《2022年通信原理信号源实验 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年通信原理信号源实验 .pdf（46页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、信号源实验一、实验目的1、了解频率连续变化的各种波形的产生方法。2、理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。3、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、拨动拨码开关，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的输出。三、实验仪器1、信号源模块2、20M双踪示波器一台3、频率计（可选）一台4、PC机（可选）一台5、连接线若干四、实验原理1、信号源数字部分数字部分为实验箱提供以2M为基频分频比19999 的 BS、2BS、FS信号及 24 位的
2、 NRZ码，并提供1M、256K、64K、32K、8K的方波信号。信号源数字部分信号是直接由CPLD 分频得到的。24MHz 晶振3分频可预置分频器2分频2分频分频器NRZNRZ 码产生器分频器2BSBSFS24位NRZ 码型设置1024K256K64K32K8KBCD 码分频设置PN 序列产生器PN15PN31PN511图 1-1 数字信号源部分原理框图（1）首先将 24M的有源晶振三分频得到8M的时钟信号。（2）然后通过可预置的分频电路（分频比19999），由于经可预置分频器出来的信号是窄脉冲，因此通过 D触发器二分频将其变为占空比是50的信号，因此从 CPLD得到的 BS信号频率是以2M
3、为基频进行19999 分频。（3）BS信号经过一个24 分频的电路得到一个窄脉冲即是FS信号。（4）NRZ码产生器通过FS信号和 BS信号的触发得到同外部码型调节一样的NRZ码。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 46 页 -（5）8M的信号还用于产生1M、256K、64K、32K、8K 的信号。（6）D0D7为预留端口。2、信号源模拟部分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100Hz10KHz）、三角波（频率变化范围100Hz1KHz）、方波（频率变化范围100Hz10KHz）、锯齿波（频率变化范围100Hz1KHz），以及提供的32K、
4、64K正弦波的载波信号。图 1-2 模拟信号源部分原理框图正弦波、方波、锯齿波、三角波一个周期的点数据被以不同的地址存入波形数据存储器中，单片机根据波形选择开关和频率调节器送入的信息，一方面发出控制信号给CPLD调制CPLD中分频器的分频比，并将分频后的频率通过驱动数码管显示出来，另一方面通过控制CPLD使其输出与波形选择及分频比输出的频率相对应的地址信号到波形数据存储器中，然后输出的波形的数字信号依次通过D/A 转换器、滤波器、放大器得到所需要的模拟信号。五、实验步骤及注意事项1、将信号源模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下开关POWE
5、R1、POWER2，发光二极管 LED01、LED02发光，按一下复位键，信号源模块开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）3、模拟信号源部分观察“32K 正弦波”和“64K正弦波”输出的正弦波波形，调节对应的电位器的“幅度调节”可分别改变各正弦波的幅度。按下“复位”按键使U03复位，波形指示灯“正弦波”亮，波形指示灯“三角波”、“锯齿波”、“方波”以及发光二极管LED07灭，数码管SM01 SM04显示“2000”。按一下“波形选择”按键，波形指示灯“三角波”亮（其它仍熄灭），此时信号输出点“模拟输出”的输出波形为三角波。逐次按下“波形
6、选择”按键，四个波形指示灯轮流发亮，此时“模拟输出”点轮流输出正弦波、三角波、锯齿波和方波。将波形选择为正弦波时（对应发光二极管亮），转动“频率调节”的旋转编码器，可改变输出信号的频率，观察“模拟输出”点的波形，并用频率计查看其频率与数码管显示的是否一致。转动对应电位器“幅度调节”可改变输出信号的幅度，幅度最大可达 5V以上。（注意:发光二极管LED07熄灭，转动旋转编码器时，频率以 1Hz为单位变化；按一下旋转编码器，LED07 亮，此时旋转旋转编码器，频率以50Hz名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 46 页 -为单位变化；再按一下旋转编码器，LED07熄灭，频率
