海南大学 通信原理实验报告

1、通信原理实验报告海南大学信息科学技术学院编 2015 年 9 月AMI-HDB3 CODECNRZBS-RAMI-HDB3 BPF DETGNDGND CLKBS-OUT()NRZ-OUT(AK)DIGITAL SOURCES-INSDGNDF2D2B2FDBD B1 D1 F1DIGITAL TERMINALGNDCMVCLPFMUBS-INAK-OUTBKAK-OUTBS-INCMLPFFD2DPSK DEMODULATOR2FSK DEMODULATORMUVCOUd CAR-OUTGNDCARRIER SYNCHRONIZERGNDBS-OUTS-INBIT SYNCHRONIZERS-IN BS-IN GAL 24 THFSFRAME SYNCHRONIZERGNDBS SL0SLA SLB SRB STA SRASTB PCM PCM-APCM-BK4ON DIP8ON DIP8ON DIP8DIP4 STB-SSTB-INSTA-SSTA-INK5K6K8SLB 1 2 5 7R19R20C34R39K1K2K3AHCAR BK 2DPSK 2FSK 2ASKGNDGND

2、DIGITAL MODULATERA AM MI I- -H HD DB B3 3 P PC CM M PCM CODEC2 2D DP PS SK K 2 2F FS SK K T TX X- -5 5 - - GNDSRB SRASTASTB -IN -IN-OUT-OUT (B)MIC()SPEAKER()MICSPEAKERGND+12V-12V+5VM IDB3K7 NM R Z C2ONOFF TX-5 HUST EIDIP4K9kHZ8 4 2 _GNDFS(A)0目目 录录实验一 数字基带信号2实验二 数字调制9实验三 数字解调12实验四 时分复用数字基带通信系统161实验一实验一 数字基带信号数字基带信号一、一、 实验目的实验目的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、二、 实验内容实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转

3、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、三、 实验步骤实验步骤本实验使用数字信源单元和 HDB3 编译码单元。1、接好电源线，打开电源开关。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。2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。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）；图 1.NRZ-OUT 和 BS-OUT2图 2.对照发光二极管的发光状态3、用示波器观察 HDB3 编译单元的各种波形。（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 码和 HDB3 码。图 3.全 1

4、 码对应的 AMI 码3图 4.全 1 码对应的 HDB3 码（2）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 HDB3 单元的开关 K4 置于 A 端，观察 HDB3 码时将 K4 置于 H 端，观察时应注意AMI、HDB3 码是占空比等于 0.5 的双极性归零码。编码输出 HDB3（AMI）比输入 NRZ-OUT 延迟了 4 个码元。图 5.全 0 码对应的 AMI 码4图 6.全 0 码对应的 HDB3 码（3）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。图 7.对应的 AMI 码5图 8.对应的 HDB3 码（4） 将 K1、K2、K3 置于任意状态，K4 先置 A（AMI）端再置 H（HDB3）端，CH1 接信源单元的NRZ-OUT，CH2 依次接 HDB3 单元的（AMI-D）HDB3-D、BPF、BS-R 和 NRZ ，观察这些信号波形。图 9-1.K4 置 A（AMI）端、CH2 接（AMI-D）HDB3-D6图 9

5、-2.K4 置 H（HDB3）端、CH2 接（AMI-D）HDB3-D图 10-1.K4 置 A（AMI）端、CH2 接 BPF7图 10-2.K4 置 H（HDB3）端、CH2 接 BPF图 11-1.K4 置 A（AMI）端、CH2 接 BS-R8图 11-2.K4 置 H（HDB3）端、CH2 接 BS-R图 12-1.K4 置 A（AMI）端、CH2 接 NRZ9图 12-2.K4 置 H（HDB3）端、CH2 接 NRZ观察时应注意：观察时应注意： HDB3 单元的 NRZ 信号（译码输出）滞后于信源模块的 NRZ-OUT 信号（编码输入）8 个码元。 AMI-D、HDB3-D 是占空比等于 0.5 的单极性归零码。 BPF 信号是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号，BS-R 是一个周期基本恒定（等于一个码元周期）的 TTL 电平信号。 信源代码连 0 个数越多，越难于从 AMI 码中提取位同步信号（或者说要求带通滤波的 Q 值越高，因而越难于实现），而 HDB3 码则不存在这种问题。本实验中若 24 位信源代码中连零很多时，则难以从AMI 码中得到一个符合要求的位同步信号，因

6、此不能完成正确的译码（由于分离参数的影响，各实验系统的现象可能略有不同。一般将信源代码置成只有 1 个“1”码的状态来观察译码输出）。若 24 位信源代码全为“0”码，则更不可能从 AMI 信号（亦是全 0 信号）得到正确的位同步信号。四、四、 实验报告要求实验报告要求1. 根据实验观察和纪录回答： （1）不归零码和归零码的特点是什么？ （2）与信源代码中的“1”码相对应的 AMI 码及 HDB3 码是否一定相同？为什么？ 答：（1）不归零码的脉宽等于码元宽度；归零码的脉宽小于码元的宽度。（2）与信源代码中的“1”码对应的 AMI 码及 HDB3 码不一定相同。因为信源代码中的“1”码对应的 AMI 码“1”、“-1”相间出现，而 HDB3 码中的 “1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。如以下例子：可以看到消息码中的最后两个“1”，在 AMI 码和 HDB3 中是不同的。消息码： 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1AMI 码： 1 0 -1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 110HDB3 码： 1

7、 0 -1 1 0 0 0 V -B 0 0 -V 0 1 0 -1 2. 设代码为全 1，全 0 及 0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出 AMI 及 HDB3 码的代码和波形。答：见实验内容的（1）（2）（3）。11实验二实验二 数字调制数字调制一、 实验目的实验目的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、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。二、实验内容实验内容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、实验步骤三、实验步骤本实验使用数字信源单元及数字调制单元。1、熟悉数字调制单元的工作原理。接好电源线，打开实验箱电源开关，用数字信源单元的 FS 信号作为示波器的外同步信号。2、示波器 CH1 接信源单元的(NRZ-OUT)AK，CH2 接数字调制单元的 BK，信源单元的

8、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。123、示波器 CH1 接 2DPSK，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）。13141516174、示波器 CH1 接 AK、CH2 依次接 2FSK 和 2ASK；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）。18192021四、实验报告要求四、实验报告要求1、设绝对码为全 1、全 0 或 1001 1010，求相对码。答： 绝对码 ：11111，00000，10011010 相对码 ：10101，00000，11101100或 01010，11111，000100112、设信息代码为 1001 1010，载频分别为码元速率的 1 倍和 1. .5 倍，画出 2DPSK 及 2PSK 信号波形。22实验三实验三 数字解调数字解调一、实验目的一、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、实验步骤三、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，它 们之间的信号连结方式如图 3-5 所示,其中实线是指已在电路板上布好的,虚线是实验中要连接的。实际 通信系统中，解调器需要的位同步信号来自位同步提取单元。本实验中尚未用位同步提取单元,所以位 同步信号直接来自数字信源。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。数字信源数字调制2FSK 解调2DPSK 解调载波 同步

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