南邮课件通信原理通原实验报告完成版Word文档下载推荐.docx

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1、掌握BPSK调制和解调的基本原理；

2、掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路；

3、了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念；

4、掌握BPSK眼图观察的正确方法，能通过观察接收眼图判断信号的传输质量；

5、熟悉BPSK调制载波包落的变化；

6、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法；

7、了解BPSK/DBPSK在噪声下的基本性能。

四、实验内容

测试前检查：

首先通过菜单将通信原理综合实验系统调制方式设置成“BPSK传输系统”；

用示波器测量TPMZ07测试点的信号，如果有脉冲波形，说明实验系统已正常工作；

如果没有脉冲波形，则需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。

（一）BPSK调制

1.BPSK调制基带信号眼图观测

（1）通过菜单选择不激活“匹配滤波”方式（未打勾），此时基带信号频谱成形滤波器全部放在发送端。

以发送时钟（TPM01）作同步，观测发送信号眼图（TPi03）的波形。

成型滤波器使用升余弦响应，ɑ=0.4。

判断信号观察的效果。

（2）通过菜单选择激活“匹配滤波”方式（打勾），此时系统构成收发匹配滤波最佳接收机，重复上述实验步骤。

仔细观察和区别与上述两种方式下发送信号眼图（TPi03）的波形。

思考：

怎样的系统才是最佳的？

匹配滤波器最佳接收机性能如何从系统指标中反映出来？

采用什么手段测量？

答：

最佳基带系统可定义为消除码间串扰而且抗噪声性能最理想（错误概率最小）的系统。

匹配滤波器的最佳接收机性能可以通过系统传输的信噪比、信道误码率等指标反映出来。

2.I路和Q路调制信号的相平面（矢量图）信号观察

（1）测量I支路（TPi03）和Q支路信号（TPi04）李沙育（x-y）波形时，应将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的合成矢量图，其相位矢量图应为0、π两种相位。

通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量；

结合BPSK调制器原理分析测试结果。

（2）通过菜单选择“匹配滤波”方式设置，重复上述实验步骤。

仔细观察和区别两种方式下矢量图信号。

3.BPSK调制信号0/π相位测量

选择输入调制数据为0／1码。

用示波器的一路观察调制输出波形（TPK03），并选用该信号作为示波器的同步信号；

示波器的一路连接到调制参考载波上（TPK06/或TPK07），以此信号作为观测的参考信号。

仔细调整示波器同步，观察和验证调制载波在数据变化点发生相位0/π翻转。

下图为上图过零点处的放大照片，可观察到反相到同相的变化

4.BPSK调制信号包络观察

BPSK调制为非恒包络调制，调制载波信号包络具有明显的过零点。

通过本测量让学生熟悉BPSK调制信号的包落特征。

测量前将模拟锁相环模块内的跳线开关KP02设置在TEST位置（右端）。

（1）选择0/1码调制输入数据，观测调制载波输出测试点TPK03的信号波形。

调整示波器同步，注意观测调制载波的包落变化与基带信号（TPi03）的相互关系。

画下测量波形。

0/1码

（2）用特殊码序列重复上一步实验，并从载波的包络上判断特列码序列。

特殊码

（二）BPSK解调

1.接收端解调器眼图信号观测

（1）首先用中频电缆连结KO02和JL02，建立中频自环（自发自收）。

测量解调器I支路眼图信号测试点TPJ05（在A/D模块内）波形，观测时用发时钟TPM01作同步。

将接收端与发射端眼图信号TPI03进行比较，观测接收眼图信号有何变化（有噪声）。

TPi03与TPJ05

（2）观测正交Q支路眼图信号测试点TPJ06（在A/D模块内）波形，比较与TPJ05测试波形有什么不同？

根据电路原理图，分析解释其原因。

TPJ05和TPJ06

（3）测试模块中的TPN02测试点为接收端经匹配滤波器之后的眼图信号观测点。

通过菜单选择“匹配滤波”方式设置，重复上述实验步骤。

解释为什么发端眼图已发生变化，而收端TPN02的眼图没有发生变化（仅电平变化）。

2.解调器失锁时的眼图信号观测

将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3位置（开环），使环路失锁。

观测失锁时的解调器眼图信号TPJ05，熟悉BPSK调制器失锁时的眼图信号（未张开）。

观测失锁时正交支路解调器眼图信号TPJ06波形。

注意：

将示波器时基从正常位置调整2～5ms/DIV对比观测。

3.接收端I路和Q路解调信号的相平面（矢量图）波形观察

测量I支路（TPJ05）和Q支路信号（TPJ06）李沙育（x-y）波形时，应将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPJ05和TPJ06的合成矢量图。

