码）和HDB3码（三阶高密度双极性码）。
1、传输码型在数字复用设备中，内部电路多为一端接地，输出的信码一般是单极性不归零信码。
当这种码在电缆上长距离转输时，为了防止引进干扰信号，电缆的两根线都不能接地（即对地是平衡的），这里就要选用一种适合线路上传输的码型，通常有以下几点考虑：（1）在选用的码型的频谱中应该没有直流分量，低频分量也应尽量少。
这是因为终端机输出电路或再生中继器都是经过变压器与电缆相连接的，而变压器是不能通过直流分量和低频分量的。
（2）传输型的频谱中高频分量要尽量少。
这是因为电缆中信号线之间的串话在高频部分更为严重，当码型频谱中高频分量较大时，就限制了信码的传输距离或传输质量。
（3）码型应便于再生定时电路从码流中恢复位定时。
若信号中连“０”较长，则等效于一段时间没有收脉冲，恢复位定时就困难，所以应该使变换后的码型中连“０”较少。
（4）设备简单，码型变换容易实现。
（5）选用的码型应使误码率较低。
双极性基带信号波形的误码率比单极性信号的低。
根据这些原则，在传输线路上通常采用AMI码和HDB3码。
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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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目录实验一信号发生器系统实验 (2)实验二中央集中控制器系统单元实验 (10)实验三脉冲幅度调制（PAM）及系统实验 (18)实验四脉冲编码调制（PCM）及系统实验 (25)实验五增量调制编码系统实验 (38)实验六增量调制系统译码实验 (46)实验七基本锁相环、锁相式数字频率合成器系统实验 (57)实验八二相PSK（DPSK）调制实验 (78)实验九二相（PSK、DPSK）解调器 (88)实验十 FSK调制解调系统实验 (104)实验十一通信系统综合实验 (110)实验一信号发生器系统实验一、实验目的1．了解多种时钟信号的产生方法。
2．掌握用数字电路产生伪随机序列码的实现方法。
3．了解PCM编码中的收、发帧同步信号的产生过程。
二、预习要求阅读本实验原理部分内容，理解信号发生器系统的原理，熟悉各芯片的功能。
三、实验仪器仪表1．THKTXZ-1型通信系统原理综合实验箱；2．双踪示波器；3．繁用表。
四、实验电路工作原理时钟信号乃是其它各其它各级电路的重要组成部分，在通信电路及其它电路中，若没有时钟信号，则电路基本工作条件得不到满足而无法工作。
因此，我们在做电子与通信原理各项实验时，必须先对所有的时钟信号加以了解、熟悉，以便能顺利地进行后面的各项实验。
（一）电路组成信号发生器电路是供给实验箱各实验系统的各种时钟信号和其它有用信号与测试信号，实验电原理框图见图1-1所示：图1-1信号发生器原理框图图1-2是信号发生器电原理图，由以下电路组成： 1．内时钟信号源；2．多级分频及脉冲编码调制（PCM CODEC ）系统收、发帧同步信号产生电路；3．伪随机序列码产生电路； 4．简易正弦信号发生器电路。
（二）电路工作原理 1．内时钟信号源内时钟信号源电路由晶振J 101（4.096MHz ）、电阻R 101和R 102、电容C 101、非门U 101：A 和U 101：B 、U 106：B 组成，若电路加电工作后，在U 101：A 的输出端输出一个比较理想的方波信号，输出振荡频率为4.096MHz ，经过D 触发器进行二分频，输出为2.048MHz 方波信号，输出送到信号转接开关K 101的1脚。
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在该模块中，各跳线的功能如下：
1、KE01：跳线开关KE01用于选择UE01的鉴相输出。当KE01设置于1_2时（左端），选择异或门鉴相输出；当KE01设置于2_3时（右端），选择三态门鉴相输出，详情请参见4046器件性能资料。
2、KE02：跳线开关KE02是用于选择输入锁相信号：当KE02置于2_3时（右端），输入信号来自FSK调制端；当KE02置于1_2时（左端）选择外部的测试信号。
图3.2BPSK判决反馈环结构
判决反馈环具有00、1800两个相位平衡点，因而存在相位模糊点。对于接收的BPSK信号，在什么时刻对信号进行抽样、判决，这主要由位定时来决定。位定时的好坏决定误码率的大小。在刚接收到BPSK信号之后，位定时一般不处于正确的抽样位置，必须采用一定的算法对抽样点进行调整，这个过程称为位定时恢复。常用的位定时恢复有：滤波法、数字锁相环等。以2倍码元速率抽样为例：信号取样如图3.3所示。S（n-1）、S（n+1）为调整后的最佳样点，S（n）为码元中间点。首先位定时的提取时刻为其基带信号存在过零点，即如图3.3中的情况所示。位定时误差的大小按下式进行计算：
