通信原理試驗(yàn)指導(dǎo)書使用

1、E5科技 liili現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)一信號源實(shí)驗(yàn)、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、正弦波等各種信號的頻譜。3、理解幀同步信號與位同步信號在整個通信系統(tǒng)中的作用。4、熟練掌握信號源模塊的使用方法。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察頻率連續(xù)可變信號發(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)頻方波信號的輸出。3、觀察點(diǎn)頻正弦波信號的輸出。4、撥動撥碼開關(guān)，觀察碼型可變 NRZ碼的輸出。5、觀察位同步信號和幀同步信號的輸出。6、觀察NRZ碼、方波、正弦波、三角波、鋸齒波的頻譜。三、實(shí)驗(yàn)儀器一臺 一臺 一臺 若干1、信號源模塊2、20M雙蹤示波器3、頻率計（可

2、選）4、PC機(jī)（可選）5、連接線四、實(shí)驗(yàn)原理信號源模塊可以大致分為模擬部分和數(shù)字部分，分別產(chǎn)生模擬信號和數(shù)字信號。1、模擬信號源部分模擬信號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)存儲器U04,并存放在固定的地址中。當(dāng)單片機(jī) U03檢測到波

3、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中分頻器的分頻比（分頻后的信號頻率由數(shù)碼管 SM0卜SM04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)存儲器U04中對應(yīng)地址的區(qū)間，輸出相應(yīng)的數(shù)字彳t號。該數(shù)字信號經(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。頻率調(diào)節(jié)器波形選擇開關(guān)單片機(jī)頻率趣馬管顯不32K正弦波倒K1E弦波圖1-1模擬信號源部分原理框圖波形數(shù)據(jù)存儲 器 C2864）口/媛?lián)Q器 （TLCT52Q放大電路模擬信號輸出現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2、數(shù)字信號源部分?jǐn)?shù)字信號源部分可以產(chǎn)生多種頻率的點(diǎn)頻方波、NRZ

4、碼（可通過撥碼開關(guān) SW01 SW02SW0被變碼型）以及位同步信號和幀同步信號。絕大部分電路功能由U01來完成，通過撥碼開關(guān)SW04 SW0前改變整個數(shù)字信號源位同步信號和幀同步信號的速率，該部分電路原理框圖如圖1-2所示。圖1-2數(shù)字信號源部分原理框圖NRZ分頻器24MHzi 振24位NR雞型設(shè)置晶振出來的方波信號經(jīng) 3分頻后分別送入分頻器和另外一個可預(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撥碼開關(guān) SW04 SW0冰改變，分頻比范圍是 19999。分頻后的信號即為整個系統(tǒng)的 位同步信號（從信號

5、輸出點(diǎn)“ BS”輸出）。數(shù)字信號源部分還包括一個NRM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 SW02SW0冰改變。在后繼的碼型變換、時分復(fù)用、CDM懈實(shí)驗(yàn)中，NRM將起到十分重要的作用。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號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，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再按下開關(guān)POWER 1POWER2發(fā)光二極管LED01、LED02發(fā)光，按一下復(fù)位鍵，信號源模塊開始工作。（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）E5科技 liili現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書3、

6、模擬信號源部分觀察 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SM0卜SM04顯示“ 2000”。按一下“波形選擇”按鍵，波形指示燈“三角波”亮（其它仍熄滅） ，此時信號輸出 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，四個波形指示 燈輪流發(fā)亮，此時“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（對應(yīng)發(fā)光二極管亮），轉(zhuǎn)動“頻率調(diào)節(jié)”的旋轉(zhuǎn)編碼器，可改變輸

7、出信號的頻率，觀察“模擬輸出”點(diǎn)的波形，并用頻率計查看其頻率與數(shù)碼 管顯示的是否一致。轉(zhuǎn)動對應(yīng)電位器“幅度調(diào)節(jié)”可改變輸出信號的幅度，幅度最 大可達(dá)5V以上。（注意：發(fā)光二極管LED07熄滅，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)編碼器時，頻率以 1Hz為 單位變化；按一下旋轉(zhuǎn)編碼器，LED07亮，此時旋轉(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，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，這兩個電位器在出廠時已經(jīng)調(diào)好，切勿自行調(diào)節(jié)。4、數(shù)字信號源部分

8、撥碼開關(guān)SW04 SW05的作用是改變分頻器的分頻比（以 4位為一個單元，對應(yīng)十進(jìn) 制數(shù)的1位，以BCD分別表示分頻比的千位、百位、十位和個位），得到不同頻率的位同步信號。分頻前的基頻信號為2MHz分頻比變化范圍是 19999,所以位同步信號頻率范圍是200Hz2MHz例如，若想信號輸出點(diǎn)“BS輸出的信號頻率為15.625KHz,則需將基頻信號進(jìn)行 128分頻，將撥碼開關(guān) SW04 SW0毆置為00000001 00101000,就可以得到15.625KHz的方波信號。撥碼開關(guān) SW01 SW02 SW03勺作用 是改變NRZ碼的碼型。1位撥碼開關(guān)就對應(yīng)著NRZ碼中的一個碼元，當(dāng)該位開關(guān)往上撥

