通信原理实验报告.docx

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通信原理实验报告

通信原理实验报告

专业名称

年级

学生姓名

学号

任课教师

实验一：

数字基带信号

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.

实验器材：

CD22103集成电路实验箱、数字示波器、信号发生器

实验原理：

CD22103集成电路进行AMI或者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，已在电路板上连号。

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或者HDB3码的正极性信号及负极性信号相对应。

CD22103主要由发送编码和接收译码两部分组成。

发送部分：

当HDB3/AMI端接高电平时，编码电路在编码时钟CTX下降沿的作用下，将NRZ码编成HDB3码（+HDB3-OUT、-HDB3-OUT两路输出）；接低电平时，编成AMI码。

编码输出比输入码延迟四个时钟周期。

接收部分：

（1）在译码时钟CRX的上升沿作用下，将HDB3码（或AMI码）译成NRZ码。

译码输出比输入码延迟4个时钟周期。

（2）HDB3码经逻辑组合后从CKR端输出，供时钟提取等外部电路使用。

（3）可在不断运行的情况下进行误码监测，监测出的误码脉冲从ERR端输出，起脉宽等于接收时钟的一个周期，可用此进行误码计数。

（4）可检测出所接收的AIS码，检测周期由外部RAIS决定。

实验步骤：

1、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。

（1）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1对应亮，0对应灭）；

（2）用开关K1产生代码X1110010（X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的结构和NRZ码的特点。

2、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。

（1）观察全1码和全0码对应的波形

（2）将K1、K2、K3置于011100100000110000100000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，K4先置AMI端，再置HDB3端，CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依此接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ，观察着写信号的波形。

实验数据记录：

图一判断信源工作的NRZ-OUT图二判断信源工作的BS-OUT

图三全一码对应的AMI码图四全一码对应的HDB3码

图五全零码对应的AMI和HDB3码图六011100100000110000100000态对应的AMI码和HDB3码波形

图六AMI端信源单元的BPF波形图七AMI端信源单元的BS-R单元波形

图八AMI端信源单元的DET波形图九AMI端信源单元的NRZ-OUT和NRZ

图十HDB3端信源单元的BPF波形图11HDB3端信源单元的BS-R波形

图12HDB3端信源单元DET波形图13HDB3端信源单元的NRZ-OUT和NRZ波形

实验四：

数字解调与眼图

实验目的

1、掌握2DPSK相干解调的原理。

2、掌握2FSK过零检测解调的原理。

实验器材

CD22103集成电路实验箱、数字示波器、信号发生器

实验原理：

1、2DPSK信号的解调原理

2DPSK信号可以采用相干解调（极性比较法），解调器原理图如图（a）所示。

其解调原理是：

对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。

在解调过程中，若相干载波产生180。

相位模糊，会使解调出的相对码产生倒置现象。

但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊的问题。

2DPSK信号也可以使用查分相干解调的方式（相位比较法），其解调原理是直接比较前、后码元的相位差，从而恢复所发送的二进制数字信息。

解调原理如图（b）所示。

2、2FSK信号的解调原理

2FSK信号的解调方法有很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调法也有相干解调法。

采用非相干解调和相干解调的原理图形如下（a）、（b）所示。

实验步骤

1、2DPSk解调实验

（1）将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点，以信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，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。

（2）示波器的CH1接VC，调节电位器R39，保证VC处在0电平，此即为抽样判决最佳门限。

（3）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，在观察数字调制单元中的AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。

（4）断开、接通电源若干次，使发端CAR信号与载波同步信号CAR-OUT信号的相位关系出现跳变，重新进行步骤（3）中的观察。

2、2FSK解调实验

将数字调制单元单刀双掷开关K7还原置于左方的NRZ端。

将数字信源单元的BS-OUT用信号连线接到2FSK解调单元的BS-IN点，示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别接2FSK借条单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT。