3.掌握眼图信号的观察方法
4.学习评价眼图信号的基本方法
二、实验仪器
1.ZH7001（II）通信原理基础实验箱一台
2.20MHz双踪示波器一台
3函数信号发生器一台
三、实验原理
在寻找对信号基带传输的设计过程中，Nyquist设计准则为基带传输系统信号设计提供了一个方法。利用该准则一方面可以对信号的频谱进行限制，另一方面又不会产生码间串扰。升余弦信号设计是其中的一个例子。升余弦滤波器的传递函数为：
3.锁相环特性观察
（1）准备：与步骤1不同之处是将KE02置于1-2端，这样接收的信号来源于外部测试信号。
通信原理实验一指导书
实验一熟悉SYSTEMVIEW仿真软件一、实验目的1、了解SystemView仿真环境。
2、熟悉SystemView图符库。
二、实验要求1、先安装SystemView软件。
2、熟悉它的环境，仿真窗口，图符库，帮助系统。
3、独立完成，完成后书写实验报告。
三、实验设备网络计算机，SystemView软件。
四、实验内容1、熟悉仿真环境及图符库。
2、学习使用SystemView,建立自己的第一个系统。
五、实验步骤建立一个产生正弦波信号，并对其进行平方运算的系统1、进入SystemView。
通过双击桌面上的SystemView快捷图标或单击程序组中的SystemView即可启动SystemView。
2、设置系统运行时间。
单击工具条中的系统定时“System Time”按钮，把采样频率“Sample Rate”设置成100Hz，采样点数“No of Samples”设置为128。
3、定义一个幅度为1v，频率为10Hz的正弦信号源。
从图符库中拖出一个信号源图符“Source”到设计窗口，双击该图符，在出现的信号源库窗口中，选择周期信号“Periodic”中的正弦信号“Sinusoid”,按“Parameter”按钮，将参数设置窗口中的频率“Frequency”定义为10。
4、定义一个平方运算的函数图符。
从图符库“Function”中拖动一个函数图符至设计窗口，双击该图符，在出现的函数库窗口中，选择代数库“Algebraic”中的“X^a”，并在参数设置窗口中的文字框中输入2。
5、定义两个接收图符。
拖动两个接收器图符到设计窗口，双击它们，将它们都定义为“Graphic Display”的“SystemView”信号接收类型。
6、连接图符。
将信号源图符（正弦输出）分别连接到函数图符和其中一个接收图符，函数图符连接到另一个接收图符。
7、运行系统。
单击工具条中的运行按钮，运行系统，这时就会在第一个接收图形显示区中显示出正弦信号，在第二个接收图形显示区中显示出平方后的信号。
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。
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。
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实验二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。
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、M6模块数字信号源单元和AMI/HDB3编译码单元三、基本原理1、数字信源本模块是整个数字通信实验系统的发终端，其原理方框图如图1-1所示。
图1-1 数字信源方框图其中，并行码产生器为实验箱M6模块数字信号源单元的K1、K2、K3，它们是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。
注意：发光二极管是10位的，前两位无效。
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 • FS -OUT 信源帧同步信号输出点/测试点 • NRZ-OUTNRZ 信号输出点/测试点本单元产生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。
图1-2 帧结构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1-3所示，图中NRZ-OUT 的无定义位为0，帧同步码为1110010，数据1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 码第一位起始时间约超前一个码元。
