通信基本原理实验报告.doc

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1、+学院实验报告 课程名称： 姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师： 2017年6月1日 目录实验网络和实验板简介3实验1 数字基带信号与 AMI/HDB3编译码41.1 实验目的41.2 基本原理41.3 实验步骤及实验结果51.4 实验思考题10实验2 数字调制122.1 实验目的122.2 实验原理122.3 实验步骤及实验结果122.4 实验思考题14实验3 模拟锁相环与载波同步153.1 实验目的153.2 实验原理153.3 实验步骤及实验结果153.4 实验思考题18实验4 数字解调与眼图184.1 实验目的184.2 实验原理184.3 实验步骤及实验结果194. 2FSK解调

2、实验214.4 实验思考题22实验5 数字锁相环与位同步225.1 实验目的225.2 实验原理225.3 实验步骤及实验结果235.4 实验思考题24实验6 帧同步256.1 实验目的256.2 实验原理256.3 实验步骤及实验结果266.4 实验思考题28实验 7 时分复用数字基带通信系统287.1 实验目的287.2 实验原理297.3 实验步骤及实验结果307.4 实验思考题31实验 8 时分复用 2DPSK、2FSK 通信系统318.1 实验目的318.2 实验原理328.3 实验步骤及实验结果328.4 实验思考题33实验小结34 实验网络和实验板简介 现代通信包括传输、复用、交

3、换、网络等技术。通信原理课程主要介绍传输及复用 技术。本实验系统涵盖了数字信号传输的主要内容及时分复用技术,其设计思路是如图所示的两路时分复用 PCM/2DPSK 数字电话系统。 两路PCM/2DPSK数字电话通信系统图中 STA、STB分别为发端的两路模拟话音信号，BS 为时钟信号，SLA、SLB 为抽样 信号，F为帧同步码，AK 为绝对码，BK 为相对码。在收端，CP 为位同步信号，FS为帧同步信号，F1、F2为两个路同步信号，SRA、SRB 为两个 PCM 译码器输出的模拟话音信号。下图为我们实验板子布局显示图实验1 数字基带信号与 AMI/HDB3编译码 1.1 实验目的 1、掌握单极

4、性码、双极性码、归零码、非归零码等基带信号波形特点。 2、掌握 AMI、HDB3码的编码规则。 3、掌握从 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同步时分复用信号的帧结构特点。 5、了解 AMI/HDB3编译码集成电路 CD22103。 1.2 基本原理 1、数字信源模块本模块有以下信号测试点及输出点： CLK 晶振信号测试点 BS-OUT 信源位定时信号测试点/输出点 FS 信源帧定时信号测试点 NRZ-OUT(AK) NRZ 信号(绝对码 AK) 测试点/输出点 2. AMI/HDB3编译码模块 NRZ 译码器输出信号测试点 BS-R 锁相环输出的位同步信号测试点

5、 AMI-HDB3 编码器输出信号测试点 BPF 带通滤波器输出信号测试点 DET 整流器输出信号测试点 3. AMI/HDB3编码原理 AMI（Alternative Mark Inversion）码的全称是传号交替反转码，其编码规则是将消息码的“1”交替的变换为“+1”和“-1”，而“0”保持不变。AMI码的优点是，没有直流成分，且高低频分量少，能量集中在频率为1/2码速处；HDB 3 全称是三阶高密度双极型码，它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过三个，其编码规则如下：（1）检查消息码中“0”的个数。当连“0”数目小于等于3时，HDB

6、3码与AMI码一样，+1和-1交替；（2）当连“0”数目超过3个时，将每4个化作一小节，定义为B00V,称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，B称为调节脉冲；（3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同，并且要求和相邻的V码之间极性必须交替（4）B的取值可选0，+1，-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；（5）V码后面的传号码极性也要交替。1.3 实验步骤及实验结果1、熟悉数字信源模块和 AMI/HDB3编译码模块的工作原理，接好电源线，打 开实验设备电源开关。 2、用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。3、用示波器观察 AMI/HDB3编译码模块的各种波形（1） 示波器的两个探头 CH1 和

