通信原理实验指导书.docx

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通信原理实验指导书

通信原理实验指导书

李剑编

中国矿业大学

信息与电气工程学院

2012年4月

实验要求

实验前应认真阅读实验指导书，复习教材中有关内容。

明确实验目的、实验原理及内容。

分析实验电路，并根据电路图画出各个测试点波形图，以减少实验中的盲目性，提高主动性。

自行拟定实验步骤，掌握注意事项。

PCM、PSK、FSK实验使用TCM-P通信原理教学实验装置，请参见附录。

实验报告在实验完成后一周内交到实验室，采用统一报告纸，并装订成册，实验波形一律在坐标纸上完成。

目录

实验一脉冲振幅调制（PAM）与时分复用（TDM）

实验二数字基带均衡系统实验

实验三脉冲编码调制（PCM）

实验四移相键控（PSK）

实验五移频键控（FSK）

实验一脉冲振幅调制（PAM）与时分复用（TDM）

一、实验目的：

1.通过验证抽样定理，加深对抽样定理的理解

2.掌握PAM信号的形成及解调

3.通过两路不同频率音频信号的传输，掌握时分复用原理

4.了解时分多路复用系统中的路际串话现象

二、实验仪器

1.双踪数字示波器TDS1002

2.双踪模拟示波器GOS-630FC

3.函数发生器EM1643

4.直流稳压电源±5V、±12V

5.数字万用表DT9205

6.PAM实验箱

三、预习要求

1.复习教材中的有关内容

2.仔细阅读实验讲义，读懂实验电路图

3.根据实验电路图画出各测试点波形，估算抽样脉冲的占空比，以减少实验中的盲目性

4.画出实验的接线图，计算输入信号频率所对应的抽样点个数

5.按照测试要求，自行拟订实验方案及步骤，自带笔、实验报告记录本、直尺等工具

四、实验原理及电路

模拟信号数字化常采用信号波形的模－数变换方法，即在通信系统的发送端将模拟基带信号波形经过抽样、量化和编码变换成数字基带信号。

“抽样”是利用抽样脉冲把在时间上连续的模拟信号变成时间上离散的抽样信号。

抽样后的信号称为脉冲振幅调制（PAM）信号。

在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。

使抽样信号通过相应的低通滤波器，便可从抽样信号中无失真的恢复原始信号。

抽样过程是模拟信号数字化的第一步，也是脉冲编码调制PCM的基础。

在通信技术中，为了充分利用信道的传输能力，提高信道的利用率，扩大通信容量，常采用多路复用技术。

多路复用是将多路信号在发端合并后通过信道进行传输，然后在收端分开并恢复为原各路的信号。

常用的复用方式有：

频分复用（FDM）和时分复用（TDM）。

频分复用是用频谱搬移的方法，使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用抽样的方法使不同信号占据不同的时间区间，利用不同时隙来传输各路不同信号。

