通信實驗講義.doc

1、通信實驗講義實驗四 2ASK/2FSK 數(shù)字調(diào)制及解調(diào)實驗 實驗任務(wù) 任務(wù)一 2ASK 調(diào)制 1、將 PC 機網(wǎng)口與 eNode_ 硬件設(shè)備網(wǎng)口連接好，上電；登錄 e-Labradio 仿真系統(tǒng)，創(chuàng)建實驗文件，從左側(cè)樹形導(dǎo)航窗口選擇【二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)】【2ASK 調(diào)制及解調(diào)實驗】拖曳到新建的實驗區(qū)，選擇實驗所需連接硬件輸出模塊和示波器。2、按表格所示進(jìn)行連線。（1）硬件設(shè)備與硬件示波器連線 （2）仿真軟件連線 （3）儀器儀表連接（軟件觀測） 仿真示波器 1：CH1 輸入-信號：數(shù)字信號 CH2 輸入-信號：128K 載波 仿真示波器 2：CH1 輸入-信號：數(shù)字信號 CH2 輸入-ASK 調(diào)

2、制：調(diào)制輸出 連接硬件輸出模塊：觀測點，模擬信號和數(shù)字信號（送到硬件觀測） TH1-信號：數(shù)字信號 CH1-ASK 調(diào)制：調(diào)制輸出 （4）eNode_ 硬件設(shè)備連線（GPIO 擴展模塊） （5）運行仿真，在仿真界面的實驗框圖內(nèi)任意空白位置右鍵【實驗參數(shù)設(shè)置】或者鼠標(biāo)左鍵雙擊選擇配置實驗參數(shù)，實驗參數(shù)設(shè)置為：數(shù)字碼型設(shè)置 PN15、基帶頻率設(shè)置為 32KHz。（6）波形觀測 1）記錄仿真示波器 1、仿真示波器 2 和硬件示波器輸出的波形，驗證 ASK 調(diào)制原理。分析p 調(diào)制輸出信號載波個數(shù)與數(shù)字碼型速率得關(guān)系。2）將 PN 序列輸出頻率改為 64KHz，觀察載波個數(shù)是否發(fā)生變化。任務(wù)二 2ASK

3、 解調(diào) 1、保持 ASK 調(diào)制連線不變，實驗參數(shù)設(shè)置為：數(shù)字碼型設(shè)置 PN15、基帶頻率設(shè)置為 32KHz。2、波形觀測 （1）用仿真示波器觀測 ASK 調(diào)制輸出信號和整流輸出測試點，記錄波形結(jié)果；同理將 ASK 調(diào)制輸出信號和整流輸出測試點引到連接硬件輸出模塊，eNode_ 硬件輸出信號用真實示波器觀測，記錄波形結(jié)果。（2）用仿真示波器觀測整流輸出和 LPF-ASK 測試點，記錄波形結(jié)果；同理將整流輸出和LPF-ASK 測試點引到連接硬件輸出模塊，eNode_ 硬件輸出信號用真實示波器觀測，記錄波形結(jié)果。（3）用仿真示波器觀測 LPF-ASK 和 ASK 解調(diào)輸出測試點，記錄波形結(jié)果；同理將

4、 LPF-ASK 和 ASK 解調(diào)輸出測試點引到連接硬件輸出模塊，eNode_ 硬件輸出信號用真實示波器觀測，記錄波形結(jié)果。實時改變實驗參數(shù)設(shè)置的門限判決閾值，觀測 ASK 解調(diào)輸出波形的變化。（4）用仿真示波器觀測數(shù)字信號和 ASK 解調(diào)輸出測試點，記錄波形結(jié)果；同理將數(shù)字信號和 ASK 解調(diào)輸出測試點引到連接硬件輸出模塊，eNode_ 硬件輸出信號用真實示波器觀測，記錄波形結(jié)果。對比 ASK 解調(diào)還原的效果。（5）眼圖信號觀測。用仿真示波器以信號的時鐘信號為觸發(fā)，測 ASK 解調(diào)端 LPF-ASK 測試點，觀測眼圖。同理將信號的時鐘信號和 ASK 解調(diào)端 LPF-ASK 測試點引到連接硬件