7、 CH2 分别接信源模块的测试点 NRZ-OUT 和 AMI/HDB3 模块的测试点 AMI-HDB3，将信源模块的 K1、K2、K3 每一位都置 1，观察全 1 码对应的 AMI 码（开关 K4 置于左方 AMI 端）波形和 HDB3码（开关 K4 置于右方 HDB3端）波形。再 将 K1、K2、K3 置为全 0，观察全 0 码对应的 AMI 码和 HDB3码波形。观察时应注意：AMI 码和 HDB3码波形的占空比为 0.5；编码输出信号 AMI-HDB3比输入信号 NRZ-OUT 滞后了约 4 个码元。1) 全零 AMI 码2) 全零 HDB3 码（2）将 K1、K2、K3 置于 0111

8、 0010 0000 1100 0010 0000 态，观察并记录对应的 AMI 码和 HDB3码3) AMI码4) HDB3码（3）将 K1、K2、K3 置于任意状态，CH1 接信源模块的 NRZ-OUT。K4 先置左方 AMI 端，CH2 依次接 AMI/HDB3模块的 DET、BPF、BS-R 和 NRZ，观察这些信号波形；再将 K4 置右方 HDB3端，再次观察 DET、BPF、BS-R 和 NRZ 等信号波形。=5) AMI/DET信号6) AMI/BPF信号7) AMI/BS-R信号8) AMI/NRZ信号9) HDB3/BPF信号10) HDB3/BS-R信号11) HDB3/D

9、ET信号12) HDB3/NRZ信号1.4 实验思考题1集中插入帧同步码同步时分复用信号的帧结构有何特点？ 答：集中式插入，也称为连贯式插入，要求帧同步特殊码组具有优良的自相关特性，它将标志码组开始位置的群同步码插入于一个码组的前面。接收端一旦检测到这个特定的码组就知道了这组信息码元起始位置。所以这种方法建立同步。为了长时间地保持同步，就需要周期性的将这个特定的码组插入于每组信息码元之前，从而保证信息传输的同步性。2. 根据实验观察和纪录回答： （1）非归零码和归零码的特点是什么？ 答：NRZ特点：脉冲宽度等于码元宽度Ts RZ特点：Ts,有一定的占空比（2）与信源代码中的“1”码相对应的 A

10、MI 码及 HDB3码是否一定相同？为什么？ 答：不一定相同。因为信源代码中的“1”码对应的AMI 码“+1” “-1”相间出现，而HDB3码中的“+1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。根据它的HDB3码的编码规则可以很容以得到3. 设信源代码为全“1”码或全“0”码或 0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出对应的AMI码及 HDB3码的代码和波形。 答：信息码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 AMI 0 1-1 1 0 0-1 0 0 0 0 0 1-1 0

11、0 0 0 1 0 0 0 0 0 HDB3 0 1-1 1 0 0-1 0 0 0-1 0 1-1 1 0 0 1-1 0 0 0-1 0 4. 总结用滤波法从 HDB3码中提取位同步信号的原理。 答：HDB3中不含有离散谱fS成分。先通过整流，整流后变为一个占空比等于 0.5 的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱 fS成分，故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。5. 占空比为 0.5 的单极性归零码的功率谱密度公式为 式中 fs=1/Ts，P 为“1”码的概率，G( f )=0.5TsSa(0.5pf/f

12、s) 。试用此公式说明：为什 么信息代码中的连“0”码越长，越难于从 AMI 码中提取位同步信号，而 HDB3码则不存在此问题。答：因为信号经过编码变换为HDB3码后，连“0”码最多不超过3个，而AMI码则与信息码的连0个数相同，故HDB3码不存在提取位同步信号随着连“0”个数的增多而难度加大。实验2 数字调制2.1 实验目的1、掌握绝对码(AK)、相对码(BK)的概念以及它们之间的关系。 2、掌握用键控法产生 2ASK、2FSK、2DPSK 信号的方法。 3、掌握 BK 与 2PSK 信号波形之间的关系、AK 与 2DPSK 信号波形之间的关系。 4、了解 2ASK、2FSK、2DPSK 信

