通信原理實(shí)驗(yàn)(2015)_61459 (1).

1、通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（本 科）通信技術(shù)教研室2012年3月18信號(hào)源介紹一、數(shù)字信號(hào)源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)和各種數(shù)字信號(hào)。它由CPLD可編程器件ALTERA公司的EPM240T100C5、下載接口電路和一塊晶振組成。晶振JZ1用來(lái)產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)的32.768MHz主時(shí)鐘。1、 信號(hào)源模塊的電源開關(guān)為POWER1。 2、 各個(gè)輸出端口介紹CLK1：第一組時(shí)鐘信號(hào)輸出端口，通過(guò)撥碼開關(guān)S4選擇頻率。CLK2：第二組時(shí)鐘信號(hào)輸出端口，通過(guò)撥碼開關(guān)S5選擇頻率。FS：脈沖編碼調(diào)制的幀同步信號(hào)輸出端口。（窄脈沖，頻率為8K）NRZ：24位NRZ信號(hào)輸出端口，碼型由撥碼開關(guān)S1

2、，S2，S3控制，碼速率和第二組時(shí)鐘速率相同，由S5控制。PN：偽隨機(jī)序列輸出，碼型為111100010011010，碼速率和第一組時(shí)鐘速率相同，由S4控制。NRZIN：解碼后NRZ碼輸入。BS：NRZ碼解復(fù)用時(shí)的位同步信號(hào)輸入。FSIN：NRZ碼解復(fù)用時(shí)的幀同步信號(hào)輸入。3、信號(hào)源輸出兩組時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)為“CLK1”和“CLK2”，撥碼開關(guān)S4的作用是改變第一組時(shí)鐘“CLK1”的輸出頻率，撥碼開關(guān)S5的作用是改變第二組時(shí)鐘“CLK2”的輸出頻率。撥碼開關(guān)撥上為1，撥下為0，撥碼開關(guān)和時(shí)鐘的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示表0-2撥碼開關(guān)時(shí)鐘撥碼開關(guān)時(shí)鐘000032.768M1000128K00011

3、6.384M100164K00108.192M101032K00114.096M101116K01002.048M11008K01011.024M11014K0110512K11102K0111256K11111K1) 根據(jù)表0-2改變S4，用示波器觀測(cè)第一組時(shí)鐘信號(hào)“CLK1”的輸出波形；2) 根據(jù)表0-2改變S5，用示波器觀測(cè)第二組時(shí)鐘信號(hào)“CLK2”的輸出波形。4、信號(hào)源提供脈沖編碼調(diào)制的幀同步信號(hào)，在點(diǎn)“FS”輸出，一般時(shí)鐘設(shè)置為2.048M、256K，在后面的實(shí)驗(yàn)中有用到。將撥碼開關(guān)S4分別設(shè)置為“0100”、“0111”或別的數(shù)字，用示波器觀測(cè)“FS”的輸出波形。5、信號(hào)源提供偽隨

4、機(jī)信號(hào)輸出。偽隨機(jī)信號(hào)碼型為111100010011010，碼速率和第一組時(shí)鐘速率相同，由S4控制。根據(jù)表0-2改變S4，用示波器觀測(cè)“PN”的輸出波形。6、信號(hào)源提供24位NRZ碼，碼型由撥碼開關(guān)S1，S2，S3控制，碼速率和第二組時(shí)鐘速率相同，由S5控制。二、模擬信號(hào)源模擬信號(hào)源電路用來(lái)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需的各種低頻信號(hào)：同步正弦波信號(hào)、非同步信號(hào)和音樂信號(hào)。1、信號(hào)源模塊的電源開關(guān)為POWER1。2、各信號(hào)輸出端口介紹2K同步正弦波：2K的正弦波信號(hào)輸出端口，幅度（05V）由W1調(diào)節(jié)。64K同步正弦波：64K的正弦波信號(hào)輸出端口，幅度（05V）由W2調(diào)節(jié)。128K同步正弦波：128K的正弦波信號(hào)

5、輸出端口，幅度（05V）由W3調(diào)節(jié)。非同步信號(hào)源：普通正弦波、三角波和方波信號(hào)輸出端口，波形由S6選擇；頻率由S7、S8調(diào)節(jié)，它可產(chǎn)生頻率為180Hz18KHz的正弦波、180Hz10KHz的三角波和250Hz250KHz的方波信號(hào)；幅度(04V)由W4調(diào)節(jié)。音樂輸出：音樂片輸出端口。音頻信號(hào)輸入：音頻功放輸入端口（功放輸出信號(hào)幅度由W6調(diào)節(jié)）。K1：音樂片信號(hào)選擇開關(guān)。K2：揚(yáng)聲器輸出選擇開關(guān)。W6：調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器音量。實(shí)驗(yàn)一 碼型變換實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解幾種常用的數(shù)字基帶信號(hào)。2、 掌握常用數(shù)字基帶傳輸碼型的編碼規(guī)則。3、 掌握常用CPLD實(shí)現(xiàn)碼型變換的方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 觀察N

6、RZ碼、RZ碼、AMI碼、HDB3碼、CMI碼、BPH碼的波形。2、 觀察全0碼或全1碼時(shí)各碼型的波形。3、 觀察HDB3碼、AMI碼的正負(fù)極性波形。4、 觀察RZ碼、AMI碼、HDB3碼、CMI碼、BPH碼經(jīng)過(guò)碼型反變換后的輸出波形。5、 自行設(shè)計(jì)碼型變換電路，下載并觀察波形。三、 實(shí)驗(yàn)器材1、 信號(hào)源模塊 一塊2、 號(hào)模塊 一塊3、 號(hào)模塊 一塊4、 20M雙蹤示波器 一臺(tái)5、 連接線 若干四、 實(shí)驗(yàn)原理（一）基本原理在數(shù)字通信中，有些場(chǎng)合可以不經(jīng)過(guò)載波調(diào)制和解調(diào)過(guò)程而讓基帶信號(hào)直接進(jìn)行傳輸。例如，在市區(qū)內(nèi)利用電傳機(jī)直接進(jìn)行電報(bào)通信，或者利用中繼方式在長(zhǎng)距離上直接傳輸PCM信號(hào)等。這種不使

