通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、實(shí)驗(yàn)一 信號(hào)源實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解頻率連續(xù)變化的各種波形的產(chǎn)生方法。2、了解NRZ碼、方波、正弦波等各種信號(hào)的頻譜。3、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。4、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(kāi)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。6、觀察NRZ碼、方波、正弦波、三角波、鋸齒波的頻譜。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)

2、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)和數(shù)字信號(hào)。1、模擬信號(hào)源部分模擬信號(hào)源部分可以輸出頻率和幅度任意改變的正弦波（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(kāi)關(guān)和頻率調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)送入的信息后，一方面通過(guò)預(yù)

3、置分頻器調(diào)整U01中分頻器的分頻比(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(guò)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(guò)D/A轉(zhuǎn)換器U05和開(kāi)關(guān)電容濾波器U06后得到所需模擬信號(hào)。圖1-1 模擬信號(hào)源部分原理框圖2、數(shù)字信號(hào)源部分?jǐn)?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(guò)撥碼開(kāi)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(lái)完成，通過(guò)撥碼開(kāi)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

4、示。圖1-2 數(shù)字信號(hào)源部分原理框圖晶振出來(lái)的方波信號(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?？深A(yù)置分頻器的分頻值可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)SW04、SW05來(lái)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(guò)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(guò)撥碼開(kāi)關(guān)SW01、SW02、SW03來(lái)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

5、號(hào)源模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開(kāi)主機(jī)箱右側(cè)的交流開(kāi)關(guān)，再按下開(kāi)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(kāi)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(kāi)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。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”。按一下“波形選擇”按

6、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)編碼器，頻率以50Hz為單位變化；再按一下旋轉(zhuǎn)編碼器

7、，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(lái)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)電容濾波器U06的控制電壓，電位器W01用來(lái)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)。4、數(shù)字信號(hào)源部分撥碼開(kāi)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200Hz2MHz。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

8、將基頻信號(hào)進(jìn)行128分頻，將撥碼開(kāi)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(kāi)關(guān)SW01、SW02、SW03的作用是改變NRZ碼的碼型。1位撥碼開(kāi)關(guān)就對(duì)應(yīng)著NRZ碼中的一個(gè)碼元，當(dāng)該位開(kāi)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(kāi)關(guān)SW04、SW05設(shè)置為00000001 00101000，SW01、SW02、SW03設(shè)置為01110010 00110011 10101010，觀察BS、2BS、FS、NRZ波形。改變各撥碼開(kāi)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各點(diǎn)波形（

9、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）。 將撥碼開(kāi)關(guān)SW04、SW05設(shè)置為00000001 00101000，觀察偽隨機(jī)序列PN15、PN31、PN511的波形。 改變撥碼開(kāi)關(guān)SW04、SW05的設(shè)置，重復(fù)觀察以上各點(diǎn)波形。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說(shuō)明1、輸出點(diǎn)說(shuō)明模擬部分輸出： 24M： 晶振24MHz時(shí)鐘信號(hào)輸出點(diǎn)，峰峰值約為2.3V。模擬輸出：波形種類、波形幅度、波形頻率均可調(diào)。正弦波：100Hz10KHz，幅度最大可達(dá)4V；三角波：100Hz1KHz，幅度

10、最大可達(dá)4V；鋸齒波：100Hz1KHz，幅度最大可達(dá)4V；方 波：100Hz10KHz，幅度最大可達(dá)4V；數(shù)字部分輸出：方波占空比：50% 8K： 7.8125KHz方波輸出點(diǎn)。32K： 31.25KHz方波輸出點(diǎn)。64K： 62.5KHz方波輸出點(diǎn)。256K：250KHz方波輸出點(diǎn)。1024K：1000KHz方波輸出點(diǎn)。BS： 位同步信號(hào)輸出點(diǎn)，方波，頻率可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)SW04、SW05改變。2BS： 2倍位同步信號(hào)頻率的方波輸出點(diǎn)，頻率可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)SW04、SW05改變。FS： 幀同步信號(hào)輸出點(diǎn)，窄脈沖，頻率是位同步信號(hào)頻率的1/24。NRZ：24位NRZ碼輸出點(diǎn)，碼型可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)S

11、W01、SW02、SW03改變，碼速率和位同步信號(hào)頻率相同。PN15：N24115的m序列輸出點(diǎn)。PN31：N25131的m序列輸出點(diǎn)。PN511：N291511的m序列輸出點(diǎn)。32KHz正弦波：31.25KHz正弦波輸出點(diǎn)。（幅度最大可達(dá)4V）64KHz正弦波：62.5KHz正弦波輸出點(diǎn)。（幅度最大可達(dá)4V）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。實(shí)驗(yàn)二 終端實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解終端在整個(gè)通信系統(tǒng)中的作用。2、了解通信系統(tǒng)的質(zhì)量?jī)?yōu)劣受哪些因素影響。3、掌握終端模塊的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、將原始數(shù)

12、字基帶信號(hào)和接收到的數(shù)字信號(hào)送入終端模塊，觀察發(fā)光二極管的顯示，判斷是否出現(xiàn)誤碼。2、將接收到的模擬信號(hào)送入終端模塊，用耳機(jī)收聽(tīng)還原出來(lái)的信號(hào)，從而對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)信號(hào)傳輸質(zhì)量做出結(jié)論。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊2、終端模塊3、20M雙蹤示波器 一臺(tái)4、立體聲耳機(jī) 一副5、立體聲單放機(jī)（可選） 一臺(tái)6、連接線 若干四、實(shí)驗(yàn)原理通信系統(tǒng)的質(zhì)量?jī)?yōu)劣很大程度上取決于接收系統(tǒng)的性能，因?yàn)橛绊懶畔⒖煽總鬏數(shù)牟焕蛩?，如信道特性的不理想及信道中存在噪聲等，都將直接作用到接收端。在通信系統(tǒng)中如果沒(méi)有任何干擾以及其它可能的畸變，則發(fā)送的消息就一定能夠被無(wú)差錯(cuò)地做出相應(yīng)的判決，但這種理想情況是不可能發(fā)生的，實(shí)際上

