通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書-1107

1、通信原理課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)書適于：電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)編者：許小軍南京工程學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院2011年7月前言通信原理課程按教學(xué)大綱安排8小時(shí)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，主要是基于信號(hào)傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)通信的基本實(shí)驗(yàn)，主要是請(qǐng)大家熟悉實(shí)驗(yàn)所用的芯片、測(cè)量?jī)x器設(shè)備，以及測(cè)試方法。本講義主要分為三個(gè)部分，第一部分是實(shí)驗(yàn)設(shè)備的介紹，第二部分是相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求，第三部分是每章的的學(xué)習(xí)要求以及自測(cè)題。第一章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介信號(hào)傳輸綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（一）簡(jiǎn)介信號(hào)傳輸綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)新穎、獨(dú)特，基本實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新思路、新要求、新風(fēng)格和全新的實(shí)驗(yàn)思維方式；平臺(tái)上的公共實(shí)驗(yàn)部分內(nèi)容豐富，開(kāi)放性強(qiáng)；平臺(tái)的開(kāi)放部分所操作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都做

2、成模塊插拔式的實(shí)驗(yàn)板，自主實(shí)驗(yàn)靈活，可選擇模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。一、信號(hào)傳輸綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（一）平臺(tái)的結(jié)構(gòu)：信號(hào)傳輸綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（一）平臺(tái)電路模塊布局示意圖如下圖所示：二、RZ8631信號(hào)傳輸綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（一）平臺(tái)的綜合特點(diǎn)：1.RZ8631信號(hào)傳輸綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（一）平臺(tái)能靈活地通過(guò)更換實(shí)驗(yàn)?zāi)K完成通信原理的單元實(shí)驗(yàn)，并能根據(jù)需要定制專用實(shí)驗(yàn)?zāi)K完成特定實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)箱既能單臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱自環(huán)完成通信系統(tǒng)，同時(shí)可通過(guò)各種信道傳輸接口通過(guò)真實(shí)的信道實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)箱間的通信。2.能完成各種通信系統(tǒng)的綜合實(shí)驗(yàn)，如：（1）本地電話信號(hào)本地調(diào)制本地MODEM接口-對(duì)方MODEM接口對(duì)方解調(diào)對(duì)方電話；（2）本地電話信號(hào)本地PCM編

3、碼本地時(shí)分復(fù)用本地時(shí)分中繼接口-對(duì)方時(shí)分中繼接口對(duì)方時(shí)分解復(fù)對(duì)方PCM譯碼對(duì)方電話；（3）本地電話信號(hào)本地ADPCM編碼本地光纖接口對(duì)方光纖接口對(duì)方ADPCM譯碼對(duì)方電話；注：本信號(hào)傳輸綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（一）平臺(tái)上組成通信系統(tǒng)的方式很多，學(xué)生可自行設(shè)計(jì)組合完成不同的通信系統(tǒng)。三、部分模塊簡(jiǎn)介1CPLD數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生模塊CPLD可編程模塊用來(lái)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所需要的各種時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。它由ALTERA公司生產(chǎn)的CPLD可編程器件EPM240 (U101)、和晶振JZ101組成。晶振JZ101用來(lái)產(chǎn)生4.096MHz的系統(tǒng)主時(shí)鐘，從CPLD可編程器件EPM240的 8腳輸入，用CPLD進(jìn)行分頻等處理后產(chǎn)

4、生各種系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)有2KHz、4KHz、8KHz、16KHz、32KHz、64KHz、2048KHz的方波，這些時(shí)鐘信號(hào)均與主時(shí)鐘同步。2.模擬信號(hào)源模塊包括四部分：（1）函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生頻率為0.310KHz范圍內(nèi)的頻率可調(diào)的非同步函數(shù)信號(hào)，(三角波、正弦波、方波)，輸出幅度為010V。（2）由音樂(lè)片厚膜集成電路產(chǎn)生音樂(lè)信號(hào)。（3）外加模擬信號(hào)接口電路。（4）同步正弦信號(hào)產(chǎn)生器，產(chǎn)生頻率為2KHz，幅度可調(diào)的同步正弦信號(hào)。3音頻輸出模塊音頻輸出模塊由輸出選擇開(kāi)關(guān)、低通濾波、音頻功率放大電路組成。接收端各種譯碼器輸出的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)接收選擇開(kāi)關(guān)，進(jìn)入通信話路終端接收，濾

5、波器濾波與放大，信號(hào)幅度可進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后由揚(yáng)聲器輸出原模擬音頻信號(hào)。4抽樣定理與PAM模塊抽樣定理與PAM模塊可對(duì)四種信號(hào)：同步正弦波SIN、非同步正弦波NSIN、音樂(lè)信號(hào)MUSIC、電話信號(hào)1VT，進(jìn)行PAM調(diào)制。并驗(yàn)證抽樣定理。5PCM編譯碼、數(shù)字時(shí)分交換、時(shí)隙分配、時(shí)分復(fù)用模塊本模塊采用二塊TP3057（TP3057是把編譯碼電路和各種濾波器集成在一個(gè)芯片上的器件）?？蓪?duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的各種模擬信號(hào)進(jìn)行PCM編碼，同時(shí)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行PCM譯碼。本模塊中采用了MT8980（MT8980是8線32信道數(shù)字交換電路，可實(shí)現(xiàn)256路數(shù)字話音或數(shù)據(jù)的無(wú)阻塞數(shù)字交換，它是目前集成度較高的新型數(shù)字交換

6、電路，可用于中、小型程控用戶數(shù)字交換機(jī)），用單片機(jī)AT89C51對(duì)MT8980進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)分交換、時(shí)隙分配、時(shí)分復(fù)用、數(shù)字中繼通信。6碼型變換模塊對(duì)以下數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行碼型變換：NRZ碼、BNRZ碼、RZ碼、BRZ碼、AMI碼、HDB3碼、曼徹斯特碼、CMI碼、密勒碼、成對(duì)選擇三進(jìn)碼（PST碼）；7CVSD編碼模塊和CVSD譯碼模塊增量調(diào)制編譯碼模塊采用的是大規(guī)模集成電路MC34115進(jìn)行模擬信號(hào)的編譯碼。可使二臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)CVSD模塊用電話機(jī)進(jìn)行對(duì)接通話實(shí)驗(yàn)。8用數(shù)字信號(hào)處理DSP芯片實(shí)現(xiàn)QPSK、MSK調(diào)制、解調(diào)模塊該模塊采用二塊DSP芯片TMS320C5402、串行D/A轉(zhuǎn)換芯