13、号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 2.2 实验原理数字调制模块上有以下信号测试点： CAR 2DPSK 和 2ASK 的载波信号测试点 BK 相对码测试点 2DPSK 2DPSK 信号测试点，VP-P0.5V 2FSK 2FSK 信号测试点，VP-P0.5V 2ASK 2ASK 信号测试点，VP-P0.5V 2.3 实验步骤及实验结果1、熟悉数字调制模块的工作原理2、将示波器置于外同步触发状态，用数字信源模块的 FS 信号作为示波器的外同步 触发信号。示波器 CH1 接信源模块的 NRZ-OUT(AK)， CH2 接数字调制模块的 BK，信源模块的 K1、 K2、 K3置于任意状态（非全

14、 0），观察 AK、 BK 波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。1) 0001 0000 AK信号2) 0001 0000BK信号3、示波器 CH1 接 2DPSK，CH2 分别接 AK 及 BK，观察并总结 2DPSK 信号相位变化与 绝对码的关系以及 2DPSK 信号相位变化与相对码的关系4、示波器 CH2 接 AK、CH1 依次接 2FSK 和 2ASK；观察这两个信号与 AK 的关系（“1” 码与“0”码对应的 2FSK 信号的幅度可能略有不同）。 3) 2ASK信号 4) 2FSK信号5、用频谱议观察 AK、2ASK、2FSK、2DPSK 信号频谱（条件不

15、具备时可不进行此项 观察）。 2.4 实验思考题1、设绝对码为全 1、全 0 或 1001 1010，求相对码。答：设相对码的初始值为0 绝对码 11111，00000，10011010 相对码 10101，00000，11101100 2、设相对码为全 1、全 0 或 1001 1010，求绝对码。答：设相对码的初始值为0 相对码 11111，00000，10011010绝对码 10000，00000，11010111 3、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律，设计一个由相对码至绝对码的变换电路。 答： 绝对码至相对码的变换规律： 绝对码的“1”码时相对码发生变化，绝对 码

16、的“0”码时相 对码不发生变化，为信号差分码。 相对码至绝对码的变换规律：相对码的当前码元与前一码元相同时对应的 当前绝对码为“0”码，相异时对应的 当前绝对码为“1”码。5、总结 2DPSK 信号的相位变化与信息代码(即绝对码)之间的关系以及 2DPSK 信号 的相位变化与相对码之间的关系。答：2DPSK 信号的相位变化与信息代码(即绝对码)之间的关系是：“1 变 0 不变”，即“1”码对应的 2DPSK 信号的初相相对于前一码元内 2DPSK 信 号的末相变化 180，“0”码对应的 2DPSK 信号的初相与前一码元内 2DPSK 信号的末相相同。2DPSK信号的相位变化与相对码之间的关系

17、：“异变同不变”，即当前码元与前一码元相异时则当前码元内 2PSK 信号的初相相 对于前一码元内 2PSK 信号的末相变化 180。相同时则码元内 2PSK 信号的初相相对于 前一码元内 2PSK 信号的末相无变化。 实验3 模拟锁相环与载波同步3.1 实验目的1. 掌握模拟锁相环的工作原理，以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉 带等基本概念。 2. 掌握用平方环法从 2DPSK 信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环环路滤波器 的设计方法。 3. 了解 2DPSK 相干载波相位模糊现象产生的原因。 3.2 实验原理 MU 平方器输出信号测试点，VP-P1V VCO VCO 输出信号测试点

