通信系統(tǒng)原理A實驗指導(dǎo)書

1、. 同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 實實 驗驗 指指 導(dǎo)導(dǎo) 書書 課課 程程 名名 稱：稱：_通信系統(tǒng)原理通信系統(tǒng)原理 A_ 實實 驗驗 學(xué)學(xué) 時：時： 10 學(xué)學(xué) 時時 適適 用用 專專 業(yè)：業(yè)：通信工程、電子信息工程通信工程、電子信息工程 實驗項目名稱實驗項目名稱 1、信號源與頻譜分析實驗，實驗裝置認(rèn)識實驗信號源與頻譜分析實驗，實驗裝置認(rèn)識實驗 2 學(xué)時學(xué)時 2、脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（PCM）實驗）實驗 2 學(xué)時學(xué)時 3、數(shù)字基帶傳輸實驗數(shù)字基帶傳輸實驗 2 學(xué)時學(xué)時 4、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)實驗數(shù)字調(diào)制與解調(diào)實驗 2 學(xué)時學(xué)時 5、時分復(fù)用與話路通信綜合

2、實驗時分復(fù)用與話路通信綜合實驗 2 學(xué)時學(xué)時 信息與通信實驗室信息與通信實驗室 2011-9-8 目目 錄錄 . . 一：概述一：概述.4 電子與通信原理實驗系統(tǒng)介紹.4 一、電子與通信原理實驗系統(tǒng)總方框.4 二、系統(tǒng)單元電路組成的認(rèn)識:.4 三、通信系統(tǒng)實驗項目的總體認(rèn)識:.5 四、電子與通信原理實驗系統(tǒng)元器件總體布局分布.6 實驗一實驗一 信號源與頻譜分析實驗，實驗裝置認(rèn)識實驗信號源與頻譜分析實驗，實驗裝置認(rèn)識實驗.7 一、實驗?zāi)康?7 三、實驗儀器儀表.7 四、實驗裝置的實驗電路工作原理.7 五、實驗裝置熟悉的實驗內(nèi)容.10 六、實驗注意事項：.10 七、信號源實驗電路工作原理.10 八

3、、信號源認(rèn)識實驗內(nèi)容.13 1、CPLD 可編程數(shù)字信號發(fā)生器.13 2、簡易正弦信號發(fā)生器.13 九、信號源認(rèn)識實驗注意事項.13 十、觀察信號的波形和分析正弦和方波的數(shù)字頻譜，并記錄.13 十一、討論思考題.13 十二、實驗報告要求.13 實驗二實驗二 脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（PCM）實驗）實驗.14 一、實驗?zāi)康?14 二、實驗預(yù)習(xí)要求.14 三、實驗所用儀表.14 四、實驗電路工作原理.14 五、實驗內(nèi)容.18 1、PCM編碼電路.18 2、PCM解碼電路.18 八、討論思考題.19 九、實驗報告要求.19 實驗三實驗三 數(shù)字基帶傳輸實驗數(shù)字基帶傳輸實驗.20 一、實驗

4、目的.20 二、預(yù)習(xí)要求.20 三、實驗儀器.20 四、實驗電路及基本原理.20 五、實驗內(nèi)容.24 1、HDB3、AMI編碼規(guī)則實驗.24 2、HDB3、AMI譯碼實驗.25 六、實驗注意事項及主要波形說明：.25 七、觀察信號的波形：.25 八、實驗報告要求.25 實驗四（實驗四（1） FSK 調(diào)制解調(diào)實驗調(diào)制解調(diào)實驗.27 一、實驗?zāi)康?.27 . . 二、預(yù)習(xí)要求:.27 三、實驗儀器儀表:.27 四、實驗電路工作原理.27 五、實驗內(nèi)容.30 1、FSK調(diào)制實驗.30 2、FSK解調(diào)實驗.30 六、實驗注意事項及主要波形說明：.31 七、觀察信號的波形：.31 八、討論思考題.31

5、九、實驗報告要求.31 實驗四（實驗四（2） 二相二相 PSK（DPSK）調(diào)制實驗）調(diào)制實驗 .32 一:實驗?zāi)康?32 二:預(yù)習(xí)要求.32 三:實驗儀器儀表.32 四:實驗電路工作原理.32 五:實驗內(nèi)容.36 1、偽隨機(jī)碼的設(shè)置.36 2、二相調(diào)制器.37 3、二相 調(diào)制器.37 六:實驗注意事項及主要波形說明.37 七、觀察信號的波形.38 八、 實驗討論思考題.38 九、實驗報告要求.38 實驗四（實驗四（3） 二相二相(PSK,DPSK)解調(diào)及系統(tǒng)實驗解調(diào)及系統(tǒng)實驗.39 一、實驗?zāi)康?39 二、預(yù)習(xí)要求.39 三、實驗儀器材.39 四、實驗電路工作原理.39 五、實驗內(nèi)容.42 六

6、、實驗注意事項及主要波形說明.42 七 觀察信號的波形：參考波形的跳線為：S8001-2、S8041-2、S8051-2、S8501-2、S8501-2、S8521-242 八、討論思考題.42 九、實驗報告要求.42 實驗五實驗五 時分復(fù)用與話路通信綜合實驗時分復(fù)用與話路通信綜合實驗.43 一 實驗?zāi)康?43 二 預(yù)習(xí)要求.43 三 實驗儀器儀表.43 四 實驗電路工作原理.43 五 實驗內(nèi)容.45 六 實驗注意事項及主要波形說明.45 七 觀察信號的波形.46 八 討論思考題.46 九 實驗報告要求.46 . . 一：概述一：概述 電子與通信原理實驗系統(tǒng)介紹電子與通信原理實驗系統(tǒng)介紹 本通

7、信原理實驗系統(tǒng)將單片計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通信原理等基礎(chǔ)知識靈活地運(yùn)用在實驗教學(xué)環(huán) 節(jié)中。本系統(tǒng)可以獨(dú)立、組合、綜合完成 26 項實驗或示教。實驗電路原理清楚、設(shè)計新穎，重點突出， 實驗內(nèi)容豐富、波形測量點的選擇準(zhǔn)確具有代表性。 同時理論分析與實際動手相結(jié)合，以理論指導(dǎo)實踐，以實踐驗證基本原理為目標(biāo)，提高學(xué)生的分析 問題、解決問題等能力以及通過有目的選擇完成實驗或示教項目，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固理論基本知識，建 立通信系統(tǒng)完整的概念。 一、電子與通信原理實驗系統(tǒng)總方框一、電子與通信原理實驗系統(tǒng)總方框 二、系統(tǒng)單元電路組成的認(rèn)識二、系統(tǒng)單元電路組成的認(rèn)識: 本系統(tǒng)由下列 15 個模塊組成： 1、 電源