5、輸出模塊，eNode_ 硬件輸出信號用真實示波器觀測，以信號的時鐘信號為觸發(fā)，觀測眼圖。任務(wù)三 2FSK 調(diào)制 1、將 PC 機網(wǎng)口與 eNode_ 硬件設(shè)備網(wǎng)口連接好，上電；登錄 e-Labradio 仿真系統(tǒng)，創(chuàng)建實驗文件，從左側(cè)樹形導(dǎo)航窗口選擇【二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)】【2FSK 調(diào)制及解調(diào)實驗】拖曳到新建的實驗區(qū)，選擇實驗所需連接硬件輸出模塊和示波器。2、按表格所示進(jìn)行連線。（3）儀器儀表連接（軟件觀測） 35 仿真示波器 1：CH1 輸入-FSK 調(diào)制：NRZ-I CH2 輸入-FSK 調(diào)制：NRZ-Q 仿真示波器 2：CH1 輸入-FSK 調(diào)制：NRZ-I CH2 輸入-FSK 調(diào)制：

6、I 仿真示波器 3：CH1 輸入-FSK 調(diào)制：NRZ-Q CH2 輸入-FSK 調(diào)制：Q 仿真示波器 4：CH1 輸入-信號：數(shù)字信號 CH2 輸入-FSK 調(diào)制：調(diào)制輸出 連接硬件輸出模塊：觀測點，模擬信號和數(shù)字信號（送到硬件觀測） TH1-信號：數(shù)字信號 CH1-FSK 調(diào)制：調(diào)制輸出 （4）eNode_ 硬件設(shè)備連線（GPIO 擴展模塊） （5）運行仿真，在仿真界面的實驗框圖內(nèi)任意空白位置右鍵【實驗參數(shù)設(shè)置】或者鼠標(biāo)左鍵雙擊選擇配置實驗參數(shù)，實驗參數(shù)設(shè)置為：數(shù)字碼型設(shè)置 PN15、基帶頻率設(shè)置為 32KHz。（6）波形觀測 1）記錄仿真示波器和硬件示波器輸出的波形，驗證 FSK 調(diào)制原

7、理。分析p 調(diào)制輸出信號載波個數(shù)與數(shù)字碼型速率得關(guān)系。2）將 PN 序列輸出頻率改為 64KHz，觀察載波個數(shù)是否發(fā)生變化。任務(wù)四 2FSK 解調(diào) 1、保持 FSK 調(diào)制連線不變，實驗參數(shù)設(shè)置為：數(shù)字碼型設(shè)置 PN15、基帶頻率設(shè)置為 32KHz。2、波形觀測 （1）用仿真示波器觀測 FSK 調(diào)制輸出信號和單穩(wěn)相加輸出測試點，記錄波形結(jié)果；同理將 FSK 調(diào)制輸出信號和單穩(wěn)相加輸出測試點引到連接硬件輸出模塊，eNode_ 硬件輸出信 號用真實示波器觀測，記錄波形結(jié)果。（2）用仿真示波器觀測單穩(wěn)相加輸出和 LPF-FSK 測試點，記錄波形結(jié)果；同理將單穩(wěn)相加輸出和 LPF-FSK 測試點引到連接

8、硬件輸出模塊，eNode_ 硬件輸出信號用真實示波器觀 測，記錄波形結(jié)果。（3）用仿真示波器觀測 LPF-FSK 和 FSK 解調(diào)輸出測試點，記錄波形結(jié)果；同理將 LPF-FSK 和 FSK 解調(diào)輸出測試點引到連接硬件輸出模塊，eNode_ 硬件輸出信號用真實示波器觀測，記錄波形結(jié)果。實時改變實驗參數(shù)設(shè)置的門限判決閾值，觀測 FSK 解調(diào)輸出波形的變化。（4）用仿真示波器觀測數(shù)字信號和 FSK 解調(diào)輸出測試點，記錄波形結(jié)果；同理將數(shù)字信號和 FSK 解調(diào)輸出測試點引到連接硬件輸出模塊，eNode_ 硬件輸出信號用真實示波 器觀測，記錄波形結(jié)果。對比 FSK 解調(diào)還原的效果。（5）眼圖信號觀測。