FSNRZ-OUT图1-3 FS 、NRZ-OUT 波形2. AMI/HDB 3编译码AMI/HDB 3编译码原理框图如图1-4所示。
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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。
本实验平台其它一些模块还有拨码开关，由于它们功能比较简单，我们将在相应模块中说明，在此不再列表介绍。
第一部分通信原理预备性实验实验1 平台介绍及实验注意事项一、实验目的1．了解实验箱的功能分布；2．掌握实验箱的操作习惯；3．掌握实验箱的操作注意事项。
二、实验仪器1．RZ8681实验平台 1台2．各个实验模块配套三、实验原理1. 实验平台整体功能介绍RZ8681型现代通信技术平台是由底板+模块组成的模块化可定制的系统平台，平台底板提供了基本的信源和信宿并预留了外接接口，中间设置了9个模块放置区，在实验时可以通过选择不同的实验模块，完成不同的实验内容，或者通过多个模块的组合完成综合通信实验内容，另外可以为学校提供底板的接口标准，以便学生基于该平台进行设计，开发。
图1-1 RZ8681底板功能分布图实验底板主要由几个部分组成：（1）USB接口：可将电脑端的数据发送到实验箱上进行传输。
（2）DDS信号源：产生常见的各种信号，并且频率幅度可调。
另外为抽样定理实验提供了抽样脉冲信号。
（3）电话接口：产生真实的语音信号。
（4）电源指示：指示不同电压的工作状态，开电后，3个灯常亮为正常状态，闪烁说明有故障。
（5）模块分布图：指示了底板9个模块放置位置的分布图，序号为A-I。
（6）调制接口：外部调制信号输入和输出铆孔。
（7）光纤接口：可选配置接口，可以通过光纤完成系统的全双工通信。
（8）眼图电路：眼图观察电路，相当于一个参数可调的信道。
（9）滤波器及功放：包含一个参数可调（2.6k和5k）的低通滤波器，滤波器输出信号连接到扬声器。
（10）模块安放区：共9个位置，用来放置实验模块，对应上述的模块分布图。
2. 平台操作及教材编写常识在平台研发及教材编写过程中，默认采用了一些习惯用语，下面将部分习惯用法给出说明，以便理解。
（1）在实验中，测量点主要分为两类：Pxx和TPxx。
其中Pxx是指可插线的测量铆孔，而TPxx则是测量针。
（2）实验中连线时需要注意，连线铆孔分输入孔和输出孔，在铆孔上有箭头标注。
不能将两个输出孔或输入孔连接在一起。
（3）实验步骤中，标号一般以“4P01（G）”形式给出，其中标号代表实际操作中对应的连线或测量标号，而后面括号中的“G”是指：按照要求安放模块后，4P01标号会在G号位安放的板子上找到，这样便于操作时查找。
（4）实验中，对应的实验步骤选用仪表默认为双通道示波器，但实际中用四通道示波器会有更好的实验效果。
3. 实验注意事项（1）为实验箱加电前，要简单检查一下实验箱是否有明显的损坏现象；加电时，观察实验箱右上角的电源指示灯是否正常显示，如果指示灯闪烁，请立即关闭实验箱，并检查故障原因。
（2）实验箱盖子翻开后，可以取下。
但是取下和安装时，都需要注意后端的卡轴是否完全卡好。
在没有完全卡好卡轴的情况下关闭实验箱，会对卡轴造成损坏。
另外，每台实验箱的盖子和箱体编号是对应的（箱体和盖子后端均有编号），不对应无法安装，因此实验时应妥善保管实验箱盖子，以防弄混。
（3）实验模块放置时，应该确认模块接口（防呆口）和底板接口已对应一致才下压，否则会损坏接口。
另外不同模块放置的具体位置应参考具体实验内容的说明。
（4）实验箱上参数可调的元器件,如电位器，拨码开关，轻触开关，要小心使用，尽量避免用力过大，造成元器件损坏。
以上元器件为磨损器件，在使用时掌握使用技巧，请不要频繁按动或旋转。
四、实验内容及步骤1. 结合实验原理部分的内容，了解实验箱的各个功能模块的名称及作用。
2. 仔细阅读“实验注意事项”，掌握实验箱的正确操作方法。
五、实验报告要求1. 结合实验箱结构，简单画出实验箱的功能分布图；2. 总结实验箱使用的注意事项。
实验2 DDS信号源实验一、实验目的1．了解DDS信号源的组成及工作原理；2．掌握DDS信号源使用方法；3．掌握DDS信号源各种输出信号的测试；4．配合示波器完成系统测试。
二、实验仪器1．DDS信号源（位置参见实验1平台介绍）2. 100M双踪示波器1台三、实验原理1.DDS信号产生原理直接数字频率合成(DDS—Digital Direct Frequency Synthesis)，是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。