本实验用模拟电子开关组成抽样电路，可形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解。

实验还提供了两路PAM通信系统，可同时供两路模拟信号在同一信道中传输，以加深对多路时分复用的理解。

（一）抽样定理：

抽样定理指出：

一个频带限制在（0，fH）内的连续信号Ｘ（t），如果抽样频率fS大于或等于2fH，则可以由样值序列无失真地重建原始信号Ｘ（t）。

由抽样定理可知：

对于一个最高频率为3400HZ的语音信号，每秒内的抽样点数等于或大于6800个，这就意味着对于信号中的最高频率分量，至少在一个周期内要取两个样值。

如果这个条件不满足，则接收时将引起信号的失真。

只要fS≥2fH，抽样信号ＸS（t）的频谱ＸS（ω）将周期性的重复，频谱不会混叠。

其中满足fS＝2fH为最低抽样频率，称奈奎斯特频率。

对于最高频率限制在3400HZ的语音信号，CCITT规定抽样频率为8KHz，这样就留出了1200Hz作为滤波器的防卫带。

如果抽样频率fS＜2fH，则抽样信号的频谱将会发生混叠现象，此时无法用低通滤波器恢复出原始信号。

图1-1验证抽样定理实验方框图

验证抽样定理的实验方框图如图1-1。

实验中采用单一频率的正弦信号来代替一般的模拟信号，抽样频率固定为fs＝8KHz。

（二）时分多路复用的脉冲振幅调制

两路PAM时分复用的实验框图如图1-2。

分路抽样脉冲1和分路抽样脉冲2均由定时电路产生，两路脉冲各占不同时隙，分别对两路音频信号进行抽样，抽样后的信号合并为合路的脉冲调幅信号。

经过信道传输，在接收端由分路选通脉冲将其再分离成两路，即还原出单路PAM信号。

在实际的时分复用通信系统中，对接收端的分路选通脉冲与发送端的分路抽样脉冲要求严格同步。

为简化实验系统，本实验的分路选通脉冲直接利用该路的分路抽样脉冲经延时而获得。

展宽电路的作用是为增大解调信号的输出幅度。

分路选通电路由电压跟随器和双向模拟开关组成。

图2两路PAM时分复用的实验框图

（三）多路脉冲调幅系统中的路际串话（串扰）

在时分复用系统中，合路的复合信号在信道中传输时，若一路或几路的通话信号串扰到其他话路上去，就会产生各路通话之间的串话。

在实际的通话系统必须防止路际串话。

图1-3模拟频率受限信道的低通网络

在一个理想的传输系统中，各路信号应严格限制在本路时隙内。

但如果传输信号的信道频带是有限的，信号经过频域受限的传输后，其波形在时域上必定产生延伸（码元展宽），此时，前面的码元对后面的若干个码元将产生影响，因而产生了路际串话现象。