9、用仿真示波器以信號的時鐘信號為觸發(fā)，測 FSK 解調(diào)端 LPF-FSK 測試點，觀測眼圖。同理將信號的時鐘信號和 FSK 解調(diào)端 LPF-FSK 測試點引到連接硬件輸出模塊，eNode_ 硬件輸出信號用真實示波器觀測，以信號的時鐘信號為觸發(fā)，觀測眼圖。實驗五 QPSK 調(diào)制及解調(diào)實驗 實驗任務(wù) 任務(wù)一 QPSK 調(diào)制 概述：本項目是觀測 QPSK 調(diào)制信號的時域或頻域波形，了解調(diào)制信號產(chǎn)生機理及成 形波形的星座圖。1 1 、實驗準(zhǔn)備 1）實驗連線：將 PC 機網(wǎng)口與 eNode_ 硬件設(shè)備網(wǎng)口連接好，登錄 e-labradio 軟件，進(jìn)入 e-labradio 基礎(chǔ)實驗教學(xué)平臺，創(chuàng)建新文檔，從

10、左側(cè)樹形導(dǎo)航窗口選擇【基礎(chǔ)實驗庫】【多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)】，雙擊【QPSK 調(diào)制及解調(diào)實驗】，拖出 QPSK 調(diào)制及解調(diào)實驗實驗框圖，并進(jìn)行下表所示連線操作：2）實驗參數(shù)設(shè)置：雙擊實驗框圖任意空白位置，在彈出的【實驗參數(shù)設(shè)置】窗口，進(jìn)行以下實驗參數(shù)設(shè)置：設(shè)置數(shù)字碼型為 PN15，基帶頻率為 32KHz 在實驗框圖任意空白處，點擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出窗口選擇【設(shè)置算法參數(shù)】，進(jìn)行以下仿真參數(shù)設(shè)置：設(shè)置采樣頻率為 4.096MS/sec，緩存區(qū)大小為 1024Sle。注：采樣頻率越高，信號波形越平滑，反之，信號波形階梯狀越明顯。2 2 、實驗操作及波形觀測與分析p 軟件觀測：點擊軟件左側(cè)【基礎(chǔ)實驗庫】【

11、儀器儀表模塊】，雙擊【示波器】，拖出示波器進(jìn)行連線觀測； 硬件觀測：點擊軟件左側(cè)【基礎(chǔ)實驗庫】【儀器儀表模塊】，雙擊【連接硬件輸出模塊】，拖出硬件連接模塊，通過硬件連接模塊將信號傳輸?shù)接布O(shè)備 eNode_，并使用示波器對相關(guān)端口進(jìn)行觀測； （1）觀測基帶信號經(jīng)過串并變換后輸出的兩路波形。示波器 CH1 接 I 路基帶信號，CH2 接 Q 路的基帶信號。（2）用直流耦合對比觀測 I 路信號成形前后的波形。示波器探頭 CH1 接 I 路基帶信號，CH2 接 I 路成型輸出。（3）用直流耦合對比觀測 Q 路信號成形前后的波形，示波器探頭 CH1 接 Q 路基帶信號，CH2 接 Q 路成型輸出。（4

12、）觀察 QPSK 星座圖，示波器探頭 CH1 接 I 路成型輸出，CH2 接 Q 路成型輸出， 調(diào)節(jié)示波器為 _Y 模式。（5）對比觀測 I 路成形波形的載波調(diào)制前后的波形。示波器探頭 CH1 接 I 路成型輸出，CH2 接 I 路調(diào)制輸出。（6）對比觀測 Q 路成形波形的載波調(diào)制前后的波形。示波器探頭 CH1 接 Q 路成型輸出，CH2 接 Q 路調(diào)制輸出。（7）觀測 QPSK 調(diào)制信號，示波器探頭 CH1 接 QPSK 輸出。任務(wù)二 QPSK 相干解調(diào) 概述：本項目是對比觀測 QPSK 解調(diào)信號和原始基帶信號的波形，了解 QPSK 相干解調(diào)的實現(xiàn)方法。1 1 、實驗準(zhǔn)備 1）實驗連線：軟件