7、用載波調(diào)制裝置而直接傳送基帶信號(hào)的系統(tǒng)，我們稱它為基帶傳輸系統(tǒng)，它的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。圖1-1 基帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)由信道信號(hào)形成器、信道、接收濾波器以及抽樣判決器組成。這里信道信號(hào)形成器用來(lái)產(chǎn)生適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)，信道可以是允許基帶信號(hào)通過(guò)的媒質(zhì)（例如能夠通過(guò)從直流至高頻的有線線路等）；接收濾波器用來(lái)接收信號(hào)和盡可能排除信道噪聲和其他干擾；抽樣判決器則是在噪聲背景下用來(lái)判定與再生基帶信號(hào)。若一個(gè)變換器把數(shù)字基帶信號(hào)變換成適合于基帶信號(hào)傳輸?shù)幕鶐盘?hào)，則稱此變換器為數(shù)字基帶調(diào)制器；相反，把信道基帶信號(hào)變換成原始數(shù)字基帶信號(hào)的變換器，稱之為基帶解調(diào)器?；鶐盘?hào)是代碼的一種電表

8、示形式。在實(shí)際的基帶傳輸系統(tǒng)中，并不是所有的基帶電波形都能在信道中傳輸。例如，含有豐富直流和低頻成分的基帶信號(hào)就不適宜在信道中傳輸，因?yàn)樗锌赡茉斐尚盘?hào)嚴(yán)重畸變。單極性基帶波形就是一個(gè)典型例子。再例如，一般基帶傳輸系統(tǒng)都從接收到的基帶信號(hào)流中提取定時(shí)信號(hào)，而收定時(shí)信號(hào)又依賴于代碼的碼型，如果代碼出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的連“0”符號(hào)，則基帶信號(hào)可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)0電位，而使收定時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)難以保證收定時(shí)信號(hào)的準(zhǔn)確性。歸納起來(lái)，對(duì)傳輸用的基帶信號(hào)的主要要求有兩點(diǎn)：（1）對(duì)各種代碼的要求，期望將原始信息符號(hào)編制成適合于傳輸用的碼型；（2）對(duì)所選碼型的電波形要求，期望電波形適宜于在信道中傳輸。（二）編碼規(guī)則1、 NR

9、Z碼NRZ碼的全稱是單極性不歸零碼，在這種二元碼中用高電平和低電平（這里為零電平）分別表示二進(jìn)制信息“1”和“0”，在整個(gè)碼元期間電平保持不變。例如：2、 RZ碼RZ碼的全稱是單極性歸零碼，與NRZ碼不同的是，發(fā)送“1”時(shí)在整個(gè)碼元期間高電平只持續(xù)一段時(shí)間，在碼元的其余時(shí)間內(nèi)則返回到零電平。例如：3、 AMI碼AMI碼的全稱是傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼。這是一種將信息代碼0(空號(hào))和1(傳號(hào))按如下方式進(jìn)行編碼的碼：代碼的0仍變換為傳輸碼的0,而把代碼中的1交替地變換為傳輸碼的+1，-1，+1，-1，。例如：信息代碼：1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1AMI碼： +1 0 0-1+1 0 0 0-

10、1+1-1由于AMI碼的傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)，故由于它決定的基帶信號(hào)將出現(xiàn)正負(fù)脈沖交替，而0電位保持不變的規(guī)律。這種基帶信號(hào)無(wú)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(guò)的信道中傳輸。除了上述特點(diǎn)以外，AMI碼還有編譯碼電路簡(jiǎn)單以及便于觀察誤碼情況等優(yōu)點(diǎn)，它是以種基本的線路碼，在高密度信息流得數(shù)據(jù)傳輸中，得到廣泛采用。但是，AMI碼有一個(gè)重要缺點(diǎn)，即當(dāng)它用來(lái)獲取定時(shí)信息時(shí)，由于它可能出現(xiàn)長(zhǎng)的連0串，因而會(huì)造成提取定時(shí)信號(hào)的困難。4、 HDB3碼HDB3碼是對(duì)AMI碼的一種改進(jìn)碼，它的全稱是三階高密度雙極性碼。其編碼規(guī)則如下：先檢查消息代碼（二進(jìn)制）的連0情況，當(dāng)沒有4個(gè)或4個(gè)以上

11、連0串時(shí)，按照AMI碼的編碼規(guī)則對(duì)信息代碼進(jìn)行編碼；當(dāng)出現(xiàn)4個(gè)或4個(gè)以上連0串時(shí)，則將每4個(gè)連0小段的第4個(gè)0變換成與前一非0符號(hào)（+1或-1）同極性的符號(hào)，用V表示（即+1記為+V，-1記為-V），為使附加V符號(hào)后的序列不破壞“極性交替反轉(zhuǎn)”造成的無(wú)直流特性，還必須保證相鄰V符號(hào)也應(yīng)極性交替。當(dāng)兩個(gè)相鄰V符號(hào)之間有奇數(shù)個(gè)非0符號(hào)時(shí)，用取代節(jié)“000V”取代4連0信息碼；當(dāng)兩個(gè)相鄰V符號(hào)間有偶數(shù)個(gè)非0符號(hào)時(shí)，用取代節(jié)“B00V”取代4連0信息碼。例如：代碼： 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 000 0 1 1AMI碼： -1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0

12、00 0 -1 +1HDB3碼：-1 0 0 0 -V +1 0 0 0 +V -1 +1 -B00 -V -1 +1HDB3碼的特點(diǎn)是明顯的，它除了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)外，還增加了使連0串減少到至多3個(gè)的優(yōu)點(diǎn)，而不管信息源的統(tǒng)計(jì)特性如何。這對(duì)于定時(shí)信號(hào)的恢復(fù)是十分有利的。HDB3碼是CCITT推薦使用的碼型之一。5、 CMI碼CMI碼是傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼的簡(jiǎn)稱，其編碼規(guī)則為：“1”碼交替用“11”和“00”表示；“0”碼用“01”表示。例如：代碼： 1 1 0 1 0 0 1CMI碼： 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0這種碼型有較多的電平躍變，因此含有豐富的定時(shí)信息。該碼已被CC

13、ITT推薦為PCM（脈沖編碼調(diào)制）四次群的接口碼型。在光纜傳輸系統(tǒng)中有時(shí)也用作線路傳輸碼型。6、 BPH碼BPH碼的全稱是數(shù)字雙相碼（Digital Biphase），又稱Manchester碼，即曼徹斯特碼。它是對(duì)每個(gè)二進(jìn)制碼分別利用兩個(gè)具有2個(gè)不同相位的二進(jìn)制新碼去取代的碼，編碼規(guī)則之一是：001（零相位的一個(gè)周期的方波）110（相位的一個(gè)周期的方波）例如：代碼：1 1 0 0 1 0 1雙相碼： 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0雙相碼的特點(diǎn)是只使用兩個(gè)電平，這種碼既能提供足夠的定時(shí)分量，又無(wú)直流漂移，編碼過(guò)程簡(jiǎn)單。但這種碼的帶寬要寬些。（三）電路原理將信號(hào)源產(chǎn)生的N