8、 2、 中央集中控制器系統(tǒng)單元 3、 信號發(fā)生單元 4、 脈沖振幅調(diào)制（PAM）系統(tǒng)單元 5、 脈沖編碼調(diào)制編碼、譯碼（PCM）系統(tǒng)單元 6、 增量調(diào)制編碼系統(tǒng)單元 7、 增量調(diào)制譯碼系統(tǒng)單元 CPU 中央處理控制單元 基本鎖相環(huán) 頻率合成器 PAM 通信系統(tǒng) 增量調(diào)制編碼電路 (CVSD 調(diào)制方式) 增量調(diào)制譯碼電路 (CVSD 解調(diào)方式) PSK 調(diào)制器 PSK 解調(diào)器 FSK 調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng) PCM 通信系統(tǒng) . . 8、 基本鎖相環(huán)與鎖相式數(shù)字頻率合成器（VCO）系統(tǒng)單元 9、 二相 PSK 數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)單元 10、二相 PSK 數(shù)字相位解調(diào)系統(tǒng)單元 11、FSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)單元

9、 12、HDB3/AMI 碼型變換單元 13、通信口單元 14、RS232 接口單元 15、擴(kuò)展模塊單元 三、通信系統(tǒng)實驗項目的總體認(rèn)識三、通信系統(tǒng)實驗項目的總體認(rèn)識: 電子與通信原理實驗系統(tǒng)在 CPU 中央控制單元的管理與控制下，由實驗者根據(jù)實驗基本內(nèi)容與基 本原理，在人工操作與 CPU 自動控制相結(jié)合下，可以獨(dú)立進(jìn)行或綜合完成 26 個實驗項目： 1、 中央集中控制器系統(tǒng)實驗 2、 信號發(fā)生器系統(tǒng)實驗 3、 PAM 調(diào)制實驗 4、 脈沖振幅調(diào)制（PAM）系統(tǒng)實驗 5、 PCM 編碼實驗 6、 脈沖編碼解調(diào)（PCM CODEC）系統(tǒng)實驗 7、 時分復(fù)用 PCM 實驗 8、 話路通信實驗 9、

10、 增量調(diào)制編碼實驗 10、增量調(diào)制系統(tǒng)實驗 11、VCO 壓控振蕩器實驗 12、基本鎖相環(huán)實驗 13、鎖相式數(shù)字頻率合成器系統(tǒng)實驗 14、2PSK 調(diào)制實驗 15、2PSK 解調(diào)實驗 16、2DPSK 調(diào)制實驗 17、2DPSK 解調(diào)實驗 18、眼圖實驗 19、位同步信號恢復(fù)實驗 20、FSK 調(diào)制實驗 21、FSK 解調(diào)實驗 22、HDB3 編碼和解碼實驗 23、AMI 編碼和解碼實驗 24、通信系統(tǒng)綜合實驗 25、通信接口實驗 26、擴(kuò)展實驗 四、電子與通信原理實驗系統(tǒng)元器件總體布局分布四、電子與通信原理實驗系統(tǒng)元器件總體布局分布 電子與通信原理實驗系統(tǒng)布局分布圖：見實驗箱及下圖：。 .

11、. 系統(tǒng)布局圖 . . 實驗一實驗一 信號源與頻譜分析實驗，實驗裝置認(rèn)識實驗信號源與頻譜分析實驗，實驗裝置認(rèn)識實驗 一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?1、 了解單片微型計算機(jī)在通信電路系統(tǒng)中的應(yīng)用 2、 了解該系統(tǒng)單元對其它實驗系統(tǒng)中的管理、控制與檢測過程 3、 熟悉鍵盤操作方法 4、 了解多種時鐘信號的產(chǎn)生方法； 5、 掌握用數(shù)字電路產(chǎn)生偽隨機(jī)序列碼的方法； 6、 了解 PCM 編碼中的收、發(fā)幀同步信號的產(chǎn)生過程； 二二、實驗預(yù)習(xí)要求實驗預(yù)習(xí)要求 閱讀本實驗原理部份內(nèi)容，理解信號發(fā)生器系統(tǒng)的原理、熟悉各芯片的功能。 預(yù)習(xí)單片微型計算機(jī)原理及其應(yīng)用，通信系統(tǒng)原理等相應(yīng)教材。 三、實驗儀器儀表三、實驗儀

12、器儀表 1、 雙蹤示波器 一臺 2、 通信原理實驗箱 一臺 3、 萬用表一塊 4、 頻率計 一臺 四、實驗裝置的實驗電路工作原理四、實驗裝置的實驗電路工作原理 中央集中控制器是該綜合實驗系統(tǒng)中的中心控制部分，它控制著各部分實驗電 路的工作，采用 MCS-51 單片機(jī)技術(shù)，對全部系統(tǒng)實現(xiàn)集中管理與控制，學(xué)生上機(jī) 作某項實驗或綜合實驗時，由輔助鍵盤進(jìn)行操作，可選擇各種方式的實驗。 （一）電路組成 圖 1-1 是通信原理實驗系統(tǒng)中央控制單元原理框圖 圖 1-2 是通信原理實驗系統(tǒng)中央控制單元電原理圖 （二）電路基本工作原理 圖 1-1 中央控制單元原理框圖 CPU 中央控 制單元 8031 系統(tǒng) 顯

13、示電路（液晶） 鍵盤輸入電路 控制 接口電路 驅(qū)動電路 各 實 驗 模 塊 擴(kuò)展模塊 . . 圖 1-2 中央控制單元電路 . . 1、鍵盤輸入電路 在擴(kuò)展 AT89C51 單片計算機(jī)系統(tǒng)時，除了配置擴(kuò)展外部存儲器外，也要對 I/O 口的擴(kuò)展進(jìn)行考慮，這主要使單片機(jī)能按照要求工作，就必須將必要的命令 和數(shù)據(jù)輸入到單片機(jī)中。這就需要配置一定的輸入設(shè)備。在本實驗系統(tǒng)中，輸入 設(shè)備選用的是鍵盤，鍵盤是單片機(jī)中一個關(guān)鍵的部件，它能實現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù) 據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段，其鍵盤與單片機(jī)系統(tǒng)接口 電路框圖如圖 1-2 所示。 本實驗箱有四個功能鍵，他們與各實驗單元及代碼的對應(yīng)關(guān)

14、系如下表 1-1： 表 1-1 PAM：脈沖振幅調(diào)制單元 PCM：脈沖編碼調(diào)制單元 ：增量調(diào)制編碼單元M VCO：基本鎖相環(huán)單元 PSK：移相鍵控調(diào)制解調(diào)單元 FSK：移頻鍵控調(diào)制解調(diào)單元 EYE：眼圖實驗 設(shè)置鍵 SET PN：設(shè)置偽隨機(jī)碼 0 鍵 用于設(shè)置偽隨機(jī)碼的 0（低）電平 1 鍵 用于設(shè)置偽隨機(jī)碼的 1（高）電平 確認(rèn)鍵 用于確認(rèn)各實驗?zāi)K 復(fù)位鍵 系統(tǒng)復(fù)位 說明： (1)按設(shè)置鍵設(shè)置鍵選擇相應(yīng)的各實驗?zāi)K，然后按確認(rèn)鍵確認(rèn)鍵進(jìn)入此模塊，即送出該實驗所必須的 控制信號。 (2)0 和 1 鍵只在偽隨機(jī)碼功能下才能使用。本實驗系統(tǒng)提供的是 16 位的偽隨機(jī)碼。 (3)復(fù)位鍵：系統(tǒng)復(fù)位

