通信原理实验报告 - 图文

通 信 原 理

实 验 报 告

实验一 数字基带信号实验(AMI/HDB3)

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/AMI码中提取位同步信号的波形

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（EL-TS-M6）、AMI/HDB3编译码模块（EL-TS-M6）。

并 行 码 产 生 器八选一S1八选一八选一分S2S3S4S5BS倒相器FS三选一 BS-OUTNRZ 频晶振CLK 器抽 NRZ-OUT样图1-1 数字信源方框图

无定义位帧同步码数据1数据2×1110010×××××××××××××××× 图1-2 帧结构

四、实验步骤

1、 熟悉信源模块和HDB3/AMI编译码模块的工作原理。

2、 插上模块（EL-TS-M6），打开电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。 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、 关闭电源。将数字信源模块的NRZ-OUT和BS-OUT用导线分别连接到 HDB3/AMI编译码模块的NRZ-IN和BS-IN上,将(AMI)HDB3-OUT和(AMI)HDB3-IN连接。打开电源，用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。

用信源模块的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NRZ-OUT和（AMI）HDB3-OUT，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。观察AMI码时将开关K320置于A端，观察HDB3码时将K320置于H端，观察时应注意编码输出（AMI）HDB3-OUT比输入NRZ-OUT延迟了4个码元。

（2）将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI码和HDB3码。

（3）将K1、K2、K3置于任意状态，K320置A或H端，将（AMI）HDB3－OUT和（AMI）HDB3－IN相连，将CH1接NRZ-OUT，CH2分别接（AMI）HDB3-D和NRZ-IN，观察波形。观察时应注意：

五、实验结果

1、不归零码特点：“1”—正电平，“0”—0电平 归零码特点：“1”—正电平，“0”—负电平 2、代码全为1时，AMI和HDB3码

3、 代码全为0时，AMI和HDB3码

AMI

HDB3

4、k1置于11110010

k2置于10101010

k3置于01011101态时

K1

K2

K3

实验二 数字调制实验

一、实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的方法

3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系

4、了解2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的

关系

二、实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱

三、基本原理

本实验使用数字信源模块(EL-TS-M6)和数字调制模块(EL-TS-M4)。信源模块向调制模块提供位同步信号和数字基带信号（NRZ码）。调制模块将输入的NRZ绝对码变为相对码、用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号。

数字调制单元的原理方框图及电路图分别如图2-1，图2-2所示。

图2-1 数字调制方框图

四、实验步骤

1、熟悉数字信源单元及数字调制单元的工作原理。

2、插上模块EL-TS-M6和EL-TS-M4连线：数字调制单元的CLK、BS-IN、NRZ-IN分别连至信源单元CLK、BS-OUT、NRZ-OUT。

3、打开电源。用数字信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接AK，CH2接BK，信源模块的K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。 4、示波器CH1接2DPSK-OUT，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度可能不一致，

但这并不影响信息的正确传输。

5、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK-OUT和2ASK-OUT；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）。

6、用频谱仪观察AK、2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱（条件不具备时不进行此项观察）。

应该注意的是：由于示波器的原因，实验中可能看不到很理想的2FSK、2DPSK波形。

五、实验结果

设信息代码为10011010，用数字信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接AK，CH2接BK，信源模块的K1K2K3置于任意状态（非全）

实验三 数字解调实验

一、实验目的

1. 掌握2DPSK相干解调原理

2. 掌握2FSK过零检测解调原理

二、实验内容

1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形 2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形

三、基本原理

可用相干解调或差分相干解调法（相位比较法）解调2DPSK信号。在相位比较法中，要求载波频率为码速率的整数倍，当此关系不能满足时只能用相干解调法。本实验系统中，2DPSK载波频率等码速率的13倍，两种解调方法都可用。实际工程中相干解调法用得最多。

2FSK信号的解调方法有：包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。

2FSK-IN单稳1整形1单稳2相加FD器低通滤 LPF波器抽样判决器整形2CM抽样器AK-OUT (b)图3-1 数字解调方框图

BS-IN

（a） 2DPSK相干解调 （b）2FSK过零检测解调

本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解调2FSK信号。图3-1、图3-2分别为两个解调器的方框图和电原理图。

四、实验步骤

本实验使用数字信源单元、数字调制单元、载波同步单元、2DPSK解调单元及2FSK解调单元，应用模块EL-TS-M6和EL-TS-M4，它们之间的信号连结方式如图3-5所示。实际通信系统中，解调器的位同步信号来自位同步提取单元。本实验中这个信号直接来自数字信源,在以后的实验中将使用位同步提取。在做2DPSK解调实验时，位同步信号送给2DPSK解调单元，做2FSK解调实验时则送到2FSK解调单元。

数字信源BS-OUTBS-OUTNRZ-OUTBS-INNRZ-IN数字调制2FSK-OUT2DPSK-OUT2FSK-IN2DPSK-INBS-INBS-IN2FSK解调2DPSK解调2DPSK-OUT2DPSK-IN载波同步CAR-INCAR-OUT

图3-5 数字解调实验连接图

1、图3-5将五个单元的信号输出、输入点连在一起。

2、数字信源模块、数字调制及载波同步模块是否已在工作正常。

3、PSK解调实验

（1）用数字信源的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调

制单元的BK，CH2接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图3-3所示的理论波形。

（2）示波器的CH2接LPF，可看到LPF与MU反相。当一帧内BK中“1”码“0”

码个数相同时，LPF的正、负极性信号与0电平对称，否则不对称。 （３）断开、接通电源若干次，使数字调制单元CAR信号与载波同步单元CAR-OUT

信号同相，观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字调制单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。

（４）再断开、接通电源若干次，使CAR信号与CAR-OUT信号反相，重新进行步

骤（３）中的观察。

在进行上述各步骤时应注意运放是一个反相放大器。 4. 2FSK解调实验

示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，观察2FSK过零检测解调器的解调过程（注意：低通及整形2都有倒相作用）。LPF的波形应接近图3-4所示的理论波形。

五、实验结果

1、数字调制单元CAR信号与载波同步单元CAR-OUT信号同相

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