通信原理實驗報告蔡成灼

1、哈爾濱理工大學(xué)實驗報告課程名稱：通信原理與通信技術(shù)學(xué) 院： 自動化學(xué)院 專業(yè)班級： 電技12-3班 學(xué)生姓名： 蔡成灼 學(xué) 號： 1212020301 指導(dǎo)教師： 劉燕 姜云霞 實驗一課程名稱通信原理與通信技術(shù)時間2015.6.1實驗名稱認識實驗地點C212姓 名蔡成灼學(xué)號1212020301班級電技12-3同實驗者樊曉晨學(xué)號1212020303班級電技12-3一 實驗?zāi)康模?.熟悉通信原理綜合實驗電箱。2.熟悉示波器的使用方法。3.掌握用示波器觀察電信號波形；定量測試正弦信號和脈沖信號的波形參數(shù)。4.熟悉信號發(fā)生器的使用方法。二 實驗內(nèi)容：本實驗平臺要求示波器最低配置為20M雙蹤模擬示波器，

2、示波器的幅度檔一般設(shè)置在2V檔，探頭1X無衰減。測量時黑色的接地夾子應(yīng)先接地。一般情況下，本實驗平臺上元器件的標(biāo)號都是按照模塊劃分的。如標(biāo)號58TP01，“58TP01”中的“58”表示模塊的標(biāo)號，即“XXX模塊”；“01”表示編號，“TP”表示常規(guī)測試點；“位:A”表示此模塊需要安置在底板的標(biāo)號為“A”位置，合起來即表示“XXX模塊”需安置在底板的標(biāo)號為“A”位置，其中一個標(biāo)號58TP01波形測量點（鍍銀測試針）。另外，如標(biāo)號為58P01，即表示一個信號輸入（輸出）連接點（銅質(zhì)鉚孔），如鉚孔邊的箭頭背離鉚孔，即表示是信號輸出連接點；如箭頭指向鉚孔，即表示信號輸入連接點。本實驗平臺中，所有通信

3、信號都是通過鉚孔開放出來的，實驗時需在了解實驗結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，用鉚孔連接線連接構(gòu)成所需實驗系統(tǒng)。進行鉚孔連接時，連接線接頭插入鉚孔后，輕輕旋轉(zhuǎn)一個小角度，接頭將和鉚孔鎖死；拔出時，回轉(zhuǎn)一個小角度即可輕松拔出，切勿使用莽力拉扯，以免插頭針斷在鉚孔中。電子元器件標(biāo)號首字母的意思：TP表示信號波形測量點，P表示信號輸入輸出銅鉚孔，U表示芯片集成電路，R表示電阻，C表示普通電容，E表示電解電容，J表示接插件，JZ表示晶振或晶體，K表示選擇開關(guān)等。在本實驗平臺上，我們采用了紅色的撥碼器來設(shè)置各種實驗的參數(shù)。撥碼器的白色開關(guān)：往上，記為1；往下，記為0。撥碼開關(guān)設(shè)置一覽表：1、“時鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊”5位

4、撥碼開關(guān)4SW02：S1：00000：4P01鉚孔，PN15 2K，15位m序列111101011001000S2：00001：4P01鉚孔，PN15 32K，15位m序列111101011001000S3：00010：4P01鉚孔，PN31 2K，31位m序列31位1111100110100100001010111011000S4：00011：4P01鉚孔，PN31 32K，31位m序列31位1111100110100100001010111011000S5：00100：CVSD，編碼速率8K S6：00101：CVSD，編碼速率16K S7：00110：CVSD，編碼速率32K S8：00

5、111：CVSD，編碼速率64K S9：01000：PCM，線路編碼速率64KS10：01001：PCM，線路編碼速率128K（或標(biāo)準(zhǔn)E1速率）S15：01110：4SW01撥碼器設(shè)置數(shù)據(jù)（8bit數(shù)據(jù)）64KS16：01111：時分復(fù)用（4SW01撥碼器設(shè)置數(shù)據(jù)64K， PCM編碼64K、CVSD編碼64K、濾波器2.65K）。下面是常見碼型變換的開關(guān)設(shè)置：S17：1X000：單極性歸零編碼S18：1X001：雙極性不歸零S19：1X010：雙極性歸零S20：1X011：CMIS21：1X100：曼徹斯特S22：1X101：密勒S23：1X110：PST注：4P01為原始基帶數(shù)據(jù)。X=0時為