13、由于噪聲和畸變的作用，必然會(huì)造成錯(cuò)誤的接收。本實(shí)驗(yàn)箱中的終端模塊的主要功能有兩個(gè)：一是將原始數(shù)字基帶信號(hào)與接收到的數(shù)字信號(hào)分別用發(fā)光二極管同時(shí)顯示，根據(jù)兩組發(fā)光二極管的亮滅情況來(lái)判斷接收到的數(shù)字信號(hào)中是否出現(xiàn)誤碼，進(jìn)而判斷整個(gè)通信系統(tǒng)通信質(zhì)量的優(yōu)劣；另一個(gè)是將接收到的模擬信號(hào)經(jīng)耳機(jī)轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音信號(hào)，通過(guò)與原始語(yǔ)音的聲音質(zhì)量對(duì)比來(lái)判斷系統(tǒng)通信質(zhì)量好壞。因此整個(gè)終端模塊也相應(yīng)地分成兩部分，即終端數(shù)字部分和終端模擬部分，如圖2-1所示：圖2-1 終端原理框圖1、音頻信號(hào)產(chǎn)生音頻信號(hào)有兩種：一是由單放機(jī)輸出的音頻信號(hào)，該信號(hào)在輸入前已經(jīng)過(guò)放大，故可以直接輸出（由T-OUT1輸出），也可以經(jīng)過(guò)LM386再

14、放大后由T-OUT2輸出；另一種音頻信號(hào)是由實(shí)驗(yàn)箱所配帶話筒立體聲耳機(jī)的話筒部分輸入的語(yǔ)音信號(hào)，該信號(hào)功率太小，必須經(jīng)過(guò)LM386的放大后由T-OUT2輸出。電路原理圖如圖2-2所示。圖2-2 音頻功放電路圖12、終端模擬部分將接收到的模擬信號(hào)從R-IN輸入，分壓后再經(jīng)E07（10uF）濾除其直流成分，然后送入音頻功率放大器U05（LM386）放大后由實(shí)驗(yàn)箱所配耳機(jī)輸出。電路原理圖如圖2-3所示。圖2-3 音頻功放電路圖23、終端數(shù)字部分本實(shí)驗(yàn)中數(shù)字基帶信號(hào)的接收與發(fā)送均為串行通信，每一幀為24位。實(shí)驗(yàn)時(shí)將接收到的數(shù)字信號(hào)、位同步信號(hào)、幀同步信號(hào)分別從輸入點(diǎn)“DATA2”、“BS2”、“FS2

15、”送入U(xiǎn)04，它為一可編程邏輯器件，通過(guò)其經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換后由發(fā)光二極管D25D48分別顯示；然后再將原始數(shù)字基帶信號(hào)、位同步信號(hào)、幀同步信號(hào)分別從輸入點(diǎn)“DATA1”、“BS1”、“FS1”送入U(xiǎn)04，經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換后由發(fā)光二極管D01D24分別顯示。通過(guò)比較這兩組發(fā)光二極管的亮滅情況，就可以直觀判斷接收到的數(shù)字信號(hào)是否出現(xiàn)了誤碼。兩組數(shù)字信號(hào)的串/并轉(zhuǎn)換均在U04內(nèi)部完成，其工作原理如下：以位同步信號(hào)為時(shí)鐘，數(shù)字信號(hào)逐位移入三片串聯(lián)的74164（八位移位寄存器，三級(jí)串聯(lián)后可保存24位數(shù)據(jù)），三片74164的輸出腳分別連至三片74374（八上升沿D觸發(fā)器）的輸入端，當(dāng)幀同步信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)，一幀

16、完整的數(shù)字信號(hào)（24位）恰好全部移入三片74164，此時(shí)三片74374開(kāi)始讀數(shù)，24位數(shù)字信號(hào)被讀入24個(gè)D觸發(fā)器的D端。因?yàn)閹叫盘?hào)的高電平維持時(shí)間小于一位碼元的寬度，所以幀同步信號(hào)每來(lái)一個(gè)上升沿時(shí)，74374只能從外部讀入一位數(shù)據(jù)，其它時(shí)間處于鎖存狀態(tài)，從而避免了數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤讀寫。讀入D端的數(shù)據(jù)在觸發(fā)器時(shí)鐘的控制下從 Q端輸出驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇?并轉(zhuǎn)換。同理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟?串轉(zhuǎn)換也采用類似的電路，在此不再重述。特別值得注意的是，送入終端模塊的數(shù)字信號(hào)必須是以24位為一幀的周期性信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、 將信號(hào)源模塊、終端模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、

17、插上電源線，打開(kāi)主機(jī)箱右側(cè)的交流開(kāi)關(guān)，再分別按下兩個(gè)模塊中的開(kāi)關(guān)POWER1、POWER2，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管LED01、LED02發(fā)光，按一下信號(hào)源模塊的復(fù)位鍵，兩個(gè)模塊均開(kāi)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(kāi)電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、 音頻信號(hào)的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn) 將帶話筒立體聲耳機(jī)的話筒插入話筒插座（TRANSMITTER），對(duì)著話筒說(shuō)話，用雙蹤示波器觀測(cè)測(cè)試點(diǎn)T-OUT1、T-OUT2波形，并比較兩測(cè)試點(diǎn)波形的區(qū)別。調(diào)節(jié)“音量調(diào)節(jié)1”旋鈕，觀測(cè)波形變化。 用單放機(jī)代替話筒，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)（選做）。4、 模擬信號(hào)接收實(shí)驗(yàn)連接信號(hào)源模塊的模擬輸出與終端模塊的模擬信號(hào)輸

