通信原理實(shí)驗(yàn)(1)

1、實(shí)驗(yàn)一 信號(hào)源實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解頻率連續(xù)變化的各種波形的產(chǎn)生方法。 2、理解幀同步信號(hào)與位同步信號(hào)在整個(gè)通信系統(tǒng)中的作用。 3、熟練掌握信號(hào)源模塊的使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、觀察頻率連續(xù)可變信號(hào)發(fā)生器輸出的各種波形及7段數(shù)碼管的顯示。 2、觀察點(diǎn)頻方波信號(hào)的輸出。 3、觀察點(diǎn)頻正弦波信號(hào)的輸出。 4、撥動(dòng)撥碼開關(guān)，觀察碼型可變NRZ碼的輸出。 5、觀察位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)的輸出。 三、實(shí)驗(yàn)儀器 1、信號(hào)源模塊 2、20M雙蹤示波器 一臺(tái) 3、頻率計(jì)（可選） 一臺(tái) 4、PC機(jī)（可選） 一臺(tái) 5、連接線 若干 四、實(shí)驗(yàn)原理 信號(hào)源模塊可以大致分為模擬部分和數(shù)字部分，分別產(chǎn)生模擬信號(hào)和

2、數(shù)字信號(hào)。 1、模擬信號(hào)源部分 圖1-1 模擬信號(hào)源部分原理框圖模擬信號(hào)源部分可以輸出頻率和幅度可任意改變的正弦波（頻率變化范圍100Hz10KHz）、三角波（頻率變化范圍100Hz1KHz）、方波（頻率變化范圍100Hz10KHz）、鋸齒波（頻率變化范圍100Hz1KHz）以及32KHz、64KHz的點(diǎn)頻正弦波（幅度可以調(diào)節(jié)），各種波形的頻率和幅度的調(diào)節(jié)方法請(qǐng)參考實(shí)驗(yàn)步驟。該部分電路原理框圖如圖1-1所示。 在實(shí)驗(yàn)前，我們已經(jīng)將各種波形在不同頻段的數(shù)據(jù)寫入了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U04,并存放在固定的地址中。當(dāng)單片機(jī)U03檢測(cè)到波形選擇開關(guān)和頻率調(diào)節(jié)開關(guān)送入的信息后，一方面通過預(yù)置分頻器調(diào)整U01中分頻

3、器的分頻比(分頻后的信號(hào)頻率由數(shù)碼管SM01SM04顯示)；另一方面根據(jù)分頻器輸出的頻率和所選波形的種類，通過地址選擇器選中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U04中對(duì)應(yīng)地址的區(qū)間，輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器U05和開關(guān)電容濾波器U06后得到所需模擬信號(hào)。 2、數(shù)字信號(hào)源部分 數(shù)字信號(hào)源部分可以產(chǎn)生多種頻率的點(diǎn)頻方波、NRZ碼（可通過撥碼開關(guān)SW01、SW02、SW03改變碼型）以及位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)。絕大部分電路功能由U01來完成，通過撥碼開關(guān)SW04、SW05可改變整個(gè)數(shù)字信號(hào)源位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)的速率，該部分電路原理框圖如圖1-2所示。 圖1-2 數(shù)字信號(hào)源部分原理框圖 晶振出來的方

4、波信號(hào)經(jīng)3分頻后分別送入分頻器和另外一個(gè)可預(yù)置分頻器分頻，前一分頻器分頻后可得到1024KHz、256KHz、64KHz、32KHz、8KHz的方波以及8KHz的窄脈沖信號(hào)?？深A(yù)置分頻器的分頻值可通過撥碼開關(guān)SW04、SW05來改變，分頻比范圍是19999。分頻后的信號(hào)即為整個(gè)系統(tǒng)的位同步信號(hào)（從信號(hào)輸出點(diǎn)“BS”輸出）。數(shù)字信號(hào)源部分還包括一個(gè)NRZ碼產(chǎn)生電路，通過該電路可產(chǎn)生以24位為一幀的周期性NRZ碼序列，該序列的碼型可通過撥碼開關(guān)SW01、SW02、SW03來改變。在后繼的碼型變換、時(shí)分復(fù)用、CDMA等實(shí)驗(yàn)中，NRZ碼將起到十分重要的作用。五、實(shí)驗(yàn)步驟 1、將信號(hào)源模塊小心地固定在主