6、4SW01撥碼器設(shè)置8bit數(shù)據(jù)，X=1時為15位m序列。4TP01為碼型變換后輸出數(shù)據(jù)。2、“復(fù)接/解復(fù)接、同步技術(shù)模塊”的4位撥碼器開關(guān)39SW01（1）同步、時鐘提取和碼型轉(zhuǎn)換功能。數(shù)據(jù)從39P01輸入0001 2K時鐘提取。0010 32K DPSK時鐘提取、相對碼絕對碼轉(zhuǎn)換（對應(yīng)于“時鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊”中生成的絕對碼4P01、相對碼4P03）。39P06輸出同步時鐘，39P07輸出位同步和碼型轉(zhuǎn)換后信號。0011 32K PSK時鐘提取、位同步。39P06輸出提取時鐘，39P07輸出位同步信號。（2）時分復(fù)接/解復(fù)接功能1111 實現(xiàn)4SW01撥碼器（8bit數(shù)據(jù)）、PCM編碼、

7、CVSD編碼等數(shù)據(jù)的時分復(fù)接解復(fù)接功能。（3）碼分復(fù)接/解復(fù)接功能0111 實現(xiàn)4SW01撥碼器（8bit數(shù)據(jù)）、PCM編碼等數(shù)據(jù)的碼分復(fù)接解復(fù)接功能。（4）外部數(shù)據(jù)的絕對碼與相對碼轉(zhuǎn)換功能0100 絕相轉(zhuǎn)換：基帶絕對碼輸入鉚孔39P02；相對碼輸出鉚孔39P06; 相絕轉(zhuǎn)換：相對碼輸入鉚孔39P01；基帶絕對碼輸出鉚孔39P07;基帶絕對碼速率為：2K左右（可為計算機串口數(shù)據(jù)：波特率2400）3、面板輸入輸出點說明K01：非同步函數(shù)信號類型選擇，正弦波、三角波、方波。W01：非同步函數(shù)信號的頻率調(diào)節(jié)，一般使用頻率值范圍為14KHZ。 W02：非同步函數(shù)信號的直流電平調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍至少為02V

8、，視信號幅度而定，一般調(diào)節(jié)為0V（出廠前已調(diào)好，該電位器學(xué)生可不調(diào)節(jié)）。W03：非同步函數(shù)信號的幅度調(diào)節(jié)，一般使用峰峰值范圍為04V。P03：非同步函數(shù)信號的輸出連接鉚孔。W04: 同步函數(shù)信號的幅度調(diào)節(jié)，一般使用峰峰值范圍為04V。P04：同步正弦波信號的輸出連接鉚孔。P05: 標(biāo)準(zhǔn)8KHZ方波抽樣輸出P07：音樂信號輸出P08：語音信號輸出，另外配置話筒 SW01：音樂信號觸發(fā)開關(guān) P22： 輸出數(shù)字信號，由學(xué)生進行單片機開發(fā)。 P23：輸出數(shù)字時鐘，由學(xué)生進行單片機開發(fā)。 P24：輸出脈沖信號，用于抽樣定理實驗 W05：脈沖頻率調(diào)節(jié) W07：脈沖信號占空比調(diào)節(jié)三 實驗結(jié)果分析:1. 輸出