15、，但不改變當(dāng)前設(shè)置的偽隨機(jī)碼。如需初值則應(yīng)上電復(fù)位。 (4)按下復(fù)位鍵后在液晶上將會顯示 * AEDKSCE * 然后進(jìn)入各項功能。 COM 2、 液晶顯示電路 在對單片機(jī)擴(kuò)展應(yīng)用時，有時單片機(jī)對數(shù)據(jù)的運(yùn)算或處理的結(jié)果，也要通過一 定的方式輸出，這就需要一定的輸出設(shè)備，在本實驗系統(tǒng)中，采用了字符型的液晶 顯示模塊。 3、 驅(qū)動與控制電路 在通信原理實驗系統(tǒng)中，PCM 系統(tǒng)單元，F(xiàn)SK 系統(tǒng)單元，PSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)單 元，增量調(diào)制編譯碼系統(tǒng)以及基本鎖相環(huán)與鎖相式頻率合成器系統(tǒng)單元，這些系統(tǒng) 能否正常工作，取決于 CPU 中央控制單元的管理與控制。圖 2-2 是它的原理圖。 例如在做脈沖編碼調(diào)制

16、 PCM 實驗時，控制輸入 PCM 實驗系統(tǒng)所需的工作時鐘 2.048MHz，PCM 編碼與譯碼所需的收發(fā)分幀同步信號 8KHz，以及 PCM 系統(tǒng)的集 成芯片所需的控制電壓都應(yīng)加到 PCM 系統(tǒng)電路中，這樣 PCM 系統(tǒng)才能正常工作。 7、 鍵盤輸入與液晶顯示擴(kuò)展電路 用 8031 的 I/O 口直接控制。 8、 系統(tǒng)復(fù)位電路 當(dāng)中央集中控制器系統(tǒng)出現(xiàn)不正?；蜍浖还ぷ鲿r，則只需要重新復(fù)位，重新 啟動電路來運(yùn)行程序，這時只要按一下鍵盤上的功能鍵“復(fù)位”鍵即可。 . . 五、實驗裝置熟悉的實驗內(nèi)容五、實驗裝置熟悉的實驗內(nèi)容 1、熟悉鍵盤的功能鍵與使用方法。 （1）按下設(shè)置鍵 1 下與確認(rèn)鍵，進(jìn)

17、入 PAM 實驗。 （2）按下設(shè)置鍵 2 下與確認(rèn)鍵，進(jìn)入 PCM 實驗。 （3）按下設(shè)置鍵 3 下與確認(rèn)鍵，進(jìn)入實驗。M （4）按下設(shè)置鍵 4 下與確認(rèn)鍵，進(jìn)入 VCO 實驗。 （5）按下設(shè)置鍵 5 下與確認(rèn)鍵，進(jìn)入 PSK 實驗。 （6）按下設(shè)置鍵 6 下與確認(rèn)鍵，進(jìn)入 FSK 實驗。 （7）按下設(shè)置鍵 7 下與確認(rèn)鍵，進(jìn)入 EYE 實驗。 （8）按下設(shè)置鍵 8 下與確認(rèn)鍵，進(jìn)入 SET PN 實驗。此時可按自己要求按 0 或 1 鍵 設(shè)置 16 位偽隨機(jī)碼。 六、實驗注意事項：六、實驗注意事項： 1、 打開開關(guān)，按鍵盤的“復(fù)位鍵” ，使系統(tǒng)復(fù)位，以便與程序重新開始工作。 2、 該中央集中

18、控制器系統(tǒng)單元電原理總圖見圖 1-2 并作分析。并作簡要敘述。 3、 當(dāng)發(fā)現(xiàn)某些電路不正常時，應(yīng)先關(guān)掉電源開關(guān)，再作靜態(tài)檢查，禁止帶電插拔 集成塊電路。 4、 GND 為接地點，測量各模塊的控制信號時，示波器應(yīng)注意接地。 七、信號源實驗電路工作原理七、信號源實驗電路工作原理 時鐘信號是其他各級電路的重要組成部分，在通信電路及其他電路中，若沒有 時鐘信號，則電路基本工作條件將得不到滿足而無法工作。因此，我們在做電子與 通信原理各項實驗時，必須先對所有的時鐘信號加以了解、熟悉，以便能順利的進(jìn) 行后面的各項實驗。 （一）電路組成： 信號發(fā)生器單元的電路圖如圖 2-2， 信號發(fā)生器單元的布局圖如圖 2

19、-3 信號發(fā)生器由以下電路組成：1、內(nèi)時鐘信號源；2 多級分頻及脈沖編碼調(diào)制 系統(tǒng)收、發(fā)幀同步信號產(chǎn)生電路；3、簡易正弦信號發(fā)生器電路。 圖 2-1 XC95108 內(nèi)信號發(fā)生器原理框圖 . . 圖 2-2 音頻信號和數(shù)字信號發(fā)生 . . 圖 2-3 信號發(fā)生器面板圖 （一）電路工作原理 1、CPLD 可編程數(shù)字信號發(fā)生電路 CPLD 可編程模塊可用來產(chǎn)生實驗系統(tǒng)所需要的各種時鐘信號和各種數(shù)字信號。 本實驗箱選用的是 Xilinx 公司的 XC95108，通過下載接口電路和一些外部晶振 構(gòu)成。 內(nèi)部時鐘信號源電路由晶振，電阻、電容和非門組成，若電路加電工作后，在 輸出端輸出一個比較理想的 4.

20、096MHz 方波信號，經(jīng)開關(guān) S0012-3選擇后到 XC95108 內(nèi)進(jìn)行一系列的分頻電路，產(chǎn)生所需的信號，分配給各個實驗?zāi)K。 其原理框圖見圖 2-1。 外部時鐘信號源可通過 IN1 接入同時將短路套置于開關(guān) S0011-2，這樣就可產(chǎn)生 你所需的時鐘信號。 2、簡易正弦信號發(fā)生器 簡易正弦信號發(fā)生由 ICL8038 信號發(fā)生芯片產(chǎn)生，除了能產(chǎn)生正弦波外也能產(chǎn) 生三角波、方波。測試點分別為 T054、T055、T056，它們的頻率、占空比、 失真可以通過電位器 RP001，RP002、RP003 調(diào)節(jié)。 . . 八、信號源認(rèn)識實驗內(nèi)容八、信號源認(rèn)識實驗內(nèi)容 1、CPLD 可編程數(shù)字信號發(fā)