7、再次以1Hz 为单位变化）将波形分别选择为三角波、锯齿波、方波，重复上述实验。电位器 W02用来调节开关电容滤波器U06 的控制电压，电位器W01用来调节D/A转换器 U05的参考电压，这两个电位器在出厂时已经调好，切勿自行调节。4、数字信号源部分拨码开关 SW04、SW05的作用是改变分频器的分频比（以4 位为一个单元，对应十进制数的1 位，以 BCD码分别表示分频比的千位、百位、十位和个位），得到不同频率的位同步信号。分频前的基频信号为2MHz，分频比变化范围是19999，所以位同步信号频率范围是200Hz 2MHz。例如，若想信号输出点“BS”输出的信号频率为 15.625KHz，则需将
8、基频信号进行128 分频，将拨码开关SW04、SW05设置为00000001 00101000，就可以得到15.625KHz 的方波信号。拨码开关SW01、SW02、SW03 的作用是改变NRZ码的码型。1 位拨码开关就对应着NRZ码中的一个码元，当该位开关往上拨时，对应的码元为1，往下拨时，对应的码元为0。将拨码开关SW04、SW05设置为00000001 00101000，SW01、SW02、SW03设置为01110010 00110011 10101010，观察 BS、2BS、FS、NRZ波形。改变各拨码开关的设置，重复观察以上各点波形。观察 1024K、256K、64K、32K、8K各
9、点波形（由于时钟信号为晶振输出的24MHz方波，所以整数倍分频后只能得到的1000K、250K、62.5K、31.25K、7.8125K 信号，电路板上的标识为近似值，这一点请注意）。将拨码开关SW04、SW05 设置为 00000001 00101000，观察伪随机序列PN15、PN31、PN511的波形。改变拨码开关SW04、SW05的设置，重复观察以上各点波形。实验二 常规双边带调幅与解调实验一、实验目的1、掌握常规双边带调幅与解调的原理及实现方法。2、掌握二极管包络检波原理。3、掌握调幅信号的频谱特性。4、了解常规双边带调幅与解调的优缺点。5、了解抑制载波双边带调幅和解调的优缺点。二、
10、实验内容1、观察常规双边带调幅的波形。2、观察常规双边带调幅波形的频谱。3、观察抑制载波双边带调幅波形。4、观察常规双边带解调的波形。三、实验仪器1、信号源模块2、PAM/AM 模块3、频谱分析模块名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 46 页 -4、终端模块（可选）5、20M 双踪示波器一台6、频率计（可选）一台7、音频信号发生器（可选）一台8、立体声单放机（可选）一台9、立体声耳机（可选）一副10、连接线若干四、实验原理1、常规双边带调幅原理框图：低频信号、载波信号通过乘法器（MC1496）得到调幅信号，实际上，为了保证调幅信号的质量，调幅信号依次通过电压跟随电路（
11、由TL082 组成）、低通滤波器（由TL082 组成），最后得到AM调制信号。通过调节调制深度调节电位器，得到抑制载波的双边带调幅信号。低频信号输入乘法器（MC1496）电压跟随电路（TL082）低通滤波器（TL082）载波输入调制深度调节AM 调制输出2、AM 解调原理框图在解调电路中，采用二极管包络检波对调幅信号进行解调，二极管的作用是实现高频包络检波，所以要求二极管的正向导通压降越小越好，在这里我们采用的是锗型二极管IN60，其正向导通电压UF0.3V，可以很好的满足要求，利用二极管的单向导电性和检波负载RC的充放电过程，就可以还原出与调幅信号包络基本一致的信号，最后通过放大电路（TL0
12、82）得到解调幅输出。3、抑制载波双边带调制在线性调制器中的调制信号)(tm若没有直流分量，则在相乘器的输出信号中将没有载波分量。由于此时的频谱中包含有两个边带，且这两个边带包含相同的信息，所以称为抑制载波调制。这两个边带分别称为上边带和下边带。通过调节“调制深度调节”，从调幅输出端可以观察抑制载波双边带调制。4、抑制载波双边带解调抑制载波双边带解调不能采用包络检波来解调。由频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。但是解调时需要在接收端的电路中加入载波，载波的频名师资料总结-精品资料欢迎下载-
13、名师精心整理-第 4 页，共 46 页 -率和相位应该和发送端的一样，故接收电路较为复杂（所以本实验中没有给出抑制载波双边带解调电路）。解调原理框图如下：t0cos)(fH基带信号)(tm调制信号)(ts)(/tr5、集成模拟乘法器的内部结构集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分离器件如二极管和三极管要简单的多，而且性能优越。所以目前在无线通信、广播电视等方面应用较多。集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、