7、片（TLC5617）、串行A/D轉(zhuǎn)換芯片（TLV1572）等組成調(diào)制、解調(diào)模塊電路，實(shí)現(xiàn)ASK、FSK、PSK、QPSK、MAS等調(diào)制和解調(diào)。第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一 信號(hào)源實(shí)驗(yàn)1.1 模擬信號(hào)源實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解常用模擬信號(hào)方波及正弦波的產(chǎn)生方法；2了解音樂(lè)信號(hào)的產(chǎn)生方法；3了解數(shù)字電話的接口電路。二、電路工作原理 信號(hào)源電路用來(lái)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需的各種音頻信號(hào)：同步方波信號(hào)、同步正弦信號(hào)、非同步正弦波信號(hào)，模擬電話語(yǔ)音信號(hào)。1同步信號(hào)源（同步正弦波發(fā)生器）同步信號(hào)源（所謂同步信號(hào)源是指信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)與整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主時(shí)鐘同步），是由CPLD可編程邏輯器件產(chǎn)生2KHz同步方波信號(hào)，經(jīng)有源低通濾

8、波器后得到2KHz同步正弦波信號(hào)，作為編碼電路的模擬輸入信號(hào)，當(dāng)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采樣編碼時(shí)，得到編碼數(shù)字信號(hào)，由于與時(shí)鐘（作為采樣信號(hào)）同步，因此可用模擬示波器觀測(cè)到穩(wěn)定的編碼數(shù)字信號(hào)波形。電路構(gòu)成示意圖如圖2-1所示。CPLD可編程邏輯器件 EPM2402KHz正弦波信號(hào)輸出P201TP201低通濾波器U201U101 圖2-1 CPLD可編程器件產(chǎn)生同步正弦信號(hào)電路示意圖TP201上輸出的2KHz方波信號(hào)由CPLD可編程器件U101內(nèi)的邏輯電路通過(guò)編程產(chǎn)生。P201上輸出2KHz正弦波，調(diào)節(jié)W201可以改變正弦信號(hào)的輸出幅度。2 非同步信號(hào)源非同步信號(hào)源是一個(gè)簡(jiǎn)易正弦波信號(hào)發(fā)生器，如圖2-3所

9、示。U202（XR2206）函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生頻率為0.310KHz范圍內(nèi)的頻率可調(diào)的函數(shù)信號(hào)信號(hào)，輸出幅度為010V?？衫迷撔盘?hào)定性地觀察通信話路的頻率特性，同時(shí)用作為增量調(diào)制、脈沖編碼調(diào)制實(shí)驗(yàn)的音頻信號(hào)源。調(diào)節(jié)W203電位器可改變函數(shù)信號(hào)的幅度，調(diào)節(jié)W202電位器可改變函數(shù)信號(hào)的頻率。K201用來(lái)選擇輸出函數(shù)信號(hào)：打在第一檔，輸出三角波，第二檔輸出正弦波，第三檔輸出方波；信號(hào)測(cè)量點(diǎn)和輸出點(diǎn)為P202。函數(shù)信號(hào)輸出U202TP202非同步正弦波信號(hào)發(fā)生器XR2206K201三角波正弦波三角波 圖2-3 非同步正弦信號(hào)產(chǎn)生電路示意圖3外加模擬信號(hào)接口電路P2041如果感到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的信

10、號(hào)源不能滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，就要用外加信號(hào)源提供所需信號(hào)。例如定量地測(cè)試通信話路的頻率特性時(shí)，需要使用頻率與電平、輸出阻抗都很穩(wěn)定的，頻率范圍很寬的音頻信號(hào)，這就需要外接音頻信號(hào)產(chǎn)生器或函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。外加模擬信號(hào)的接口電路，如圖2-4所示。當(dāng)需要使用外加模擬信號(hào)時(shí)，可以從接線環(huán)SS201處送入，經(jīng)過(guò)P204鉚孔輸出。SS201外加信號(hào)接口外加模擬信號(hào)輸出 圖2-4 外加模擬信號(hào)接口電路示意圖4噪聲源噪聲源噪聲源信號(hào)出P901 本模塊產(chǎn)生高斯白噪聲，TP901為噪聲輸入測(cè)試點(diǎn)，P901為噪聲信號(hào)輸出，W901調(diào)節(jié)其噪聲電平大小。噪聲信號(hào)可送往FSK/PSK調(diào)制模塊，干擾FSK/PSK調(diào)制信號(hào)。 圖

11、2-5 噪聲源接口電路示意圖5音樂(lè)信號(hào)產(chǎn)生電路音樂(lè)信號(hào)產(chǎn)生電路用來(lái)產(chǎn)生音樂(lè)信號(hào)送往音頻終端電路，以檢查話音信道的開(kāi)通情況及通話質(zhì)量。音樂(lè)信號(hào)由U802音樂(lè)片厚膜集成電路產(chǎn)生。該片的1腳為電源端，2腳為控制端，3腳為輸出端，4腳為公共地端。當(dāng)2腳控制端接高電平（+3.3V），即按鍵SW201按下觸發(fā)時(shí)，音樂(lè)信號(hào)從第3腳的輸出端輸出。測(cè)量點(diǎn)和音樂(lè)信號(hào)輸出點(diǎn)為P203，音樂(lè)信號(hào)的波形為頻率在變化的脈沖波。注意：音樂(lè)片厚膜集成電路為間斷性輸出信號(hào)，當(dāng)需要音樂(lè)信號(hào)時(shí)，按一下SW201。圖2-6音樂(lè)信號(hào)產(chǎn)生電路示意圖 6話機(jī)輸入接口電路由PBL38614（U401、U402，專用電話集成電路）構(gòu)成的話機(jī)輸

12、入接口電路的功能，是把話機(jī)的二線轉(zhuǎn)換成四線（接收1VR、地、發(fā)送1VT、地），如圖2-7所示。J401是電話機(jī)的二線輸入接口，U401是PBL38614專用電話集成電路。它的工作原理簡(jiǎn)述如下：當(dāng)對(duì)電話機(jī)的送話器講話時(shí)，該話音信號(hào)從PBL38614的TIPX和RINGX引腳輸入，經(jīng)U401(U402)內(nèi)部話音信號(hào)傳輸處理后從第28引腳（VTX）輸出模擬話路信號(hào)，經(jīng)過(guò)發(fā)送放大電路，該信號(hào)的測(cè)量點(diǎn)為1VT(2VT)。當(dāng)接收對(duì)方的話音模擬輸入信號(hào)時(shí)，送入U(xiǎn)401(U402)第26引腳（RSN），該信號(hào)的測(cè)量點(diǎn)為1VR(2VR)。 圖2-7話機(jī)輸入接口電路三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1TP201接示波器，測(cè)量同步方波信

13、號(hào)的頻率，是2KHz嗎？記錄該信號(hào)的波形。2 P201接示波器，測(cè)量同步正弦信號(hào)的頻率，是2KHz嗎？記錄該信號(hào)的波形。3 P202接示波器，用示波器測(cè)量函數(shù)信號(hào)的頻率。開(kāi)關(guān)K201打在“正弦波”檔，調(diào)節(jié)電位器W202，使正弦波信號(hào)在頻率為1000Hz時(shí)，再改變到其他檔位測(cè)量其他函數(shù)信號(hào)的頻率。4 P203接示波器，觀察音樂(lè)信號(hào)的波形。是否為頻率在變化的脈沖信號(hào)？連接P203與音頻功放模塊的A_IN鉚孔，跳線K602打在1_2位置，聽(tīng)聽(tīng)音樂(lè)信號(hào)，對(duì)信號(hào)有感性的認(rèn)識(shí)。5J401接電話機(jī)，1VT接示波器，拿起電話機(jī)，按0鍵，觀察信號(hào)的波形，再分別按1、2、3、4、5、6、7、8、9等鍵，觀察信號(hào)的