14、RZ碼和位同步信號(hào)BS送入U(xiǎn)1（EPM3064）進(jìn)行變換，可以直接得到各種單極性碼和各種雙極性碼的正、負(fù)極性編碼信號(hào)（因?yàn)镃PLD的IO口不能直接接負(fù)電平，所以只能將分別代表正極性和負(fù)極性的兩路編碼信號(hào)分別輸出，再通過(guò)外加電路合成雙極性碼），如HDB3碼的正、負(fù)極性編碼信號(hào)送入U(xiǎn)2（CD4051）的選通控制端，控制模擬開關(guān)輪流選通正、負(fù)電平，從而得到完整的HDB3碼。解碼也同樣需要將雙極性的HDB3碼變換成分別代表正極性和負(fù)極性的兩路信號(hào)，再送入CPLD進(jìn)行解碼，得到NRZ碼。其他雙極性碼的編、解碼過(guò)程相同。各編碼波形如圖1-2所示圖1-2 編碼波形五、 輸入、輸出點(diǎn)參考說(shuō)明1、 輸入點(diǎn)說(shuō)明N

15、RZ：NRZ碼輸入點(diǎn)。BS：編碼時(shí)鐘輸入點(diǎn)。BSR：解碼時(shí)鐘輸入點(diǎn)。IN-A：正極性HDB3/AMI碼編碼輸入點(diǎn)。IN-B：負(fù)極性HDB3/AMI碼編碼輸入點(diǎn)。DIN1：正極性HDB3/AMI碼解碼輸入點(diǎn)。DIN2：負(fù)極性HDB3/AMI碼解碼輸入點(diǎn)。HDB3/AMI-IN：HDB3/AMI碼編碼輸入點(diǎn)。2、 輸出點(diǎn)說(shuō)明DOUT1：編碼輸出，由撥碼開關(guān)S1控制編碼碼型。選擇AMI、HDB3碼型時(shí)，為正極性編碼輸出。DOUT2：編碼輸出，由撥碼開關(guān)S1控制編碼碼型。選擇AMI、HDB3碼型時(shí)，為負(fù)極性編碼輸出，選擇其它碼型時(shí)，無(wú)輸出。OUT-A：正極性HDB3/AMI碼解碼輸出點(diǎn)。OUT-B：負(fù)

16、極性HDB3/AMI碼解碼輸出點(diǎn)。HDB3/AMI-OUT：HDB3/AMI碼編碼輸出點(diǎn)。NRZ-OUT：解碼輸出。六、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 CMI，RZ，BPH碼編解碼電路觀測(cè)1） 將信號(hào)源模塊和模塊6、7固定在主機(jī)箱上，將塑封螺釘擰緊，確保電源接觸良好。2） 通過(guò)模塊6上的撥碼開關(guān)S1選擇碼型為CMI碼，即“00100000”。3） 信號(hào)源模塊上S4、S5都撥到“1100”，S1、S2、S3分別設(shè)為“01110010”“01010101”“00110011”。4） 對(duì)照下表完成實(shí)驗(yàn)連線源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：NRZ（8K）模塊6：NRZIN8KNRZ碼基帶傳輸信號(hào)輸入信號(hào)源：CLK2（8K

17、）模塊6：BS提供編譯碼位時(shí)鐘模塊6：DOUT1模塊6：DIN1電平變換的編碼輸入A模塊6：DOUT1模塊7：DIN提取編碼數(shù)據(jù)的位時(shí)鐘。模塊7：BS模塊6：BSR提取的位時(shí)鐘給譯碼模塊* 檢查連線是否正確，檢查無(wú)誤后打開電源5） 將模塊7的S2設(shè)置為“0111”6） 以 “NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)源，用雙蹤示波器觀測(cè)編碼輸出“DOUT1”波形。7） 以 “NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)源，用雙蹤示波器對(duì)比觀測(cè)解碼輸出“NRZ-OUT”波形，觀察解碼波形與初始信號(hào)是否一致。8） 撥碼開關(guān)S1選擇碼型為RZ碼（00010000）、BPH碼（00001000）重復(fù)上述步驟。9） 實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源。2、 AMI，

18、HDB3碼編解碼電路觀測(cè)1) 通過(guò)模塊6上的撥碼開關(guān)S1選擇碼型為AMI碼，即“01000000”。2) 將信號(hào)源S4、S5撥到“1100”，S1、S2、S3分別設(shè)為“01110010”“00011000”“01000011”。3) 對(duì)照下表完成實(shí)驗(yàn)連線：源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：NRZ（8K）模塊6：NRZIN8KNRZ碼基帶傳輸信號(hào)輸入信號(hào)源：CLK2（8K）模塊6：BS提供編譯碼位時(shí)鐘模塊6：HDB3/AMI-OUT 模塊7：輸入鎖相環(huán)法同步提取輸入模塊7：位同步輸出模塊6：BSR提取的位同步輸入模塊6：DOUT1模塊6：IN-A電平變換A路編碼輸入模塊6：DOUT2模塊6：IN-B

19、電平變換B路編碼輸入模塊6：HDB3/AMI-OUT模塊6：HDB3/AMI-IN電平反變換輸入模塊6：OUT-A模塊6：DIN1電平反變換A路編碼輸出模塊6：OUT-B模塊6：DIN2電平反變換B路編碼輸出* 檢查連線是否正確，檢查無(wú)誤后打開電源4) 模塊7的S2設(shè)置為“1000”。5) 以 “NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)源，分別用雙蹤示波器觀測(cè)“DOUT1”，“DOUT2”，“HDB3/AMI-OUT”三點(diǎn)的波形。6) 以 “NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)源，用雙蹤示波器觀測(cè)“OUT-A”，“OUT-B”，“NRZ-OUT”三點(diǎn)的波形，觀察解碼波形與初始信號(hào)是否一致。7) 通過(guò)撥碼開關(guān)S1選擇碼型為HDB3

20、碼（S1設(shè)置為“10000000”），重復(fù)上述步驟。3、 將信號(hào)源模塊上的撥碼開關(guān)S1，S2，S3全部撥為0和全部撥為1，重復(fù)步驟2，觀察各碼型編解碼輸出。4、 按通信原理教材中闡述的編碼原理自行設(shè)計(jì)其它碼型變換電路，下載并觀察各點(diǎn)波形。（選做）5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源，拆除連線，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。七、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，敘述其工作過(guò)程。2、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試記錄，在坐標(biāo)紙上畫出各測(cè)量點(diǎn)的波形圖，并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3、 寫出完成本次實(shí)驗(yàn)后的心得體會(huì)以及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)建議。實(shí)驗(yàn)二 數(shù)字調(diào)制實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握絕對(duì)碼、相對(duì)碼概念及它們之間的變換關(guān)系。 2掌握用鍵