18、，VP-P0.2V Ud 鉴相器输出信号测试点，变化范围不小于 4V CAR-OUT 相干载波信号测试点/输出点，VP-P0.4V3.3 实验步骤及实验结果1.熟悉载波同步模块的工作原理2.检查数字信源模块和数字调制模块是否工作正常3. 用示波器观察载波同步模块锁相环的锁定状态、失锁状态，测量环路的同步带、 捕捉带（1）观察锁定状态与失锁状态（2）测量同步带与捕捉带1) CAR CAROut环路锁定信号2) CAR CAROut环路失锁信号4. 观察环路的捕捉过程先使环路处于失锁定状态，慢慢调节 C34，使环路刚刚进入锁定状态后，断开电源， 然后再接通电源，用示波器观察 Ud，可以发现 Ud

19、由差拍信号变为直流的变化瞬态过程。 Ud 的这种变化表示了环路的捕捉过程：当|Dwo|Dwp时，接通电源后环路使 VCO 的频率 由固有频率逐步向输入信号频率靠近，最后等于输入信号频率。3) Ud14) Ud25) Ud36) 失锁Ud信号5. 观察相干载波相位模糊现象使环路锁定，用示波器同时观察调制模块的 CAR 和载波同步模块的 CAR-OUT 信号， 反复断开、接通电源可以发现这两个信号有时同相、有时反相。3.4 实验思考题1. 总结锁相环锁定状态及失锁状态的特点。 答：锁定状态的特点：输入信号频率与反馈信号频率相等，鉴相器输出电压为直 流。失锁状态的特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电

20、压。2. 设 K0=18 Hz/V ，根据实验结果计算环路同步带DfH及捕捉带DfP 。答：根据fH =V1K0/2 ，fP =V2K0/2得，V1=12V，则fH =186=108Hz V2=8V，则fP =184=72Hz3.总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因答：平方运算输出信号中含有2fC离散谱，模拟环输出信号频率等于 2fC，二分频，滤波 后得到相干载波；2分频电路有两个初始状态，导致提取的相干载波有两种相反的相位状态。实验4 数字解调与眼图4.1 实验目的1. 掌握 2DPSK 相干解调原理。 2. 掌握 2FSK 过零检测解调原理4.2 实验原理 MU 相乘器输

21、出信号测试点 LPF 低通、运放输出信号测试点 VC 比较器比较电压测试点 CM 比较器输出信号测试点/输出点 BK 解调输出相对码测试点 AK-OUT 解调输出绝对码测试点/输出点 BS-IN 位同步信号输入点 2FSK 解调模块上有以下信号测试点及输入输出点： FD 2FSK 过零检测器输出信号测试点 LPF 低通滤波器输出信号测试点 CM 比较器输出信号测试点/输出点 BS-IN 位同步信号输入点 AK-OUT 解调输出信号的测试点/输出点4.3 实验步骤及实验结果1. 复习前面实验的内容并熟悉 2DPSK 解调模块及 2FSK 解调模块的工作原理，接通 实验箱电源。将数字调制模块单刀双

22、掷开关 K7 置于左方 NRZ 端。2. 检查数字信源、数字调制及载波同步模块是否工作正常，载波同步模块的锁相环应处于锁定状态。3. 2DPSK 解调实验（1）将数字信源模块的 BS-OUT 用信号连线连接到 2DPSK 解调模块的 BS-IN 处。将 示波器置于外同步触发状态，以信源模块的 FS 信号作为示波器外同步触发信号。将示 波器的 CH1 接数字调制模块的 BK，CH2（建议使用示波器探头的 x10 衰减档）接 2DPSK 解调模块的 MU。MU 与 BK 同相或反相，其波形应接近图 4.3 所示的理论波形。 （2）示波器的 CH2 接 2DPSK 解调模块的 LPF，可看到 LPF

23、 与 MU 同相。当一帧内 BK 中“1”码和“0”码个数相同时，LPF 的正、负极性信号电平与 0 电平对称，否则不对 称。 （3）示波器的 CH1 接 VC，调节电位器 R39，使 VC 为 LPF 的中值电平（当 BK 中“1” 与“0”等概时 LPF 的中值即为 0 电平）。 （4）观察数字调制模块的 BK 与 2DPSK 解调模块的 MU、LPF、BK 之间的关系，再观 察数字信源模块中 AK 信号与 2DPSK 解调模块的 MU、LPF、BK、AK-OUT 信号之间的关系。1) BK/LPF信号2) BK/MU信号 （5）断开、接通电源若干次，改变数字调制模块的 CAR 信号与载波