时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字，频率分辨率取决于累加器位数，相位分辨率取决于ROM的地址线位数，幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位数。
图2-1 DDS信号产生原理DDS信号源模块硬件上由cortex-m3内核的ARM芯片(STM32)和外围电路构成。
在该模块中，我们用到STM32芯片的一路AD采集（对应插孔调制输入）和两路DAC输出（分别对应插孔P03.P04）。
抽样脉冲形成电路（P09）信号由STM32时钟配置PWM模式输出，调幅、调频信号通过向STM32写入相应的采样点数组，由时钟触发两路DAC同步循环分别输出其已调信号与载波信号。
对于外加信号的AM调制，由STM32的AD对外加音频信号进行采样，在时钟触发下当前采样值与载波信号数组的相应值进行相应算法处理，并将该值保存输出到DAC，然后循环进行这个过程，就实现了对外部音频信号的AM调制。
实验箱的DDS信号源能够输出抽样脉冲（PWM）、正弦波、三角波、方波、扫频信号、调幅波（AM）、双边带（DSB）、调频波（FM）及对外部输入信号进行AM调制输出。
2.DDS信号源使用及信号生成表DDS信号源主要包含以下几个部分：LCD：显示输出信号的频率。
调制输入：外部调制信号输入铆孔（注意铆孔下面标注的箭头方向。
若箭头背离铆孔，说明此铆孔点为信号输出孔；若箭头指向铆孔，说明此铆孔点为信号输入孔）。
P03：DDS各种信号输出铆孔。
P04：20KHZ载波输出铆孔。
P09：抽样脉冲输出铆孔。
SS01：复合式按键旋纽。
按键用来选择输出信号种类；旋纽用来改变信号频率。
W01（幅度调节）：用来调节输出信号的幅度。
初始时输出序号为0001，对应“抽样”输出状态。
按下复合式按键旋纽SS01，可切换不同的信号输出状态，按一次输出序号递增，DDS最大序号为9，正好与l0种输出信号状态对应。
序号10为内置误码仪测试功能，序号11为USB转串口数据通道。
序号为11后，继续按复合按键旋纽，则返回初始序号1。
D0l、D02.D03.D04四个指示灯将显示输出的序号状态。
四、实验内容及步骤1.加电打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。
若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
2.信号输出类型调节通过按下复合旋钮SS01，调节P03的输出类型，使其分别输出1.正弦波，2.三角波，3.方波，4.扫频信号，5.调幅信号，6.双边带信号，7.调频信号等。
3.信号频率调节旋转复合式按键旋纽SS01，在“抽样”、“正弦波”、“三角波”、“方波”等输出状态时，可步进式调节输出信号的频率，顺时针旋转频率每步增加100HZ，逆时针减小100HZ；在其它DDS信号源序号，旋转复合式按键旋纽SS01无操作。
4.输出信号幅度调节调节调幅旋钮W01，可改变P03.P04输出的各种信号幅度。
5.用示波器观察DDS信号源产生的信号，并记录波形。
完成下面的实验任务：●P03输出2k正弦波，调节使Vp-p（峰峰值）=2V；P09输出8k抽样信号；●P03输出4k三角波, 调节Vp-p（峰峰值）=3V；P09输出12k抽样信号；●P03输出6.8k方波，调节Vp-p（峰峰值）=2.5v；●P03输出扫频信号；●P03输出调幅信号；●P03输出双边带信号；●P03输出调频信号；●P09输出12K抽样信号。
备注：1.对于调幅、双边带、调频信号，载波频率固定为20KHz,内部产生调制信号频率固定为2KHz，由外部“调制输入”的调制信号频率由外部输入信号决定。
2.扫频信号的扫频范围是300Hz—50KHz。
五、实验报告要求1．简叙DDS信号源工作原理。
2．画出DDS信号源各种输出信号波形，并说明其幅度、频率等调节方法。
第二部分通信原理重要部件实验实验1 抽样定理及其应用实验一、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．学习PAM调制硬件实现电路，掌握调整测试方法。
二、实验仪器1．PAM脉冲调幅模块，位号：H2．时钟与基带数据发生模块，位号：G3．100M双踪示波器1台4．小平口螺丝刀1只5．信号连接线3根三、实验原理抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原原信号。
这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。