21、控法產(chǎn)生2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信號(hào)的方法。 3. 掌握相對(duì)碼波形與2PSK信號(hào)波形之間的關(guān)系，絕對(duì)碼波形與2DPSK信號(hào)波形之間的關(guān)系。4. 掌握2ASK、2FSK、2PSK解調(diào)的原理。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 觀察ASK、FSK、PSK/DPSK調(diào)制信號(hào)波形。2、 觀察ASK、FSK、PSK/DPSK解調(diào)信號(hào)波形。3、 觀察FSK過(guò)零檢測(cè)解調(diào)器各點(diǎn)波形。4、 觀察絕對(duì)碼和相對(duì)碼的波形和轉(zhuǎn)換關(guān)系。三、 實(shí)驗(yàn)器材1、 信號(hào)源模塊 一塊2、 號(hào)模塊 一塊3、 號(hào)模塊 一塊4、 號(hào)模塊 一塊5、 20M雙蹤示波器 一臺(tái)6、 連接線 若干四、 實(shí)驗(yàn)原理1、 ASK調(diào)制電路在這里，我們采用的

22、是通斷鍵控法，2ASK調(diào)制的基帶信號(hào)和載波信號(hào)分別從“ASK-NRZ”和“ASK載波”輸入，其實(shí)驗(yàn)框圖和電路原理圖分別如圖2-1、圖2-2所示。圖2-1 ASK調(diào)制實(shí)驗(yàn)框圖圖2-2 ASK調(diào)制原理圖2、2FSK調(diào)制原理。2FSK信號(hào)是用載波頻率的變化來(lái)表征被傳信息的狀態(tài)的，被調(diào)載波的頻率隨二進(jìn)制序列0、1狀態(tài)而變化，即載頻為時(shí)代表傳0，載頻為時(shí)代表傳1。顯然，2FSK信號(hào)完全可以看成兩個(gè)分別以和為載頻、以和為被傳二進(jìn)制序列的兩種2ASK信號(hào)的合成。2FSK信號(hào)的典型時(shí)域波形如圖2-3所示，其一般時(shí)域數(shù)學(xué)表達(dá)式為 圖2-3 2FSK信號(hào)的典型時(shí)域波形 （2-1）式中，是的反碼，即因?yàn)?FSK屬于

23、頻率調(diào)制，通?？啥x其移頻鍵控指數(shù)為 （2-2）顯然，h與模擬調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻指數(shù)的性質(zhì)是一樣的，其大小對(duì)已調(diào)波帶寬有很大影響。2FSK信號(hào)與2ASK信號(hào)的相似之處是含有載頻離散譜分量，也就是說(shuō)，二者均可以采用非相干方式進(jìn)行解調(diào)。可以看出，當(dāng)h<1時(shí)，2FSK信號(hào)的功率譜與2ASK的極為相似，呈單峰狀；當(dāng)h>>1時(shí)，2FSK信號(hào)功率譜呈雙峰狀，此時(shí)的信號(hào)帶寬近似為（Hz） （2-3）2FSK信號(hào)的產(chǎn)生通常有兩種方式：（1）頻率選擇法；（2）載波調(diào)頻法。由于頻率選擇法產(chǎn)生的2FSK信號(hào)為兩個(gè)彼此獨(dú)立的載波振蕩器輸出信號(hào)之和，在二進(jìn)制碼元狀態(tài)轉(zhuǎn)換（或）時(shí)刻，2FSK信號(hào)的相位通常是

24、不連續(xù)的，這會(huì)不利于已調(diào)信號(hào)功率譜旁瓣分量的收斂。載波調(diào)頻法是在一個(gè)直接調(diào)頻器中產(chǎn)生2FSK信號(hào)，這時(shí)的已調(diào)信號(hào)出自同一個(gè)振蕩器，信號(hào)相位在載頻變化時(shí)始終是連續(xù)的，這將有利于已調(diào)信號(hào)功率譜旁瓣分量的收斂，使信號(hào)功率更集中于信號(hào)帶寬內(nèi)。在這里，我們采用的是頻率選擇法，其調(diào)制原理框圖如圖2-4所示：圖2-4 2FSK調(diào)制原理框圖由圖可知，從“FSK-NRZ”輸入的基帶信號(hào)分成兩路，1路經(jīng)U5（LM339）反相后接至U4B（4066）的控制端，另1路直接接至U4A（4066）的控制端。從“FSK載波A”和“FSK載波B”輸入的載波信號(hào)分別接至U4A和U4B的輸入端。當(dāng)基帶信號(hào)為“1”時(shí)，模擬開關(guān)U4

25、A打開，U4B關(guān)閉，輸出第一路載波；當(dāng)基帶信號(hào)為“0”時(shí)，U405A關(guān)閉，U405B打開，此時(shí)輸出第二路載波，再通過(guò)相加器就可以得到FSK調(diào)制信號(hào)。3、 2PSK/2DPSK調(diào)制原理PSK調(diào)制在數(shù)字通信系統(tǒng)中是一種極重要的調(diào)制方式，它的抗干擾噪聲性能及通頻帶的利用率均優(yōu)先于ASK移幅鍵控和FSK移頻鍵控。因此，PSK技術(shù)在中、高速數(shù)據(jù)傳輸中得到了十分廣泛的應(yīng)用。PSK信號(hào)是用載波相位的變化表征被傳輸信息狀態(tài)的，通常規(guī)定0相位載波和相位載波分別代表傳1和傳0，其時(shí)域波形示意圖如圖2-5所示。設(shè)二進(jìn)制單極性碼為an，其對(duì)應(yīng)的雙極性二進(jìn)制碼為bn，則2PSK信號(hào)的一般時(shí)域數(shù)學(xué)表達(dá)式為： （2-4）其

26、中：則（2-4）式可變?yōu)椋?（2-5）圖2-5 2PSK信號(hào)的典型時(shí)域波形由（2-4）式可見，2PSK信號(hào)是一種雙邊帶信號(hào)我們知道，2PSK信號(hào)是用載波的不同相位直接去表示相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)而得出的，在這種絕對(duì)移相的方式中，由于發(fā)送端是以某一個(gè)相位作為基準(zhǔn)的，因而在接收系統(tǒng)也必須有這樣一個(gè)固定基準(zhǔn)相位作參考。如果這個(gè)參考相位發(fā)生變化，則恢復(fù)的數(shù)字信息就會(huì)與發(fā)送的數(shù)字信息完全相反，從而造成錯(cuò)誤的恢復(fù)。這種現(xiàn)象常稱為2PSK的“倒”現(xiàn)象，因此，實(shí)際中一般不采用2PSK方式，而采用差分移相（2DPSK）方式。2DPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對(duì)載波相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。例如，假設(shè)相位值用相