18、入點(diǎn)“R-IN”，將耳機(jī)插入耳機(jī)插座，調(diào)節(jié)信號(hào)源產(chǎn)生的模擬信號(hào)的頻率，聽(tīng)聽(tīng)耳機(jī)里面的聲音發(fā)生了什么變化？ 連接測(cè)試點(diǎn)T-OUT2和R-IN，將話筒和耳機(jī)分別插入話筒（TRANSMITTER）插座、耳機(jī)（EARPHONE）插座中，對(duì)著話筒說(shuō)話，并調(diào)節(jié)“音量調(diào)節(jié)1”旋鈕、 “音量調(diào)節(jié)2”旋鈕，聽(tīng)聽(tīng)耳機(jī)能否無(wú)差錯(cuò)地還原語(yǔ)音。5、 數(shù)字信號(hào)接收實(shí)驗(yàn)關(guān)閉所有電源，將信號(hào)源模塊中的撥碼開(kāi)關(guān)SW01SW05設(shè)置為非全0或非全1狀態(tài)，用連接線按如下接法連接各點(diǎn)：信號(hào)源模塊終端模塊NRZ DATA1、DATA2BSBS1、BS2FSFS1、FS2打開(kāi)各模塊電源，按一下終端模塊的“復(fù)位”開(kāi)關(guān)，使U04復(fù)位，觀察D

19、01D24和D25D48這兩組發(fā)光二極管上下各對(duì)應(yīng)位的亮滅情況是否一致。改變信號(hào)源模塊撥碼開(kāi)關(guān)的設(shè)置，再次觀察兩組發(fā)光二極管的亮滅情況。6、 值得注意的是，在這里我們做的都是最簡(jiǎn)單的信號(hào)接收實(shí)驗(yàn)，在后繼的實(shí)驗(yàn)中，終端模塊將作為衡量通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量好壞的工具，希望同學(xué)們能夠靈活使用。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說(shuō)明1、輸入點(diǎn)參考說(shuō)明DATA1： 第1路數(shù)字信號(hào)輸入點(diǎn)。BS1：第1路數(shù)字信號(hào)的位同步信號(hào)輸入點(diǎn)。FS1：第1路數(shù)字信號(hào)的幀同步信號(hào)輸入點(diǎn)。DATA2： 第2路數(shù)字信號(hào)輸入點(diǎn)。BS2：第2路數(shù)字信號(hào)的位同步信號(hào)輸入點(diǎn)。FS2：第2路數(shù)字信號(hào)的幀同步信號(hào)輸入點(diǎn)。R-IN： 模擬信號(hào)輸入點(diǎn)（耳機(jī)輸入

20、點(diǎn)）。2、輸出點(diǎn)參考說(shuō)明T-OUT1： 模擬信號(hào)輸出點(diǎn)（話筒輸出點(diǎn)1）。T-OUT2： 模擬信號(hào)輸出點(diǎn)（話筒輸出點(diǎn)2）。R-OUT： 模擬信號(hào)輸出點(diǎn)（耳機(jī)輸出點(diǎn)）。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。實(shí)驗(yàn)三 常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)的原理及實(shí)現(xiàn)方法。2、掌握二極管包絡(luò)檢波原理。3、掌握調(diào)幅信號(hào)的頻譜特性。4、了解常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)的優(yōu)缺點(diǎn)。5、了解抑制載波雙邊帶調(diào)幅和解調(diào)的優(yōu)缺點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察常規(guī)雙邊帶調(diào)幅的波形。2、觀察常規(guī)雙邊帶調(diào)幅波形的頻譜。3、

21、觀察抑制載波雙邊帶調(diào)幅波形。4、觀察常規(guī)雙邊帶解調(diào)的波形。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊2、PAM&AM模塊3、頻譜分析模塊（可選）4、20M雙蹤示波器 一臺(tái)5、頻率計(jì)（可選） 一臺(tái)6、音頻信號(hào)發(fā)生器（可選） 一臺(tái)7、立體聲單放機(jī)（可選） 一臺(tái)8、立體聲耳機(jī)（可選） 一副9、連接線 若干四、實(shí)驗(yàn)原理（A）常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)1、常規(guī)雙邊帶調(diào)幅所謂調(diào)制，就是在傳送信號(hào)的一方（發(fā)送端）將所要傳送的原始信號(hào)（其頻率一般是較低的）“附加”在高頻振蕩信號(hào)上。所謂將原始信號(hào)“附加”在高頻振蕩上，就是利用原始信號(hào)來(lái)控制高頻振蕩的某一參數(shù)，使這個(gè)參數(shù)隨原始信號(hào)的變化而變化。這里，高頻振蕩波就是攜帶原始信號(hào)

22、的“運(yùn)載工具”，所以也叫載波。而原始信號(hào)我們一般稱之為調(diào)制信號(hào)。在接收信號(hào)的一方也就是接收端再經(jīng)過(guò)解調(diào)（反調(diào)制）把載波所攜帶的信號(hào)取出來(lái)，得到原有的信息，解調(diào)過(guò)程也叫檢波。調(diào)制與解調(diào)都是頻譜變換的過(guò)程，必須用非線性元件才能完成。通常調(diào)制的載波可以分為兩類：用連續(xù)振蕩波形（正弦型信號(hào)）作為載波；用脈沖串或一組數(shù)字信號(hào)作為載波。連續(xù)波調(diào)制是用調(diào)制信號(hào)來(lái)控制正弦型載波的振幅、頻率或相位，因而分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種方式；脈沖波調(diào)制是先用信號(hào)來(lái)控制脈沖波的振幅、寬度、位置等，然后再用這已調(diào)脈沖對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，脈沖調(diào)制有脈沖振幅、脈寬、脈位、脈沖編碼調(diào)制等多種形式。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K所要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是連續(xù)波的振幅

