太原理工大学通信原理实验报告Word下载.docx
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实验题目
信号源实验
实验一信号源实验
一、实验目的
1、掌握频率连续变化的各种波形的产生方法
2、掌握用FPGA产生伪随机码的方法
3、掌握码型可变NTZ码的产生方法
4、了解用FPGA进行电路设计的基本方法
5、了解帧同步信号与同步信号在整个通信系统中的作用
6、熟练掌握信号源模块的使用方法
二、实验内容
1、观察频率连续可变信号发生器输出的各种波形及7段数码管的显示
2、观察点频方波信号的输出
3、观察点频正弦波信号的输出
4、波动拨码开关,观察码型可变NRZ码的输出
5、观察位同步信号和帧同步信号输出
6、改变FPGA程序,扩展其他波形
三、实验器材
1、信号源模块
2、20M双踪示波器
3、频率计
4、PC机
5、连接线
四、实验原理
信号源模块可以大致分成模拟部分和数字部分,分别产生模拟信号和数字信号。
1、模拟信号源部分
实验室名称
指导教师签名
模拟信号源部分可以输出频率和幅度可任意改变的正弦波(频率变化范围100Hz~10KHz)、三角波(频率变化范围100Hz~1KHz)、方波(频率变化范围100Hz~10KHz)、锯齿波(频率变化范围100Hz~1KHz)以及32KHz、64KHz、1MHz、的点频正弦波(幅度可以调节)。
其电路原理框图如上图。
我们已经将各种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005(2864)并存放在固
定的地址中。
2、数字信号源部分
数字信号源部分可以产生多种频率的点频方波、NRZ码以及位同步信号和帧同步信号。
晶振出来的方波信号经3分频后分别送入分频器和另外一个可预知分频器分频,前一频器分频后可得到1MHz、256KHz、64KHz、8KHz的方波以及8KHz的窄脉冲信号。
可预置分频的分频比可通过拨码开关SW101、SW102来改变,分频比范围是1~9999。
分频后的新号即为整个系统的位同步信号(从信号输出点“BS”输出)。
数字信号源部分还包括一个NRZ码产生电路,通过该电路可产生24位为一帧的周期性NRZ码序列,该序列的码型可通过拨码开关SW103、SW104、SW105来改变。
五、实验步骤
1插上电源线,打开交流开关,再按下开关POWER1、POWER2,按一下复位键,信号源模块开始工作。
2模拟信号源部分
3、观察“32K正弦波”、“64K正弦波”、“1M正弦波”可并分别改变各正弦波的幅度。
4、按下“复位”波形指示灯“三角波”亮,数码管M001~M004显示“2000”。
5、按一下“波形选择”,“三角波”亮,输出波形为是三角波。
逐次按下“波形选择”轮流输出正弦波、三角波、锯齿波和方波。
6、波形选择为正弦波,改变输出信号的频率,观察“模拟输出”点的波形,计算其频率是否与数码管显示的一致。
转动“幅度调节1”改变幅度
7、分别选择为三角波,锯齿波,方波重复上述实验
8、模拟信号放大通道:
链接“模拟输出”点与“IN”点,观察“OUT”点波形,转动“幅度调节2”改变输出信号的幅度
9、数字信号源部分
10、拨码开关SW101、SW102的作用是改变分频器的分频比,将拨码开关SW101、SW102设置为,SW103、SW104、SW105设置为,观察BS、2BS、FS、NRZ波形。
11、改变各拨码开关的设置,重复观察一上各点波形。
12、观察1024K、256K、64K、32K、8K、Z8K各点波形
六实验思考题
1、位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用?