观察2FSK过零检测解调器的解调过程。

数据记录：

图一CH1接BK时，CH1的波形图二CH2接MU时，CH2的波形图

图三CH1接BK，CH2接LPF时，CH2的波形图图四BK与LPF波形

图四CH1接VC，CH2接BK,抽样器的最佳判决门限

图五BK与2DPSK解调单元MU的关系图六BK与2DPSK解调单元LP关系

图七BK与2DPSK解调单元BK的关系图八AK与2DPSK解调单元MU的关系

图八AK与2DPSK解调单元LPF的关系图九AK与2DPSK解调单元BK的关系

图九2DPSK解调单元的LPF点，无噪状态的眼图

图十2FSK解调单元AK和FD波形图图112FSK解调单元AK和LPF波形图

图122FSK解调单元AK和CM波形图图132FSK解调单元AK和AK-OUT

波形图

实验六：

帧同步

实验目的

1、掌握巴克码的识别原理

2、掌握同步保护原理

3、掌握假同步、漏同步、捕捉态、维持态的概念。

实验器材

实验箱、数字示波器、信号发生器

实验原理

在时分复用通信系统中，为了正确的传输信息，必须在信息码流中插入一定数量的帧同步码，可以集中插入，也可以分散插入。

本实验系统中帧同步识别码为7为巴克码，集中插入到每帧的第二到第八的码元位置上。

帧同步模块的原理框图见实验指导。

从总体上看，本模块可分为巴克码识别器及同步保护两部分。

巴克码识别器包括移位寄存器、相加器和判决器。

当基带信号里的帧同步码无错误时（七位全对），把位同步信号和数字基带信号输入到移位寄存器，识别器就会有帧同步识别信号GAL输出，各种信号波形及时序关系见参考手册。

GAL信号的上升沿与最后移位帧同步码的结束时刻对齐。

途中还给出了÷24信号及帧同步器最终输出的帧同步信号FS-OUT，FS-OUT的上升沿稍迟于GAL的上升沿。

÷24信号是将位同步信号进行24分频得到的，器周期与帧同步信号的周期相同（因为一帧24位是确定的），但其相位不一定符合要求。

当识别器输出一个GAL脉冲信号时（即捕获到一组最正确的帧同步码），在GAL信号和帧同步保护器的作用下，÷24电路置零，从而使输出的÷24信号下降沿与GAL信号的上升沿对齐。

÷24信号再送给后级的单稳电路，单稳设置为下降沿触发，其输出信号的上升沿比÷24信号的下降沿稍有延迟。

同步器最终输出的帧同步信号FS是由同步保护器中的与门3对单稳输出的信号及状态触发器的Q端输出信号进行“与”运算得到的。

电路中同步保护器的作用是减小假同步和漏同步。

实验步骤

1、熟悉帧同步单元的工作原理，将信源单元的NRZ-OUT、BS-OUT用信号连线分别与帧同步单元的S-IN、BS-IN对应相连，接通实验箱电源。

2、观察同步器的维持态。

将数字信源单元的K1（左边的8位微动开关）置于X1110010状态（110010为帧同步码，X是无定义位，可任意置“1”或者“0”），K2置为10000000状态、K3置为全0状态，示波器CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2分别接帧同步单元的GAL、÷24、TH及FS，观察并记录上述信号波形以及NRZ-OUT的相位关系。

使信源的帧同步码中错一位，重新观察上述信号，此时GAL、÷24、TH、FS应不变，使信源帧同步码再错一位重作上述观察。

实验数据记录

图一CH1接信源NRZ-OUT，CH2接帧图二CH1接信源NRZ-OUT，CH2接同步单元的GAL的波形同步单元的÷24的波形

图三CH1接信源NRZ-OUT，CH2图四CH1接信源NRZ-OUT，CH2接接帧同步单元的TH的波形同步单元的FS的波形

图五使信源错一位，变成01110000时图六使信源错一位变成01110000CH1接信源NRZ-OUT，CH2接帧同步时，CH1接信源NRZ-OUT，CH2接单元的GAL的波形帧同步单元的÷24的波形

图七使信源错一位变成01110000时，图八使信源错一位变成CH1接信CH1接信源源NRZ-OUT，01110000时，CH2接帧同步单元FS的波形NRZ-OUT，CH2接帧同步单元的

TH的波形

图九使信源再错一位，变成01100010时图十使信源再错一位变成01100010CH1接信源NRZ-OUT，CH2接帧，CH1接信源NRZ-OUT，CH2同步时接单元的GAL的波形帧同步单元的÷24的波形

图十一使信源再错一位，变成01100010时图十二使信源再错一位变成01100010CH1接信源NRZ-OUT，CH2接帧，CH1接信源NRZ-OUT，CH2同步时接单元的TH的波形帧同步单元的FS的波形

图十三断开电源再接通使信源错一位图十四断开电源再接通正确码01110000变成时CH1接信源NRZ-OUT，01110010时CH1接信源

CH2接帧同步单元的÷24波形NRZ-OUT，CH2接帧同步单元的÷24波形

图十五断开电源再接通使信源再错一位成图十六断开电源再接通再错一位成01100010时，CH1接信源NRZ-OUT，01100010时CH1接信源

CH2接帧同步单元的÷24波形NRZ-OUTCH2接帧同步单元的FS波形

图十五断开电源再接通使信源再错一位成图十六同步状态，CH1接信源01100010时CH1接信源NRZ-OUT，NRZ-OUT，CH2接帧同步单元

CH2接帧同步单元的TH波形的FS波形

图十七同步状态，CH1接信源NRZ-OUT，CH2接帧同步单元的GAL波形