27、位偏移x表示（x定義為本碼元初相與前一碼元初相之差），并設(shè)”則數(shù)字信息序列與2DPSK信號(hào)的碼元相位關(guān)系可舉例表示如下：數(shù)字信息：00111001012DPSK信號(hào)相位：000000或： 0 0 0 0 0圖2-6 2PSK與2DPSK波形對(duì)比圖2-6為對(duì)同一組二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制后的2PSK與2DPSK波形。從圖中可以看出，2DPSK信號(hào)波形與2PSK的不同。2DPSK波形的同一相位并不對(duì)應(yīng)相同的數(shù)字信息符號(hào)，而前后碼元相對(duì)相位的差才唯一決定信息符號(hào)。這說(shuō)明，解調(diào)2DPSK信號(hào)時(shí)并不依賴于某一固定的載波相位參考值。只要前后碼元的相對(duì)相位關(guān)系不破壞，則鑒別這個(gè)關(guān)系就可以正確恢復(fù)數(shù)字信息，這就避免了2

28、PSK方式中的“倒”現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)我們也可以看到，單純從波形上看，2PSK與2DPSK信號(hào)是無(wú)法分辨的。這說(shuō)明，一方面，只有已知移相鍵控方式是絕對(duì)的還是相對(duì)的，才能正確判定原信息；另一方面，相對(duì)移相信號(hào)可以看成是把數(shù)字信息序列（絕對(duì)碼）變換成相對(duì)碼，然后再根據(jù)相對(duì)碼進(jìn)行絕對(duì)移相而形成。為了便于說(shuō)明概念，我們可以把每個(gè)碼元用一個(gè)如圖2-7所示的矢量圖來(lái)表示。圖中，虛線矢量位置稱為基準(zhǔn)相位。在絕對(duì)移相中，它是未調(diào)制載波的相位；在相對(duì)移相中，它是前一碼元載波的相位。如果假設(shè)每個(gè)碼元中包含有整數(shù)個(gè)載波周期，那么，兩相鄰碼元載波的相位差既表示調(diào)制引起的相位變化，也是兩碼元交界點(diǎn)載波相位的瞬時(shí)跳變量。根據(jù)

29、ITU-T的建議，圖2-7（a）所示的移相方式，稱為A方式。在這種方式中，每個(gè)碼元的載波相位相對(duì)于基準(zhǔn)相位可取0、。因此，在相對(duì)移相后，若后一碼元的載波相位相對(duì)于基準(zhǔn)相位為0，則前后兩碼元載波的相位就是連續(xù)的；否則，載波相位在兩碼元之間要發(fā)生跳變。圖2-7（b）所示的移相方式，稱為B方式。在這種方式中，每個(gè)碼元的載波相位相對(duì)于基準(zhǔn)相位可取/2。因而，在相對(duì)移相時(shí)，相鄰碼元之間必然發(fā)生載波相位的跳變。這樣，在接收端接收該信號(hào)時(shí)，如果利用檢測(cè)此相位變化以確定每個(gè)碼元的起止時(shí)刻，即可提供碼元定時(shí)信息，這正是B方式被廣泛采用的原因之一。圖2-7 二相調(diào)制移相信號(hào)矢量圖2DPSK的調(diào)制原理與2FSK的調(diào)

30、制原理類似，也是用二進(jìn)制基帶信號(hào)作為模擬開關(guān)的控制信號(hào)輪流選通不同相位的載波，完成2DPSK調(diào)制，其調(diào)制的基帶信號(hào)和載波信號(hào)分別從“PSK-NRZ”和“PSK載波”輸入，差分變換的時(shí)鐘信號(hào)從“PSK-BS”點(diǎn)輸入，其原理框圖如圖2-8所示：圖2-8 2DPSK調(diào)制原理框圖差分變換在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，由于相對(duì)移相鍵控調(diào)制具有抗干擾噪聲能力強(qiáng)，在相同的信噪比條件下，可獲得比其他調(diào)制方式（例如：ASK、FSK）更低的誤碼率，因而這種方式廣泛應(yīng)用在實(shí)際通信系統(tǒng)中。DPSK調(diào)制是采用碼型變換法加絕對(duì)調(diào)相來(lái)實(shí)現(xiàn)，既把數(shù)據(jù)信息源（如偽隨機(jī)碼序列、增量調(diào)制編碼器輸出的數(shù)字信號(hào)或脈沖編碼調(diào)制PCM編碼器輸出的數(shù)字

31、信號(hào)）作為絕對(duì)碼序列an，通過(guò)差分編碼器變成相對(duì)碼序列bn，然后再用相對(duì)碼序列bn，進(jìn)行絕對(duì)移相鍵控，此時(shí)該調(diào)制的輸出就是DPSK已調(diào)信號(hào)。 絕對(duì)碼是以寬帶信號(hào)碼元的電平直接表示數(shù)字信息的，如規(guī)定高電平代表“1”，低電平代表“0”。 圖2-9（a） 差分編碼器電路 圖2-9（b） 工作波形相對(duì)碼（差分碼）是用基帶信號(hào)碼元的電平與前一碼元的電平有無(wú)變化來(lái)表示數(shù)字信息的，如規(guī)定：相對(duì)碼中有跳變表示1，無(wú)跳變表示0。 圖2-9（a）是差分編碼器電路，可用模二加法器延時(shí)器（延時(shí)一個(gè)碼元寬度Tb)來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩種碼的互相轉(zhuǎn)換。設(shè)輸入的相對(duì)碼an為1110010碼，則經(jīng)過(guò)差分編碼器后輸出的相對(duì)碼bn為1011

32、100，即bn= anÅ bn1。 圖2-9（b）是它的工作波形圖。相乘器實(shí)現(xiàn)輸入載波信號(hào)和基帶信號(hào)的相乘變換，輸出相應(yīng)調(diào)制信號(hào)。五、 測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明1、 信號(hào)輸入點(diǎn)參考說(shuō)明ASK調(diào)制模塊：ASK-NRZ： ASK基帶信號(hào)輸入點(diǎn)。ASK載波：ASK載波信號(hào)輸入點(diǎn)。FSK調(diào)制模塊：FSK-NRZ：FSK基帶信號(hào)輸入點(diǎn)。FSK載波A：A路載波輸入點(diǎn)。FSK載波B：B路載波輸入點(diǎn)。PSK調(diào)制模塊：PSK-NRZ：PSK基帶信號(hào)輸入點(diǎn)。PSK載波：PSK載波信號(hào)輸入點(diǎn)。PSK-BS：PSK差分編碼時(shí)鐘輸入點(diǎn)。2、 信號(hào)輸出點(diǎn)參考說(shuō)明ASK調(diào)制模塊：ASK-OUT：ASK調(diào)制信號(hào)輸出點(diǎn)。TH2：A