9、正弦波信號，使有效值為1v。分別觀測并記錄100HZ和1KHZ時的波形和數(shù)據(jù)。見下表：項目正弦波信號測定(輸出信號其有效值為1V)100HZ1KHZ示波器t/div5ms500um一個周期占有格式數(shù)22信號的周期10ms1000um計算所得頻率（HZ）10010002. 輸出正弦波信號，使頻率為1KHZ。分別觀測并記錄電壓為0.1V和1V時的波形和數(shù)據(jù)。見下表：項目正弦波信號測定(輸出信號其頻率為1KHZ)0.1V1V示波器V/div500500峰-峰值波形格數(shù)22最大值500us1500us計算所得有效值0.11結(jié)果分析：這個實驗讓我們熟悉了通信原理綜合實驗電箱并練習(xí)使用了示波器。掌握了用示

10、波器觀察電信號波形和相關(guān)數(shù)據(jù)，通過調(diào)節(jié)頻率和幅度，定量測試正弦信號和脈沖信號的波形參數(shù)。成績評定： 指導(dǎo)教師： 年 月 日哈爾濱理工大學(xué)實驗報告課程名稱：通信原理與通信技術(shù)學(xué) 院： 自動化學(xué)院 專業(yè)班級： 電技12-3班 學(xué)生姓名： 蔡成灼 學(xué) 號： 1212020301 指導(dǎo)教師： 劉燕 姜云霞 實驗二課程名稱通信原理與通信技術(shù)時間2015.6.2實驗名稱PCM編譯碼實驗地點C212姓 名蔡成灼學(xué)號1212020301班級電技12-3同實驗者樊曉晨學(xué)號1212020303班級電技12-3四 實驗?zāi)康模?.了解語音編碼的工作原理，驗證PCM編譯碼原理；2.熟悉PCM抽樣時鐘、編碼數(shù)據(jù)和輸入/輸

11、出時鐘之間的關(guān)系；3.學(xué)習(xí)PCM編譯碼器的硬件實現(xiàn)電路，掌握它的調(diào)整測試方法。五 實驗內(nèi)容：脈沖編碼調(diào)制（PCM）是把一個時間連續(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)字信號在信道中傳輸。脈沖編碼調(diào)制是對模擬信號進行抽樣，量化和編碼三個過程完成的。1插入有關(guān)實驗?zāi)K在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將“時鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”、“PCM/ADPCM編譯碼模塊”，插到底板“G、H”號的位置插座上（具體位置可見底板右下角的“實驗?zāi)K位置分布表”）。注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致，模塊位號與底板位號的一致。2加電打開系統(tǒng)電源開關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請立即關(guān)閉電源，

12、查找異常原因。3PCM的編碼時鐘設(shè)定“時鐘與基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生器模塊”上的撥碼器4SW02設(shè)置“01000”，則PCM的編碼時鐘為64KHZ（后面將簡寫為：撥碼器4SW02）。撥碼器4SW02設(shè)置“01001”，則PCM的編碼時鐘為128KHZ。4時鐘為64KHZ，模擬信號為同步正弦波的 PCM編碼數(shù)據(jù)觀察（1）用專用鉚孔導(dǎo)線將P04、34P01；34P02、34P03相連。（2）撥碼器4SW02設(shè)置“01000”，則PCM的編碼時鐘為64KHZ。（3）雙蹤示波器探頭分別接在測量點34TP01和34P02，觀察抽樣脈沖及 PCM編碼數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)W04電位器，改變同步正弦波幅度，并仔細觀察PCM編碼數(shù)據(jù)

13、的變化。特別注意觀察，當(dāng)無信號輸入時，或信號幅度為0時，PCM編碼器編碼為11010101或為01010101，并不是一般教材所講授的編全0碼。因為無信號輸入時，或信號幅度為0經(jīng)常出現(xiàn)，編全0碼容易使系統(tǒng)失步。此時時鐘為64KHZ，一幀中只能容納1路信號。注意：（4）雙蹤示波器探頭分別接在34P01和34P04，觀察譯碼后的信號與輸入模擬信號是否一致。5時鐘為128KHZ，模擬信號為同步正弦波的PCM編碼數(shù)據(jù)觀察上述信號連接不變，將撥碼器4SW02設(shè)置“01001”，則PCM的編碼時鐘為128KHZ。雙蹤示波器探頭分別接在測量點34TP01和34P02，觀察抽樣脈沖及 PCM編碼數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)W0