24、同步模块的 CAR-OUT 信号的相位关系，重新进行步骤（4）中的观察。 （6）将数字调制模块单刀双掷开关 K7 置于右方 M 序列端，此时数字调制器输入的 基带信号是 m 序列。用示波器观察 2DPSK 解调模块中的 LPF 信号，即可看到无噪声时的眼图。3) 眼图4. 2FSK解调实验将数字调制模块单刀双掷开关 K7 还原置于左方 NRZ 端。将数字信源模块的 BS-OUT 用信号连线换接到 2FSK 解调模块的 BS-IN 处，示波器探头 CH1 接数字信源模块中的 AK， CH2 分别接 2FSK 解调模块中的 FD、LPF、CM 及 AK-OUT，观察 2FSK 过零检测解调器的解

25、调过程（注意：低通滤波器及整形电路 2 都有倒相作用）。LPF 的波形应接近图 4.4 所示 的理论波形。4) AK/FD信号5) AK/LPF信号4.4 实验思考题1. 设绝对码为 1001101，根据实验观察得到的规律，画出当相干载波频率等于码速 率的 1.5 倍，CAR-OUT 与 CAR 同相或反相时，2DPSK 相干解调器中 MU、LPF、BS、BK、AK 等信号的波形示意图，总结 2DPSK 克服相位模糊现象的机理。 答：当相干载波为-cosC t 时，MU、LPF 及 BK 与载波为 cosC t 时的状态反相，但 AK 仍不变（第一位与 BK 的起始电平有关）。2DPSK 系统

26、之所能克服相位模糊现象， 是因为在发端将绝对码变为了相对码，在收端又将相对码变为绝对码，载波相位模糊可 使解调出来的相对码有两种相反的状态，但它们对应的绝对码是相同的实验5 数字锁相环与位同步5.1 实验目的1. 掌握数字锁相环工作原理。 2. 掌握用数字环提取位同步信号的原理及对其输入的信息代码的要求。 3. 掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号相位抖动等基本概念。 5.2 实验原理 S-IN 基带信号测试点/输入点 BS-OUT 位同步信号测试点/输出点5.3 实验步骤及实验结果1、熟悉位同步模块工作原理。2、观察数字环的锁定状态和失锁状态。1) 环路锁定2) 环路失锁3、

27、观察位同步信号抖动范围与位同步器输入信号连“1”或连“0”个数的关系3) 全0抖动情况4) 全1抖动情况4、观察位同步器的快速捕捉现象、位同步信号相位抖动大小及同步保持时间与收 发两端的时钟频差的关系5.4 实验思考题1、数字环位同步器输入 NRZ 码的连“1”或连“0”个数增加时，提取的位同步信 号相位抖动增大，试定性解释此现象。 答：输入 NRZ 码连“1”或连“0”个数增加时，鉴相器输出脉冲的平均周期增大，数 字环路滤波器输出的控制信号平均周期增大，即需经过更长的时间才对 DCO 的相位调 整一次。而 DCO 输出的位同步信号重复频率与环路输入的 NRZ 码的码速率之间有一定 的误差，当

28、对 DCO 不进行相位调整时，其输出信号的上升沿与码元中心之间的偏差将 不断增大，相位调节时间间隔越长这种偏差越大，即位同步信号相位抖动越大。 2、若数字锁相环位同步器输入信号为 RZ 码，试分析连“1”码和连“0”码的长度 与位同步信号相位抖动范围的关系。 答：当为RZ码，即归零码时，信号功率谱存在定时分量，当连“1”码和连“0”码的长度较短时，容易提取定时分量，达到同步，但当连“1”码和连“0”码的长度较长时，始终是相同的电平，难以分辨出码元的起止时刻，相位仍会发生抖动。 3、数字环位同步器的同步抖动范围随发端和收端的时钟稳定度降低而增大，试定 性解释此现象。 答：时钟稳定度越低，固有频差