14、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596 等。下面介绍 MC1496 集成模拟乘法器。MC1496 的内部电路及引脚图如下所示。(a)内部电路(b)引脚图MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器。其中VT1、VT2与 VT3、VT4组成双差分放大器，VT5、VT6组成的单差分放大器用以激励VT1VT4。VT7、VT8及其偏置电路组成差分放大器 VT5、VT6的恒流源。引脚8 与 10 接输入电压UX，1 与 4 接另一输入电压Uy，输出电压U0从引脚 6 与 12 输出。引脚 2 与 3 外接电阻 RE，对差分放大器VT5、VT6产生串联电流负反馈，以扩展输入电压Uy的
15、线性动态范围。引脚14 为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电使），引脚 5 外接电阻 R5。用来调节偏置电流I5及镜像电流I0的值。五、实验步骤及注意事项：1、将信号源模块、PAM/AM模块、频谱分析模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 46 页 -2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，三个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线
16、）3、使信号源模块的信号输出点“模拟输出”输出频率为3.125KHz、峰-峰值为0.5V左右的正弦波,旋转“64K 幅度调节”电位器使“64K 正弦波”处信号的峰-峰值为1V。4、用连接线连接信号源模块的信号输出点“模拟输出”和PAM/AM模块的信号输入点“AM音频输入”，以及信号源模块的信号输出点“64K 正弦波”和PAM/AM模块的信号输入点“AM 载波输入”，调节PAM/AM模块的电位器“调制深度调节”，同时用示波器观察测试点“调幅输出”处的波形，可以观察到常规双边带调幅波形和抑制载波的双边带调幅波形。5、观察“AM 载波输入”、“AM 音频输入”、“调幅输出”、“滤波输出”、“解调幅输
17、出”各点处输出的波形。6、用频谱分析模块（用法请参考实验三）分别观察常规双边带调幅时“AM 载波输入”、“AM 音频输入”、“调幅输出”、“滤波输出”、“解调幅输出”各点频谱，以及抑制载波的双边带调幅时各点频谱并比较之。7、改变“AM 音频输入”的频率及幅度，重复观察各点波形。8、改变“AM 载波输入”的频率及幅度，重复观察各点波形。六、实验结果1、AM 调幅输出测试点2、AM 滤波输出测试点输出的波形(常规双边带调幅波形，输出的波形(常规双边带调幅波形，调制深度可调)调制深度可调)3、AM 解调幅输出测试点4、AM 调幅输出测试点输出的正弦波(常规双边带解调幅波形，输出的波形(抑制载波双边带
18、调幅波依调制深度不同而改变)形，调制深度一定)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 46 页 -七、思考题答案1、为什么常规双边带调幅的信息传输速率较低，应该采用什么样的方法加以避免？答：因为在常规调幅（AM）调幅中含有载波分量，但载波分量并不携带有用消息，却能耗散大量的功率，所以传输速率较低。为了提高信息的传输速率，可将不携带消息的载波分量抑制掉，而仅传输携带消息的两个边带，即采用抑制载波双边带调幅的方法。另外，双边带调制虽然调制频率高，但是它的传输带宽需要两倍基带信号带宽，所以信道利用率不高。因此可以采用单边带调制，即可以同时抑制载波并仅发送一个边带，故又节省功率。
19、2、常规调幅、抑制载波双边带调幅、单边带和残留边带和这几种调制方式各有什么优点和缺点？请自行设计一个用MC1496 实现的抑制载波双边带调制电路，并分析其工作原理。答：常规调幅的优点是实现调制方式简便,输出的已调信号的包络与输入调制信号成正比。解调时可采用包络检波很容易恢复原始调制信号。缺点是调幅中含有载波分量，但载波分量并不携带有用消息，却能耗散大量的功率，所以传输速率较低；抑制载波双边带调幅优点是可将不携带消息的载波分量抑制掉，而仅传输携带消息的两个边带，提高了信息的传输速率。缺点是双边带调制虽然调制频率高，但是它的传输带宽需要两倍基带信号带宽，所以信道利用率不高。并且采用相干解调是必须产
20、生一个同频同相的载波，如果同频同相的条件得不到保证，则会破坏原始信号的恢复；抑制载波单边带优点是传输时抑制载波并仅发送一个边带，故又节省功率。缺点是由于单边带调制中只传送双边带调制信号的一个边带。所以要让双边带信号通过一个单边带滤波器，而理想滤波器是不可能做到的，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。因此实现分割上、下边带的滤波器就很难实现，一般采用多级调制的办法；残留边带调制的优点是避免了用滤波法实现单边带调制时所需要的过渡带无限陡的理想滤波器的困难。缺点是由于在残留边带调制中除了传送一个边带之外，还保留另外一个边带的一部分，所以传输频带的带宽增宽了。下图是用 MC1496 实现的抑制载波双