21、生器可編程數(shù)字信號發(fā)生器 1、用內(nèi)部時鐘信號源產(chǎn)生的信號作為總時鐘輸入 S001 開關(guān)接 2、3，分別分析各級 電路，并測出各測量點波形。 2、簡易正弦信號發(fā)生器、簡易正弦信號發(fā)生器 1、 分析該實驗電路的電原理圖 2-1，并理解其工作過程。 2、 調(diào)節(jié) RP001， 、RP002，RP003 電位器，觀測 T054、T055、T056 輸出變化。 九、信號源認(rèn)識實驗注意事項九、信號源認(rèn)識實驗注意事項 1、 接好電源，打開電源開關(guān)，相對應(yīng)的指示發(fā)光二極管亮，使電路工作。 2、 該實驗單元的元器件位置結(jié)構(gòu)見圖 2-2 所示 十、觀察信號的波形和分析正弦和方波的數(shù)字頻譜，并記錄十、觀察信號的波形和

22、分析正弦和方波的數(shù)字頻譜，并記錄 1：參考波形跳線：S0012-3， T000&T001 波形； 2：T011&T012 波形； 3：T006&T007 波形； 4：T008&T009 波形； 5：T013 波形； 6：T002&T003 波形 7：T005&T004 波形 8：T017&T018 波形 9：T019&T016 波形 10：T016&T015 波形 11：T054&T055 波形 12：T054&T056 波形 十一、討論思考題十一、討論思考題 1、實驗電路中內(nèi)時鐘信號源產(chǎn)生是由兩級非門、晶振、電阻電容元件組成反饋式振 蕩器，分析其原理。能否用其他形式的電路產(chǎn)生時鐘信號，舉例說

23、明。 2、時鐘信號得分頻電路能否用其他方法產(chǎn)生，要求電路盡量簡要、清楚。有哪些方 法？畫出原理圖。13 分頻，2.5 分頻如何實現(xiàn)？ 3、理解并分析正弦波測試信號發(fā)生器電路后，試用其他方法產(chǎn)生正弦波信號，舉例 說明，并畫出電路圖。 十二、實驗報告要求十二、實驗報告要求 1、分析實驗電路的工作原理，敘述其工作過程 2、根據(jù)實驗測試紀(jì)錄，畫出各個測量點的波形圖 3、對實驗討論思考題加以分析，并做出原理圖與工作波形圖 4、寫出本實驗的心得體會，對本實驗有什么要求與意見提出來。 . . 實驗二實驗二 脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（PCM）實驗）實驗 一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?1、加深對 PC

24、M 編碼工作過程的理解。 2、掌握 PCM 編、譯碼的時序關(guān)系。 3、熟悉 PCM 編、譯碼專用集成芯片的使用方法及其要求。 4、了解 PCM 系統(tǒng)的工作過程。 二、實驗預(yù)習(xí)要求二、實驗預(yù)習(xí)要求 1、預(yù)習(xí)通信原理教材中關(guān)于脈沖編碼調(diào)制 PCM 原理的有關(guān)章節(jié)， 2、在閱讀本實驗內(nèi)容，詳細(xì)閱讀 TP3067 芯片資料。 三、實驗所用儀表三、實驗所用儀表 1、雙蹤示波器 一臺 2、通信原理實驗箱一臺 3、低頻信號源 一臺 四、實驗電路工作原理四、實驗電路工作原理 （一）電路組成 脈沖編碼調(diào)制電原理圖如圖 41 所示。 脈沖編碼調(diào)制面板圖如圖 42 所示。 （二）實驗電路工作原理 1、TP3067

25、芯片資料簡介：該電路是 NATIONAL SEMICONDCTOR 公司生產(chǎn)的單片串 行接口的 PCM 編解碼和濾波器，它能夠?qū)⒛M話音進(jìn)行 A 律的 PCM 編碼，并可對 A 律 PCM 數(shù)字碼流進(jìn)行解碼， 同 TP3057 相比增加了功率放大器，因而能提供推挽輸出能力， 適用于程控交換系統(tǒng)與電話通信設(shè)備中。 表 41 TP3067 編譯碼集成電路引出端排列和功能框圖 腳 號 符號功能 腳 號 符號功能 1 VPO功放正向輸出 11 MCLKx編碼主時鐘輸入 2 GNDA模擬地 12 BCLKx編碼位時鐘輸入 3VPO 功放反向輸出 13 Dx PCM 數(shù)據(jù)輸出 4 VPI功放反向輸入 14

26、 FSx編碼端幀同步脈沖輸 入 5 VFRO解碼端濾波器輸出 15 TSX 指示信號輸出，在編 碼時隙為低電平 6 VCC正電源(十 5V) 16 ANLB反饋控制輸入 7 FSR解碼端幀同步脈沖 17 GSx話音放大器輸出 8 DRPCM 數(shù)據(jù)輸入 18VFx 話音放大器的反向輸 入 9 BLKR/ CLKSEL 解碼端位時鐘輸入 19 VFx+話音放大器的同向輸 入 10 MCLKR/ PDN 解碼端主時鐘輸入或掉 電控制輸入 20 +6VBB負(fù)電源(5V) . . 圖 4-1 PCM 編碼譯碼電路 . . 圖 4-2 編碼、譯碼電路面板圖 TP3067 編譯碼集成電路引出端排列和功能框圖

27、 圖 4-3 TP3067 引出端排列圖 圖 4-4 TP3067 內(nèi)部功能框圖 電路的功能說明： TP3067 可以組成模擬用戶線與程控交換設(shè)備間的接口，包含有話音 A 律編解碼器、 自調(diào)零邏輯、話音輸入放大器、RC 濾波器、開關(guān)電容低通濾波器、話音推動功放等功能。 TP3067 具有完整的話音到 PCM 和 PCM 到話音的 A 律壓擴(kuò)編解碼功能。它的編碼和 解碼工作既可同時進(jìn)行，也可異步進(jìn)行。 （1）同步工作時，主時鐘加到 MCLKx 端上，移位時鐘加到 BCLKx 端上，主時鐘的頻率 通過 BCLKR/CLKSEL 選擇。如果 BCLKR/CLKSEL0，主時鐘為 1.536MHz 或

28、 1.544MHz . . 如果 BCLKR/CLKSEll，主時鐘為 2.048MHz。移位時鐘可以從 64k1Iz 到 2.048MHz，需 和主時鐘同步。在這種方式下，編解碼主時鐘和移位時鐘相同。 （2）異步工作時，MCLKR 和 MCLKx 上均需 2.048MHz 時鐘，兩者可以不同步，但若要 性能最佳，兩者應(yīng)該同步，同樣 BCLKx 和 BCLKR/CLKSEL 端上也要加入編碼和譯碼時鐘,分 別用作編碼輸出與譯碼輸入的 PCM 碼流的移位時鐘，兩者均可以從 64kHz 到 2.048MHz。 FSx 和 FSR分別為編碼和解碼的幀同步脈沖。FSx 和 FSR的頻率均為 8KHz。

29、 TP3067 模擬語音輸入部分含有可用電阻調(diào)節(jié)的運(yùn)算放大器，RC 濾波器、八級開關(guān)電 容帶通濾波器和采樣保持電路，A/D 變換器(具有 A 律壓縮特性)。譯碼部分是通過具有 A 律擴(kuò)張?zhí)匦缘?D/A 變換器、五級開關(guān)電容低通濾波器等完成，通過功率放大器輸出，可以 直 接驅(qū)動線路變壓器，第一功放可將從譯碼濾波器輸出的2.5V 電壓提升到3.3V(負(fù)載 為 300 歐姆)，第二級功放可對平衡負(fù)載再提高 6dB。 TP3067 采用的是 A 律并帶有偶位取反的編碼方法。即： V1N十 2.5V， 編碼為：10101010 VIN0V， 編碼為：11010101 或 01010101 VIN一 2.