14、變化；若可以存儲(chǔ)波形，對(duì)比不同按鍵的信號(hào)波形，思考此些波形的組成（提示：電話雙音多頻撥號(hào)檢測(cè)DTMF技術(shù)）四、各測(cè)量點(diǎn)1VT：話路接口電路的四線信號(hào)中的模擬輸出端。1VR：話路接口電路的四線信號(hào)中的模擬輸入端。TP201：2KHz同步方波信號(hào)輸出端。 P202：2KHz同步正弦波信號(hào)輸出端。P202：非同步正弦波信號(hào)輸出端。P203：音樂(lè)信號(hào)輸出端。P203：音樂(lè)信號(hào)輸出端。P204：外加信號(hào)輸出端。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1畫出各測(cè)量點(diǎn)波形，并進(jìn)行分析。 2畫出各模擬信號(hào)源的電路框圖，敘述其工作原理。3收集資料，詳細(xì)了解XR2206、BPL38614等專用集成芯片的功能，列出其典型作用。1.2 C

15、PLD可編程數(shù)字信號(hào)源一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中CPLD模塊的結(jié)構(gòu)組成及作用；2了解及正確使用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中提供的各種時(shí)鐘數(shù)字信號(hào)。二、實(shí)驗(yàn)電路的工作原理16.384M晶振JZ101EPM240可編程模塊系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K各種數(shù)字信號(hào)及控制信號(hào)TP101 TP102 TP103 TP104 F8A C64 C32 DPN32P101 P102 P103 P104PN32 CMI TEMP1 TEMP2 1. CPLD可編程模塊電路的功能及電路組成 U101圖2-8CPLD可編程模塊的示意圖如圖2-8所示，CPLD可編程模塊用來(lái)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所需要的各種時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。它由ALTERA公司生產(chǎn)的CP

16、LD可編程器件EPM240 (U101)、和晶振JZ101組成。晶振JZ101用來(lái)產(chǎn)生16.384MHz的系統(tǒng)主時(shí)鐘，從CPLD可編程器件EPM240的12腳輸入，用CPLD進(jìn)行分頻等處理后產(chǎn)生各種系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)有2KHz、4KHz、8KHz、16KHz、32KHz、64KHz、2048KHz的方波，這些時(shí)鐘信號(hào)均與主時(shí)鐘同步，信號(hào)分別送往各實(shí)驗(yàn)?zāi)K；F8的窄脈沖是時(shí)分交換模塊中所用的倒向幀脈沖信號(hào)，頻率為8KHz；F8A、F8B、F8C的窄脈沖為PCM編碼模塊中所用的幀脈沖信號(hào)，頻率都為8KHz，；數(shù)字信號(hào)有2KHz的偽隨機(jī)序列PN2和32KHz的偽隨機(jī)序列PN32，也與主

17、時(shí)鐘同步。其中，C2048、F8、PN32、PN2、F8A五種信號(hào)也可以由同學(xué)們自行產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中提供了型號(hào)為EPM7064的CPLD器件U103給大家練習(xí)，提供十個(gè)IO口，給學(xué)生開(kāi)發(fā)。 2. 由CPLD模塊產(chǎn)生的各種信號(hào)的用途（1）抽樣定理與PAM通信系統(tǒng)16KHz時(shí)鐘，方波8KHz時(shí)鐘，方波（2）PCM脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)2.048MHz時(shí)鐘，方波。8 KHz的窄脈沖同步信號(hào)128KHz編碼時(shí)鐘256KHz編碼時(shí)鐘512KHz編碼時(shí)鐘2048KHz編碼時(shí)鐘（3）增量調(diào)制（M）系統(tǒng) 64KHz時(shí)鐘，方波32KHz時(shí)鐘，方波16KHz時(shí)鐘，方波（4）FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)32KHz時(shí)鐘，方波16KH

18、z時(shí)鐘，方波2KHz偽隨機(jī)序列碼（5）PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)32KHz時(shí)鐘，方波32KHz偽隨機(jī)序列碼（6）AMI/HDB3編譯碼模塊 32KHz偽隨機(jī)序列碼64KHz時(shí)鐘，方波（7）眼圖觀察模塊32KHz偽隨機(jī)序列碼（8）同步正弦波信號(hào)發(fā)生器2KHz方波三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.用示波器測(cè)量該模塊產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)：偽隨機(jī)序列PN32。測(cè)量點(diǎn)分別為P101測(cè)量碼元速率；記錄這信號(hào)的波形；從波形中讀出這個(gè)序列的周期值。2.用雙蹤示波器的B通道接32KHz的方波信號(hào)C32（TP102），A通道接PN32，測(cè)量并記錄（PN32序列在一個(gè)周期內(nèi)的）A、B通道的波形。判斷這兩個(gè)信號(hào)是否同步。3. 用雙蹤示波器接8KHz

19、的窄脈沖信號(hào)F8A，測(cè)量點(diǎn)為TP101；4. 用雙蹤示波器接64KHz的方波信號(hào)C64，測(cè)量點(diǎn)為TP103；5. 用雙蹤示波器A通道接偽隨機(jī)序列PN32，測(cè)量點(diǎn)為P101，用雙蹤示波器B通道接偽隨機(jī)序列DPN32，測(cè)量點(diǎn)為TP104，比較兩個(gè)波形的不同；6. 用雙蹤示波器接CMI碼的波形，測(cè)量點(diǎn)為P102；四、部分測(cè)量點(diǎn)波形部分測(cè)量點(diǎn)的波形示意圖，如圖2-9所示：TP104 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 PN32K 圖1-2 CPLD可編程信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)波形示意圖部分測(cè)量點(diǎn)波形說(shuō)明：1. TP101：8KHz窄脈沖信號(hào)F8A。2. TP102：

20、32KHz的方波；3. TP103：64KHz的方波；4. TP104: 碼元速率為32KHz偽隨機(jī)序列PN32。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求給出測(cè)試結(jié)果。2.詳細(xì)了解本實(shí)驗(yàn)中使用的CPLD可編程邏輯技術(shù)，體會(huì)其優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)二 FSK（ASK）調(diào)制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫夂驼莆誇SK調(diào)制的工作原理及電路組成。二、FSK調(diào)制電路工作原理數(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(shí)現(xiàn)，抗噪聲和抗衰減性能較強(qiáng)，因此在中低速數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)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(lái)傳遞數(shù)字信息。數(shù)字調(diào)頻信號(hào)可以分為相位離散和相位連