23、調(diào)制與解調(diào)，即常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)和抑制載波雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)。我們已經(jīng)知道，調(diào)幅波的特點(diǎn)是載波的振幅受調(diào)制信號(hào)的控制作周期性的變化，這變化000包絡(luò)的周期與調(diào)制信號(hào)的周期相同，振幅變化與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比。為簡(jiǎn)化分析，假定調(diào)制信號(hào)是簡(jiǎn)諧振蕩，即為單頻信號(hào)，其表達(dá)式為： 圖3-1 常規(guī)調(diào)幅波形如果用它來(lái)對(duì)載波（）進(jìn)行調(diào)幅，那么，在理想情況下，常規(guī)調(diào)幅信號(hào)為： （31）其中調(diào)幅指數(shù)為比例系數(shù)。圖4-1給出了，和的波形圖。從圖中并結(jié)合式（41）可以看出，常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的振幅由直流分量和交流分量迭加而成，其中交流分量與調(diào)制信號(hào)成正比，或者說(shuō)，常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)（信號(hào)振幅各峰值點(diǎn)的連線）完全反映了調(diào)制信

24、號(hào)的變化。另外還可得到調(diào)幅指數(shù)Ma的表達(dá)式：顯然，當(dāng)Ma>1時(shí)，常規(guī)調(diào)幅波的包絡(luò)變化與調(diào)制信號(hào)不再相同，產(chǎn)生了失真，稱為過(guò)調(diào)制，如圖4-2所示。所以，常規(guī)調(diào)幅要求Ma必須不大于1。0圖3-2 過(guò)調(diào)制波形式（41）又可以寫成 （32）可見(jiàn)，的頻譜包括了三個(gè)頻率分量：（載波）、（上邊頻）和（下邊頻）。原調(diào)制信號(hào)的頻帶寬度是（或），而常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的頻帶寬度是2（或2F），是原調(diào)制信號(hào)的兩倍。常規(guī)調(diào)幅將調(diào)制信號(hào)頻譜搬移到了載頻的左右兩旁，如圖4-3所示。000被傳送的調(diào)制信息只存在于邊頻中而不在載頻中，攜帶信息的邊頻分量最多只占總功率的三分之一（因?yàn)镸a1）。在實(shí)際系統(tǒng)中，平均調(diào)幅指數(shù)很小，所以

25、邊頻功率占的比例更小，功率利用率更低。為了提高功率利用率，可以只發(fā)送兩個(gè)邊頻分量而不發(fā)送載頻分量，或者進(jìn)一步僅發(fā)送其中一個(gè)邊頻分量，同樣可以將調(diào)制信息包含在已調(diào)制信號(hào)中。這兩種調(diào)制方式分別稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（簡(jiǎn)稱雙邊帶調(diào)幅）和抑制載波的單邊帶調(diào)幅（簡(jiǎn)稱單邊帶調(diào)幅）。圖3-3 常規(guī)調(diào)幅波的頻譜2、雙邊帶調(diào)幅實(shí)驗(yàn)電路雙邊帶調(diào)幅信號(hào)產(chǎn)生的具體電路原理圖如圖3-4所示。圖中MC1496是雙平衡四象限模擬乘法器。通常振幅調(diào)制、同步檢波、鑒頻、混頻、倍頻、鑒相等調(diào)制與解調(diào)的過(guò)程，均可視為兩個(gè)信號(hào)相乘或包含相乘的過(guò)程，所以都可以采用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)上述功能。而且采用模擬乘法器比采用分離器件如二極管和

26、三極管要簡(jiǎn)單的多，性能也要更優(yōu)越。所以目前在無(wú)線通信、廣播電視等方面應(yīng)用較多。本實(shí)驗(yàn)就是采用MC1496作為振幅調(diào)制器。高頻載波信號(hào)從“載波輸入”點(diǎn)輸入，經(jīng)高頻耦合電容C08輸入至U02（MC1496）的10腳。低頻基帶信號(hào)從“音頻輸入”點(diǎn)輸入，經(jīng)低頻耦合電容E05輸入至U02的1腳。C08為高頻旁路電容，E06為低頻旁路電容。調(diào)幅信號(hào)從MC1496的12腳輸出。引腳2與3外接反饋電阻R19，用來(lái)擴(kuò)展調(diào)制信號(hào)的電壓的線性動(dòng)態(tài)范圍，R19增大，線性范圍增大，但乘法器的增益隨之減少。引腳14為負(fù)電源端（雙電源供電時(shí)）或接地端（單電源供電時(shí)）。圖中MC1496芯片引腳1和引腳4接兩個(gè)100和兩個(gè)75

27、0電阻及47K電位器用來(lái)調(diào)節(jié)輸入饋通電壓，調(diào)節(jié)P01，可以引入一個(gè)直流補(bǔ)償電壓，由于調(diào)制電壓與直流補(bǔ)償電壓相串聯(lián)，相當(dāng)于給調(diào)制信號(hào)疊加了某一直流電壓后與載波電壓相乘，從而完成普通調(diào)幅。實(shí)際上，從此12腳輸出的調(diào)幅信號(hào)接有一個(gè)U04組成的射隨電路，來(lái)增加電路的帶負(fù)載能力。輸出后的調(diào)幅信號(hào)還要經(jīng)過(guò)濾波，這樣才能保證調(diào)幅信號(hào)的質(zhì)量。雙邊帶調(diào)幅的濾波電路如圖3-5所示。圖3-4 雙邊帶調(diào)幅信號(hào)產(chǎn)生電路原理圖圖3-5 雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的濾波3、常規(guī)雙邊帶解調(diào)在解調(diào)電路中，采用二極管包絡(luò)檢波對(duì)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。包絡(luò)檢波是利用常規(guī)雙邊帶調(diào)幅信號(hào)在時(shí)域內(nèi)包絡(luò)變化能反映調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律這一特點(diǎn)形成的檢波。調(diào)幅信號(hào)