33、SK信號(hào)經(jīng)低通濾波器后的信號(hào)觀測(cè)點(diǎn)。ASK-DOUT：ASK解調(diào)信號(hào)經(jīng)電壓比較器后的信號(hào)輸出點(diǎn)（未經(jīng)同步判決）。FSK調(diào)制模塊：TH7：FSK-NRZ經(jīng)過(guò)反相后信號(hào)觀測(cè)點(diǎn)。FSK-OUT：FSK調(diào)制信號(hào)輸出點(diǎn)。PSK調(diào)制模塊：PSK-OUT：PSK/DPSK調(diào)制信號(hào)輸出點(diǎn)。六、 實(shí)驗(yàn)步驟（一）ASK調(diào)制實(shí)驗(yàn)1、 將信號(hào)源模塊和模塊3、4、7固定在主機(jī)箱上，將黑色塑封螺釘擰緊，確保電源接觸良好。2、 按照下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)連線：源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：PN（8K）模塊3：ASK-NRZS4撥為1100，PN是8K偽隨機(jī)序列信號(hào)源：64K同步正弦波模塊3：ASK載波提供ASK調(diào)制載波，幅度為4V*

34、 檢查連線是否正確，檢查無(wú)誤后打開電源3、 以信號(hào)輸入點(diǎn)“ASK-NRZ”的信號(hào)為內(nèi)觸發(fā)源，用示波器觀察點(diǎn) “ASK-OUT”輸出，即為PN碼經(jīng)過(guò)ASK調(diào)制后的波形。4、 通過(guò)信號(hào)源模塊上的撥碼開關(guān)S4控制產(chǎn)生PN碼的頻率（小于64K），改變送入的基帶信號(hào)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；也可以改變載波頻率來(lái)實(shí)驗(yàn)。5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源。（二）FSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)1、 將信號(hào)源模塊和模塊3、4、7固定在主機(jī)箱上，將黑色塑封螺釘擰緊，確保電源接觸良好。2、 按照下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)連線：源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：PN（8K）模塊3：FSK-NRZS4撥為“1100”，PN是 8K偽隨機(jī)碼信號(hào)源：128K同步正弦波模塊3：載

35、波A提供FSK調(diào)制A路載波，幅度為4V信號(hào)源：64K同步正弦波模塊3：載波B提供FSK調(diào)制B路載波，幅度為3V* 檢查連線是否正確，檢查無(wú)誤后打開電源3、 將模塊3上撥碼開關(guān)S1都撥上。以信號(hào)輸入點(diǎn)“FSK-NRZ”的信號(hào)為內(nèi)觸發(fā)源，用雙蹤示波器同時(shí)觀察點(diǎn)“FSK-NRZ”和點(diǎn)“FSK-OUT”輸出的波形。4、 單獨(dú)將S1撥為“01”和“10”，在“FSK-OUT”處分別觀測(cè)單獨(dú)載波調(diào)制波形。5、 通過(guò)信號(hào)源模塊上的撥碼開關(guān)S4改變PN碼頻率后送出，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。6、 實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源。（三）PSK/DPSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)1、 將信號(hào)源模塊和模塊3、4、7固定在主機(jī)箱上，將黑色塑封螺釘擰緊，確保電源

36、接觸良好。2、 按照下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)連線：源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：PN（32K）模塊3：PSK-NRZS4撥為“1010”，PN是32K偽隨機(jī)碼信號(hào)源：128K同步正弦波模塊3：PSK載波提供PSK調(diào)制載波，幅度為4V* 檢查連線是否正確，檢查無(wú)誤后打開電源3、 將開關(guān)K3撥到“PSK”端，以信號(hào)輸入點(diǎn)“PSK-NRZ”的信號(hào)為內(nèi)觸發(fā)源，用雙蹤示波器同時(shí)觀察點(diǎn)“PSK-NRZ”與“PSK-OUT”輸出的波形。4、 不改變PSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)連線。將開關(guān)K3撥到“DPSK”端，增加連線：源端口目的端口連線說(shuō)明信號(hào)源：CLK1（32K）模塊3：PSK-BSDPSK位同步時(shí)鐘輸入以信號(hào)輸入點(diǎn)“PSK-N

37、RZ”的信號(hào)為內(nèi)觸發(fā)源，用雙蹤示波器同時(shí)觀察點(diǎn)“PSK-NRZ”與“PSK-OUT”輸出的波形。5、 通過(guò)信號(hào)源模塊上的撥碼開關(guān)S4改變PN碼頻率后送出，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。6、 實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，敘述其工作過(guò)程。2、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試記錄，在坐標(biāo)紙上畫出各測(cè)量點(diǎn)的波形圖，并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3、 寫出完成本次實(shí)驗(yàn)后的心得體會(huì)以及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)建議。實(shí)驗(yàn)三 抽樣定理和PAM調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 通過(guò)脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能加深理解脈沖幅度調(diào)制的原理。2、 通過(guò)對(duì)電路組成、波形和所測(cè)數(shù)據(jù)的分析，加深理解這種調(diào)制方式的優(yōu)缺點(diǎn)。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 觀察模

38、擬輸入正弦波信號(hào)、抽樣時(shí)鐘的波形和脈沖幅度調(diào)制信號(hào)，并注意觀察它們之間的相互關(guān)系及特點(diǎn)。2、 改變模擬輸入信號(hào)或抽樣時(shí)鐘的頻率，多次觀察波形。 三、 實(shí)驗(yàn)器材1、 信號(hào)源模塊 一塊2、 號(hào)模塊 一塊3、 20M雙蹤示波器 一臺(tái)4、 連接線 若干四、 實(shí)驗(yàn)原理（一）基本原理1、抽樣定理抽樣定理表明：一個(gè)頻帶限制在（0，）內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)，如果以T秒的間隔對(duì)它進(jìn)行等間隔抽樣，則將被所得到的抽樣值完全確定。假定將信號(hào)和周期為T的沖激函數(shù)相乘，如圖3-1所示。乘積便是均勻間隔為T秒的沖激序列，這些沖激序列的強(qiáng)度等于相應(yīng)瞬時(shí)上的值，它表示對(duì)函數(shù)的抽樣。若用表示此抽樣函數(shù)，則有：圖3-1 抽樣與恢復(fù)假設(shè)、