21、續(xù)兩種情形。若兩個(gè)振蕩頻率分別由不同的獨(dú)立振蕩器提供，它們之間相位互不相關(guān)，這就叫相位離散的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)；若兩個(gè)振蕩頻率由同一振蕩信號(hào)源提供，只是對(duì)其中一個(gè)載頻進(jìn)行分頻，這樣產(chǎn)生的兩個(gè)載頻就是相位連續(xù)的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)。圖2-9是本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)FSK調(diào)制模塊的電路示意圖。圖2-9FSK調(diào)制模塊的電路示意圖電路中的一路載波，是CPLD可編程模塊產(chǎn)生的方波信號(hào)C32經(jīng)過(guò)低通濾波后，得到相同頻率的正弦波f1,f1載波幅度由2W01調(diào)節(jié)。另一路載波，是CPLD可編程模塊產(chǎn)生的方波信號(hào)C16經(jīng)過(guò)低通濾波后，得到相同頻率的正弦波f2，f2載波幅度由2W02調(diào)節(jié)。 FSK調(diào)制模塊的基帶輸入信號(hào)可以2KHz的偽隨機(jī)序

22、列,或者通過(guò)2P01鉚孔引入，如：PC數(shù)據(jù)、4KHz的方波信號(hào)等?；鶐л斎胄盘?hào)分成兩路，一路控制頻率為32KHz的載波f1，另一路經(jīng)倒相去控制16KHz的載波f2。當(dāng)基帶信號(hào)為“1”時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)A（2U03A）打開(kāi)，模擬開(kāi)關(guān)B（2U03B）關(guān)閉，此時(shí)輸出f1，當(dāng)基帶信號(hào)為“0”時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)1關(guān)閉，模擬開(kāi)關(guān)2開(kāi)通。此時(shí)輸出f2，于是可在輸出端得到已調(diào)的FSK信號(hào)，該信號(hào)的幅度由2W03調(diào)節(jié)。在FSK調(diào)制信號(hào)中還可加入噪聲信號(hào)NOISE，這時(shí)把跳線器插在3K03的1、2兩端。不加噪聲信號(hào)時(shí)，則插在2、3兩端。數(shù)字幅度調(diào)制ASK本實(shí)驗(yàn)箱沒(méi)有做成專門的ASK單元，開(kāi)關(guān)2K02的1、2腳的跳線不變，拔下

23、2K02的3、4腳的跳線，即為ASK調(diào)制。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 載波信號(hào)的觀察與調(diào)節(jié)。（1）用示波器雙通道測(cè)量2TP03和2TP04，分別調(diào)節(jié)電位器，2W01和2W02，使得兩路載波輸出信號(hào)的峰-峰值為3V；（2）用頻率計(jì)測(cè)量?jī)陕份d波f1、f2的頻率，看是否分別為32KHz和16KHz。2. 觀察兩路載波信號(hào)，經(jīng)基帶信號(hào)通過(guò)4066開(kāi)關(guān)電路控制輸出的情況。（1）2K01打在左邊，選擇2KHz的偽隨機(jī)碼為基帶信號(hào)；（2）該基帶信號(hào)通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)（2U03、4066）控制載波輸出，測(cè)量點(diǎn)為2TP06。當(dāng)基帶信號(hào)為“1”時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)A（2U03A）打開(kāi)，此時(shí)輸出32KHz的載波f1，當(dāng)基帶信號(hào)為“0”時(shí)，

24、模擬開(kāi)關(guān)B（2U03B）此時(shí)輸出16KHz的載波f2。（3）在觀察載波f1時(shí)，2K02的3、4腳跳線斷開(kāi)，在觀察載波f2時(shí)，2K02的1、2腳跳線斷開(kāi)；（4）示波器的A通道接在2TP05(基帶數(shù)據(jù)輸入)，B通道接在2TP06，根據(jù)步驟c，分別觀察兩載波信號(hào)的波形，并繪出波形圖。3. 觀察和記錄FSK調(diào)制信號(hào)的波形。（1）插上2K02的兩個(gè)跳線器，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2中的二路信號(hào)相加，這時(shí)再用示波器觀察和記錄2TP06上的信號(hào)波形，這時(shí)2TP06上的信號(hào)已是FSK調(diào)制信號(hào)。（2）2K03上的跳線器插在1、2兩端，對(duì)2TP06上FSK調(diào)制信號(hào)加上白噪聲信號(hào)，在2TP07測(cè)量點(diǎn)觀察加入白噪聲的FSK調(diào)制信號(hào)

25、，觀察2TP06和2TP07上的信號(hào)在波形上有些什么變化。（3）調(diào)節(jié)2W03，使FSK調(diào)制信號(hào)的峰-峰值為4V。四、思考題 1.畫出各測(cè)試點(diǎn)的波形。2.FSK信號(hào)的產(chǎn)生有兩種方法，直接調(diào)頻法和頻率鍵控法。本FSK調(diào)制模塊中，屬于頻率鍵控法利用數(shù)字基帶信號(hào)去控制電子開(kāi)關(guān)，選擇不同的頻率源。頻率鍵控法也常常利用數(shù)字基帶信號(hào)去控制可變分頻器的分頻比來(lái)改變輸出載波頻率，從而實(shí)現(xiàn)FSK調(diào)制。請(qǐng)運(yùn)用數(shù)字電路設(shè)計(jì)出此電路（可在開(kāi)放CPLD中仿真驗(yàn)證），組成結(jié)構(gòu)提示如下：分頻器時(shí)鐘源數(shù)字基帶信號(hào)11/13分頻輸出 圖2-10實(shí)驗(yàn)三 FSK（ASK）解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.理解FSK解制的工作原理及電路組成；

26、2.理解利用鎖相環(huán)解調(diào)FSK的原理和實(shí)現(xiàn)方法。二、FSK解調(diào)電路工作原理FSK集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器由于性能優(yōu)越，價(jià)格低廉，體積小，所以得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 FSK集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器的工作原理是十分簡(jiǎn)單的，只要在設(shè)計(jì)鎖相環(huán)時(shí)，使它鎖定在FSK的二個(gè)載頻f1、f2的中心頻率（中心頻率定義為二載頻的算術(shù)平均值，例如：若f116KHz、f232KHz，則中心頻率為32KHz，那么在鎖相環(huán)路濾波器輸出端就可以得到解調(diào)的基帶信號(hào)序列。 FSK鎖相環(huán)解調(diào)器中的集成鎖相環(huán)選用了MC4046，F(xiàn)SK解調(diào)電路示意圖如圖2-11所示。圖2-11FSK解調(diào)電路示意圖電路中接2400P的電容，通過(guò)微調(diào)3W

