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南邮课件-通信原理-通原实验报告完成版

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南邮课件-通信原理-通原实验报告完成版 本文简介:通信原理实验报告实验一AMI/HDB3码型变换实验TPD05(双极性输出)TPD08TPD05TPD08双极性HDB3,7位m单极性HDB3,7位m双极性HDB3,15位m单极性HDB3,15位m双极性HDB3,全0码双极性时,收时钟与发时钟不同步单极性时,收发时钟同步根据测量结果思考:接收端为便于

南邮课件-通信原理-通原实验报告完成版 本文内容:

通信原理实验报告

实验一

AMI/HDB3码型变换实验

TPD05(双极性输出)

TPD08

TPD05

TPD08

双极性HDB3,7位m

单极性HDB3,7位m

双极性HDB3,15位m

单极性HDB3,15位m

双极性HDB3,全0码

双极性时,收时钟与发时钟不同步

单极性时,收发时钟同步

根据测量结果思考:接收端为便于提取位同步信号,需要对收到的HDB3编码信号做何处理?

答:将双极性信号转化为单极性。

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、

JH9001型误码测试仪(或GZ9001型)一台

4、

频谱测量仪一台

三、实验目的

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。画下测量波形。

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。通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量;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

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”。

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

三、实验目的

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;

四、实验内容

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

五、实验报告

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?

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