39、和的頻譜分別為、和。按照頻率卷積定理，的傅立葉變換是和的卷積：因?yàn)?所以 由卷積關(guān)系，上式可寫成 該式表明，已抽樣信號(hào)的頻譜是無(wú)窮多個(gè)間隔為s的相迭加而成。這就意味著中包含的全部信息。需要注意，若抽樣間隔T變得大于，則和的卷積在相鄰的周期內(nèi)存在重疊（亦稱混疊），因此不能由恢復(fù)。可見，是抽樣的最大間隔，它被稱為奈奎斯特間隔。上面討論了低通型連續(xù)信號(hào)的抽樣。如果連續(xù)信號(hào)的頻帶不是限于0與之間，而是限制在（信號(hào)的最低頻率）與（信號(hào)的最高頻率）之間（帶通型連續(xù)信號(hào)），那么，其抽樣頻率并不要求達(dá)到，而是達(dá)到2B即可，即要求抽樣頻率為帶通信號(hào)帶寬的兩倍。00圖3-2畫出抽樣頻率2B（無(wú)混疊）和2B（有混疊

40、）時(shí)兩種情況下沖激抽樣信號(hào)的頻譜。(a) 連續(xù)信號(hào)的頻譜100 （b） 高抽樣頻率時(shí)的抽樣信號(hào)及頻譜（無(wú)混疊）0 10（c） 低抽樣頻率時(shí)的抽樣信號(hào)及頻譜（混疊）圖3-2 采用不同抽樣頻率時(shí)抽樣信號(hào)的頻譜2、脈沖振幅調(diào)制（PAM）所謂脈沖振幅調(diào)制，即是脈沖載波的幅度隨輸入信號(hào)變化的一種調(diào)制方式。如果脈沖載波是由沖激脈沖組成的，則前面所說(shuō)的抽樣定理，就是脈沖增幅調(diào)制的原理。但是實(shí)際上真正的沖激脈沖串并不能付之實(shí)現(xiàn)，而通常只能采用窄脈沖串來(lái)實(shí)現(xiàn)。因而，研究窄脈沖作為脈沖載波的PAM方式，將具有實(shí)際意義。圖3-3 自然抽樣及平頂抽樣波形PAM方式有兩種：自然抽樣和平頂抽樣。自然抽樣又稱為“曲頂”抽樣

41、，已抽樣信號(hào)ms(t)的脈沖“頂部”是隨m(t)變化的，即在頂部保持了m(t)變化的規(guī)律（如圖3-3所示）。平頂抽樣所得的已抽樣信號(hào)如圖3-3所示，這里每一抽樣脈沖的幅度正比于瞬時(shí)抽樣值，但其形狀都相同。在實(shí)際中，平頂抽樣的PAM信號(hào)常常采用保持電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，得到的脈沖為矩形脈沖。（二) 電路組成 脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖3-4所示，主要由抽樣保持芯片LF398和解調(diào)濾波電路兩部分組成，電路原理圖如圖3-5所示。圖3-4 脈沖振幅調(diào)制電路原理框圖圖3-5 脈沖幅度調(diào)制電路原理圖（三）實(shí)驗(yàn)電路工作原理1、 PAM調(diào)制電路如圖3-5所示，LF398是一個(gè)專用的采樣保持芯片，它具有很高的直流精度和較高

42、的采樣速率，器件的動(dòng)態(tài)性能和保持性能可以通過(guò)合適的外接保持電容達(dá)到最佳。LF398的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-6所示； 圖3-6 LF398的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)N1是輸入緩沖放大器，N2是高輸入阻抗射極輸出器。S為邏輯控制采樣/保持開關(guān)，當(dāng)S接通時(shí)，開始采樣；當(dāng)S斷開時(shí)，開始保持。LF398的引腳功能為：3、12腳：正負(fù)電源輸入端。1腳：Vi，模擬電壓輸入端。11腳：MCTR，邏輯控制輸入端，高電平為采樣，低電平為保持。10腳：MREF，邏輯控制電平參考端，一般接地。8腳：HOC，采樣/保持電容接入端。7腳：OUT，采樣/保持輸出端。如圖3-5所示，被抽樣信號(hào)從PAM-SIN輸入，進(jìn)入LF398的1腳Vi端，

43、經(jīng)內(nèi)部輸入緩沖放大器N1放大后送到模擬開關(guān)S，此時(shí)，將抽樣脈沖作為S的控制信號(hào)，當(dāng)LF398的11腳MCTR端為高電平時(shí)開關(guān)接通，為低電平時(shí)開關(guān)斷開。然后經(jīng)過(guò)射極輸出器N2輸出比較理想的脈沖幅度調(diào)制信號(hào)。K1為“平頂抽樣”、“自然抽樣”選擇開關(guān)。2、PAM解調(diào)與濾波電路解調(diào)濾波電路由集成運(yùn)放電路TL084組成。組成了一個(gè)二階有源低通濾波器，其截止頻率設(shè)計(jì)在3.4KHz左右，因?yàn)樵摓V波器有著解調(diào)的作用，因此它的質(zhì)量好壞直接影響著系統(tǒng)的工作狀態(tài)。該電路還在后續(xù)實(shí)驗(yàn)接收部分有用到。電路如圖3-7所示圖3-7 PAM解調(diào)濾波電路五、 測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明1、輸入點(diǎn)參考說(shuō)明PAM-SIN：音頻信號(hào)輸入端口PAMC

44、LK：抽樣時(shí)鐘信號(hào)輸入端口IN：PAM解調(diào)濾波電路輸入端口2、輸出點(diǎn)說(shuō)明自然抽樣輸出：自然抽樣信號(hào)輸出端口平頂抽樣輸出：平頂抽樣信號(hào)輸出端口OUT：PAM解調(diào)濾波輸出端口六、 實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)1、 將信號(hào)源模塊、模塊1固定在主機(jī)箱上，將黑色塑封螺釘擰緊，確保電源接觸良好。2、 插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，將信號(hào)源模塊和模塊1的電源開關(guān)撥下，觀察指示燈是否點(diǎn)亮，紅燈為+5V電源指示燈，綠燈為-12V電源指示燈，黃色為+12V電源指示燈。（注意，此處只是驗(yàn)證通電是否成功，在實(shí)驗(yàn)中均是先連線，再打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）。3、 觀測(cè)PAM自然抽樣波形1) 用示波器觀測(cè)信號(hào)源“2K同步

45、正弦波”輸出，調(diào)節(jié)W1改變輸出信號(hào)幅度，使輸出信號(hào)峰-峰值在4V左右。2) 將信號(hào)源上S4設(shè)為“1010”，使“CLK1”輸出32K時(shí)鐘。3) 將模塊1上K1選到“自然”。4) 關(guān)閉電源，按如下方式連線源端口目標(biāo)端口連線說(shuō)明信號(hào)源：“2K同步正弦波”模塊1:“PAM-SIN”提供被抽樣信號(hào)信號(hào)源：“CLK1”模塊1:“PAMCLK”提供抽樣時(shí)鐘* 檢查連線是否正確，檢查無(wú)誤后打開電源5) 用示波器在“自然抽樣輸出”處觀察PAM自然抽樣波形。4、 觀測(cè)PAM平頂抽樣波形a) 用示波器觀測(cè)信號(hào)源“2K同步正弦波”輸出，調(diào)節(jié)W1改變輸出信號(hào)幅度，使輸出信號(hào)峰-峰值在4V左右。b) 將信號(hào)源上S1、S