验证路际串话的实验是在信道中串入如图3所示的低通网络，来模拟频率受限的信道，图1-3中低通网络由R、C组成，其上限截止频率为f＝1/2πRC。

当第一路传输PAM信号，而第二路空闲时，合路的复合信号经过低通网络就会有残存电压，即第一路脉冲在第二路时隙上的残存电压─串话电压。

（四）实验电路图

图1-4为PAM时分复用实验电路图。

由定时电路产生的两路抽样脉冲和选通脉冲，频率为8KHz，各占不同时隙。

抽样电路由MC14066构成，第一路抽样电路的输入端为⑷，由抽样脉冲⑹控制；第二路抽样电路的输入端为⑸，由抽样脉冲⑺控制。

在抽样脉冲的作用下，MC14066以每秒8000次的速度开关。

当抽样脉冲信号为高电平时，抽样电路导通，输出的抽样信号其幅值与相应时刻输入端的正弦信号幅值成正比；当抽样脉冲信号为低电平时，抽样电路关闭，输出电压幅值为0伏。

两路抽样信号合并后从抽样电路的输出端⑻输出。

低通信道是在路际串话实验中用来模拟高频受限的信道，由低通网络组成。

电容取值不同时，上限截止频率也不同，路际串话的电压幅度也随之改变。

两路选通展宽电路的输入端分别为⑾和⒃，输出端分别为⒀和⒅，选通脉冲输入端分别为⑿和⒄。

合路抽样信号进入选通展宽电路后，由选通脉冲分离出各路PAM信号，选通脉冲将对应时隙的抽样脉冲产生的PAM信号选出并从该路选通展宽电路输出。

电阻、电容构成展宽电路，由示波器在输出端可观察到展宽后的信号波形。

脉冲调幅的解调电路由集成运放MC4741构成的电压跟随器、低通滤波器和放大电路组成。

截止频率为3400HZ的低通滤波器可实现模拟语音信号的恢复。

连接抽样电路输出端和解调电路输入端，便构成了验证抽样定理的实验电路。

连接抽样电路、选通展宽电路和解调电路可构成PAM时分复用的实验电路。

从抽样电路输入两个不同频率的正弦信号，经同一信道传输，两个信号可同时从解调电路输出。

若加入低通信道，可观察两路PAM系统中的路际串话现象。

五、实验要求及内容

使用PAM实验箱和给定的仪器，仔细阅读和分析电路原理图和说明，自拟实验方案，实现下列测量与验证。

注意：

抽样电路输入的正弦信号幅度VP-P＝2V（峰峰值）

（一）测量两路的抽样脉冲和选通脉冲

1.在输出端⑴测量并记录主振信号的频率。

2.用双踪示波器观察并记录两路抽样脉冲输出端⑹、⑺和两路选通脉冲输出端⑵、⑶，注意两路之间的时隙关系并严格按照相位关系记录波形。

（二）验证抽样定理

1.从抽样电路的第一路输入端⑷输入正弦信号，f=1KHz（与8KHz成整数倍关系），VP-P＝2V。

2.以输入端⑷作为双踪示波器的同步信号，记录合成信号输出端⑻——抽样形成的PAM信号，微调输入信号频率，使PAM信号在示波器上稳定波形（抽样点波形如图1-1），读出一个信号周期内的抽样次数，并与计算值进行比较。

3.连接输出端⑻和第一路解调电路输入端⒁，在第一路解调电路输出端⒂读出解调信号的VP-P值及频率，并与输入信号进行比较，记录波形。

4.改变输入信号频率，令f=6KHz，比较输入信号和解调信号的频率，并记录波形。

（三）PAM信号的时分复用

连接抽样电路输出端⑻和第一路选通展宽电路输入端⑾，并连接第一路选通展宽电路输出端⒀到第一路解调电路输入端⒁，再接入第一路的选通脉冲输出端⑵到第一路选通展宽电路输入端⑿，记录各测试点波形：

1.从抽样电路的第一路输入端⑷输入正弦信号，f=1KHz，VP-P＝2V。

微调输入信号频率，使PAM信号在示波器上稳定波形。

2.在第一路选通展宽电路输出端⒀用示波器测量展宽信号的τ值宽度，记录展宽信号波形。

在第一路解调电路输出端⒂观察解调后的音频信号，记录VP-P值，并与未加选通展宽电路时的解调信号VP-P值比较。

3.正弦信号由⑸输入，自行设计并连线，使解调信号从第二路输出，记录连线方法。

4.正弦信号由⑸输入，自行设计并连线，用选通信号使解调信号同时从第一路和第二路的解调电路输出，记录连线方法，用示波器观察两路输出波形。

（四）多路PAM信号系统中的路际串话现象

所谓路际串话现象是：

只从第一路输入信号，在第二路无信号输入的情况下，接入低通信道后，第一路的信号串入第二路，并从第二路输出。

1.从抽样电路的第一路输入端⑷输入正弦信号，f=1KHz，VP-P＝2V。

微调输入信号频率，使PAM信号在示波器上稳定波形。

第二路⑸无输入信号。

2.连接抽样电路输出端⑻和第二路选通展宽电路输入端⒃，将选通脉冲输出端⑶和第二路选通展宽电路选通输入端⒄，再连接第二路通展宽电路输出端⒅和第二路的解调电路输入端⒆，用示波器观察解调电路输出端⒇，并记录信号波形。

3.接入低通模拟信道，将⑻和⑼相连，⑽和⒃相连，将模拟低通信道的开关分别置于电容C1和C3处，分别测量第一路串入第二路的串话信号的电压幅度。

（五）两路PAM信号的时分复用：

1.用两台信号发生器分别提供1KHz正弦信号从⑷输入，2KHz从⑸输入，自行设计连线（不经过低通信道），使第一路解调输出1KHz正弦信号，第二路解调输出2KHz正弦信号。