30、5V， 編碼為：00101010 2、PCM 基本工作原理 眾所周知，脈沖調(diào)制通信就是把一個時間上連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號變換成時間離 散、取值離散的數(shù)字信號后在信道中進(jìn)行傳輸。 所謂脈沖編碼調(diào)制：就是對模擬信號先進(jìn)行抽樣后，再對采樣值的幅度進(jìn)行量化、編 碼的過程。 所謂抽樣，就是對模擬信號進(jìn)行周期性掃描，從而把時間上連續(xù)的信號變成時間上離 散的信號。該模擬信號經(jīng)過抽樣后還應(yīng)當(dāng)包含原信號中所有信息，也就是說能無失真的恢 復(fù)原模擬信號。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。在該實驗中，抽樣速率采用 8Kbit/s。 所謂量化，就是把經(jīng)過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散，即用一組規(guī)定的電平，把瞬 時抽

31、樣值用最接近的電平值來表示。 所謂編碼，就是用一組二進(jìn)制碼組來表示每一個有固定電平的量化值。然而，實際上 量化是在編碼過程中同時完成的，故編碼過程也成為模/數(shù)變換，可記作 A/D。 由此可見，脈沖編碼調(diào)制方式就是一種傳遞模擬信號的數(shù)字通信方式。 PCM 的原理如圖 41 所示。輸入的語音信號先經(jīng)防混疊低通濾波器，得到限帶信號 （3003400Hz） ，進(jìn)行脈沖抽樣，變成 8KHz 重復(fù)頻率的抽樣信號（即離散的脈沖調(diào)幅 PAM 信號） ，然后將幅度連續(xù)的 PAM 信號用“四舍五入”辦法量化為有限個幅度取值的 信號，再經(jīng)編碼，轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼。對于電話，CCITT 規(guī)定抽樣率為 8KHz，每次抽樣編

32、 8 位碼，即共有 256 個量化值，因而每話路 PCM 編碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率是 64Kbps。編碼后通 過開關(guān)選擇解碼方式，是在 PCM1 解碼還是在 PCM2 解碼。 有兩路 PCM 電路：PCM1 和 PCM2。它們的工作原理基本相同，只是在進(jìn)行編解碼的同步 時鐘脈沖 PCM1 和 PCM2 有一相位差，這樣就可以進(jìn)行時分多路復(fù)用，時分多路復(fù)用將在實 驗五中講到。下面以 PCM1 為例： 語音信號輸入有兩種方式選擇：語音信號輸入有兩種方式選擇： S3021-2：為 D301D 和 D301C 的輸入放大電路， S3022-3：為通過話機(jī)經(jīng)用戶接口電路輸入。 解碼方式有兩種：解碼方式有兩種：

33、 S3001-2：將 PCM1 編碼信號送本芯片的解碼，同時開關(guān) SA300 往上撥。 S3002-3： 將 PCM1 編碼信號和 PCM2 編碼信號組成一路信號送解碼開關(guān) SA300，當(dāng)開 . . 關(guān)往上撥，此時在本單元解碼。當(dāng)開關(guān)往下?lián)埽藭r在另一單元解碼。 本模塊解調(diào)后的信號可通過 PAM 單元的功率放大模塊，使解調(diào)后的語音信號通過喇叭 傳出。S3401-2 ：PCM1 解調(diào)輸出的信號。S3402-3 ：PCM2 解調(diào)輸出的信號。 五、實驗內(nèi)容五、實驗內(nèi)容 1、PCM 編碼電路編碼電路 1、在不加信號的情況下，用雙蹤示波器測量 T301-T306 各測量點處的波形，仔細(xì)觀察。 2、S30

34、21-2從實驗二信號發(fā)生器系統(tǒng)單元中輸入 1KHz 單音頻正弦信號至 SIN300 中，再測 量 T301T306 各點波形，畫出各點波形并分析其相位關(guān)系。 3、從外加信號發(fā)生器中輸入一正弦信號至 SIN300 中，重復(fù)上述“2”的過程及步驟。 2、PCM 解碼電路解碼電路 1、PCM 解碼系統(tǒng)實驗將 S3001-2連接，開關(guān) SA300 往上撥，在上述“1” 、 “2” 、 “3”的基 礎(chǔ)上，繼續(xù)測量 T301T306 個測量點處的波形。并畫出波形，作詳細(xì)分析。 2、在 PAM 模塊 S3401-2，測量 T200 信號，同時撥動開關(guān) 203，喇叭將發(fā)音。 六六、實驗注意事項及主要波形說明實

35、驗注意事項及主要波形說明 1、實驗注意事項 (1) +5V、5V、48V 工作； (2) 撥動開關(guān) S301 至 ON 位置，HL300 發(fā)光管亮。 (3) 按設(shè)置鍵直到液晶的下行顯示 PCM，再按下確認(rèn)鍵，會在旁邊顯示：，即表明 已進(jìn)入 PCM 模塊。 這樣就給 PCM 系統(tǒng)中送上四組信號，即： a)2048KHz 主時鐘信號 b)8KHZ1 收發(fā)分幀同步信號 c)8KHZ2 收發(fā)分幀同步信號 d)選通 4066 的高電平信號。 2、跳線開關(guān)放置： S3001-2：PCM1 編碼信號S3002-3：PCM1 和 PCM2 編碼信號。 S3201-2：PCM2 編碼信號S3202-3：PCM1

36、 和 PCM2 編碼信號選擇 S3021-2：輸入外接信號S3022-3：輸入話音信號。 S3031-2：輸入外接信號S3032-3：輸入話音信號 SA300 上：本單元進(jìn)行解碼SA300 下：另一單元解碼 SA320 上：本單元進(jìn)行解碼SA300 下：另一單元解碼 3、PCM 系統(tǒng)實驗電路波形說明如下：（以 PCM1 為例） T301：為正弦波形，幅值較低，若幅度過大，則會被限幅電路限幅成方波，可通過調(diào) 節(jié) RP301。 T302：PCM 編碼數(shù)字信號。 T303：頻率為 8KHZ 的編碼幀同步信號。 T304：PCM 解碼數(shù)字信號輸入，由開關(guān) S300 和 SA300 決定。 T305：頻

37、率為 8KHZ 的解碼幀同步信號，由開關(guān) S300 和 SA300 決定。 . . T306：解碼輸出的模擬信號。 T311 和 T312：話機(jī)的語音信號。 T313：話機(jī)摘掛機(jī)信號。 七七、觀察信號的波形觀察信號的波形 參考波形跳線：S3001-2，S3021-2，SA300 往上撥，SIN300 接入 1K 左右的正弦波。 （或者 S3031-2，S3201-2，SA320 往上撥） 。SIN320 接入 1K 左右的正弦波。 1：T301&T306 波形 2：T304&T305 波形 八八、討論思考題、討論思考題 1、TP3067 PCM 編碼器輸出的 PCM 數(shù)據(jù)的速率是多少？在本次實