位同步:
目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步,有下面两种方式:
外同步——发送端发送数据时同时发送同步时钟信号,接收方用同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。
自同步——通过特殊编码(如曼彻斯特编码),这些数据编码信号包含了同步信号,接收方从中提取同步信号来锁
定自己的时钟脉冲频率。
帧同步:
识别一个帧的起始和结束。
帧(Frame)数据链路中的传输单位——包含数据和控制信息的数据块。
面向字符的——以同步字符(SYN,16H)来标识一个帧的开始,适用于数据为字符类型的帧。
面向比特的——以特殊位序列(7EH,即)来标识一个帧的开始,适用于任意数据类型的帧。
七、实验结果
0.5kfangbo2BS
256kBS
1024kFS
模拟放大NFS
NRZSJ
1M32K
64KFB
锯齿波三角波
正弦波
脉冲幅度调制与解调实验
实验七脉冲幅度调制与解调实验
一.实验目的
1.理解脉冲幅度的原理特点
2.了解脉冲幅度调制波形的频谱特点
二.实验内容
1.观察基带信号,脉冲幅度调制信号,抽样时钟的波形,并注意观察他们的关系及特点
2.改变基带信号或抽样信号的频率,重复观察波形
3.观察脉冲幅度调制波形的频谱
三.实验器材
信号源模块PANAM模块终端模块频谱分析模块20M双踪示波器频率计音频信号发生器立体声单放机立体声耳机连接线
四.实验原理
1.抽样定理表明:
一个频带限制在(0,fh)内的时间连续信号m(t),如果以1/2fh秒的时间对他进行等间隔抽样,则m(t)将被所得到的抽样值所确定
Ms=m(t)δ(t)
2.已抽样信号的频谱是无穷多个间隔为ws的M(w)相叠加而成。
3.若抽样间隔变得大余1/2fh则M(w)和的卷积在相邻周期内存在重叠,因此不能由Ms(w)恢复M(w)。
可见T=1/2fh是抽样的最大间隔
4.所谓脉冲振幅调制,既是脉冲载波的幅度水基带信号变化的一种调制方式
5.若要借条出原始语音信号,则将调制信号送至截止频率为3400Hz的低频滤波器
五.实验步骤
1.将信号源模块,PAMAM模块,终极模块,频谱分析模块小心地固定在主机箱上,确保电源接触良好
2.插上电源线,打开主机箱的交流开关,在分别按下四个模块中的开关,对应的发光二极管发光,按一下复位键,四个模块均开始工作
3.将信号源模块产生的2khz的正弦波送入PAMAM模块的输入点“PAM音频输入”。
将信号源模块产生的62.5KHz的方波送入PAMAM模块的信号输入点“PAM始终输入”,观察“调制输出”和“解调输出”点的波形
4.将点“PAM音频输入”和“解调输出”的波形分别送入频谱分析模块,观察其频谱并比较之
5.将单放机输出的信号经过信号源模块放大后送入PAMAM模块的输入点“PAM时钟输入”,引入适当时钟信号,重复上述观察
6.将“解调输出”引入终端模块,用耳机听还原出来的声音,与单放机直接输出的声音比较,判断该通信系统性能的优劣。
六、实验思考题
1、简述抽样定理
一个频带限制在(0,fh)内的时间连续信号m(t),信号可以用等间隔抽样的抽样值唯一表示。
而抽样间隔必须不大于1/2fh。
2、本实验是什么方式的抽样?
为什么?
本实验是利用窄矩形脉冲来代替理想的窄冲击串进行抽样的。
原因是理想的冲击脉冲物理实现困难。
3、本实验抽样形式和理想抽样有何区别?
理论和实验相结合加以分析。
窄矩形脉冲由于具有延时,通过实验得到的采样图形发现,其并不能精确的表示该点的实际情况,即实际的电压值,均存在一定得误差。
但是频率越高的窄矩形脉冲,其与实际情况越逼近。
4、在抽样之后调制波形中不包含直流分量,为什么?
在抽样之后调制波形中包含直流分量。
因为输入的原信号的均值不为零。
5、为什么采用低通滤波器就可以完成PAM解调?
因为2PAM信号的产生过程,未经高频分量搬移,原信号经调整后变为窄带的低频信号。
只要低通滤波器的带宽满足条件(不考虑码间串扰),让所传输的基带信号基本上不失真的通过,在经过抽样和判决可恢复出原始信号。
6、造成系统失真的原因有哪些?
系统的失真可以由于是抽样的频率值的问题,也可以是系统噪音造成的失真。
七、实验数据
调制输出解调输出
PM音频输入波形PM音频输入频谱分析
调制输出调制输出频谱分析
温