14、4電位器，改變同步正弦波幅度，并仔細觀察PCM編碼數(shù)據(jù)的變化。注意，此時時鐘為128KHZ，一幀中能容納2路信號。本PCM編碼僅一路信號，故僅占用一幀中的一半時隙。用示波器觀察34P01和34P04兩點波形，比較譯碼后的信號與輸入信號是否一致。6模擬信號為非同步正弦波的 PCM編碼數(shù)據(jù)觀察改用非同步函數(shù)信號輸入，分別改變輸入模擬信號的幅度和頻率，重復(fù)上列6、7步驟，觀察非同步正弦波及 PCM編碼數(shù)據(jù)波形。注意，頻率范圍不能超過4KHZ。此處由于非同步正弦波頻率與抽樣、編碼時鐘不同步，需仔細調(diào)節(jié)非同步正弦波頻率才能在普通示波器上看到穩(wěn)定的編碼數(shù)據(jù)波形。7語音信號PCM編碼、譯碼試聽將撥碼器4SW

15、02設(shè)置為“01111”，此時PCM編碼時鐘為64KHZ，接收濾波器截止頻率為2.65KHZ。用專用導(dǎo)線將P05（用戶電話A語音信號發(fā)送輸出）與34P01（模擬信號的輸入）連接；34P04（譯碼輸出的模擬信號）與P08（用戶電話B語音信號接收輸入）或與P4連接，34P02（編碼輸出）與34P03（譯碼輸入）相連。對著用戶電話A話筒講話，在用戶電話B耳機或揚聲器中試聽，直觀感受PCM編碼譯碼的效果。8關(guān)機拆線實驗結(jié)束，關(guān)閉電源，拆除信號連線，并按要求放置好實驗?zāi)K。六 實驗結(jié)果分析:1.時鐘為64KHZ，模擬信號為同步正弦波的 PCM編碼數(shù)據(jù)觀察:2.時鐘為128KHZ，模擬信號為同步正弦波的P

16、CM編碼數(shù)據(jù)觀察:3.同步正弦波（峰峰值0V10V）的編碼波形。4.PCM和M都是模擬信號數(shù)字化的基本方法，M實際上是DPCM的一種特例。PCM系統(tǒng)的特點：多路信號統(tǒng)一編碼，一般采用8位編碼，編碼設(shè)備復(fù)雜，但質(zhì)量較好。PCM系統(tǒng)一般用于大容量的干線通信。M系統(tǒng)的特點：單路信號單用一個編碼設(shè)備，設(shè)備簡單，一般數(shù)碼率比PCM碼的低，質(zhì)量次于PCM。M一般適用于小容量支線通信，話路增減方便靈活。在相同的信道傳輸速率下，對于量化信噪比，在傳輸速率低時，M性能優(yōu)越，在編碼位數(shù)多、碼率較高時，PCM性能優(yōu)越。5.在通信系統(tǒng)中PCM接收端應(yīng)如何獲得接收輸入時鐘和接收幀同步時鐘信號？答：將接受信號進行處理提取

17、載波信號，從而獲得接受輸入時鐘。在實際通信當(dāng)中PCM信號通常都是復(fù)制在幀信號中進行傳輸?shù)?。因此接受幀同步時鐘信號的獲取通過檢測標(biāo)志來實現(xiàn)。成績評定： 指導(dǎo)教師： 年 月 日哈爾濱理工大學(xué)實驗報告課程名稱：通信原理與通信技術(shù)學(xué) 院： 自動化學(xué)院 專業(yè)班級： 電技12-3班 學(xué)生姓名： 蔡成灼 學(xué) 號： 1212020301 指導(dǎo)教師： 劉燕 姜云霞 實驗三課程名稱通信原理與通信技術(shù)時間2015.06.16實驗名稱AMI/HDB3碼型變換實驗地點C0212姓 名蔡成灼學(xué)號1212020301班級電技12-3同實驗者樊曉晨學(xué)號1212020303班級電技12-3七 實驗?zāi)康模?、了解二進制單極性碼變