27、01，使壓控振蕩器的中心頻率設(shè)計(jì)在24KHz。電路其它參數(shù)選擇要滿足環(huán)路性能指標(biāo)的要求。從要求環(huán)路能快速捕捉、迅速鎖定來(lái)看，低通濾波器的通帶要寬些；從提高環(huán)路的跟蹤特性來(lái)看，低通濾波器的通帶又要窄些。因此電路設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足捕捉時(shí)間前提下，盡量減小環(huán)路低通濾波器的帶寬。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1解調(diào)基帶信號(hào)為2KHz偽隨機(jī)序列PN2的調(diào)制信號(hào)。當(dāng)FSK調(diào)制模塊的基帶信號(hào)為2KHz的偽隨機(jī)序列PN2時(shí)，使其調(diào)制信號(hào)的二個(gè)載波頻率分別為16KHz和32KHz，因此FSK解調(diào)模塊中的中心頻率應(yīng)設(shè)計(jì)在24KHz。a.用示波器接在3TP01，檢測(cè)輸入到解調(diào)模塊的調(diào)制信號(hào),讀二個(gè)載波的頻率。b.用示波器的B通道接在調(diào)制模

28、塊的2TP05，觀察調(diào)制模塊的基帶信號(hào)，為2KHz的PN2偽隨機(jī)序列；示波器的A通道接在FSKOUT鉚孔處，觀察解調(diào)模塊的解調(diào)信號(hào)輸出。觀察該信號(hào)是否是2KHz的偽隨機(jī)序列PN2，與A通道的波形是否一致？c.此時(shí)，用示波器接在3TP02，測(cè)量集成鎖相環(huán)MC4046（3U01）的中心頻率，是否為24KHz？2.解調(diào)8KHz方波數(shù)據(jù)a.連接P504和2P01，用頻率計(jì)測(cè)量P504點(diǎn)輸出方波信號(hào)為8KHz；b.按FSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)要求，調(diào)好載波信號(hào)；c在FSKOUT鉚孔處測(cè)量使出信號(hào)，看是否能夠解調(diào)出基帶數(shù)據(jù)，為什么？vvvv2TP032TP042TP052TP073TP02FSKOUT2TP062TP

29、06 圖2-12FSK調(diào)制解調(diào)波形示意圖四、思考題 1.畫出各測(cè)試點(diǎn)的波形。2.4046的哪些外圍元件參數(shù)對(duì)其正確解調(diào)輸出有影響? 3.本實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用鎖相環(huán)解調(diào)。其解調(diào)方法很多，如同步（相干）解調(diào)法、過(guò)零檢測(cè)法和包絡(luò)解調(diào)法，請(qǐng)查找資料，畫出至少兩種解調(diào)方法的原理框圖和每點(diǎn)信號(hào)變化示意圖。實(shí)驗(yàn)四 PCM脈沖編碼調(diào)制、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.加深對(duì)PCM編碼過(guò)程的理解，掌握時(shí)分多路通信系統(tǒng)的基本概念和工作原理； 2.熟悉PCM編、譯碼專用集成芯片TP3057的功能和使用方法；3.了解PCM實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作過(guò)程。二、 實(shí)驗(yàn)電路工作原理（一）PCM基本工作原理PCM的原理如圖2-13所示。話音信號(hào)先經(jīng)防混疊低通

30、濾波器，再進(jìn)行脈沖抽樣，得到抽樣信號(hào)（即離散的脈沖調(diào)幅PAM信號(hào)），然后將幅度連續(xù)的PAM信號(hào)用“四舍五入”辦法量化為有限個(gè)幅度取值的信號(hào)，再經(jīng)編碼后轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼。對(duì)于電話，CCITT規(guī)定抽樣率為8KHz，每抽樣值用8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，即共有28=256個(gè)量化值，因而每話路PCM編碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率是64kb/s。PCM通信系統(tǒng)屬于時(shí)分多路通信系統(tǒng)，常見(jiàn)的有PCM24和PCM30/32，PCM編譯碼本實(shí)驗(yàn)中用PCM30/32系統(tǒng)，PCM30/32是一個(gè)能同時(shí)傳送30路數(shù)字信號(hào)的系統(tǒng)，一幀的時(shí)間為125us。125us被均勻地分為32個(gè)等份，稱為一個(gè)時(shí)隙，30個(gè)信號(hào)各占一個(gè)時(shí)隙，另外2個(gè)時(shí)隙中

31、一個(gè)為同步時(shí)隙，另一個(gè)為標(biāo)志信號(hào)時(shí)隙。每話路PCM編碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率是64kb/s,32話路PCM編碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率是2.048MHz。圖2-13 PCM的原理框圖(二)PCM編譯碼電路TP3057芯片介紹 1.編譯碼器模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)編譯碼器時(shí)，在編碼電路中，它要經(jīng)過(guò)取樣、量化、編碼，如圖5-4(a)所示。到底在什么時(shí)候被取樣，在什么時(shí)候輸出PCM碼則編碼控制來(lái)決定，同樣PCM碼被接收到譯碼電路后經(jīng)過(guò)譯碼、低通濾波、放大，最后輸出模擬信號(hào)，把這兩部分集成在一個(gè)芯片上就是一個(gè)單路編譯碼器，它只能為一個(gè)用戶服務(wù)，即在同一時(shí)刻只能為一個(gè)用戶進(jìn)行編碼及譯碼。在單路編譯碼器中，經(jīng)變換后的PCM碼是在一個(gè)時(shí)

32、隙中被發(fā)送出去，這個(gè)時(shí)隙號(hào)是由編碼控制電路來(lái)決定的，而在其它時(shí)隙時(shí)編碼器是沒(méi)有輸出的，同樣在一個(gè)PCM 幀里，它的譯碼電路也只能在一個(gè)由它自己的譯碼控制電路決定的時(shí)隙里，從外部接收8位PCM 碼。 2.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)編譯碼器電路的設(shè)計(jì)我們所使用的編譯碼器是把編譯碼電路和各種濾波器集成在一個(gè)芯片上,該器件為TP3057。圖2-14是它的管腳排列圖。圖2-14 TP3057管腳排列圖 TP3057引腳符號(hào)符號(hào) 功 能VBB 負(fù)電源引腳，VBB = -5V 5% 。ANLG GND 模擬地，所有信號(hào)均以該引腳為參考點(diǎn)VFRO 接收濾波器的模擬輸出VCC 正電源引腳，VCC = +5V士5%FSR 接收幀同

33、步脈沖，F(xiàn)SR為8kHz脈沖序列。DR 接收幀數(shù)據(jù)輸入.PCM數(shù)據(jù)隨著FSR前沿移入DRBCLKRCLKSEL 在FSR的前沿后把數(shù)據(jù)移入DR的位時(shí)鐘，其頻率可從64kHz至2.48MHz。MCLKRPDN 接收主時(shí)鐘，其頻率可以為1.544MHz或2.048MHz。 MCLKX 發(fā)送主時(shí)鐘，其頻率可以是1.544MHz或2.048MHz。BCLKX PCM數(shù)據(jù)從DX上移出的位時(shí)鐘，頻率從64kHz至2.048MHz，必須與MCLKX同步。DX 由FSX啟動(dòng)的三態(tài)PCM數(shù)據(jù)輸出。FSX 發(fā)送幀同步脈沖輸入，它啟動(dòng)BCLKX并使DX上PCM數(shù)據(jù)移到DX上。TSX 模擬環(huán)路控制輸入，在正常工作時(shí)必