38、驗系統(tǒng)中，為什么要給 TP3067 提供 2.048MHz 的時鐘？ 2、認(rèn)真分析 TP3067 主時鐘與 8KHz 分幀收、發(fā)同步時鐘的相位關(guān)系？ 九、實驗報告要求九、實驗報告要求 1、畫出實驗電路的實驗方框圖，并敘述其工作過程。 2、畫出試驗過程中各測量點的波形圖，注意對應(yīng)相位關(guān)系。 3、寫出本次實驗的心得體會，以及對本次實驗有何改進(jìn)意見。 . . 實驗三實驗三 數(shù)字基帶信號數(shù)字基帶信號傳輸實驗傳輸實驗 一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?1、 了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點。 2、 掌握 AMI、HDB3 碼的編碼規(guī)則。 3、 掌握從 HDB3 碼信號中提取位同步信號的

39、方法。 4、 掌握集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。 5、 了解 HDB3（AMI）編譯碼集成電路 CD22103。 二、預(yù)習(xí)要求二、預(yù)習(xí)要求 認(rèn)真預(yù)習(xí)通信系統(tǒng)原理中數(shù)字基帶信號的有關(guān)內(nèi)容。 三、實驗儀器三、實驗儀器 1、 示波器一臺 2、 萬用表一臺 3、 通信原理實驗箱一臺 四、實驗電路及基本原理四、實驗電路及基本原理 （一）電路組成 HDB3/AMI 編譯碼模塊原理圖如圖 14-2 所示。 HDB3/AMI 編譯碼模塊面板圖如圖 14-3 所示。 （二）實驗電路工作原理 1、 HDB3 專用集成芯片介紹： CD22103 的引腳及內(nèi)部框圖臺圖 14-1 所示，引腳功能如下： 圖

40、14-1 CD22103 的引腳及內(nèi)部框圖 . . 圖 14-2 HDB3/AMI 編/解碼原理圖 . . 圖 14-3 HDB3/AMI 面板圖 （1）NRZ-IN 編碼器 NRZ 信號輸入端； （2）CTX 編碼時鐘（位同步信號）輸入端； （3）HDB3/AMI 碼型選擇端；接 TTL 高電平時，選 擇 HDB3 碼；接 TTL 低電平時，選擇 AMI 碼； （4）NRZ-OUT HDB3譯碼后信碼輸出端； （5）CRX 譯碼時鐘（位同步信號）輸入端； （6） 告警指示信號（AIS）檢測電路復(fù)位端， 負(fù)脈沖有效；RAIS （7）AIS AIS 信號輸出端，有 AIS 信號為高電平，無 AL

41、S 信號時為低電 平； （8）VSS 接地端； （9）ERR 不符合 HDB3/AMI 編碼規(guī)則的誤碼脈沖輸出端； （10）CKR HDB3碼的匯總輸出端； （11）+HDB3-IN HDB3譯碼器正碼輸入端； （12）LTF HDB3譯碼內(nèi)部環(huán)回控制端，接高電平為環(huán)回，接低電平為正常； （13）-HDB3-IN HDB3譯碼器負(fù)碼輸入端； （14）-HDB3-OUT HDB3譯碼器負(fù)碼輸出端； （15）+HDB3-OUT HDB3譯碼器正碼輸入端； （16）VDD 接電源端（+5V） CD22103 主要由發(fā)送編碼和接收譯碼兩部分組成，工作速率為 50Kb/s-10Mb/s。兩 部分功能簡述

42、如下。 發(fā)送部分： 當(dāng) HDB3/AMI 端接高電平時，編碼電路在編碼時鐘 CTX 下降沿的作用下，將 NRZ 碼編成 HDB3碼（+HDB3-OUT、-HDB3-OUT 兩路輸出） ；接低電平時，編成 AMI 碼。編碼 輸出比輸入碼延遲 4 個時鐘周期。 接收部分： （1） 、在譯碼時鐘 CRX 的上升沿作用下，將 HDB3碼（或 AMI 碼）譯成 NRZ 碼。譯碼輸 出比輸入碼延遲 4 個時鐘周期。 （2） 、HDB3碼經(jīng)邏輯組合后從 CRX 端輸出，供時鐘提取等外部電路使用。 （3） 、可在不斷業(yè)務(wù)的情況下進(jìn)行誤碼監(jiān)測，檢測出的誤碼脈沖從 ERR 端輸出，其脈 寬等于收時鐘的一個周期，可

43、用此進(jìn)行誤碼計數(shù)。 （4） 、可檢測出所接收的 AIS 碼，檢測周期由外部 RAIS 決定。據(jù) CCITT 規(guī)定，在 RAIS 信號的一個周期（500s）內(nèi)，若接收信號中“0”碼個數(shù)少于 3，則 AIS 端 . . 輸出高電平，使系統(tǒng)告警電路輸出相應(yīng)的告警信號；若接收信號中“0”碼個數(shù) 不少于 3，AIS 端輸出低電平，表示接收信號正常。 （5） 、具有環(huán)回功能。 2、 HDB3編譯碼基本工作原理 原理框圖、電原理圖分別如圖 14-5 和圖 14-1 所示。本模塊內(nèi)部使用+5V 和-5V 電壓， 其中-5V 電壓由-12V 電源經(jīng)三端穩(wěn)壓器 7905 變換得到。 本單元的編譯碼框圖如下所示：

44、圖 14-4 HDB3編譯碼方框圖 圖 14-1 中各單元元器件的對應(yīng)關(guān)系如下： HDB3編譯碼器 D1：HDB3編譯碼集成電路 CD22103A 單/雙極性變換器 D2：模擬開關(guān) 4052 雙/單極性變換器 D7：非門 74HC04 相加器 D8：或門 74LS32 帶通 D3、D4：運(yùn)放 UA741 限幅放大器 D5：運(yùn)放 LM318 鎖相環(huán) D6：集成鎖相環(huán) CD4046 本模塊上的開關(guān) XB1 用于選擇碼型，XB1 位于下邊（AMI 端）選擇 AMI 碼，位于上邊 （HDB3 端）選擇 HDB3碼。 3、 AMI、HDB3 碼編碼規(guī)律。 AMI 碼的全稱：傳號交替反轉(zhuǎn)碼。 AMI 碼的

45、編碼規(guī)律是：信息代碼 1 變?yōu)閹в蟹柕?1 碼即+1 或-1，1 的符號交替反轉(zhuǎn)； 信息代碼 0 的為 0 碼。AMI 碼對應(yīng)的波形是占空比為 0.5 的雙極性歸零碼，即脈沖寬度 與碼元寬度（碼元周期、碼元間隔）TS的關(guān)系是 =0.5TS。 由于 AMI 碼的信號交替反轉(zhuǎn)，故由它決定的基帶信號將出現(xiàn)正負(fù)脈沖交替，而 0 電位 保持不變的規(guī)律。由此看出，這種基帶信號無直流成分，且只有很小的低頻成分，因而它 特別適宜在不允許這些成分通過的信道中傳輸。從 AMI 碼的編碼規(guī)則看出，它已從一個二 進(jìn)制符號序列變成了一個三進(jìn)制符號序列，而且也是一個二進(jìn)制符號變換成一個三進(jìn)制符 號。把一個二進(jìn)制符號變換