21、边带调制电路。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 46 页 -此电路采用的是典型的调制载波双边带电路，采用的是双电源供电方式。其中载波信号UC经高频耦合电容C2从 ux端输入，C3为高频旁路电容，使8脚接地。调制信号U经低频耦合电容 C1从 uy端输入，C4为低频旁路电容，使 4 脚接地。调幅信号 U0从 12 脚单端输出。器件采用双电源供电方式，所以5 脚的偏置电阻R5接地。脚 2 与 3 间接入负反馈电阻RE，以扩展调制信号的U的线性动态范围，RE增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减少。电阻 R6、R7、R8及 RL为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶
22、体管工作在放大状态。工作过程是载波信号UC（t），其频率 fC=10.7MHz，峰峰值UCP-P=40mV。低频输入端输入调制信号U（t），其频率 f=1KHz，先使峰-峰值 UP-P=0，调节 RP，使输出 U0=0（此时 U4=U1），再逐渐增加UP-P，则输出信号U0（t）的幅度逐渐增大，最后出现抑制载波的调幅信号。由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号。脚 1 和 4 分别接电阻 R210 和 R213 可以较好地抑制载波漏信号和改善温度性能。八、提问及解答1、试证明：若在残留边带信号中加入大的载波，则可用包络检波法实现解调。证明：设调制信号为)(tf，残留边带滤波器特性为
23、)()(Hth，则残留边带信号)(tsVSB为tthtftthtfdhtftdhtftdhtttfdhttfthttftsCSCCCCCCCCCCCCV S Bsi n)(*)(cos)(*)(sin)()(sincos)()(cos)(sinsincoscos)()()(cos)()(*cos)()(名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 46 页 -其中tththtththSSCCsi n)()(c o s)()(，设)(tf的截止频率为H，根据残留边带滤波器特性HCCCHH,)()(可得)()()()()(*)(CFHHFthtfCCC即)(),()(*)(为常数C
24、tCfthtfC假设在残留边带信号中加入一个大载波，tthtftAtcftAtstsCSCCVSBsin)(*)(cos)(cos)()(其中包络AtcfthtfAtcftvS)()(*)()()(22去直流，即可从包络信号中恢复出原始信号)(tf。2、调节电位器“调制深度调节”时，调幅信号会发生怎样的变化，为什么？答：调 制 深 度 是 指 调 制 信 号 与 载 波 信 号 电 压 峰 值 的 比 例。设 调 制 信 号 为()cosmutUt如果用它来对载波()cosccmcu tUt（c）进行调幅，那么，在理想情况下，常规调幅信号为：()(cos)cosAMcmmcutUkUtt(1c
25、os)coscmacUMtt其中调幅深度,01,maacmUMkMkU为比例系数调节电位器改变调制信号于载波信号电压峰值的比例。它的作用是将mU移去，只加载波电压cmU，调节电位器使输出载波电流0i。则调制信号为抑制载波双边带调幅。如果调节电位器使输出载波电流不为0，使输出信号AmU中有载波则为常规双边带调幅。九、扩展实验1、立体声单放机输出的音频信号引入信号源的信号输入点“IN”，连接信号源模块的信号输出点“OUT”与 PAM/AM模块的信号输入点“AM 音频输入”，再连接信号源模块的信号输出点“64K 正弦波”和 PAM/AM模块的信号输入点“AM 载波输入”，名师资料总结-精品资料欢迎下
26、载-名师精心整理-第 9 页，共 46 页 -重复上述实验并观察各点波形。2、将终端模块小心固定在主箱上，用连接线连接PAM/AM模块的信号输出点“解调幅输出”与终端模块的信号输入点“S-IN”，在耳机插孔S1中插上耳机，听还原出来信号的声音。实验三码型变换实验一、实验要求1、了解几种常见的数字基带信号。2、掌握常用数字基带传输码型的编码规则。3、掌握用FPGA 实现码型变换的方法。二、实验内容1、观察 NRZ 码、RZ 码、BRZ 码、BNRZ 码、AMI 码、CMI 码、HDB3码、BPH 码的波形。2、观察全0 码或全 1 码时各码型的波形。3、观察 HDB3码、AMI 码、BNRZ 码
