开发版《通信原理》实验指导书.docx

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开发版《通信原理》实验指导书

通信原理

实验指导书

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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.双踪示波器一台

2.电子与通信原理实验箱一台

3.万用表一块

4.数字频率计一台

5.通信原理实验箱一一台

四、实验电路

时钟信号是其他各级电路的重要组成部分，在通信电路及其他电路中，若没有时钟信号，则电路基本工作条件将得不得满足而无法工作。

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，以便能顺利的进行后面的各项实验。

电路组成如下：

信号发生器原理框图如图1-1所示。

图1-1信号发生器原理框图

音频信号发生器原理框图如图1-2所示。

图1-2音频信号发生器原理框图

信号发生器原件布局图如图1-3所示。

图1-3信号发生器原件布局图

五、实验内容

1.用时钟信号源产生的信号作为总时钟输入，S001开关解2、3，分别分析各级电路，并测出各测量点的波形。

2.观测简易正弦信号发生器波形，调节W104、W105、W106、W107电位器，观测输出变化。

六、实验步骤及注意事项

1.接好电源，打开电源开关，相对应的指示发光二极管亮，使电路工作。

2.该实验单元的元器件位置结构见图1-3所示。

3.分析该实验电路的电路原理图1-1、1-2，并理解其工作过程。

4.在测试正弦波信号发生器输出波形时，注意调节W104、W105、W106、W107电位器，观察输出信号波形的变化。

5.在分析测试PCM编译码电路中使用的8KHz窄脉冲作收、发分频同步信号时，先分析该电路的各点工作波形与时序关系，然后画出波形图，并用示波器对各个测试点进行测试，并作详细的分析验证。

七、实验报告要求

1.分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。

2.根据实验测试记录，画出各测量点的波形图。

3.写出完成本次实验后的心得体会，以及对本次实验的改进意见。

实验二数字基带信号

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码、HDB3码的编码规则。

3.掌握从HDB3码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编译码集成电路CD22103。

二、实验仪器仪表

1.信号源一台

2.双踪示波器一台

3.频率计一台

4.万用表一块

5实验系统2一台

三、实验电路

本实验相关实验电路如下：

图2-1为HDB3编译码方框图，图2-2为HDB3编译码电路图，图2-3为HDB3原件布局图。

图2-1HDB3编译码方框图

图2-2HDB3编译码电路图

图2-3HDB3原件布局图

四、实验内容

1.用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、信号交替反转码（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。