46、成一個三進(jìn)制符號所構(gòu)成的碼稱為 1B1T 碼型。但是當(dāng)它用來 獲取定時信息時，由于它可能出現(xiàn)長的連 0 串，因而會造成提取定時信號的困難。 HDB3碼的全稱：三階高密度碼。 HDB3碼保留了 AMI 碼所有的優(yōu)點（如前所述） ，還可將連碼限制在 3 個以內(nèi)，克服了 AMI 碼如果長連“0”過多對提取定時鐘不利的缺點。 HDB3碼的編碼規(guī)律是：4 個連續(xù) 0 信息碼用取代節(jié) 000V 或 B00V 代替，當(dāng)兩個相鄰 V 碼中間有奇數(shù)個信息 1 碼時取代節(jié)為 000V，有偶數(shù)個信息 1 碼（包括 0 個信息 1 碼）時取 代節(jié)為 B00V，其它的信息 0 碼仍為 0 碼；信息碼的 1 碼變?yōu)閹в蟹?/p>

47、號的 1 碼即+1 或- 單-雙 變換 雙-單 變換 相加器 帶通限幅放大鎖相環(huán) (AMI)HDB3 編譯碼器 NRZ-IN BS-IN +H-OUT -H-OUT HDB3 (AMI) +H NRZ (AMI) -H 整流器 (AMI-D) HDB3-D . . 1；HDB3碼中 1、B 的符號符合交替反轉(zhuǎn)原則，而 V 的符號破壞這種符號交替反轉(zhuǎn)原則，但 相鄰 V 碼的符號又是交替反轉(zhuǎn)的；HDB3碼是占空比為 0.5 的雙極性歸零碼。 設(shè)信息碼為 0000 0110 0001 0000 0，則 NRZ 碼、AMI 碼、HDB3碼如圖 14-6 所示 圖 14-5 HDB3 編碼示意圖 本單元

48、用 CD22103 集成電路進(jìn)行 AMI 或 HDB3編譯碼。當(dāng)它的第 3 腳（HDB3 /AMI）接 +5V 時為 HDB3編譯碼器，接地時為 AMI 編譯碼器。 編碼時，需輸入 NRZ 碼及位同步信號，它們來自數(shù)字信源單元，已在電路板上連好。 CD22103 編碼輸出兩路并行信號+HDB3OUT 和-HOUT，它們都是半占空比的正脈沖信號，分別 與 AMI 或 HDB3碼的正極性信號及負(fù)極性信號相對應(yīng)。這兩路信號經(jīng)單/雙性變換后得到 AMI 碼或 HDB3。 雙/單極性變換及相加器構(gòu)成一個整流器。整流后的（AMI）HDB3-D 信號含有位同步信 號頻率離散譜。由于位同步頻率比較低，很難將有

49、源帶通濾波器的帶寬做得很窄，它輸出 的信號是一個幅度和周期都不恒定的正弦信號（T09） 。對此信號進(jìn)行限幅放大處理后得到 幅度恒定、周期變化的脈沖信號，但仍不能將此信號作為譯碼器的位同步信號，再經(jīng)過鎖 相環(huán)（關(guān)于鎖相環(huán)的基本原理已在實驗七中介紹）輸出一個符合譯碼器要求的位同步信號 （T10） 。 譯碼時，需將 AMI 或 HDB3碼變換成兩路單極性信號分別送到 CD22103 的第 11、第 13 腳，此任務(wù)由雙/單變換電路來完成。 當(dāng)信息代碼連 0 個數(shù)太多時，從 AMI 碼中較難于提取穩(wěn)定的位同步信號，而 HDB3中連 0 個數(shù)最多為 3，這對提取高質(zhì)量的位同信號是有利的。這也是 HDB3

50、碼優(yōu)于 AMI 碼之處。 HDB3碼及經(jīng)過隨機(jī)化處理的 AMI 碼常被用在 PCM 一、二、三次群的接口設(shè)備中。 在實用的 HDB3編譯碼電路中，發(fā)端的單/雙極性變換器一般由變壓器完成；收端的雙/ 單極性變換電路一般由變壓器、自動門限控制和整流電路完成，本實驗?zāi)康氖钦莆?HDB3編 碼規(guī)則，及位同步提取方法，故對極性變換電路作了簡化處理，不一定符合實用要求。 五、實驗內(nèi)容五、實驗內(nèi)容 1、HDB3、AMI 編碼規(guī)則實驗編碼規(guī)則實驗 （1）用示波器觀察數(shù)字信源單元上的各種信號波形。連接 T11（M 序列）或 T22（1000 序 列）到 T01-IN。 （2）測量 T08，比較用 HDB3 和

51、AMI 編碼的區(qū)別。觀察相應(yīng)的波形并將它記錄下來。通過 開關(guān) XB1 選擇編碼方式。 本實驗中若 4 位信源代碼中只有 1 個“1”碼，則無法從 AMI 碼中得到一個符合要 求的位同步信號，因此不能完成正確的譯碼。若 4 位信源代碼全為“0”碼，則更不可 信息編碼 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 NRZ 波形 AMI 代碼 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 AMI 波形 HDB3 代碼 B 0 0 V 0 -1 1 -B 0 0 -V 1 0 0 0 V HDB3波形 . . 能從 AMI 信號（亦是全 0 信號）得到正確的位同步

52、信號。信源代碼連 0 個數(shù)越多，越 難于從 AMI 碼中提取位同步信號（或者說要求帶通濾波器的 Q 值越高，因而越難于實 現(xiàn)） 。而 HDB3碼則不存在這種問題。 2、HDB3、AMI 譯碼實驗譯碼實驗 （1）用示波器觀察 HDB3 編譯單元的各種波形。 （2）用示波器觀察單極性非零碼（NRZ） 、信號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI） 、三階高密度雙極性碼 （HDB3） 、整流后的 AMI 碼及整流后的 HDB3 碼。 （3）用示波器觀察從 HDB3 碼中和從 AMI 碼中提取門同步信號的電路中有關(guān)波形。 六、實驗注意事項及主要波形說明：六、實驗注意事項及主要波形說明： 1、 實驗注意事項 （1）+5V，

53、+12V，-12V 電壓 （2）撥動開關(guān) S01 為 ON；相應(yīng)的 HL01 發(fā)光兩極管亮。 2、 各測量點波形簡要說明如下： T11：信源位同步信號輸出點/測試點（M 序列輸出） T22：信源幀同步信號輸出點/測試點（1000 序列輸出） T01-IN：信號輸入端。 T03：負(fù)碼輸出端。 T04：正碼輸出端。 T08：編碼器輸出信號（正負(fù)） 。 T05：正碼輸入端。 T06：負(fù)碼輸入端。 T07：正負(fù)碼合成信號。 T09：帶通濾波器輸出信號 T10：鎖相環(huán)輸出的位同步信號（256KHZ） T02：譯碼器輸出信號，波形同 T01，稍有延時。 七、觀察信號的波形：七、觀察信號的波形： 參考波形連