46、2、S3依次設(shè)為“10000000”、“10000000”、“10000000”，將S5撥為“1000”，使“NRZ”輸出速率為128K，抽樣頻率為：NRZ頻率/8（實(shí)驗(yàn)中的電路，NRZ為“1”時(shí)抽樣，為“0”時(shí)保持。在平頂抽樣中，抽樣脈沖為窄脈沖）。c) 將K1設(shè)為“平頂”。關(guān)閉電源，按下列方式進(jìn)行連線。源端口目標(biāo)端口連線說(shuō)明信號(hào)源：“2K同步正弦波模塊1：“PAM-SIN”提供被抽樣信號(hào)信號(hào)源：“NRZ”模塊1：“PAMCLK”提供抽樣脈沖d) 打開電源，用示波器在“平頂抽樣輸出”處觀察平頂抽樣波形。5、 觀測(cè)解碼后PAM波形與原信號(hào)的區(qū)別1) 步驟3的前3步不變,按如下方式連線源端口目標(biāo)

47、端口連線說(shuō)明信號(hào)源：“2K同步正弦波”模塊1:“PAM-SIN”提供被抽樣信號(hào)信號(hào)源：“CLK1”模塊1:“PAMCLK”提供抽樣時(shí)鐘模塊1:“自然抽樣輸出”模塊1:“IN”將PAM信號(hào)進(jìn)行譯碼2) 將K1設(shè)為“自然”，用“PAM-SIN”信號(hào)做示波器的觸發(fā)源，用雙蹤示波器對(duì)比觀測(cè)“PAM-SIN”和“OUT”波形。6、 改變抽樣時(shí)鐘頻率，觀測(cè)自然抽樣信號(hào)，驗(yàn)證抽樣定理。1、分別實(shí)現(xiàn)fs>2fm, fs=2fm , fs<2fm 三種情況的自然抽樣信號(hào)，用雙蹤示波器觀測(cè)“PAM-SIN”和“自然抽樣輸出”。2、分別實(shí)現(xiàn)fs>2fm, fs=2fm , fs<2fm 三種

48、情況的解碼輸出，用雙蹤示波器對(duì)比觀測(cè)“PAM-SIN”和“OUT”波形。7、 將信號(hào)源產(chǎn)生的音樂信號(hào)輸入到模塊1的“PAM-SIN”，“自然抽樣輸出”和“IN”相連，PAM解調(diào)信號(hào)輸出到信號(hào)源上的“音頻信號(hào)輸入”，通過(guò)揚(yáng)聲器聽語(yǔ)音，感性判斷該系統(tǒng)對(duì)話音信號(hào)的傳輸質(zhì)量。七、 實(shí)驗(yàn)思考題1、 簡(jiǎn)述平頂抽樣和自然抽樣的原理及實(shí)現(xiàn)方法。2、 在抽樣之后，調(diào)制波形中包不包含直流分量，為什么？3、 造成系統(tǒng)失真的原因有哪些？4、 為什么采用低通濾波器就可以完成PAM解調(diào)？八、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 分析電路的工作原理，敘述其工作過(guò)程。2、 繪出所做實(shí)驗(yàn)的電路、儀表連接調(diào)測(cè)圖。并列出所測(cè)各點(diǎn)的波形、頻率、電壓等

49、有關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)做簡(jiǎn)要分析說(shuō)明。必要時(shí)借助于計(jì)算公式及推導(dǎo)。對(duì)實(shí)驗(yàn)思考題加以分析，按照要求作出回答。實(shí)驗(yàn)四 幀同步提取實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握巴克碼識(shí)別原理。2、 掌握同步保護(hù)原理。3、 掌握假同步、漏同步、捕捉態(tài)、維持態(tài)的概念。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 觀察幀同步碼無(wú)錯(cuò)誤時(shí)幀同步器的維持態(tài)。2、 觀察幀同步器的假同步現(xiàn)象、漏識(shí)別現(xiàn)象和同步保護(hù)現(xiàn)象。三、實(shí)驗(yàn)器材1、 信號(hào)源模塊 一塊2、 號(hào)模塊 一塊3、 20M雙蹤示波器 一臺(tái)4、 頻率計(jì)（選用） 一臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)原理（一）基本原理數(shù)字通信時(shí)，一般總是以一定數(shù)目的碼元組成一個(gè)個(gè)的“字”或“句”，即組成一個(gè)個(gè)的“群”進(jìn)行傳輸，因此群同步信號(hào)的頻率很容

50、易由于位同步信號(hào)經(jīng)分頻而得出，但是每群的開頭和末尾時(shí)刻卻無(wú)法由分頻器的輸出決定。群同步的任務(wù)就是要給出這個(gè)“開頭”和“末尾”的時(shí)刻。群同步有時(shí)也稱為幀同步。為了實(shí)現(xiàn)群同步，通常有兩類方法：一類是在數(shù)字信息流中插入一些特殊碼組作為每群的頭尾標(biāo)記，接收端根據(jù)這些特殊碼組的位置就可以實(shí)現(xiàn)群同步；另一類方法不需要外加的特殊碼組，它類似于載波同步和位同步中的直接法，利用數(shù)據(jù)碼組本身之間彼此不同的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)同步。我們將主要討論用插入特殊碼組實(shí)現(xiàn)群同步的方法。插入特殊碼組實(shí)現(xiàn)群同步的方法有兩種，即連貫式插入法和間隔式插入法。1、 連貫式插入法連貫式插入法就是在每幀數(shù)據(jù)開頭集中插入特定碼型的幀同步碼組，這種幀同步法只適用于同步通信系統(tǒng)，需要位同步信號(hào)才能實(shí)現(xiàn)。適合做幀同步碼的特殊碼組很多，對(duì)幀同步碼組的要求是它們的自相關(guān)函數(shù)盡可能尖銳，便于從隨機(jī)數(shù)字信息序列中識(shí)別出這些幀同步碼組，從而準(zhǔn)確定位一幀數(shù)據(jù)的起始時(shí)刻。由于這些特殊碼組是一個(gè)非周期序列或有限序列，在求它的自相關(guān)函數(shù)時(shí)，除了在時(shí)延j0的情況下，序列中的全部元素都參加相關(guān)運(yùn)算外，在j0的情況下，序列中只有部分元素