28、還可以采用相干解調(diào)的方法進(jìn)行解調(diào)。但是包絡(luò)檢波電路比較簡(jiǎn)單，所以在工程中常常用到。包絡(luò)檢波器可以由一個(gè)整流器也就是檢波器和一個(gè)低通濾波器組成。因?yàn)槎O管D02的作用是實(shí)現(xiàn)高頻包絡(luò)檢波，所以要求二極管的正向?qū)▔航翟叫≡胶?，在這里采用的是鍺型二極管1N60，其正向?qū)妷篣F0.3V，可以很好的滿足要求。R28為負(fù)載電阻，C14為負(fù)載電容，它的值應(yīng)該選取在高頻時(shí)，其阻抗遠(yuǎn)小于R，可視為短路；而在調(diào)制頻率（低頻）時(shí)，其阻抗則遠(yuǎn)大于R，可視為開(kāi)路。利用二極管的單向?qū)щ娦院蜋z波負(fù)載RC的充放電過(guò)程，就可以還原出與調(diào)幅信號(hào)包絡(luò)基本一致的信號(hào)。具體電路如圖3-6所示。圖3-6 二極管包絡(luò)檢波解調(diào)電路（B）

29、抑制載波雙邊帶調(diào)幅調(diào)幅信號(hào)中的大部分功率被載波占用，而載波本身并不含有基帶信號(hào)的信息。所以，可以不傳輸此載波。這樣就得到我們接下來(lái)要討論的抑制載波雙邊帶調(diào)制。如果輸入的原始信號(hào)沒(méi)有直流分量，則得到的輸出信號(hào)便是無(wú)載波分量的抑制載波雙邊帶調(diào)制信號(hào)。這樣可以節(jié)省發(fā)送載波的功率，也可以提高信號(hào)的傳輸速率。實(shí)現(xiàn)的方法與常規(guī)雙邊帶調(diào)幅方法相同，也是采用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)的。如果需要產(chǎn)生抑制載波雙邊帶調(diào)幅波，則仔細(xì)調(diào)節(jié)引腳1與引腳4之間的P01，使MC1496輸入端電路平衡，輸出信號(hào) 的幅度逐漸增大，最后出現(xiàn)如圖37所示的抑制載波的調(diào)幅信號(hào)。 圖3-7 乘法器輸出的調(diào)幅波五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號(hào)源模塊、PAM&

30、amp;AM模塊、頻譜分析模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開(kāi)主機(jī)箱右側(cè)的交流開(kāi)關(guān)，再分別按下三個(gè)模塊中的開(kāi)關(guān)POWER1、POWER2，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管LED01、LED02發(fā)光，按一下信號(hào)源模塊的復(fù)位鍵，三個(gè)模塊均開(kāi)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(kāi)電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、使信號(hào)源模塊的信號(hào)輸出點(diǎn)“模擬輸出”輸出頻率為3.125KHz、峰-峰值為0.5V左右的正弦波, 旋轉(zhuǎn)“64K幅度調(diào)節(jié)”電位器使“64K正弦波”處信號(hào)的峰-峰值為1V。4、用連接線連接信號(hào)源模塊的信號(hào)輸出點(diǎn)“模擬輸出”和PAM&AM模塊的信號(hào)輸入

31、點(diǎn)“AM音頻輸入”，以及信號(hào)源模塊的信號(hào)輸出點(diǎn)“64K正弦波”和PAM&AM模塊的信號(hào)輸入點(diǎn)“AM載波輸入”，調(diào)節(jié)PAM&AM模塊的電位器“調(diào)制深度調(diào)節(jié)”，同時(shí)用示波器觀察測(cè)試點(diǎn)“調(diào)幅輸出”處的波形，可以觀察到常規(guī)雙邊帶調(diào)幅波形和抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波形。5、觀察“AM載波輸入”、“AM音頻輸入”、“調(diào)幅輸出”、“濾波輸出”、“解調(diào)幅輸出”各點(diǎn)處輸出的波形。6、用頻譜分析模塊（用法請(qǐng)參考實(shí)驗(yàn)三）分別觀察常規(guī)雙邊帶調(diào)幅時(shí)“AM載波輸入”、“AM音頻輸入”、“調(diào)幅輸出”、“濾波輸出”、“解調(diào)幅輸出”各點(diǎn)頻譜，以及抑制載波的雙邊帶調(diào)幅時(shí)各點(diǎn)頻譜并比較之。（可選）7、改變“AM音頻輸入

32、”的頻率及幅度，重復(fù)觀察各點(diǎn)波形。8、改變“AM載波輸入”的頻率及幅度，重復(fù)觀察各點(diǎn)波形。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說(shuō)明1、輸入點(diǎn)參考說(shuō)明AM音頻輸入：模擬信號(hào)輸入點(diǎn)，輸入的信號(hào)即為基帶信號(hào)。AM載波輸入：載波信號(hào)輸入點(diǎn)，頻率應(yīng)遠(yuǎn)高于基帶信號(hào)。2、輸出點(diǎn)參考說(shuō)明調(diào)幅輸出： 常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的輸出點(diǎn)。濾波輸出： 調(diào)幅信號(hào)經(jīng)低通濾波器后的信號(hào)輸出點(diǎn)。解調(diào)幅輸出： 調(diào)幅信號(hào)解調(diào)輸出點(diǎn)。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、對(duì)實(shí)驗(yàn)思考題加以分析，按照要求做出回答，并嘗試畫出本實(shí)驗(yàn)的電路原理圖