2.输入信号不被，改变选通脉冲，自行设计练习，使第一路解调输出2KHz正弦信号，第二路解调输出1KHz正弦信号。

六、实验报告

1.整理实验数据，按照相位关系画出个测试点的波形。

2.在㈡第4步中，是否有借条输出波形？

为什么？

总结fS≥2fH和fS＜2fH时，解调输出波形的规律。

3.在㈢第3步中加入选通展宽电路后的解调信号VP-P如何变化（与不加选通展宽电路时比较）？

为什么？

4.在㈣第2步中为何无串话信号？

在第3步中，接入C1、C3时，串话信号电压幅度有何不同，如何变化，分析原因。

解释影响“串话”的主要原因是什么？

5.对本实验的意见与建议。

实验二数字基带均衡系统实验

一、实验目的

1.了解数字基带传输系统的构成和实时工作过程

2.加深理解时域均衡系统的工作原理、基本特点及均衡器的主要作用

3.学会按给定的均衡准则调整均衡器的方法

二、实验仪器

1.双踪数字示波器TDS1002

2.双踪模拟示波器GOS-630FC

3.数字万用表DT9205

4.直流稳压电源±5V、±12V

5.数字基带均衡系统实验箱

三、实验系统组成框图及实验原理

图2-1数字基带传输系统的组成框图

数字基带传输系统的组成框图如图2-1。

振荡器的振荡频率为4MHZ，经分频后得到均衡器（BBD电荷转移器件）所需的两个互补驱动时钟，其频率为96KHZ，再经四分频后得到产生基带信号的时钟，其频率为24KHZ，显然本实验系统的基带速率为24Kbit/s。

信码产生器和测试信号产生器分别产生63位m序列及测试单脉冲波形，两种码分别作为均衡对象，通过开关K予以选择。

可变信道滤波器是在实验室条件下用来模拟传输信道特性的，改变电位器即可改变滤波器的传递函数特性，尽而改变模拟传输信道特性。

手动均衡器是借助横向滤波器实现时域均衡的，如图2-2所示，。

它由电荷转移器件、变系数电路和相加器三部分组成。

图2-2手动均衡器

图2-2中，按横向排列的迟延单元是由电荷转移器件完成的,理论上讲，抽头数目愈多就愈能消除码间串扰的影响，但是必会增加调整的难度，且若变系数电路的准确度得不到保证，增加抽头数所获得的效益也不会显示出来。

实现Ci调整的电路，称为变系数电路。

它是由运μA741所组成的放大器，改变其反馈电阻，可使其增益变化，为随时修改系统的时间响应提供了条件。

这里七级变系数电路的形式和参数是完全相同的。

实现加权系数相加的电路，称为相加器，它也是用μA741进行有源相加的。

具体实现时，把七级变系数电路的输出分两段相加，然后再将两段的结果相加在一起。

相加器输出端接去扰滤波器，目的是让24Kbit/s的基带信号通过并加以放大，同时滤除了96KHZ的驱动时钟频率分量。

取样判决器将去扰滤波器的输出经抽样判决，恢复出数字基带信号，便于将输入信码和再生输出信码进行比较，确定误码情况。

本实验所采用的电荷转移器件是国产斗链器件BBD，它有32个迟延抽头输出端，因为抽样频率为96KHZ是基带信号24Kbit/s的4倍，故取6、10、14、18、22、26、30七个抽头输出端。

如图2-3所示，由此，可理论计算出C-3、C0、C3各点波形的延时时间。

图2-3电荷转移器件及连线

当采用七个抽头数横向滤波器时，码间串扰不可能完全消除。

那么，均衡效果如何来衡量呢？

本实验是采用两个准则，既“最小峰值畸变准则”和“眼图最大”准则。

（一）最小峰值畸变准则：

由于信道的非理想性产生时间扩散，使得系统冲击响应所占宽度超过一个码元宽度而引起码间串扰。

在图2-4中所示的冲击响应中，h3为主瓣，h1、h2、h4、h5为旁瓣，旁瓣的非零是造成码间串扰的直接因素，若调节均衡器的系数使除h3以外的旁瓣为零，均衡效果是最佳的。