13、停止運行，保持上述任務(wù)一中的連線不變，繼續(xù)按表格所示進(jìn)行以下連線。2）實驗參數(shù)設(shè)置：設(shè)置同任務(wù)一。2 2 、實驗操作及波形觀測與分析p （1）對比觀測原始基帶信號和解調(diào)輸出信號的波形。示波器探頭 CH1 接信號數(shù)字信號，CH2 接 QPSK 解調(diào)的數(shù)據(jù)。（2）對比觀測原始時鐘信號和解調(diào)恢復(fù)時鐘信號的波形，示波器探頭 CH1 接信號的時鐘信號，CH2 接 QPSK 解調(diào)的時鐘。（3）對比觀測原始 I 路信號與解調(diào)后 I 路信號的波形。示波器探頭 CH1 接 QPSK 調(diào)制的 I 路基帶信號，CH2 接 QPSK 解調(diào)的 I 路判決輸出。（4）對比觀測原始 Q 路信號與解調(diào)后 Q 路信號的波形，示

14、波器探頭 CH1 接 QPSK 調(diào)制的 Q 路基帶信號，CH2 接 QPSK 解調(diào)的 Q 路判決輸出。（5）對比觀測 I 路下變頻信號經(jīng)低通濾波后的波形，示波器探頭 CH1 接 I 路下變頻信號，CH2 接 I-OUT。（5）對比觀測 Q 路下變頻信號經(jīng)低通濾波后的波形，示波器探頭 CH1 接 Q 路下變頻信號，CH2 接 Q-OUT。實驗六 信道編譯碼技術(shù)實驗 四、實驗任務(wù) 任務(wù)一 漢明碼編碼規(guī)則驗證 概述：本任務(wù)通過改變輸入數(shù)字信號的碼型，觀測延時輸出，編碼輸出及譯碼輸出，驗證漢明碼編譯碼規(guī)則。1 1 、實驗準(zhǔn)備 將 PC 機網(wǎng)口與 eNode_ 硬件設(shè)備網(wǎng)口連接好，上電；登錄 e-Lab

15、radio 仿真系統(tǒng)，創(chuàng)建新文檔窗口(即創(chuàng)建一個仿真工作臺的窗口)，從左側(cè)樹形導(dǎo)航窗口雙擊【漢明碼編譯碼】，拖出漢明碼編譯碼實驗框圖到新建的實驗區(qū)，選擇實驗所需連接硬件輸出模塊和示波器。2 2 、實驗操作及連線 3 3 、實驗參數(shù)設(shè)置 雙擊實驗框圖任意空白位置，在彈出的【實驗參數(shù)設(shè)置】窗口，進(jìn)行以下實驗參數(shù)設(shè)置：選擇輸出碼型為 32 比特數(shù)據(jù)，將第一行 8bit 數(shù)據(jù)設(shè)置為 00000，第二行至第四行均設(shè)置為 00000000；設(shè)置輸入時鐘為 32KHz，選擇無差錯； 4 4 、實驗波形觀測 （1）觀測漢明編碼輸出數(shù)據(jù) 注：為方便觀測，可以以漢明編碼的幀同步作為編碼輸出波形的對比觀測點。此時以幀 同步的上升沿為觸發(fā)。（2）設(shè)置 32 比特數(shù)據(jù)的第一行前四位，觀測編碼輸出并填入下表中：任務(wù)二 漢明碼檢糾錯性能檢驗 概述：本任務(wù)通過插入不同個數(shù)的錯誤，對比觀測譯碼數(shù)據(jù)與輸入編碼數(shù)據(jù)，驗證漢明碼的檢糾錯能力。1 1 、實驗操作及連線 （1）仿真軟件連線 保持任務(wù)一中的連線。2 2 、實驗參數(shù)設(shè)置及波形觀測 雙擊實驗框圖任意空白位置，在彈出的【實驗參數(shù)設(shè)置】窗口，選擇插入一個錯； （1）