18、換為AMI/HDB3碼的編碼規(guī)則；2、熟悉HDB3碼的基本特征；3、熟悉HDB3碼的編譯碼器工作原理和實現(xiàn)方法；4、根據(jù)測量和分析結(jié)果，畫出電路關(guān)鍵部位的波形；八 實驗內(nèi)容：本模塊是采用SC22103專用芯片實現(xiàn)AMIHDB3編譯碼的。在該電路中，沒有采用復(fù)雜的線圈耦合的方法來實現(xiàn)AMIHDB3碼的變換，而是采用TL084對HDB3碼輸出進行變換。20TP01：AMI或HDB3碼編譯碼的64KHz工作時鐘測試點。20TP02：AMI或HDB3碼編碼時的負向波形輸出測試點。20TP03：AMI或HDB3碼編碼時的正向波形輸出測試點。20TP04：AMI或HDB3碼編碼輸出測試點。1、插入有關(guān)實驗

19、模塊：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將AMI/HDB3編譯碼模塊、時鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，分別插到通信原理底板插座上。2、信號線連接：用專用導(dǎo)線將4P01、20P01連接。注意連接鉚孔箭頭指向，將輸出鉚孔連接輸入鉚孔。3、加電：打開系統(tǒng)電源開關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請立即關(guān)閉電源，查找異常原因。4、AMI碼測試：1）跳線開關(guān)20K01選擇1-2腳連，即實現(xiàn)AMI功能。2）撥碼器4SW02：設(shè)置為“01110”， 撥碼器4SW01設(shè)置“11111111”。即給AMI編碼系統(tǒng)送入全“1”信號。觀察有關(guān)測試點波形，分析實現(xiàn)原理，記錄有關(guān)波形。3）撥碼器4SW02：設(shè)置為“01

20、110”， 撥碼器4SW01設(shè)置“00000000”。，即給AMI編碼系統(tǒng)送入全“0”信號。觀察有關(guān)測試點波形，特別注意20TP04點編碼波形，分析原因。4）撥碼器4SW02：設(shè)置為“00001”，即給AMI編碼系統(tǒng)送入復(fù)雜信號（32K的15位m序列）。對照20TP01點時鐘讀出4P01點的碼序列，根據(jù)AMI編碼規(guī)則，畫出其編碼波形。再觀察有關(guān)測試點波形，驗證自己的想法。記錄有關(guān)波形。5、HDB3碼測試：1）跳線開關(guān)20K01選擇2-3腳連，即實現(xiàn)HDB3功能。2）撥碼器4SW02：設(shè)置為“01110”， 撥碼器4SW01設(shè)置“11111111”。即給HDB3編碼系統(tǒng)送入全“1”信號。觀察有關(guān)

21、測試點波形，分析實現(xiàn)原理，記錄有關(guān)波形。3）撥碼器4SW02：設(shè)置為“01110”， 撥碼器4SW01設(shè)置“00000000”。，即給HDB3編碼系統(tǒng)送入全“0”信號。觀察有關(guān)測試點波形，特別注意20TP04點編碼波形，分析原因。4）撥碼器4SW02：設(shè)置為“00001”，即給HDB3編碼系統(tǒng)送入復(fù)雜信號（32K的15位m序列）。對照20TP01點時鐘讀出4P01點的碼序列，根據(jù)HDB3編碼規(guī)則，畫出其編碼波形。再觀察有關(guān)測試點波形，驗證自己的想法。記錄有關(guān)波形。關(guān)機拆線：九 實驗結(jié)果分析:AMI碼測試：HDB3碼測試：成績評定： 指導(dǎo)教師： 年 月 日哈爾濱理工大學(xué)實驗報告課程名稱：通信原理