33、。八、實(shí)驗(yàn)思考題1、為什么常規(guī)雙邊帶調(diào)幅的信息傳輸速率較低，應(yīng)該采用什么樣的方法加以解決？2、單邊帶、雙邊帶、殘留邊帶和抑制載波雙邊帶調(diào)幅這幾種調(diào)制方式各有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？ 實(shí)驗(yàn)四 碼型變換實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解幾種常見(jiàn)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。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察NRZ碼、RZ碼、BRZ碼、BNRZ碼、AMI碼、CMI碼、HDB3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、BNRZ碼的正、負(fù)極性波形。4、觀察NRZ碼、RZ碼、BRZ碼、BNRZ碼、AMI碼、CMI碼、HDB3碼、BPH碼經(jīng)過(guò)碼型反變換后的輸出波形。5

34、、自行設(shè)計(jì)碼型變換電路，下載并觀察輸出波形。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊2、碼型變換模塊3、20M雙蹤示波器一臺(tái)4、頻率計(jì)（可選） 一臺(tái)5、PC機(jī)（可選） 一臺(tái)6、連接線若干四、實(shí)驗(yàn)原理1、編碼規(guī)則（A）二元碼最簡(jiǎn)單的二元碼中基帶信號(hào)的波形為矩形，幅度取值只有兩種電平。常用的二元碼有如下幾種： NRZ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： 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。換句話說(shuō)，信號(hào)

35、脈沖寬度小于碼元寬度。通常均使脈沖寬度等于碼元寬度的一半如下圖所示。例如： BNRZ碼BNRZ碼的全稱是雙極性不歸零碼，在這種二元碼中用正電平和負(fù)電平分別表示“1”和“0”。與單極性不歸零碼相同的是整個(gè)碼元期間電平保持不變，因而在這種碼型中不存在零電平。例如：不難看出還應(yīng)當(dāng)存在一種雙極性歸零碼，它兼有雙極性和歸零的特點(diǎn)。但由于它的幅度取值存在三種電平，因此我們將它歸入三元碼。 BPH碼BPH碼的全稱是數(shù)字雙相碼（Digital Diphase），又叫分相碼(Biphase，Split-phase)或曼徹斯特碼（Manchester），它是對(duì)每個(gè)二進(jìn)制代碼分別利用兩個(gè)具有兩個(gè)不同相位的二進(jìn)制新碼

36、去取代的碼；或者可以理解為用一個(gè)周期的方波表示“1”碼，用該方波的反相來(lái)表示“0”碼，其編碼規(guī)則之一是：0 01（零相位的一個(gè)周期的方波）；1 10（相位的一個(gè)周期的方波）。例如：BPH碼可以用單極性非歸零碼（NRZ）與位同步信號(hào)的模二和來(lái)產(chǎn)生。雙相碼的特點(diǎn)是只使用兩個(gè)電平，而不像前面二種碼具有三個(gè)電平。這種碼既能提取足夠的定時(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。 CMI碼CMI碼的全稱是傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼，與數(shù)字雙相碼類似，也是一種二電平非歸零碼。其編碼規(guī)則如下：信息碼中的“1”碼交替用“11”和“00”表示，“0”碼用“01”表示。例如：這種碼型有較多的電平躍變，因此，含有豐富

37、的定時(shí)信息。該碼已被ITU-T推薦為PCM四次群的接口碼型。在光纖傳輸系統(tǒng)中有時(shí)也用CMI碼作線路傳輸碼型。 BRZ碼BRZ碼的全稱是雙極性歸零碼，與BNRZ碼不同的是，發(fā)送“1”和“0”時(shí)，在整個(gè)碼元期間高電平或低電平只持續(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： AMI碼AMI碼的全稱是傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼，其編碼規(guī)則如下：信息碼中的“0”仍變換為傳輸碼的“0”；信息碼中的“1”交替變換為傳輸碼的“+1、1、1、1、”。例如：AMI碼的主要特點(diǎn)是無(wú)直流成分，接收端收到的碼元極性與發(fā)送端完全相反也能正確判斷。譯碼時(shí)只需把AMI碼經(jīng)過(guò)全波整流就可以變?yōu)閱螛O性碼。由于其具有上述優(yōu)點(diǎn)，因此得到

38、了廣泛應(yīng)用。但該碼有一個(gè)重要缺點(diǎn)，即當(dāng)用它來(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。 HDB3碼HDB3碼的全稱是三階高密度雙極性碼，其編碼規(guī)則如下：將4個(gè)連“0”信息碼用取代節(jié)“000V”或“B00V”代替，當(dāng)兩個(gè)相鄰“V”碼中間有奇數(shù)個(gè)信息“1”碼時(shí)取代節(jié)為“000V”；有偶數(shù)個(gè)信息“1”碼（包括0個(gè)）時(shí)取代節(jié)為“B00V”，其它的信息“0”碼仍為“0”碼，這樣，信息碼的“1”碼變?yōu)閹в蟹?hào)的“1”碼即“+1”或“1”。例如：HDB3碼中“1”、“B”的符號(hào)符合交替反轉(zhuǎn)原則，而“V”的符號(hào)破壞這種符號(hào)交替反轉(zhuǎn)原則，但相鄰“V”碼的符號(hào)又是交替反轉(zhuǎn)的。HDB3

39、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ITU-T推薦使用的碼之一。本實(shí)驗(yàn)電路只能對(duì)碼長(zhǎng)為24位的周期性NRZ碼序列進(jìn)行編碼。2、電路原理將信號(hào)源產(chǎn)生的NRZ碼和位同步信號(hào)BS送入U(xiǎn)01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I/O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的正、負(fù)極性編碼信號(hào)送入U(xiǎn)02的選通控制端，控制模擬開(kāi)關(guān)輪流選通正、負(fù)電平，從而得到完整的

