南邮课件-通信原理-通原实验报告完成版 本文关键词：课件，原理，实验，通信，报告
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
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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？