22、與通信技術(shù)學(xué) 院： 自動化學(xué)院 專業(yè)班級： 電技12-3班 學(xué)生姓名： 蔡成灼 學(xué) 號： 1212020301 指導(dǎo)教師： 劉燕 姜云霞 實驗四課程名稱通信原理與通信技術(shù)時間2015.06.16實驗名稱PSK(DPSK)調(diào)制解調(diào)實驗地點C0212姓 名蔡成灼學(xué)號1212020301班級電技12-3同實驗者樊曉晨學(xué)號1212020303班級電技12-3十 實驗?zāi)康模?、了解程控交換的基本原理2、熟悉用戶掃描器的結(jié)構(gòu)3、理解話音通道與信令通道如何在電路中進行傳輸和獨立處理4、掌握主叫用戶的呼叫過程5、了解在主叫呼叫過程中的信令處理過程十一 實驗內(nèi)容：實驗原理：本實驗箱采用相位選擇法實現(xiàn)相位調(diào)制（二

23、進制），絕對移相鍵控（PSK或CPSK）是用輸入的基帶信號（絕對碼）選擇開關(guān)通斷控制載波相位的變化來實現(xiàn)。相對移相鍵控（DPSK）采用絕對碼與相對碼變換后，用相對碼控制選擇開關(guān)通斷來實現(xiàn)。1PSK調(diào)制模塊37K02：兩調(diào)制信號疊加。1-2腳連，輸出“1”的調(diào)制信號；2-3腳連，輸出“0”的調(diào)制信號。37W01：調(diào)節(jié)0相載波幅度大小，使37TP02峰峰值24V。37W02：調(diào)節(jié)相載波幅度大小，使37TP03峰峰值24V。37P01：外加數(shù)字基帶信號輸入鉚孔。37TP01：頻率為1.024MHz方波信號，由4U01芯片(EPM240)編程產(chǎn)生。 37TP02：0相1.024MHZ載波正弦波信號，調(diào)

24、節(jié)電位器37W01改變幅度（24V左右）。 37TP03：相1.024MHZ載波正弦波信號，調(diào)節(jié)電位器37W02改變幅度（24V左右）。37P02：PSK調(diào)制信號輸出鉚孔。由開關(guān)37K02決定。1-2相連3-4斷開時，37P02為0相載波輸出；1-2斷開3-4相連時，37P02為相載波輸出；1-2和3-4相連時，37P02為PSK調(diào)制信號疊加輸出。注意兩相位載波幅度需調(diào)整相同，否則調(diào)制信號在相位跳變處易失真。2PSK解調(diào)模塊38W01：載波提取電路中壓控振蕩器調(diào)節(jié)電位器。38P01：PSK解調(diào)信號輸入鉚孔。38TP01：壓控振蕩器輸出2.048MHz的載波信號，建議用頻率計監(jiān)視測量該點上的頻率

25、值有偏差時，此時可調(diào)節(jié)38W01，使其準(zhǔn)確而穩(wěn)定地輸出2.048MHz的載波信號，即可解調(diào)輸出數(shù)字基帶信號。38TP02：頻率為1.024MHz的0相載波輸出信號。38TP03：頻率為1.024MHz的/2相載波輸出信號，對比38TP02。38P02：PSK解調(diào)輸出鉚孔。PSK方式的科斯塔斯環(huán)解調(diào)時存在相位模糊問題，解調(diào)出的基帶信號可能會出現(xiàn)倒相情況；DPSK方式解調(diào)后基帶信號為相對碼，相絕轉(zhuǎn)換由下面的“復(fù)接/解復(fù)接、同步技術(shù)模塊”完成。實驗步驟：1插入有關(guān)實驗?zāi)K：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將“時鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”、“ PSK調(diào)制模塊” 、“噪聲模塊”、“PSK解調(diào)模塊”、“同步提取模塊”，插到底板“G、A、B、C、I”號的位置插座上。2PSK、DPSK信號線連接：絕對碼調(diào)制時的連接（PSK）：用專用導(dǎo)線將4P01、37P01；37P02、3P01；3P02、38P01連接。相對碼調(diào)制時的連接（DPSK）：用專用導(dǎo)線將4P03、37P01；37P02、3P01；3P02、38P01；38P02、39P01連接。注意連接鉚孔的箭頭指向，將輸出鉚孔連接輸入鉚孔。3加電：打開系統(tǒng)電源開