29、越大，DCO 输出位同步信号与环路输入信号之间的相位误差增大得越快， 而环路对 DCO 的相位调节时间间隔，平均值是不变的（当输入信号一定时），故当固有 频差增大时，位同步信号的同步抖动范围增大。4、若将 AMI 码或 HDB3码整流后作为数字环位同步器的输入信号，能否提取出位同 步信号？为什么？对这两种码的信息代码中连“1”个数有无限制？对 AMI 码的信息代 码中连“0”个数有无限制？对 HDB3码的信息代码中连“0”个数有无限制？为什么？ 答：能。因为将 AMI 码或 HDB3 码整流后得到的是一个单极性归零码，其上升沿收使 鉴相器输出高电平，从而使位同步正常工作。对这种码的信息代码连“

30、1”个数无限制，对 AMI 码的信息代码中连“0”个数有限制，对 HDB3 码的信息代码中连“0”个数无限制5、试定性解释本实验使用的数字锁相环快速捕捉机理，并与超前滞后型数字环进 行比较。答：本实验中可对 DCO 的分频比任意调节，一次调节就可使环路锁定，而在超前滞后 型数字环中每次调节只能使 DCO 的分频比增大 1 或减 1，需多次调节才能使环路锁定。实验6 帧同步6.1 实验目的1. 掌握集中插入式帧同步码识别器工作原理。 2. 掌握同步保护原理。 3. 掌握假同步、漏同步、捕捉态（失步态）、维持态（同步态）等概念6.2 实验原理 S-IN 数字基带信号输入点 BS-IN 位同步信号输

31、入点 GAL 巴克码识别器输出信号测试点 24 24 分频器输出信号测试点 TH 判决门限电平测试点 FS 帧同步信号测试点6.3 实验步骤及实验结果1、熟悉帧同步模块的工作原理，将信源模块的 NRZ-OUT、BS-OUT 用信号连线分别 与帧同步模块的 S-IN、BS-IN 相连，接通实验箱电源。2、观察同步器的维持态（同步态）将数字信源模块的 K1（左边的 8 位微动开关）置于111 0010 状态 (1110010 为帧 同步码，是无定义位，可任意置“1”或置“0”)。为了避免信息码中出现和帧同步 码相近的码元序列，将 K2 置为 1000 0000 状态、K3 置为全 0 状态。 将示

32、波器置于外同步触发状态，用数字信源模块的 FS 信号作为示波器的外同步触 发信号。示波器 CH1 接信源模块的 NRZ-OUT，CH2 分别接帧同步模块的 GAL、24、TH 及 FS，观察并纪录上述信号波形以及与 NRZ-OUT 的相位关系（注意：此时 TH 应为 0 电 平，帧同步模块的 P3 指示灯熄，P1、P2 亮，表示识别门限为 6）。 使信源的帧同步码（注意是 K1 的第 2 位到第 8 位）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（此时同步器应转入捕捉态，仅24 波形不 变，请根据原理框图分析思考此过程）。1) A

33、K /242) AK/GAL信号3) AK TH信号3、观察同步器的捕捉态（失步态）在实验步骤2中电路已经由同步态变为捕捉态，示波器CH1接信源模块的 NRZ-OUT。 用 CH2 观察24 信号，将电源断开，然后再接通电源，可看到24 波形的下降沿已不再对准 NRZ-OUT 的第一个数据位，再用 CH2 观察其他信号，可以发现 TH 为高电平，FS 无输出。 将信源 K1 从上述实验的错两位状态还原为仅错一位状态，观察24 信号相位是否 变化。 再将信源 K1 还原为七位全正确的帧同步码(1110010) ，观察24 信号的相位如 何变化，并分析此信号相位变化的原因，从而理解同步器从失步态转