54、線：將 T11 與 T01-IN 1： T01-IN&T08(HDB3)&T08(AMI) 2： T08&T04 波形 3： T08&T03 波形 4： T08&T06 波形 5： T08&T05 波形 6： T08&T07 波形 7： T09&T10 波形 8： T01-IN&T02(M 序列)波形 9： T01-IN&T02(1000 序列)波形 八、實驗報告要求八、實驗報告要求 1、 根據(jù)實驗觀察和記錄回答： （1）不歸零碼和歸零碼的特點是什么？ . . （2）與信源代碼中的“1”碼相對應(yīng)的 AMI 碼及 HDB3碼是否一定相同？為什么？ 2、 設(shè)代碼為全 1，全 0 及 0111 00

55、10 0000 1100 0010 0000，給出 AMI 及 HDB3 碼的代碼 和波形。 3、 總結(jié)從 HDB3 碼中提取位同步信號的原理。 4、 試根據(jù)占空比為 0.5 的單極性歸零碼的功率譜密度公式說明為什么信息代碼中的連 0 碼越長，越難于從 AMI 碼中提取位同步信號，而 HDB3 碼則不存在此問題。 5、 根據(jù)公式，計算環(huán)路自然 170 2/CKIP n n CR 2 1736 2 41 8 n L B 諧振頻率 n，阻尼系數(shù) 和等效噪聲帶寬 BL。式中 IP=0.05A，K0=8103rad/s.v。再用計算鎖相環(huán)等效帶通濾波器的品質(zhì)因 L BfQ/ 0 數(shù)，式中=170.5K

56、Hz。 0 f 將 C17改為 1000f，重新計算鎖相環(huán)等效帶通濾波器的品質(zhì)因數(shù)。 . . 實驗四（實驗四（1） FSK 調(diào)制解調(diào)實驗調(diào)制解調(diào)實驗 一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康? 1、 理解 FSK 調(diào)制工作原理及電路組成。 2、 理解利用鎖相環(huán)解調(diào) KSK 的原理和實現(xiàn)方法。 二、預(yù)習(xí)要求二、預(yù)習(xí)要求: 實驗前預(yù)習(xí)通信原理關(guān)于二進(jìn)制頻率鍵控 FSK 及解調(diào)有關(guān)章節(jié)。 三、實驗儀器儀表三、實驗儀器儀表: 1、 示波器一臺 2、 通信實驗系統(tǒng)實驗箱一臺 3、 萬用表一個 四、實驗電路工作原理四、實驗電路工作原理 （一）電路組成 FSK 調(diào)制的電原理圖如圖 13-1 所示。 FSK 解調(diào)的電原理圖如

57、圖 13-2 所示。 FSK 調(diào)制解調(diào)的面板圖如圖 13-3 所示。 （二）實驗電路的工作原理 數(shù)字頻率調(diào)制是數(shù)據(jù)通信中使用較早的一種通信方式。由于這種調(diào)制解調(diào)方式容易 實現(xiàn)，抗噪聲和抗衰減性較強(qiáng)，因此在中低速數(shù)據(jù)傳輸中得到了較為廣泛的應(yīng)用。 數(shù)字調(diào)頻又可稱作移頻鍵控 FSK，它是利用載頻頻率變化來傳遞數(shù)字信息。數(shù)字調(diào) 頻信號可以分為相位離散和相位連續(xù)兩種情形。若兩個振蕩頻率分別有不同的獨(dú)立振蕩 器提供，他們之間相位互不相關(guān)，這叫相位離散的數(shù)字調(diào)頻信號；若兩個振蕩頻率由同 一振蕩信號源提供，只是對其中載頻進(jìn)行分頻，這樣產(chǎn)生的兩個載頻就是相位連續(xù)的數(shù) 字調(diào)頻信號。本實驗電路中，由實驗二提供的載頻

58、頻率經(jīng)過本實驗電路分頻而得到的兩 個不同頻率的載頻信號，則為相位連續(xù)的數(shù)字調(diào)頻信號。 1、FSK 調(diào)制的工作原理 由圖 13-1 可知，輸入的基帶信號由轉(zhuǎn)換開關(guān) S902 轉(zhuǎn)接后分成兩路，一路控制 f1=32KHz 的載頻，另一路經(jīng)倒相去控制 f2=16KHz 的載頻。當(dāng)基帶信號為“1”時，模擬 開關(guān) 1 打開，模擬開關(guān) 2 關(guān)閉，此時輸出 f1=32KHz，當(dāng)基帶信號為“0”時，模擬開關(guān) 1 關(guān)閉，模擬開關(guān) 2 開通。此時輸出 f2=16KHz，于是可在輸出端得到已調(diào)的 FSK 信號。 電路中的兩路載頻(f1，f2)由內(nèi)時鐘信號發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)過開關(guān) S900，S901 送入。兩路 載頻分別經(jīng)

59、過射隨、選頻濾波、射隨、再送至模擬開關(guān) D900A、D900B(4066)。可通過調(diào) 節(jié) RP901 和 RP900 來改變載波的幅值。 2、FSK 解調(diào)的工作原理。 . . FSK 解調(diào)采用集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器。 FSK 集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器的工作原理是十分簡單的，只要在設(shè)計鎖相環(huán)時， 使它鎖定在 FSK 的一個載頻 f1 上，對應(yīng)輸出高電平，而另一載頻 f2 失鎖，對應(yīng)輸出低 電平，那么在鎖相環(huán)濾波器輸出端就可以得到調(diào)節(jié)的基帶信號序列。 FSK 鎖相環(huán)解調(diào)器中的集成鎖相環(huán)選用了 MC14046，其芯片簡介見實驗七。MC14046 集成電 路內(nèi)有兩個數(shù)字鑒相器（PD1，PD2） 、一

60、個壓控振蕩器（VCOUT） ，還有輸入放大電路等，環(huán) 路低通濾波器接在集成電路的外部。 . . 圖 13-1 FSK 調(diào)制原理圖 . . 圖 13-2 FSK 解調(diào)原理圖 . . 圖 13-3 FSK 調(diào)制解調(diào)面板圖 壓控振蕩器的中心頻率設(shè)計在 32KHz 。圖 13-2 中 R1(R951、RP950)、R2(R952、RP951)、 C1(CA951)主要用來確定壓控振蕩器的振蕩頻率。R954、C951 構(gòu)成外接低通濾波器，其參 數(shù)選擇要滿足環(huán)路性能指標(biāo)的要求。從要求環(huán)路能捕捉、迅速鎖定來看，低通濾波器的通 帶要寬些；從提高環(huán)路的跟蹤特性來看，低通濾波器的通帶又要窄些。因此電路設(shè)計應(yīng)在 滿