34、須置為邏輯“0”。GSX 發(fā)送輸入放大器的模擬輸出。用來(lái)在外部調(diào)節(jié)增益。VFXI- 發(fā)送輸入放大器的倒相輸入。 VFXI+ 發(fā)送輸入放大器的非倒相輸入。TP3057屬于PCM30/32系統(tǒng)，編譯碼時(shí)鐘為2.048MHz，接收和發(fā)送時(shí)時(shí)鐘為2.048MHz，幀脈沖速率為8KHz，它的發(fā)送時(shí)隙與接收時(shí)隙直接受發(fā)送幀脈沖FSX和接收幀脈沖FSR 控制。圖5-3是TP3057幀同步定時(shí)波形圖，圖5-4是PCM(U705)編碼電路各測(cè)量點(diǎn)的波形圖。 圖2-15 短幀同步圖2-16 PCM編譯碼(U705)電路測(cè)量點(diǎn)波形圖2-16是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的PCM編譯碼電路示意圖，用了二塊TP3057，可分別對(duì)二路模擬

35、信號(hào)進(jìn)行PCM編譯碼。 圖2-17PCM編譯碼電路示意圖模擬信號(hào)從P703和P707輸入， 可供選擇的信號(hào)有：外部輸入信號(hào)、同步正弦信號(hào)、函數(shù)信號(hào)、音樂(lè)信號(hào)、電話信號(hào)等。PCM編碼信號(hào)從TP3057的DX引腳輸出，由FSX引腳上的幀同步信號(hào)決定PCM編碼信號(hào)輸出在32個(gè)時(shí)隙的其中某一時(shí)隙上，本實(shí)驗(yàn)K703和K704都打在第二檔，此時(shí)K701選擇“F8B”即選擇在2時(shí)隙進(jìn)行編譯碼，K702選擇“F8C”即選擇在6時(shí)隙進(jìn)行編譯碼。PCM譯碼信號(hào)從DR引腳上輸入，測(cè)量點(diǎn)為P705和P709。此時(shí)要分別連接P704和P705，P708和P709，在P705和P709才有信號(hào)輸入。TP3057對(duì)該P(yáng)CM

36、數(shù)字信號(hào)進(jìn)行譯碼后，恢復(fù)的模擬信號(hào)1VR和2VR從VFRO引腳輸出，測(cè)量點(diǎn)為P706和P710。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 觀測(cè)PCM編碼信號(hào)的輸出時(shí)隙。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）連接P201和P703選擇同步正弦信號(hào)輸入，將K703和K704分別打在第二檔；（2）用示波器的雙通道分別測(cè)量TP703和TP704,觀察兩個(gè)編碼時(shí)隙，并記錄波形；（3）用示波器的雙通道分別測(cè)量TP703和P704,觀察編碼后的波形，看編碼波形是否和編碼時(shí)隙對(duì)應(yīng)，并記錄波形；（4）K702打在左邊觀察編碼后的正常波形，打在右邊觀察編碼后的三態(tài)波形；（5）調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的幅度，觀察編碼波形的變化。（6）重復(fù)上述步驟，連接P201和P707,

37、觀察第二路的編碼，第二路的編碼時(shí)隙測(cè)量點(diǎn)為TP704,編碼輸出點(diǎn)為P708。注：第二路只能觀察編碼后的三態(tài)波形。2. 觀測(cè)PCM編譯碼。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）在實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上，保持輸入信號(hào)不變，分別連接P704和P705，P708和P709，將DX端的編碼波形，送往DR端進(jìn)行譯碼。（2）用示波器觀察雙通道觀察，P703和P706的波形，比較兩個(gè)信號(hào)；（3）連接P705和A_IN將譯碼后的信號(hào)送往音頻功放，將K602打在左邊，聽(tīng)聽(tīng)效果；（4）改變輸入信號(hào)為音樂(lè)信號(hào)，在聽(tīng)聽(tīng)效果。（5）改變信號(hào)為函數(shù)信號(hào)，并選擇“正弦信號(hào)”，調(diào)節(jié)點(diǎn)位器W202改變輸入信號(hào)的頻率，聽(tīng)聽(tīng)效果，并用示波器觀察譯碼信號(hào)幅度的變化

38、；（6）改變輸入信號(hào)為外加信號(hào)，外加信號(hào)選擇正選輸入，頻率范圍為200-4KHz，觀察譯碼端輸出信號(hào)幅度的變化，是否在300-3.4KHz內(nèi)有波形輸出，其他范圍呢？（6）重復(fù)上述步驟，用第二路重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。（7）思考：在實(shí)驗(yàn)步驟一中連接P704和P709，P705和P708,將一路編碼輸出送往二路譯碼，而路編碼送往一路譯碼，看在譯碼模擬輸出端P706和P710是否有波形，為什么？測(cè)量點(diǎn)說(shuō)明：P703、P707:編碼模擬信號(hào)輸入；P704、P708：PCM編碼數(shù)字信號(hào)輸出；P705、P709: PCM譯碼數(shù)字信號(hào)輸入；P706、P710: 譯碼模擬信號(hào)輸出；TP703、TP704:PCM編譯嗎幀

39、同步信號(hào)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，記錄各測(cè)量點(diǎn)上模擬信號(hào)和PCM編譯碼數(shù)字信號(hào)的波形，注意對(duì)應(yīng)的相位關(guān)系。畫出模擬信號(hào)和PCM編譯碼數(shù)字信號(hào)的輸入輸出的流向圖。2.詳細(xì)了解TP3057的工作時(shí)序要求，運(yùn)用數(shù)字電路知識(shí)設(shè)計(jì)出電原理圖，產(chǎn)生其所需的工作時(shí)鐘和幀同步窄脈沖（可運(yùn)用開(kāi)放CPLD模塊）。實(shí)驗(yàn)五 眼圖觀察測(cè)量實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)觀察眼圖及其分析方法。二、實(shí)驗(yàn)電路工作原理 我們知道衡量整個(gè)通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量，最直觀的方法就是用眼圖來(lái)衡量傳輸畸變和噪聲干擾的方法。 我們知道，在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)非理想的傳輸系統(tǒng)必定要產(chǎn)生畸變，信號(hào)通過(guò)信道后，也會(huì)引入噪聲和干擾，也