9、時，對應(yīng)的碼元為1,往下?lián)軙r，對應(yīng)的碼元為0。將撥碼開關(guān) SW04 SW05設(shè)置為 00000001 00101000 , SW01 SW02 SW03 設(shè)置為 01110010 00110011 10101010,觀察 BS 2BS FS NRZM形。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各點(diǎn)波形（由于時鐘信號為晶振輸出的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，電路板上的標(biāo)識為近似值，這一點(diǎn)請注意）。將撥碼開關(guān) SW04 SW0破置為00000001 00101000 ,

10、觀察偽隨機(jī)序列 PN15 PN31、 PN511的波形。 改變撥碼開關(guān) SW04 SW05勺設(shè)置，重復(fù)觀察以上各點(diǎn)波形。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說明1、輸出點(diǎn)說明模擬部分輸出：24M 晶振24MHz時鐘信號輸出點(diǎn)，峰峰值約為2.3V。技現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書模擬輸出：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)。

11、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:位同步信號輸出點(diǎn)，方波，頻率可通過撥碼開關(guān)SW04 SW0畋變。2BS:2倍位同步信號頻率的方波輸出點(diǎn)，頻率可通過撥碼開關(guān) SW04 SW0畋變。FS:幀同步信號輸出點(diǎn)，窄脈沖，頻率是位同步信號頻率的1/24。NRZ 24位NRZ碼輸出點(diǎn)，碼型可通過撥碼開關(guān)SW01 SW02 SW03改變，碼速率和位同步信號頻率相同。PN15:N= 24- 1= 15的m序列輸出點(diǎn)。PN31:N= 25 1 = 31的m序列輸出點(diǎn)。PN511:N= 291 = 511的m序列輸出點(diǎn)。32KHz正弦

12、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)報告要求1、分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，敘述其工作過程。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試記錄，在坐標(biāo)紙上畫出各測量點(diǎn)的波形圖，并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。E5科技 liili現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)二常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)實(shí)驗(yàn)、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)。、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、觀

13、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、信號源模塊2、PAM&AM 模塊一臺 一臺 一臺 一臺 一副若干3、頻譜分析模塊（可選）4、20M雙蹤示波器5、頻率計（可選）6、音頻信號發(fā)生器（可選）7、立體聲單放機(jī)（可選）8、立體聲耳機(jī)（可選）9、連接線四、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，就是在傳送信號的一方（發(fā)送端）將所要傳送的原始信號（其頻率一般是較 低的）“附加”在高頻振蕩信號上。所謂將原始信號“附加”在高頻振蕩上，就是利用原始 信號來控制高頻振蕩的某一參數(shù)，使這個參數(shù)隨原始信號的變化而變化。這里，高頻振蕩波 就是攜帶原始信號的“運(yùn)

14、載工具”，所以也叫載波。而原始信號我們一般稱之為調(diào)制信號。 在接收信號的一方也就是接收端再經(jīng)過解調(diào)（反調(diào)制）把載波所攜帶的信號取出來，得到原 有的信息，解調(diào)過程也叫檢波。調(diào)制與解調(diào)都是頻譜變換的過程，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）作為載波；用脈沖串或 一組數(shù)字信號作為載波。連續(xù)波調(diào)制是用調(diào)制信號來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)制是先用信號來控制脈沖波的振幅、寬度、 位置等，然后再用這已調(diào)脈沖對載波進(jìn)行調(diào)制，脈沖調(diào)制有脈沖振幅、脈寬、脈位、脈沖編技現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書碼調(diào)制等多種形式。本實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

15、塊所要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是連續(xù)波的振幅調(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)制信號的控制作周期性的變化，這變化 的周期與調(diào)制信號的周期相同，振幅變化與調(diào)制信號的振幅成正比。為簡化分析，假定調(diào)制 信號是簡諧振蕩，即為單頻信號，其表達(dá)式為：u (t) -U, mcos1 4圖4-1常規(guī)調(diào)幅波形如果用它來對載波uc(t) =Ucmcosset (0c之。)進(jìn)行調(diào)幅，那么，在理想情況下，常規(guī)調(diào)幅信號為:Uam (t) =(Ucm kU mcOSH)cOS ct=Ucm(1 Macosjt)cos ct其中調(diào)幅指數(shù)Maa=k Um,0 1時，常