40、HDB3碼。解碼時(shí)同樣也需要先將雙極性的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。其它雙極性碼的編、解碼過(guò)程相同。 NRZ碼從信號(hào)源“NRZ”點(diǎn)輸出的數(shù)字碼型即為NRZ碼，其產(chǎn)生過(guò)程請(qǐng)參考信號(hào)源工作原理。 BRZ、BNRZ碼將NRZ碼和位同步信號(hào)BS分別送入雙四路模擬開(kāi)關(guān)U03的控制端作為控制信號(hào)，在同一時(shí)刻，NRZ碼和BS信號(hào)電平高低的不同組合（00、01、10、11）將控制U03分別接通不同的通道，輸出BRZ碼和BNRZ碼。X通道的4個(gè)輸入端X0、X1、X2、X3分別接5V、GND、5V、GND，在控制信號(hào)控制下輸出BRZ碼；Y通道的4個(gè)輸入端

41、Y0、Y1、Y2、Y3分別接5V、5V、5V、5V，在控制信號(hào)控制下輸出BNRZ碼。解碼時(shí)通過(guò)電壓比較器U07將雙極性的BRZ和BNRZ碼轉(zhuǎn)換為兩路單極性碼，即雙（極性）單（極性）變換，再送入U(xiǎn)01進(jìn)行解碼，恢復(fù)出原始的NRZ碼。 RZ、BPH碼這兩種碼型的編、解碼方法與BRZ、BNRZ是一樣的，但因?yàn)槭菃螛O性的碼型，所以編、解碼過(guò)程可以直接在U01中完成，在這里不再贅述。 AMI碼由于AMI碼是雙極性的碼型，所以它的變換過(guò)程分成了兩個(gè)部分。首先，在U01中，將NRZ碼經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)鐘為BS的JK觸發(fā)器后，再與NRZ信號(hào)相與后得到控制信號(hào)AMIB，該信號(hào)與NRZ碼作為控制信號(hào)送入單八路模擬開(kāi)關(guān)U0

42、6的控制端，U06的輸出即為AMI碼。解碼過(guò)程與BNRZ碼一樣，也需先經(jīng)過(guò)雙單變換，再送入U(xiǎn)01進(jìn)行解碼。 HDB3碼HDB3碼的編、解碼框圖分別如圖4-1、4-2所示，其編、解碼過(guò)程與AMI碼相同，這里不再贅述。圖4-1 HDB3編碼原理框圖圖4-2 HDB3解碼原理框圖 CMI碼由于是單極性波形，CMI碼的編解碼過(guò)程全部在U01中完成，其編碼電路原理框圖如圖9-3所示：圖4-3 CMI編碼原理框圖五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號(hào)源模塊、碼型變換模塊小心地固定在主機(jī)箱中，確保電源接觸良好。2、插上電源線，打開(kāi)主機(jī)箱右側(cè)的交流開(kāi)關(guān)，再分別按下兩個(gè)模塊中的開(kāi)關(guān)POWER1、POWER2，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管L

43、ED01、LED02發(fā)光，按一下信號(hào)源模塊的復(fù)位鍵，兩個(gè)模塊均開(kāi)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(kāi)電源做實(shí)驗(yàn)，不要帶電連線）3、將信號(hào)源模塊的撥碼開(kāi)關(guān)SW04、SW05設(shè)置為00000101 00000000，SW01、SW02、SW03設(shè)置為01110010 00110000 00101011。按實(shí)驗(yàn)一的介紹，此時(shí)分頻比千位、十位、個(gè)位均為0，百位為5，因此分頻比為500，此時(shí)位同步信號(hào)頻率應(yīng)為4KHz。觀察BS、2BS、NRZ各點(diǎn)波形。4、編碼實(shí)驗(yàn)：（在每次改變編碼方式后，請(qǐng)按下復(fù)位鍵）（1）RZ編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 10000000

44、，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為RZ方式。b、將信號(hào)源模塊與碼型變換模塊上以下三組輸入/輸出點(diǎn)用連接線連接：BS與BS、2BS與2BS、NRZ與NRZ。c、從“編碼輸出1處”觀察RZ編碼。（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（2）BPH編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 01000000，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為BPH方式。b、將信號(hào)源模塊與碼型變換模塊上以下三組輸入/輸出點(diǎn)用連接線連接：BS與BS、2BS與2BS、NRZ與NRZ。c、從“編碼輸出1處”觀察BPH編碼。（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（3）CMI編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 00100000，則編碼實(shí)驗(yàn)

45、選擇為CMI方式。b、將信號(hào)源模塊與碼型變換模塊上以下三組輸入/輸出點(diǎn)用連接線連接：BS與BS、2BS與2BS、NRZ與NRZ。c、從“編碼輸出1處”觀察CMI編碼。（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（4）HDB3編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 00010000，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為HDB3方式。b、將信號(hào)源模塊與碼型變換模塊上以下三組輸入/輸出點(diǎn)用連接線連接：BS與BS、2BS與2BS、NRZ與NRZ。c、從“編碼輸出2處”觀察HDB3編碼。（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（5）BRZ編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 00001000，則編碼實(shí)驗(yàn)選

46、擇為BRZ方式。b、將信號(hào)源模塊與碼型變換模塊上以下三組輸入/輸出點(diǎn)用連接線連接：BS與BS、2BS與2BS、NRZ與NRZ。c、從“BRZ”處觀察BRZ編碼。（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（6）BNRZ編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 00000100，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為BNRZ方式。b、將信號(hào)源模塊與碼型變換模塊上以下三組輸入/輸出點(diǎn)用連接線連接：BS與BS、2BS與2BS、NRZ與NRZ。c、從“BNRZ”處觀察BNRZ編碼。（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（7）AMI編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 00000010，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為AM