40、就是說(shuō)，總是在不同程度上存在碼間串?dāng)_的。在碼間串?dāng)_和噪聲同時(shí)存在情況下，系統(tǒng)性能很難進(jìn)行定量的分析，常常甚至得不到近似結(jié)果。為了便于實(shí)際評(píng)價(jià)系統(tǒng)的性能，常用所謂“眼圖”。 眼圖可以直觀地估價(jià)系統(tǒng)的碼間干擾和噪聲的影響，是一種常用的測(cè)試手段。 什么是眼圖? 所謂“眼圖”，就是由解調(diào)后經(jīng)過(guò)低通濾波器輸出的基帶信號(hào)，以碼元定時(shí)作為同步信號(hào)在示波器屏幕上顯示的眼圖波形。從這個(gè)稱為眼圖的圖形上可以估計(jì)出系統(tǒng)的性能（指碼間串?dāng)_和噪聲的大小）。另外也可以用此圖形對(duì)接收濾波器的特性加以調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_和改善系統(tǒng)的傳輸特性。 在圖2-18中畫出兩個(gè)無(wú)噪聲的波形和相應(yīng)的“眼圖”，一個(gè)無(wú)失真，另一個(gè)有失真(碼間

41、串?dāng)_)。圖2-18中可以看出，眼圖是由虛線分段的接收碼元波形疊加組成的。眼圖中央的垂直線表示取樣時(shí)刻。當(dāng)波形沒(méi)有失真時(shí)，眼圖是一只“完全張開(kāi)”的眼睛。在取樣時(shí)刻，所有可能的取樣值僅有兩個(gè)：+1或-1。當(dāng)波形有失真時(shí)，在取樣時(shí)刻信號(hào)取值分布在小于+1或大于-1附近，“眼睛”部分閉合。這樣，保證正確判決所容許的噪聲電平就減小了。換言之，在隨機(jī)噪聲的功率給定時(shí)，將使誤碼率增加。“眼睛”張開(kāi)的大小就指明失真的嚴(yán)重程度。為便于說(shuō)明眼圖和系統(tǒng)性能的關(guān)系，我們將它簡(jiǎn)化成圖2-19的形狀。由此圖可以看出：(1)最佳取樣時(shí)刻應(yīng)選擇在眼睛張開(kāi)最大的時(shí)刻；(2)眼睛閉合的速率，即眼圖斜邊的斜率，表示系統(tǒng)對(duì)定時(shí)誤差靈

42、敏的程度，斜邊愈陡，對(duì)定位誤差愈敏感；(3)在取樣時(shí)刻上，陰影區(qū)的垂直寬度表示最大信號(hào)失真量；(4)在取樣時(shí)刻上，上下兩陰影區(qū)的間隔垂直距離之半是最小噪聲容限，噪聲瞬時(shí)值超過(guò)它就有可能發(fā)生錯(cuò)誤判決；(5)陰影區(qū)與橫軸相交的區(qū)間表示零點(diǎn)位置變動(dòng)范圍，它對(duì)于從信號(hào)平均零點(diǎn)位置提取定時(shí)信息的解調(diào)器有重要影響。實(shí)驗(yàn)室理想狀態(tài)下的眼圖如圖圖14-3所示。衡量眼圖質(zhì)量的幾個(gè)重要參數(shù)有： 1.眼圖開(kāi)啟度(U-2U)/U指在最佳抽樣點(diǎn)處眼圖幅度“張開(kāi)”的程度。無(wú)畸變眼圖的開(kāi)啟度應(yīng)為100%。 其中U=U+U- 圖2-18 無(wú)失真及有失真時(shí)的波形及眼圖 (a) 無(wú)碼間串?dāng)_時(shí)波形；無(wú)碼間串?dāng)_眼圖 (b) 有碼間串

43、擾時(shí)波形；有碼間串?dāng)_眼圖 圖2-19 眼圖的重要性質(zhì) 2.“眼皮”厚度2U/U 指在最佳抽樣點(diǎn)處眼圖幅度的閉合部分與最大幅度之比，無(wú)畸變眼圖的“眼皮”厚度應(yīng)等于0。 3.交叉點(diǎn)發(fā)散度T/T指眼圖過(guò)零點(diǎn)交叉線的發(fā)散程度，無(wú)畸變眼圖的交叉點(diǎn)發(fā)散度應(yīng)為0。 4.正負(fù)極性不對(duì)稱度 指在最佳抽樣點(diǎn)處眼圖正、負(fù)幅度的不對(duì)稱程度。無(wú)畸變眼圖的極性不對(duì)稱度應(yīng)為0。最后，還需要指出的是：由于噪聲瞬時(shí)電平的影響無(wú)法在眼圖中得到完整的反映，因此，即使在示波器上顯示的眼圖是張開(kāi)的，也不能完全保證判決全部準(zhǔn)確。不過(guò)，原則上總是眼睛張開(kāi)得越大，實(shí)際判決越準(zhǔn)確。所以，還是可以通過(guò)眼圖的張開(kāi)度來(lái)衡量和比較基帶信號(hào)的質(zhì)量，并以

44、此為依據(jù)來(lái)調(diào)整信號(hào)在信道中的傳輸特性，使信號(hào)在通信系統(tǒng)信道中傳輸盡最大可能接近于最佳工作狀態(tài)。在圖2-20中給出從示波器上觀察到的比較理想狀態(tài)下的眼圖照片。 (a) 二進(jìn)制系統(tǒng) (b) 隨機(jī)數(shù)據(jù)輸入用的二進(jìn)制系統(tǒng)圖2-20 實(shí)驗(yàn)室理想狀態(tài)下的眼圖三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容眼圖觀察及分析實(shí)驗(yàn)。眼圖觀測(cè)方法：用示波器的A通道放在TP102上（可視為其同步時(shí)鐘，碼元周期T），B通道放在P608上（數(shù)字基帶信號(hào)的升余弦波），調(diào)整示波器的掃描周期（使P608的升余弦波波形的余輝反復(fù)重疊（即與碼元的周期同步），則可觀察到n只并排的眼圖波形。眼圖上面的一根水平線由連“1”碼引起的持續(xù)正電平產(chǎn)生，下面的一根水平線由連“0”

45、碼引起的持續(xù)的負(fù)電平產(chǎn)生，中間部分過(guò)零點(diǎn)波形由“1”、“0”交替碼產(chǎn)生。說(shuō)明：若同步時(shí)鐘放在A通道，選擇出發(fā)方式為CH1，則可以在P608上觀察到眼圖波形；若同步時(shí)鐘放在A通道，選擇出發(fā)方式為CH2，則可以在P608上觀察到升余弦波形。若同步時(shí)鐘放在B通道，選擇出發(fā)方式為CH2，則可以在P608上觀察到眼圖波形；若同步時(shí)鐘放在B通道，選擇出發(fā)方式為CH1，則可以在P608上觀察到升余弦波形。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 連接P101和P608,將基帶數(shù)據(jù)送至眼圖觀察電路；2. 按照上面的眼圖觀察方法連接調(diào)節(jié)好雙蹤示波器，調(diào)整W601直到P608點(diǎn)波形出現(xiàn)過(guò)零點(diǎn)波形重合、線條細(xì)且清晰的眼圖波形（即無(wú)碼間串?dāng)_