在解调器锁定时，其相位矢量图应为0、π两种相位。

结合BPSK解调器原理分析测试结果。

4.解调器失锁时I路和Q路解调信号的相平面（矢量图）波形观察

将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3位置（右端），使环路失锁。

观测接收端失锁时I路和Q路的合成矢量图。

掌握解调器时I路和Q路解调信号的相平面（矢量图）波形的变化，分析测量结果。

5.解调器抽样判决点信号观察

（1）选择输入测试数据为m序列，用示波器观察测试模块内抽样判决点（TPN04）的工作波形（示波器时基设定在2～5ms）。

（2）TPMZ07为接收端DSP调整之后的最佳抽样时刻。

用示波器同时观察TPMZ07（观察时以此信号作同步）和观察抽样判决点TPN04信号波形之间的相位关系。

6.差分编码信号观测

通信原理实验箱仅对“外部数据输入”方式输入数据提供差分编码功能。

外部数据可以来自误码仪产生或汉明编码模块产生的m序列输出数据。

当使用汉明编码模块产生的m序列输出数据时，将汉明编码模块中的信号工作跳线器开关SWC01中的H_EN和ADPCM开关去除，将输入信号跳线开关KC01设置在m序列输出口DT_M上（右端）；

将汉明译码模块中汉明译码使能开关KW03设置在OFF状态（右端），输入信号和时钟开关KW01、KW02设置在来自信道CH位置（左端）。

通过菜单选择发送数据为“外部数据输入”方式。

（1）将汉明编码模块中的信号工作跳线器开关SWC01中M_SEL2跳线器插入，产生15位周期m序列。

用示波器同时观察DSP+FPGA模块内发送数据信号TPM02和差分编码输出数据TPM03，分析两信号间的编码关系。

记录测量结果。

7.解调器相干载波观测

首先建立中频自环，通过菜单选择输入测试数据为“特殊码序列”或“m序列”。

（1）用双踪示波器同时测量发端调制载波（TPK07）和收端恢复相干载波（TPLZ07），并以TPK07作为示波器的同步信号。

在环路正常锁定时，观测收发载波信号的相关关系。

（2）将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3位置（开环），使环路失锁。

重复上述测量步骤，观测在解调器失锁时收发载波信号的相关关系。

8.解调器相干载波相位模糊度观测

用双踪示波器同时测量发端调制载波（TPK07）和收端恢复相干载波（TPLZ07），并以TPK07作为示波器的同步信号。

反复的断开和接回中频自环电缆，观测两载波失步后再同步时之间的相位关系。

有时同相，有时反相

9.解调器相干载波相位模糊度对解调数据的影响观测

首先建立中频自环，通过菜单选择发送数据为“特殊码序列”方式。

用双踪示波器同时比较接收数据信号眼图（TPJ05）和发送数据信号眼图（TPi03），并以TPi03作为示波器的同步信号。

不断的断开和接回中频自环电缆，观测收发眼图信号。

（在“特殊码序列”方式下，重复按选择菜单的确认按键，让解调器重新锁定。

）

波形分析：

由于相位模糊，导致电平发生反转。

10.解调器位定时恢复信号调整锁定过程观察

TPMZ07为DSP调整之后的最佳抽样时刻，它与TPM01（发端时钟）具有明确的相位关系。

（1）通过菜单选择输入测试数据为m序列，用示波器同时观察TPM01（观察时以它作同步）、TPMZ07（收端最佳判决时刻）之间的相位关系。

（2）不断按确认键（此时仅对DSP位定时环路初始化），观察TPMZ07的调整过程。

不断按确认键，相位关系不变

（3）断开S002接收中频接头，在没有接收信号的情况下重复该步实验，并解释原因。

不断按确认键，共会有四种相位关系

五、实验报告

1、写出眼图正确的观察方法；

2、叙述Nyquit滤波作用；

3、画出主要测量点的工作波形；

4、说明BPSK的解调工作过程；

实验三PCM编译码器系统综合实验

二、实验仪器

1、JH5001通信原理综合实验系统一台

2、20MHz双踪示波器一台

3、函数信号发生器一台

4、音频信道传输损伤测试仪一台

1、了解语音编码的工作原理，验证PCM编译码原理；

2、熟悉PCM抽样时钟、编码数据和输入/输出时钟之间的关系；

3、了解PCM专用大规模集成电路的工作原理和应用；

4、熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法；

加电后，通过菜单选择“PCM”编码方式。

此时，系统将U502设置为PCM模式。

（一）PCM编码器

1.输出时钟和帧同步时隙信号观测

用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号（TP503），观测时以TP504做同步。

分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。

2.抽样时钟信号与PCM编码数据测量

将跳线开关K501设置在T位置，用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。

用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。

分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。

（二）PCM译码器

将跳线开关K501设置在T位置（左端）、K504设置在LOOP位置（右端）。

此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。

用函数信号发生器产生一个频率为1004Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。

1.PCM译码器输出模拟信号观测

（1）用示波器同时观测解码器输出信号端口（TP506）和编码器输入信号端口（TP501），观测信号时以TP501做同步。

定性的观测解码恢复出的模拟信号质量。

（2）将测试信号频率固定在1000Hz，改变测试信号电平，定性的观测解码恢复出的模拟信号质量。

观测信噪比随输入信号电平变化的相关关系。

失真时

（3）将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，定性的观测解码恢复出的模拟信号质量。

观测信噪比与输入信号频率变化的相关关系。

失真前

失真

1、整理实验数据，画出相应的曲线和波形。

2、对PCM和△M系统的系统性能进行比较，总结它们各自的特点。

3、思考在通信系统中PCM接收端应如何获得接收输入时钟和接收帧同步时钟信号？