图2-4（a）测试信号（b）系统响应波形

（二）眼图最大准则：

在实际衡量均衡效果时几乎离不开一种测试手段——观察“眼图”。

在无码间串扰时，眼图像一只完全睁开的眼睛，而存在码间串扰时，眼图会部分闭合。

由此可见，眼图的张开度将反映着码间串扰的强弱。

调节变系数电路，使眼图张开至最大，此时，均衡效果最佳，码间串扰最小。

眼图可以定性表征均衡效果，若定量表征均衡效果则要用另一种测试手段——误码仪测试误码率。

四、实验内容

（一）数字基带信号为单脉冲波形

在数字基带信号为单脉冲波形——“测试信号”时，按“迫零调整准则”，手动调整各变系数抽头增益，获得最佳均衡效果。

1.加入模拟信道传输特性：

将开关K置于“测试信号”位置，用示波器观察可变信道滤波器输出，调整可变信道滤波器电位器，使其输出的冲击响应出现3个左右的旁瓣。

2.调整变系数电路：

在示波器屏幕上将横向滤波器中心点C0处定位为时间原点，用示波器监视去扰滤波器输出波形，调整C0电位器使主瓣（时间原点处为主瓣）最大，调整C1、C-1、C2、C-2、C3、C-3使旁瓣最小，需反复仔细调整才能达到最佳均衡效果状态。

3.严格按照相位关系画出C-3、C0、C3和去扰滤波器输出端的波形，将实际测量的C-3、C0、C3各点波形延时时间与理论计算值进行比较。

（二）数字基带信号为伪随机波形

在数字基带信号为伪随机波形——“信码”时，按“眼图最大准则”，手动调整各变系数抽头增益，获得最佳均衡效果

1.将开关K置于“信码发生器”位置，信码为63位m序列。

2.观察均衡后的眼图：

示波器二通道接去扰滤波器输出端，示波器一通道接码元时钟，微调C1、C-1、C2、C-2、C3、C-3、C0，使眼图张开最大。

3.观察均衡前的眼图：

示波器二通道接可变信道滤波器输出端，示波器一通道接码元时钟，调节示波器可看到“眼图”，此时眼睛几乎完全闭合，存在着严重的串扰，若直接对此信号进行判决，误码率必然很高。

画出均衡前的眼图。

4.用双踪示波器同时观察信码输出和取样判决器输出，要求发端信码与取样判决器输出无误码（必要时微调C1、C-1、C2、C-2、C3、C-3、C0））。

在无误码状态下画出信码、取样判决器的输出波形（六七个码元即可），判断有无误码。

画出均衡后的眼图。

五、实验报告

1.你认为本实验采用的两个均衡准则，各有何特点，最后的结果有什么不同？

是否还存在别的调节准则？

2.均衡器抽头个数对均衡效果有无影响？

本实验装置中若把抽头由七个增至十五个，按照给出的两个准则将系统均衡至最佳时，均衡输出眼图张开度是否会更大？

为什么？

3.报告要求理论联系实际，在理论上弄懂时域均衡原理，在实际上操作无误，在报告中准确画出各测试点波形。

实验三脉冲编码调制（PCM）

一、实验目的

1.了解语音信号PCM编译码的工作原理及实现过程

2.验证PCM编译码原理

3.了解PCM码流的时隙特点

4.初步了解PCM专用大规模集成电路的工作原理和应用

5.掌握脉冲编码调制与解调系统的频率特性的定义及测量方法

二、实验仪器

1.双踪数字示波器TDS1002

2.双踪模拟示波器GOS-630FC

3.数字万用表DT9205

4.TCM-P实验平台

5.PCM实验扩展板

三、实验原理及电路

（一）PCM编译码原理

脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。

PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。

抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。

国际标准化的PCM码组（电话语音）是用八位码组代表一个抽样值。

编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。

预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300－3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。

（二）PCM编译码器简介

鉴于我国采用的是Ａ律量化特性，本实验采用大规模集成电路TP3067对语音信号进行PCM编、解码。

它是CMOS工艺制造的单片PCMA律编译器，并且片内带输入/输出话路滤波器。

TP3067在一个芯片内部集成了编码电路和译码电路，是一个单路编译码器。

其编码速率为2.048MHz，每一帧数据为8位，帧同步信号为8KHz。

模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到PCM编码信号。

在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧（32个时隙）里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。

同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM编码信号）里才从外部接收PCM编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器、放大器后输出。

TP3067的管脚如图3-1所示，内部组成框图如图3-2所示

TP3067的管脚定义简述如下:

图3-1TP3067管脚图

1VPO+接收功率放大器非倒相输出

2GNDA模拟地

3VPO-接收功率放大器倒相输出

4VPI接收功率放大器倒相输入

5VFRO接收滤波器的模拟输出

6VCC正电源引脚，Vcc=+5V±5℅

7FSR接收的帧同步脉冲，它启动BCLKR，于是PCM数据移入Dr，FSR为8KHz脉冲序列。

8Dr接收帧数据输入，PCM数据随着FSR前沿移入Dr。

9BCLKR\CLKSEL在FSR的前沿后把数据移入Dr的位时钟，其频率可从64KHz到2.048MHz。

另一方面它也可能是一个逻辑输入，以此为在同步模式中的主时钟选择频率1.536MHz/1.544MHz或2.048MHz。

BCLKR用在发送和接收两个方向。

10MCLKR/PDN接收主时钟。

其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。

它允许与MCLKx异步，但为了获得最佳性能应当与MCLKx同步，当MCLKR连续工作在低电位时，MCLKx被选用为所有内部定时，当MCLKR连续工作在高电位时，器件就处于掉电模式。

11MCLKx发送主时钟，其频率可以是1.536MHz，1.544MHz或2.048MHz，它允许与MCLKR异步，同步工作能实现最佳性能。

12BCLKx把PCM数据从Dx上移出的位时钟，其频率可从64KHz变至2.048MHz，但必须与MCLKx同步。

13Dx由FSx启动的三态PCM数据输出

14FSx发送帧同步脉冲输入，它启动BCLKx，并使Dx上PCM数据移出。

15TSx开漏输出，在编码器时隙内为低电平脉冲。

16ANLB模拟环回路控制输入，在正常工作时必须置为逻辑"0"，当拉到逻辑"1"时，发送滤波器和发送前置放大器输出的连接线被断开，而改为和接收功率放大器的VPO+输出连接。

17GSx发送输入放大器的模拟输出。

用来在外部调节增益。

18VFxI-发送输入放大器的倒相输入。

19VFxI+发送输入放大器的非倒相输入。

20VBB负电源引脚，VBB=-5V±5℅

图3-2TP3067功能框图

（三）PCM编译码系统由定时部分和PCM编译码器构成，电路原理图如图3-3所示

四、实验内容

注意：

连接实验平台和实验板的电源时请务必关断电源的开关。

连线：

1.连接实验平台和实验板的电源+5V、-5V和GND，切勿连接错误！

2.连接实验平台的2.048MHz时钟输出插孔和实验板插孔

（2），

3.连接实验平台第1路8KHz脉冲输出插孔和实验板插孔（4），如图3-4所示

图3-4

实验内容：

1.观察测量点

（2）---主时钟信号，测量点（4）---帧定位信号：

分别观察并记录测量点

（2）、（4）的波形。

2.PCM编码器实验

调节实验平台信号发生器输出OUT1的正弦信号:

1KHz，峰峰值VP-P=2V（用示波器测量），连接实验平台信号发生器输出OUT1和实验板（5’），用双踪示波器以（4）为同步信号，同时测量（4）、（6）测量点，记录（6）点的波形，即PCM编码输出的码流信号。

3.PCM译码器实验

连接实验板的插孔（6）和插孔（7），用双踪示波器以（5’）为同步信号，同时测量并记录（5’）、（8）波形（频率、幅度），（8）点即经译码和接收低通滤波器恢复出的信号。

输入与输出的波形在相位上有变化，说明有延迟，即通过PCM的编解码的过程后，信号的传递时间延后了，这也是信号数字化传输的代价。

但延后的时间很小，对于声音来说人的听力是察觉不到的，所以也可以接受。

4.频率特性的测量

保持输入正弦信号的幅度：

2V（峰峰值），改变其频率（fmax≤4KHz），用示波器在测量点（8）处测量译码输出信号的幅值（在转折频率附近多测量几个点），画出系统的幅频特性。

5.手动产生的PCM码流信号

IN8-IN1（JP34-JP41）为电平选择开关：

用短路子连接三个插针中的左边两个，此时对应的发光二极管点亮，高电平为“1”；

用短路子连接三个插针中的右边两个，此时对应的发光