46、、無(wú)噪聲時(shí)的眼圖）。在調(diào)整W601過(guò)程中，可發(fā)現(xiàn)眼圖過(guò)零點(diǎn)波形重合時(shí)W601的位置不是唯一的，它正好驗(yàn)證了無(wú)碼間串?dāng)_的傳輸特性不唯一。3. PSK調(diào)制模塊中基帶信號(hào)選擇PN32，即4J04放在第一排；此時(shí)4K04打在右邊，不加噪聲，調(diào)整好PSK調(diào)制解調(diào)電路；4. 連接PSKOUT和P607將PSK的解調(diào)后的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)送入眼圖觀察電路中，按照步驟2觀察眼圖；5. 將4K04打在左邊，給PSK調(diào)制信號(hào)中加入噪聲，調(diào)節(jié)W901改變?cè)肼曤娖酱笮?。因?yàn)樵肼暤挠绊?，PSK解調(diào)輸出的基帶信號(hào)中將出現(xiàn)“誤碼”信號(hào)（實(shí)為電平毛刺，在后續(xù)再生信號(hào)中會(huì)引起判決錯(cuò)誤，出現(xiàn)誤碼）；6. 按照步驟2觀察眼圖，此時(shí)的眼圖

47、信號(hào)看起來(lái)將變成模糊的帶狀線。五、測(cè)量點(diǎn)說(shuō)明1. P101:數(shù)字基帶信號(hào)輸出；2. TP102:32KHz時(shí)鐘信號(hào)；3. P608:觀察眼圖測(cè)量點(diǎn)或升余弦波形。 波形如圖2-21所示。TP102:P608:圖221 實(shí)際觀測(cè)到的眼圖波形如圖2-22所示。P101P608 圖2-22 實(shí)際觀測(cè)到的升余弦波形六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.敘述眼圖的產(chǎn)生原理以及它的作用。2繪出實(shí)驗(yàn)觀察到的眼圖形狀。實(shí)驗(yàn)六 時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握時(shí)分交換芯片MT8980的工作原理及應(yīng)用；2.掌握時(shí)分復(fù)用的概念和實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)采用軟件方法，可以用單片機(jī)的控制程序控制MT8980實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用。程序

48、中可以把MT8980的8路串行輸入STI0STI7的PCM基群（32信道）碼流，按需要任意組合交換到8路三態(tài)串行輸出端STO0STO7。例如，控制MT8980，把串行輸入端的STI0（1DX）和STI1（2DX）的兩路PCM編碼，交換到STO6（DZJT）的不同時(shí)隙上輸出，如實(shí)驗(yàn)19中的圖16-1、16-2所示。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用單片機(jī)程序控制MT8980把STI0（1DX）TS時(shí)隙上的PCM1編碼，STI1（2DX）TS時(shí)隙上的PCM2編碼，交換到在中繼線DZJT（STO6）上輸出。PCM1和PCM2編碼在中繼線DZJR上的輸出時(shí)隙可通過(guò)撥線開(kāi)關(guān)設(shè)定：撥線開(kāi)關(guān)（S701）從左邊開(kāi)始，第二位在下方

49、，第三位在上方時(shí)，則第48位決定的是PCM1編碼的時(shí)隙TSM1；撥線開(kāi)關(guān)（K707）從左邊開(kāi)始，第二位在上方，第三位在下方時(shí)，則第48位決定的是PCM2的時(shí)隙TSM2。改變撥線開(kāi)關(guān)后，需按一下按鍵SW702，才能有效。在選定PCM1或PCM2的數(shù)據(jù)時(shí)隙號(hào)后，按一下按鍵SW702，AT89C51上的例題程序產(chǎn)生以下功能：（1）根據(jù)以上PCM1和PCM2所選的時(shí)隙號(hào)，分別把PCM1的編碼從1DX的TS時(shí)隙，把PCM2的編碼從2DX的TS時(shí)隙分別交換到中繼線DZJT（TP702、STO6）的TSM1和TSM2時(shí)隙上。（2）當(dāng)跳線器插在K701時(shí)，把中繼線DZJR（TP701、STI7）與中繼線DZJ

50、T（TP702、STO6）連接起來(lái)了；例題程序再把中繼線DZJR的TSM1時(shí)隙上的PCM1的編碼交換到2DR（STO1）的TS時(shí)隙上，并把中繼線DZJR的TSM2時(shí)隙上的PCM2的編碼交換到1DR（STO0）的TS時(shí)隙上。若拔掉跳線器K701，則中繼線DZJR上沒(méi)有PCM1和PCM2的碼流，則以上交換不成功。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1用電話機(jī)收聽(tīng)音樂(lè)（1）連接P203和P703將音樂(lè)信號(hào)送至PCM編碼的第一路，在J401接電話機(jī)，連接P710和1VR，接譯碼信號(hào)送至電話接收端；（2）用跳線器插在K701上，輸入輸出中繼線DZJR和DZJT接通；（3）K703、K704打在第一檔，選擇“F8A”（0時(shí)隙）

51、，撥線開(kāi)關(guān)（S701）從左邊開(kāi)始的第2位撥為下方、第3位為上方，選擇PCM1的時(shí)隙；第48位分別撥為下（0）、下（0）、上（1）、下（0）、下（0），因此時(shí)隙號(hào)為00100B4。按一下SW702，啟動(dòng)MT8980進(jìn)行時(shí)分交換。（4）按一下SW201開(kāi)關(guān)，使信號(hào)源產(chǎn)生音樂(lè)信號(hào)，這時(shí)拿起電話可聽(tīng)到音樂(lè)；音樂(lè)聲停止后，可再按一下SW201開(kāi)關(guān)，音樂(lè)聲又響起了。2用雙蹤示波器觀察中繼線DZJR和DZJT上的PCM碼流（1）示波器的B通道接P705，A通道接中繼線DZJT（TP701），K703、K704打在第一檔，選擇“F8A”（0時(shí)隙），觀察中繼線DZJT上的信號(hào)：（2）撥線開(kāi)關(guān)（S701）從左邊開(kāi)始的第2位撥為下方、第3位為上方，選擇PCM1的時(shí)隙；第48位分別撥為下（0）、下（0）、上（1）、下（0）、下（0），因此時(shí)隙號(hào)為00100B4，按動(dòng)按鍵SW702，這時(shí)在中繼線DZJT上應(yīng)該出現(xiàn)兩組編碼，時(shí)隙分別為4、24。大家注意，雖然這時(shí)PCM2的時(shí)隙還沒(méi)有選擇，PCM2的編碼卻也出現(xiàn)在中繼線DZJT上了，是因?yàn)樵诔跏蓟瘯r(shí)PCM2的時(shí)隙設(shè)為24，在把PCM1編碼交換到中繼線DZJT的同時(shí)也把PCM2編碼交換到了中繼線DZJT。（3）把撥線開(kāi)關(guān)（S701）從左邊開(kāi)始的第2位撥為上方、第3位為下方，選擇PCM2時(shí)隙號(hào)為00110B6，按動(dòng)按鍵SW702，這時(shí)在中繼線DZJT