5、機(jī)箱中，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)，再按下開關(guān)POWER1、POWER2，發(fā)光二極管LED01、LED02發(fā)光，按一下復(fù)位鍵，信號(hào)源模塊開始工作。（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，后打開電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線） 3、模擬信號(hào)源部分 觀察“32K正弦波”和“64K正弦波”輸出的正弦波波形，調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的電位器的“幅度調(diào)節(jié)”可分別改變各正弦波的幅度。 32k正弦波 64k正弦波1M 按下“復(fù)位”按鍵使U03復(fù)位，波形指示燈“正弦波”亮，波形指示燈“三角波”、“鋸齒波”、“方波”以及發(fā)光二極管LED07滅，數(shù)碼管SM01SM04顯示“2000”。

6、正弦波 鋸齒波 三角波 方波 按一下“波形選擇”按鍵，波形指示燈“三角波”亮（其它仍熄滅），此時(shí)信號(hào)輸出點(diǎn)“模擬輸出”的輸出波形為三角波。逐次按下“波形選擇”按鍵，四個(gè)波形指示燈輪流發(fā)亮，此時(shí)“模擬輸出”點(diǎn)輪流輸出正弦波、三角波、鋸齒波和方波。 將波形選擇為正弦波時(shí)（對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管亮），轉(zhuǎn)動(dòng)“頻率調(diào)節(jié)”的旋轉(zhuǎn)編碼器，可改變輸出信號(hào)的頻率，觀察“模擬輸出”點(diǎn)的波形，并用頻率計(jì)查看其頻率與數(shù)碼管顯示的是否一致。轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)應(yīng)電位器“幅度調(diào)節(jié)”可改變輸出信號(hào)的幅度，幅度最大可達(dá)5V以上。（注意:發(fā)光二極管LED07熄滅，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)編碼器時(shí)，頻率以1Hz為單位變化；按一下旋轉(zhuǎn)編碼器，LED07亮，此時(shí)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)

7、編碼器，頻率以50Hz為單位變化；再按一下旋轉(zhuǎn)編碼器，LED07熄滅，頻率再次以1Hz為單位變化） 將波形分別選擇為三角波、鋸齒波、方波，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。 電位器W02用來調(diào)節(jié)開關(guān)電容濾波器U06的控制電壓，電位器W01用來調(diào)節(jié)D/A轉(zhuǎn)換器U05的參考電壓，這兩個(gè)電位器在出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)好，切勿自行調(diào)節(jié)。三角波 鋸齒波方波4、數(shù)字信號(hào)源部分 撥碼開關(guān)SW04、SW05的作用是改變分頻器的分頻比（以4位為一個(gè)單元，對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)的1位，以BCD碼分別表示分頻比的千位、百位、十位和個(gè)位），得到不同頻率的位同步信號(hào)。分頻前的基頻信號(hào)為2MHz，分頻比變化范圍是19999，所以位同步信號(hào)頻率范圍是200Hz2

8、MHz。例如，若想信號(hào)輸出點(diǎn)“BS”輸出的信號(hào)頻率為15.625KHz，則需將基頻信號(hào)進(jìn)行128分頻，將撥碼開關(guān)SW04、SW05設(shè)置為00000001 00101000，就可以得到15.625KHz的方波信號(hào)。撥碼開關(guān)SW01、SW02、SW03的作用是改變NRZ碼的碼型。1位撥碼開關(guān)就對(duì)應(yīng)著NRZ碼中的一個(gè)碼元，當(dāng)該位開關(guān)往上撥時(shí)，對(duì)應(yīng)的碼元為1，往下?lián)軙r(shí)，對(duì)應(yīng)的碼元為0。 將撥碼開關(guān)SW04、SW05設(shè)置為00000001 00000000，SW01、SW02、SW03設(shè)置為01110010 00110011 10101010，觀察BS、2BS、FS、NRZ波形。BS 2BSFS NRZ 改變各撥碼開關(guān)的設(shè)置，重復(fù)觀察以上各點(diǎn)波形。 觀察1024K、256K、64K、32K、8K、Z8K各點(diǎn)波形（由于時(shí)鐘信號(hào)為晶振輸出的24MHz方波，所以整數(shù)倍分頻后只能得到的1000K、250K、62.5K、31.25K、7.8125K信號(hào)，電路板上的標(biāo)識(shí)為近似值，這一點(diǎn)請(qǐng)注意）。1024K 256K64K 32K8K Z8K六、思考題:問：位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)在整個(gè)通信原理系統(tǒng)中起什么作用?答：以串行通信為例：一般的波特率設(shè)置為9600b/s。