34、为同步态的过程4) 24信号4、观察识别器假识别现象及同步保护器的保护作用。6.4 实验思考题1. 本实验中同步器由同步态转为捕捉态时24 信号相位为什么不变？ 答： 因判决器无输出，与门 4 无输出，故24（24 分频）电路无复位脉冲，其输出的 24 信号相位保持不变2. 同步保护电路是如何使假识别信号不形成假同步信号的？ 答： 假识别信号与或门输出信号不同步，与门 1 输出中无假识别信号。因而，假识别信 号不能通过与门 4，所以单稳输出信号仅与中负同步码对应的识别信号有关，而与假识 别无关，这样假识别信号就不能形成假同步信号。实验 7 时分复用数字基带通信系统7.1 实验目的1.掌握时分复

35、用数字基带通信系统的基本原理。 2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响。 3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用及同步时分复用信号的分接原 理。 7.2 实验原理1. 数字终端模块工作原理 S-IN 时分复用基带信号输入点 SD 延迟后的时分复用信号测试点 BD 延迟后的位同步信号测试点 FD 整形后的帧同步信号测试点 D1 分接后的第一路数字信号测试点 B1 第一路数据的时钟信号测试点 F1 第一路信号的路同步信号测试点 D2 分接后的第二路数字信号测试点 B2 第二路数据的时钟信号测试点 F2 第二路信号的路同步信号测试点2. 时分复用数字基带通信系统7.3

36、实验步骤及实验结果1.复习位同步、帧同步的实验内容并熟悉数字终端模块工作原理.2.用示波器 CH1 观察数字信源模块 NRZ-OUT 信号，判断信源模块是否工作正常。3.用示波器 CH2 观察位同步模块 BS-OUT 信号，调节位同步模块的可调电容 C2，使 位同步信号 BS-OUT 的上升沿对准信源 NRZ 信号的码元中间并且相位抖动最小。4.将数字信源模块的 K1 置于1110010，用示波器 CH2 观察帧同步模块 FS 信号与信 源 NRZ 信号的相位关系，判断帧同步模块是否工作正常。5.当位同步模块、帧同步模块已正确地提取出位同步信号和帧同步信号时，通过信 源模块及终端模块的发光二极

37、管观察两路 8bit 数据是否已正确地传输到收终端。5) AK/BS信号6) AK/FS信号6.用示波器观察分接出来的两路 8bit 周期信号 D1 和 D2，从而判断终端模块是否已 将两路时分复用信号正确地分接出来。7.观察位同步抖动对数据传输的影响。用示波器观察数字终端模块的 D1 或 D2 信号，然后缓慢调节位同步模块上的可调电 容 C2，增大位同步抖动范围，观察 D1 或 D2 信号波形变化情况和发光二极管的状况（C2 在某一范围变化时，D1 或 D2 无误码，C2 变化太大时出现误码）。7) 1100 0000 1000 0000信号传输8观察帧同步对数据传输的影响。7.4 实验思考

38、题1.本实验系统中，为什么位同步信号在一定范围内抖动时并不发生误码？位同步信 号的这个抖动范围大概为多少？ 答：本实验系统中信道是理想的，无噪声且无码间串扰，只要位同步抖动范围不超过码 元宽度就不会发生误码2.帧同步信号在对时分复用数据进行分接时起何作用，用实验结果加以说明。 答： 帧同步信号可以确保分接器对时分复用信号进行正确分接。3.分析数字终端模块中分接与串并变换器及并串变换器的工作原理。答：串/并变换及并/串变换电路都有需要位同步信号和帧同步信号，还要求帧同步信号的宽度为一个码元周期且其上升沿应与第一路数据的起始时刻对齐，因而送给移位寄存器U67 的帧同步信号也必须符合上述要求。但帧同