27、的正、负极性波形。4、观察 NRZ 码、RZ 码、BRZ 码、BNRZ 码、AMI 码、CMI 码、HDB3码、BPH 码经过码型反变换后的输出波形。5、自行设计码型变换电路，下载并观察输出波形。三、实验仪器1、信号源模块2、码型变换模块3、20M 双踪示波器一台4、频率计（可选）一台5、PC 机（可选）一台6、连接线若干四、实验原理1、二元码（1）在很多教材中将单极性归零码称为归零RZ 码，而将与归零相对应的单极性和双极性不归零码称为不归零NRZ 码。我们实验指导书中则采用NRZ 码代表单极性不归零码，用 BNRZ 码代表双极性不归零码。并且在大部分实验中均以NRZ 码作为输入信号或基带信号
28、。本实验也是用信号源的NRZ 码作为输入信号。（2）二元码中最简单的二元码如单极性不归零码、单极性归零码和双极性不归零码的功率谱中有丰富的低频乃至直流分量。这对于大多数采用交流耦合的有线信道来说是不允许的。此外，当包含长串的连续“1”或“0”时，非归零码呈现出连续的固定电平。由于信号中不出现跳变，因而无法提取定时信息。它们存在的另一个问题是：它们不具有检测错误的名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 46 页 -能力。由于信道频带受限并且存在其他干扰，经传输信道后基带信号波形会产生畸变，从而导致接收端错误地恢复原始信息。并且由于上述二元码信息中每个“1”和“0”分别独立
29、地相应于某个传输电平，相邻信号之间不存在任何制约，正是这种不相关性使这些基带信号不具有检测错误信号状态的能力。由于这些问题，它们通常只用于机内或很近距离的信息传递。（3）BPH 码由于双相码在每个码元间隔的中心部分都存在电平跳变，因此在频谱中存在很强的定时分量，它不受信源统计特性的影响。此外，由于方波周期内正、负电平各占一半，因而不存在直流分量。显然，这种优点是用频带加倍来换取的。双相码适用于数据终端设备在短距离上的传输。（4）CMI 码CMI 码也没有直流分量，却有频繁出现的波形跳变，便于恢复定时信号。而且从CMI码波形可知，用负跳变可直接提取位定时信号，不会产生相位不确定问题。相比之下，在
30、数字双相码中采用一种跳变提取的定时信号相位是不确定的。但若采用两种跳变提取定时信号，则频率是位定时频率的两倍，由它分频得到位定时信号时，也必存在相位不确定问题。传号反转码的另一个特点是它有检测错误的能力。根据它的编码规则，在正常情况下“10”是不可能在波形中出现的，连续的“00”和“11”也是不可能的，这种相关性可以用来检测因信道而产生的部分错误。在CMI 码中，原始的二元信息在编码后都用一组两位的二元码来表示，因此这类码又称为1B2B 码型。2、编码原理框图：NRZBS2BSFSCPLD各种码型编码单八路数据选择器单八路数据选择器HDB3AMI双四路数据选择器BNRZBRZRZBPHCMI图
31、 9-1 编码原理框图框图的实现：（1）单极性的RZ 码、BPH 码、CMI 码可直接通过CPLD 实现编码。（2）双极性的BRZ 码、BNRZ 码、AMI 码、HDB3码通过 CPLD 编码后，必须通过外接的具有正、负极性输出的数据选择器生成。3、解码部分原理框图框图的实现：（1）单极性的RZ 码、BPH 码、CMI 码可直接通过CPLD 实现解码。（2）双极性的BRZ 码、BNRZ 码、AMI 码、HDB3码先通过双（极性）单（极性）变换器，再将变换得到的单极性送入CPLD 实现解码。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 46 页 -NRZBS2BSFSCPLD各
32、种码型解码比较器电路比较器电路HDB3AMIHDB3-1HDB3-2AMI-1AMI-2比较器电路BNRZ比较器电路BRZBRZ-1BNRZ-1BNRZ-2ORZOBRZOCMIOBPHOHDB3OAMIOBNRZ图 9-2 解码原理框图五、实验步骤及注意事项1、将信号源模块、码型变换模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED01、LED02 发光，按一下信号源模块的复位键，两个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连
33、线）3、将信号源模块的拨码开关SW04、SW05 设置为 00000101 00000000，SW01、SW02、SW03 设置为 01110010 00110000 00101011。按实验一的介绍，此时分频比千位、十位、个位均为0，百位为5，因此分频比为500，此时位同步信号频率应为4KHz。观察 BS、2BS、NRZ 各点波形。4、编码实验：（在每次改变编码方式后，请按下复位键）（1）RZ 编码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为10000000，则编码实验选择为RZ 方式。b、将信号源模块与码型变换模块上以下三组输入/输出点用连接线连接：BS 与 BS、2BS与 2BS、NRZ 与