47、I方式。b、將信號(hào)源模塊與碼型變換模塊上以下三組輸入/輸出點(diǎn)用連接線連接：BS與BS、2BS與2BS、NRZ與NRZ。c、從“編碼輸出2處”觀察AMI編碼。（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）5、解碼實(shí)驗(yàn)：（在每次改變解碼方式后，請(qǐng)按下復(fù)位鍵）（1）RZ解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 10000000，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為RZ方式。b、在RZ編碼方式的前提下，用線連接“編碼輸出1”與“解碼輸入1”。c、從“解碼輸出處”觀察RZ解碼。并將示波器設(shè)為雙蹤狀態(tài)比較解碼信號(hào)與信號(hào)源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（2）BPH解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)

48、關(guān)撥為 01000000，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為BPH方式。b、在BPH編碼方式的前提下，用線連接“編碼輸出1”與“解碼輸入1”。c、從“解碼輸出處”觀察BPH解碼。并將示波器設(shè)為雙蹤狀態(tài)比較解碼信號(hào)與信號(hào)源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（3）CMI解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 00100000，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為CMI方式。b、在CMI編碼方式的前提下，用線連接“編碼輸出1”與“解碼輸入1”。c、從“解碼輸出處”觀察CMI解碼。并將示波器設(shè)為雙蹤狀態(tài)比較解碼信號(hào)與信號(hào)源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（4）HDB3解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方

49、式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 00010000，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為HDB3方式。b、在HDB3編碼方式的前提下，用線連接“編碼輸出2”與“解碼輸入2”。c、分別觀察雙路輸出1，雙路輸出2，并與解碼輸入2相比較。d、從“解碼輸出處”觀察HDB3解碼。并將示波器設(shè)為雙蹤狀態(tài)比較解碼信號(hào)與信號(hào)源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（5）BRZ解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 00001000，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為BRZ方式。b、在BRZ編碼方式的前提下，用線連接“BRZ”與“BRZ解碼輸入”。c、觀察“BRZ-1”處輸出波形，并與“BRZ解碼輸入”處波形進(jìn)行比較。d、從“解碼輸出處”

50、觀察BRZ解碼。并將示波器設(shè)為雙蹤狀態(tài)比較解碼信號(hào)與信號(hào)源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（6）BNRZ解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 00000100，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為BNRZ方式。b、在BNRZ編碼方式的前提下，用線連接“BNRZ”與“解碼輸入2”。c、分別觀察雙路輸出1，雙路輸出2，并與解碼輸入2進(jìn)行比較。d、從“解碼輸出處”觀察BNRZ解碼。并將示波器設(shè)為雙蹤狀態(tài)比較解碼信號(hào)與信號(hào)源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）（7）AMI解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開(kāi)關(guān)撥為 00000010，則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為AMI方式。b、在AMI

51、編碼方式的前提下，用線連接“編碼輸出2”與“解碼輸入2”。c、分別觀察雙路輸出1，雙路輸出2，并與解碼輸入2進(jìn)行比較。d、從“解碼輸出處”觀察AMI解碼。并將示波器設(shè)為雙蹤狀態(tài)比較解碼信號(hào)與信號(hào)源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請(qǐng)按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）6、任意改變信號(hào)源模塊上的撥碼開(kāi)關(guān)SW01、SW02、SW03的設(shè)置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)4、實(shí)驗(yàn)5的內(nèi)容。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說(shuō)明1、輸入點(diǎn)說(shuō)明BS： 位同步信號(hào)輸入點(diǎn)。2BS： 2倍位同步頻率方波信號(hào)輸入點(diǎn)。NRZ： NRZ碼輸入點(diǎn)。2、輸出點(diǎn)說(shuō)明編碼輸出1： 單極性編碼輸出處。（包括RZ、BPH、CMI）編碼輸出2： 雙極性編碼輸出處。（包括HDB3、

52、AMI）BRZ： BRZ編碼輸出點(diǎn)。BNRZ： BNRZ編輸出點(diǎn)。BRZ解碼輸入： BRZ解碼輸出點(diǎn)。BRZ-1： BRZ編碼單極性輸出點(diǎn)。解碼輸入1： 單極性解碼輸入點(diǎn)。解碼輸入2： 雙極性解碼輸入點(diǎn)。雙路輸出1： 雙極性解碼正極性信號(hào)輸出點(diǎn)。雙路輸出2： 雙極性解碼負(fù)極性信號(hào)輸出點(diǎn)。解碼輸出： 解碼輸出點(diǎn)。（同NRZ碼）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、對(duì)實(shí)驗(yàn)思考題加以分析，按照要求做出回答，并嘗試畫出本實(shí)驗(yàn)的電路原理圖。八、實(shí)驗(yàn)思考題1、設(shè)二進(jìn)制符號(hào)序列為110010001110，試以矩形脈沖為例，分別畫出相應(yīng)的單極性波形、雙極性波形、單極性歸零波形、雙極性歸零波形、二進(jìn)制差分波形及八電平波形。2、已知信息代碼為100000000011，求相應(yīng)的AMI碼、HDB3碼、CMI碼及雙相碼。實(shí)驗(yàn)五 ASK調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解ASK調(diào)制的工作原理及電路組成。2、理解ASK解調(diào)的原理及實(shí)現(xiàn)方法。3、掌握ASK信號(hào)的頻譜特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察ASK調(diào)制與解調(diào)信號(hào)的波形。2、觀察ASK信號(hào)頻譜。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊2、數(shù)字調(diào)制模塊3、數(shù)字解調(diào)模塊4、同步提取模塊5、頻譜分析模塊（可選）6、20M雙蹤示波器 一臺(tái)7、連接線 若干四、實(shí)驗(yàn)原理1、2ASK調(diào)