五、实验步骤

1.熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。

2.用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。

3.用示波器观察HDB3编译码单元的各种波形。

六、实验报告要求

1.根据实验观察和记录回答下列问题：

（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AMIA码及HDB3码是否一定相同？

为什么？

2.设置一组信息码，给出对应的AMIA及HDB3码的代码和波形。

3.总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。

4.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。

实验三FSK调制解调实验

一、实验目的

1.理解FSK调制工作原理及电路组成。

2.理解利用锁相环解调FSK的原理和实现方法。

二、实验仪器仪表

1.信号源一台

2.双踪示波器一台

3.频率计一台

4.万用表一块

5通信原理实验箱二一台

三、实验内容

1.测试FSK调制电路各测量点波形，并作详细分析。

2.测试FSK解调电路各测量点波形，并作详细分析。

四、实验电路

本实验相关实验电路如下：

图3-1为FSK调制原理图；

图3-2为FSK解调原理图；

图3-3为FSK调制解调原件分布图。

图3-1FSK调制原理图

图3-2FSK解调原理图

图3-3FSK调制解调原件分布图

五、实验步骤

1.FSK调制实验

（1）拨动开关为ON；

（2）按下“开始”与“FSK”功能键；

（3）跳线开关设置：

S9001-2、S9011-2、S9021-2；

（4）在CA901上插电容；

（5）注意选择不同的数字基带信号的速率。

2.FSK解调实验

接通开关S950“1”和“2”脚，输入FSK信号给解调电路，注意观察：

“1”、“0”码内所含载波的数目；

观察FSK解调输出测试点波形，并作记录。

同时观察FSK调制端的基带信号，比较两者波形，观察是否失真。

六、实验报告要求

1.分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。

2.根据实验测试记录，在坐标纸上画出各测量点的波形图，并分析实验现象。

3.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。

实验四2PSK（2DPSK）调制实验

一、实验目的

1.掌握2PSK（2DPSK）调制的工作原理及电路组成。

2.了解载频信号的产生方法。

3.掌握二相绝对码与相对码的变换方法。

二、实验仪器仪表

1.信号源一台

2.双踪示波器一台

3.频率计一台

4.万用表一块

5通信原理实验箱二一台

三、实验电路

本实验相关实验电路如下所示：

图4-1为PSK调制电路原件分布图，图4-2为PSK调制电路图。

图4-1PSK调制电路原件分布图

图4-2PSK调制电路图

四、实验内容

1.二相PSK调制器

用内载波发生器产生的信号作输入载波信号来观察T700-T706各测量点的波形。

2.二相DPSK调制器

加入差分编码器电路来传输二相DPSK信号，重复上一组内容。

五、实验步骤

1.拨动开关S702为ON；

2.按一下“开始”与“PSK”功能键，显示代码“PSK”；

3.跳线开关设置功能如下：

K7001-2：

伪随机码，码序列为1110010，速率为32KHz的绝对码；

K7002-3：

伪随机码，码序列为1110010，速率为32KHz的相对码；

K7004-5：

128KHz方波，码序列为11100码；

K7005-6：

64KHz方波，码序列为11100码；

K7041-2：

1.024MHz方波，作为载波输入；

K7042-3：

512KHz方波，作为载波输入。

4.做二相PSK实验时，必须把开关K700的1脚与2脚相连接，做二相DPSK实验时，必须把开关K700的2脚与3脚相连接。

六、实验报告要求

1.根据实验结果，作出DPSK已调信号的波形。

2.简述DPSK调制电路的工作原理及工作过程。

3.画出二相PSK调制器详细框图，并简述其工作过程。

4.根据实验测试记录（波形、频率、相位、幅度以及时间对应关系）依次画出

工作波形，并给以必要的说明。

5.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。

实验五2PSK（2DPSK）解调实验

一、实验目的

1.掌握二相（PSK、DPSK）解调器的工作原理及系统电路组成。

2.熟悉二相相对相移与绝对相移的转换方法。

3.掌握载波锁相环技术指标的测试方法。

4.掌握二相（PSK、DPSK）系统的重要性能指标的测试方法。

5.了解以二相（PSK、DPSK）解调的基带数字信号中提取同步的方法。

二、实验仪器仪表

1.信号源一台

2.双踪示波器一台

3.频率计一台

4.万用表一块

5通信原理实验箱二一台

三、实验电路

本实验相关实验电路如下所示：

图5-1为二相PSK（DPSK）解调器电路图；

图5-2为电路原件分布图。

图5-1二相PSK（DPSK）解调器电路

图5-2电路原件分布图

四、实验内容

1.将实验4中二相PSK（DPSK）的电路调整好后，再将本实验电路调整到最佳状态，逐一测量T800~T856各点处的波形，画出波形图并作记录，注意时间、相位、幅度之间的关系。