39、步模块提供的帧。 终端模块将帧同步器提取的帧同步信号送到单稳U64 的输入端，单稳U64 设为上升沿触发状态，其输出脉冲宽度略小于一个码元宽度，然后用位同步信号BD 对单稳输出抽样后得到FD，可通过电位器R2 来改变 BD 的相位，从而得到两种不同的FD 信。实验 8 时分复用 2DPSK、2FSK 通信系统8.1 实验目的1.掌握时分复用 2DPSK 通信系统的基本原理。 2.掌握时分复用 2FSK 通信系统的基本原理。8.2 实验原理8.3 实验步骤及实验结果1.拟定 2DPSK 系统及 2FSK 系统各模块之间的信号连接方案2DPSK 系统中包括数字信源、数字调制、载波同步、2DPSK

40、解调、位同步、帧同步 及数字终端等七个模块。在 2FSK 系统中，无载波同步模块，将 2DPSK 解调模块改为 2FSK 解调模块，其它模块与 2DPSK 系统相同。 进行本实验时，需要实验者将 5 根信号线正确地连接到有关模块：位同步模块的输 入信号 S-IN 来自于 2DPSK 解调模块或 2FSK 解调模块的 CM 信号；帧同步模块和终端模 块的输入信号 S-IN 来自于 2DPSK 解调模块或 2FSK 解调模块的 AK-OUT 信号；2DPSK 解调 模块或 2FSK 解调模块以及帧同步模块所需的位同步信号 BS-IN 来自于位同步模块的 BS-OUT 信号。 其他信号已在印刷板上连

41、好，不需要实验者再连线。2.进行 2DPSK 通信系统实验按拟定的方案连好信号连线，接通实验箱电源，数字调制模块单刀双掷开关 K7 置 于左方 NRZ 端。若信源的两路数据可以正确地传输到终端，则用示波器观察信号的传输 过程，从而掌握时分复用 2DPSK 通信系统的基本原理。若信源的两路数据不能正确地传 输到终端，请分析原因并排除故障3.进行 2FSK 通信系统实验使信源的两路数据正确地传输到终端。1) 2FSk信号传输2) 2DPSk信号传输8.4 实验思考题1.位同步信号的上升沿为什么要处于 2DPSK 解调器或 2FSK 解调器的低通滤波器输 出信号的码元中心？ 答： 通常低通滤波器输出

42、信号在码元中间幅度最大，噪声容限大，因而位同步信号上升 沿对准码元中间可使误码率最小。2.能否将 2DPSK 解调器或 2FSK 解调器的 LPF 信号作为位同步器的输入信号？为什 么？ 答：不能，因为 2DPSK 解调器的 BK 信号比 CM 信号的相位落后3.2DPSK 系统中，若不能正确传输两路数据，排除故障的最优步骤是什么？答： 依照信号流程检查各单元，找出故障产生点，予以排除。 0）检查电源输出和接线； 1）信源单元帧同步识别码设置是否正确； 2）载波同步单元的锁相环是否完全锁定 4）位同步单元锁相环是否正确锁定实验小结在通信原理实验的学习中，自己收益颇丰。首先能够让自己在课堂上学习

43、到的理论知识与实际情况结合起来，加深了对通信原理这门学科的理解，其次，锻炼了自己的动手能力，各种线的接插，以及对整个实验设备的认知，最后，巩固了对示波器的使用，不得不说示波器对我们学电子搞通信的学生是非常有用的。在这次实验课上我们做了8个实验，其实验内容是一层层递进的，难度也是由高到低的，所以一开始的AMI/HDB3码，绝对码相对码变换等都是一些很基础的知识，只有熟练掌握了这些，才能在后面的几个实验中得心应手。当然这次实验的时间也很有限，而又总共有8个实验，所以对自身动手能力和对知识的掌握能力要求也就更高了。这在次实验也发现了自身存在的一些不足，一方面自己的学习能力还不够强，当面对这些实验是，自己一开始是相当手足无措的，不知道如何下手，好在老师给了我们实验文档，所以最后能照着文档一步一步的把完成实验。另一方面，自己的动手能力也有所欠缺，当有些实验需要很强的动手能力时我还不能从容应对。认识到了自己的不足，在接下来的学习和生活当中我也会努力改进，弥补这些不足之处。