34、NRZ。c、从“编码输出1 处”观察RZ 编码。（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（2）BPH 编码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为01000000，则编码实验选择为BPH 方式。b、将信号源模块与码型变换模块上以下三组输入/输出点用连接线连接：BS 与 BS、2BS与 2BS、NRZ 与 NRZ。c、从“编码输出1 处”观察 BPH 编码。（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（3）CMI编码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为00100000，则编码实验选择为CMI 方式。b、将信号源模块与码型变换模块上以下三组输入/输出点用连接线连接：BS 与 BS、2BS与
35、 2BS、NRZ 与 NRZ。c、从“编码输出1 处”观察 CMI 编码。（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（4）HDB3 编码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为00010000，则编码实验选择为HDB3 方式。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 46 页 -b、将信号源模块与码型变换模块上以下三组输入/输出点用连接线连接：BS 与 BS、2BS与 2BS、NRZ 与 NRZ。c、从“编码输出2 处”观察HDB3 编码。（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（5）BRZ 编码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为00001000，则编码实验选
36、择为BRZ 方式。b、将信号源模块与码型变换模块上以下三组输入/输出点用连接线连接：BS 与 BS、2BS与 2BS、NRZ 与 NRZ。c、从“BRZ”处观察BRZ 编码。（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（6）BNRZ 编码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为00000100，则编码实验选择为BNRZ 方式。b、将信号源模块与码型变换模块上以下三组输入/输出点用连接线连接：BS 与 BS、2BS与 2BS、NRZ 与 NRZ。c、从“BNRZ”处观察BNRZ 编码。（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（7）AMI编码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为000000
37、10，则编码实验选择为AMI 方式。b、将信号源模块与码型变换模块上以下三组输入/输出点用连接线连接：BS 与 BS、2BS与 2BS、NRZ 与 NRZ。c、从“编码输出2 处”观察 AMI 编码。（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）5、解码实验：（在每次改变解码方式后，请按下复位键）（1）RZ 解码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为10000000，则编码实验选择为RZ 方式。b、在 RZ 编码方式的前提下，用线连接“编码输出1”与“解码输入1”。c、从“解码输出处”观察RZ 解码。并将示波器设为双踪状态比较解码信号与信号源的 NRZ 码（如果发现波形不正确，请按下复位键后继
38、续观察）（2）BPH 解码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为01000000，则编码实验选择为BPH 方式。b、在 BPH 编码方式的前提下，用线连接“编码输出1”与“解码输入1”。c、从“解码输出处”观察BPH 解码。并将示波器设为双踪状态比较解码信号与信号源的 NRZ 码（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（3）CMI解码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为00100000，则编码实验选择为CMI 方式。b、在 CMI 编码方式的前提下，用线连接“编码输出1”与“解码输入1”。c、从“解码输出处”观察CMI 解码。并将示波器设为双踪状态比较解码信号与信号源的 NRZ 码（如