2.观察眼图，并作记录分析。

五、实验报告要求

1.根据实验结果，画出PSK（DPSK）相干解调的波形图。

2.画出实验结果，作出接收系统中的同步带与捕捉带的范围。

3.根据实验结果，记录并画出眼图的波形图，并表明眼图的各项参数。

4.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。

实验六脉冲编码调制（PCM）及系统实验

一、实验目的

1.加深对PCM编码工作过程的理解。

2.掌握PCM编、译码的时序关系。

3.熟悉PCM编、译码专用芯片的使用方法及其要求。

4.了解PCM系统的工作过程。

二、实验仪器仪表

1.双踪示波器一台

2.通信原理实验箱一一台

3.低频信号源一台

三、实验电路

本实验相关实验电路如下所示：

图6-1为PCM编译码电路布局图，图6-2为PCM编译码电路图。

6-1PCM编译码电路布局图

图6-2PCM编译码电路图

四、实验内容

PCM编码实验

1．在不加信号的情况下，用双踪示波器测量T301~305各测量点处的波形，仔细观察。

2.从实验一信号发生器系统单元中输入1KHz单音正弦信号至SIN300中，再测量T301~305中各点波形，画出各点波形并分析其相位关系。

3.从外加信号发生器中输入一正弦信号至SIN300中，重复上述“2”的过程及步骤。

4.PCM解码系统实验将S3001、2连接，在上述“1”、“2”、“3”的基础上，继续测量T301~305各测量点处的波形，并画出波形，作详细分析。

五、实验报告要求

1.画出实验电路方框图，叙述其工作过程。

2.画出实验过程中各测量点的波形图，注意对应相位关系。

3.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。

实验七增量调制编码系统实验

一、实验目的

1.掌握增量调制编码的基本原理。

2.理解不同速率的编码，以及低速率编码时的输出波形。

二、实验仪器仪表

1.双踪示波器一台

2.低频信号源一台

3.万用表一块

4.通信原理实验箱一一台

三、实验电路

本实验相关实验电路如下所示：

图7-1为增量调制编码电路布局图，图7-2为增量调制编码电路图。

图7-1增量调制编码电路布局图

图7-2增量调制编码电路

四、实验内容

1.在不加信号的情况，用双踪示波器测量T401~T407各测量点的波形。

2.用低频信号源输出信号，产生一频率为800KHz，幅度为2.5V的信号，输入插座SIN400中，再测量T401~T407各点波形，并画出波形。

3.输入音频信号保持f=800KHz不变，而改变信号幅度，再重复逐点观测T401~T407各点波形。

4.输入音频信号保持幅度不变，而改变信号的频率，再重复逐点观测T401~T407各点波形。

五、实验报告要求

1.画出实验电路的实验方框图，并作简要叙述。

2.画出实验内容2中的各点波形图，注意对应时间相位关系。

3.结合理论分析说明在处理各点波形时，所发生的各种现象。

4.写出本次实验的心得体会，以及对本实验有何改进意见。

实验八增量调制译码系统实验

一、实验目的

1.加深理解连续可变斜率增量调制系统的电路组成与基本工作原理。

2.熟悉对增量调制编译码电路工作过程的监测和测试方法

3.熟悉增量调制系统在不同工作频率、不同信号频率和不同信号幅度下跟踪输入信号的情况。

4.掌握测量系统的过载特性、编码动态范围以及最大量化信噪比的测试方法。

二、实验仪器仪表

1.双踪示波器一台

2.低频信号源一台

3.万用表一块

4.通信原理实验箱一一台

三、实验电路

本实验相关实验电路如下所示：

图8-1为增量调制译码电路布局图，图8-2为增量调制译码电路图。

图8-1增量调制译码电路布局图

图8-2增量调制译码电路图

四、实验内容

1.在增量调制系统的发送端输入一音频信号，频率为800Hz，幅度为2V左右，使发送端的编码器正常工作，用示波器测量该增量调制系统译码器电路T500~T503各点波形，并作记录，注意相位关系。

2.在实验内容1中，保持输入信号的频率不变，而改变输入信号的幅度，再测量T500~T503各点波形，并能识别正常编码，起始编码与过载编码时的波形。

3.测量系统的过载特性，并绘制系统的过载特性曲线。

4.测量系统的编码动态范围。

5.测量系统的最大信号量化噪声。

五、实验报告要求

1.画出实验系统总方框图。

2.画出实验内容1中各测量点的波形。

3.列表并画出过载特性曲线，并根据实验内容要求在相应的表格中填入测试记录数据值。

4.总结话音通信实验时的实验体会，并写出在实验过程中遇到的各种问题。

5.在通话的质量方面，该实验系统如何改进方能提高话音的质量？