39、果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（4）HDB3 解码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为00010000，则编码实验选择为HDB3 方式。b、在 HDB3 编码方式的前提下，用线连接“编码输出2”与“解码输入2”。c、分别观察双路输出1，双路输出2，并与解码输入2 相比较。d、从“解码输出处”观察HDB3 解码。并将示波器设为双踪状态比较解码信号与信号源的 NRZ 码（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（5）BRZ 解码实验名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 46 页 -a、将“编码方式选择”拨码开关拨为00001000，则编码实验选择为BRZ
40、 方式。b、在 BRZ 编码方式的前提下，用线连接“BRZ”与“BRZ 解码输入”。c、观察“BRZ-1”处输出波形，并与“BRZ 解码输入”处波形进行比较。d、从“解码输出处”观察BRZ 解码。并将示波器设为双踪状态比较解码信号与信号源的 NRZ 码（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（6）BNRZ 解码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为00000100，则编码实验选择为BNRZ 方式。b、在 BNRZ 编码方式的前提下，用线连接“BNRZ”与“解码输入2”。c、分别观察双路输出1，双路输出2，并与解码输入2 进行比较。d、从“解码输出处”观察BNRZ 解码。并将示波器设为双踪
41、状态比较解码信号与信号源的 NRZ 码（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）（7）AMI解码实验a、将“编码方式选择”拨码开关拨为00000010，则编码实验选择为AMI 方式。b、在 AMI 编码方式的前提下，用线连接“编码输出2”与“解码输入2”。c、分别观察双路输出1，双路输出2，并与解码输入2 进行比较。d、从“解码输出处”观察AMI 解码。并将示波器设为双踪状态比较解码信号与信号源的 NRZ 码（如果发现波形不正确，请按下复位键后继续观察）6、任意改变信号源模块上的拨码开关SW01、SW02、SW03 的设置，重复实验4、实验 5 的内容。7、将信号源模块上的拨码开关SW01
42、、SW02、SW03 全部拨为1 或全部拨为0，重复实验 4、实验 5 的内容。六、实验结果输入：信号源的拨码开关SW04、SW05 设置为 00000101 00000000，500 分频；SW01、SW02、SW03 设置为 01110010 00110000 00101011 BS：信号源测试点BS 输出的方波2BS：信号源测试点2BS 输出的方波NRZ：信号源测试点NRZ 输出的 NRZ 码（1）RZ 编解码1、编码输出 1 处输出的 RZ 码2、解码输出处输出的RZ 解码（与 NRZ双踪）（2）BPH 编解码1、编码输出1 处输出的BPH 码2、解码输出处输出的BPH 解码（与NRZ
43、 双踪）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 46 页 -（3）CMI 编解码1、编码输出1 处输出的CMI 码2、解码输出处输出的CMI 解码（与NRZ 双踪）（4）HDB3 编解码1、编码输出 2 处输出的 HDB3 码2、解码输出处输出的HDB3 解码（与NRZ 双踪）3、双路输出1 测试点（HDB3 编码4、双路输出2 测试点（HDB3 编码正极性输出点信号）负极性输出点信号）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 46 页 -（5）BRZ 编解码1、BRZ 测试点输出的BRZ 码2、解码输出处输出的BRZ 解码（与NRZ 双踪）3、B
44、RZ1 测试点（BRZ 编码单极性信号输出点）输出的码型（6）BNRZ 编解码1、BNRZ 测试点输出的BNRZ 码2、解码输出处输出的BNRZ 解码（与NRZ 双踪）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 46 页 -3、双路输出1 测试点（BNRZ 编码正4、双路输出2 测试点（BNRZ 编码极性信号）输出的码型负极性）输出点码型（7）AMI 编解码1、双路输出2 测试点输出的AMI 码2、解码输出处输出的AMI 解码（与 NRZ 双踪）3、双路输出1 测试点（AMI 编码4、双路输出2测试点（AMI 编码正极性输出点信号）负极性输出点信号）名师资料总结-精品资料欢
45、迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 46 页 -七、思考题答案1、设二进制符号序列为110010001110，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性波形、双极性波形、单极性归零波形、双极性归零波形、二进制差分波形及八电平波形。答：（略）2、已知信息代码为100000000011，求相应的AMI 码、HDB3码、CMI 码及双相码。答：AMI 码：1 0000 00000 1 1 HDB3码：1 000 V B00 V0+1 1 CMI 码：11 01 01 01 01 01 01 01 01 01 00 11 双相码：10 01 01 01 01 01 01 01 01 01 10 10
46、八、提问及解答1、在实际的基带传输系统中，是否所有的代码的电波形都能在信道中传输？答：并不是所有代码的电波形都能在信道中传输，如含直流和丰富低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输。2、对传输用的基带信号的选择，应该从哪些方面来考虑？如果在较为复杂的基带传输系统中，传输码的结构应具有哪些特性？答：对传输用的基带信号的选择，应该从传输码型选择和基带脉冲两个方面来考虑；在较为复杂的基带传输系统中，传输码的结构应具有：（1）能从其相应的基带信号中获取定时信息。（2）相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分。（3）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化。（4）尽可能地提高传输码型的传输效率
47、。（6）具有内在的检错能力等。九、扩展实验按通信原理教材中阐述的编码原理自行设计其它码型变换电路，下载并观察各点波形。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 46 页 -实验四 ASK 调制与解调实验一、实验目的1、理解 ASK调制的工作原理及电路组成。2、理解 ASK解调的原理及实现方法。3、掌握 ASK信号的频谱特性。二、实验内容1、观察 ASK调制与解调信号的波形。2、观察 ASK信号频谱。三、实验仪器1、信号源模块2、数字调制模块3、数字解调模块4、同步提取模块5、频谱分析模块（可选）6、20M双踪示波器一台7、连接线若干四、实验原理1、2ASK调制原理模拟开关
48、电路（74HC4066）ASK 载波输入ASK 基带输入电压比较器（LM339）电压跟随电路（TL082）ASK 调制输出ASK 基带信号经过电压比较器（LM339），输出高/低电平驱动模拟开关（74HC4066）导通/关闭，ASK载波通过电压跟随电路（TL082）提高带负载能力，然后通过模拟开关电路选择通过/截止，最后得到ASK调制信号输出。2、2ASK解调原理本实验采用的是包络检波法，ASK调制信号经过RC组成的耦合电路，输出波形可从OUT1观察，然后通过半波整流器（由1N4148组成），输出波形可从OUT2观察，半波整流后的信号经过低通滤波器（由 TL082组成），滤波后的波形可从OUT
49、3 观察，再经过电压比较器（LM339）与参考电位比较后送入抽样判决器（74HC74）进行抽样判决，最后得到解调输出的二进制信号。标号为“ASK判决电压调节”的电位器用来调节电压比较器的判决电压。判决电压过高，将会导致正确的解调结果的丢失；判决电压过低，将会导致解调结果中含有大量错码，因此，只有合理选择判决电压，才能得到正确的解调结果。抽样判决用的时钟信号就是ASK基带信号的位同步信号。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 46 页 -ASK 信号输入RC 耦合电路半波整流器（IN4148）低通滤波器（TL082）抽样判决器（74HC74）BS 信号输入ASK 解调信
50、号输出电压比较器（LM339）五、实验步骤1、将信号源模块、数字调制模块、数字解调模块、同步提取模块、频谱分析模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下五个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED01、LED02发光，按一下信号源模块的复位键，五个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）3、ASK调制实验（1）将信号源模块产生的码速率为15.625KHz 的周期性NRZ码和 64KHz的正弦波（幅度为 3V左右）分别送入数字调制模块的信号输入点“ASK基带输