16、規(guī)調(diào)幅波的包絡(luò)變化與調(diào)制信號不再相同，產(chǎn)生了失真，稱為過 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。式（41）又可以寫成UiUcmcos ,ct - * c 力t (42)可見，Uam （t）的頻譜包括了三個頻率分量:0c （載波）、8c +C （上邊頻）和0 c 。技現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（下邊頻）。原調(diào)制信號的頻帶寬度是Q （或F =）,而常規(guī)調(diào)幅信號的頻帶寬度是 2a2-（或2F）,是原調(diào)制信號的兩倍。常規(guī)調(diào)幅將調(diào)制信號頻譜搬移到了載頻的左右兩旁，如圖4-3所示。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)?Ma1）。在實(shí)

17、際系統(tǒng)中，平均調(diào)幅指數(shù)很小，所以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)送其中一個邊頻分量，同樣可以將調(diào)制信息包含在已調(diào)制信號中。這兩種調(diào) 制方式分別稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（簡稱雙邊帶調(diào)幅）和抑制載波的單邊帶調(diào)幅（簡稱 單邊帶調(diào)幅）。圖4-3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)幅信號產(chǎn)生的具體電路原理圖如圖4-4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)的過程，均可 視為兩個信號相乘或包含相乘的過程，所以都可以采用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)上述功能。而

18、且 采用模擬乘法器比采用分離器件如二極管和三極管要簡單的多，性能也要更優(yōu)越。所以目前 在無線通信、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)幅信號從MC1496的12腳輸出。引腳2與3外接反饋電阻R19,用來擴(kuò)展調(diào)制信號的電壓的線性動態(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）或接地端（單電源供電時）。圖中 MC

19、14968E5科技 liili現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書芯片引腳1和引腳4接兩個100 a和兩個750a電阻及47K電位器用來調(diào)節(jié)輸入饋通電壓，調(diào)節(jié)P01,可以引入一個直流補(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)幅信號接有一個 U04組成的射隨電路，來增加電路的帶負(fù)載能力。輸出后的調(diào)幅信號還要經(jīng)過濾波，這樣才能保證調(diào)幅信號的質(zhì)量。雙邊帶調(diào)幅的濾波電路如圖4-5所示。圖4-4雙邊帶調(diào)幅信號產(chǎn)生電路原理圖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)檢波對調(diào)幅信號進(jìn)行解調(diào)。包絡(luò)檢波是利用常規(guī)雙邊帶調(diào)幅信

20、號在時域內(nèi)包絡(luò)變化能反映調(diào)制信號變化規(guī)律這一特點(diǎn)形成的檢波。調(diào)幅信號還可以采用相干解調(diào)的方法進(jìn)行解調(diào)。但是包絡(luò)檢波電路比較簡單，所以在工程中常常用到。包絡(luò)檢波器可以由一個整流器也就是檢波器和一個低通濾波器組成。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≡胶茫谶@里采用的是鑄型二極管技現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1N60,其正向?qū)妷?Uf0.3V,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，其阻抗遠(yuǎn)小于R,可視為短路；而在調(diào)制頻率(低頻)時，其阻抗則遠(yuǎn)大于 R,可視為開路。利用二極管的單向?qū)щ娦院蜋z波負(fù)載RC的充放電過程，就可以

21、還原出與調(diào)幅信號包絡(luò)基本一致的信號。具體電路如圖4-6所示。就馥幅出圖4-6二極管包絡(luò)檢波解調(diào)電路(B)抑制載波雙邊帶調(diào)幅調(diào)幅信號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的信息。所以，可 以不傳輸此載波。這樣就得到我們接下來要討論的抑制載波雙邊帶調(diào)制。如果輸入的原始信 號沒有直流分量，則得到的輸出信號便是無載波分量的抑制載波雙邊帶調(diào)制信號。這樣可以 節(jié)省發(fā)送載波的功率，也可以提高信號的傳輸速率。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uo(t)的幅度

22、逐漸增大，最后出現(xiàn)如圖4-7所示的抑制載波的調(diào)幅信號。(a)抑制載波調(diào)幅波(b)有載波調(diào)幅波圖4-7乘法器輸出的調(diào)幅波五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號源模塊、PAM&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10技現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書觸良好。2、插上電源線，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下三個模塊中的開關(guān)POWER1、POWER2,對應(yīng)的發(fā)光二極管 LED01、LED02發(fā)光，按一下信號源模塊的復(fù)位鍵， 三個模塊均開始工作。（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、使信號源模塊的信號輸出點(diǎn)“模擬輸出”輸出頻率為3.125KHZ、峰-峰

23、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”處信號的峰-峰值為IV。4、用連接線連接信號源模塊的信號輸出點(diǎn)“模擬輸出”和PAM&AM 模塊的信號輸入點(diǎn)“AM音頻輸入”，以及信號源模塊的信號輸出點(diǎn)“64K正弦波”和PAM&AM 模塊的信號輸入點(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)”， 同時用示波器觀察測試點(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（用法請參考實(shí)驗(yàn)三）分別觀察

24、常規(guī)雙邊帶調(diào)幅時“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)幅時各點(diǎn)頻譜并比較之。（可選）7、改變“ AM音頻輸入”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)參考說明1、輸入點(diǎn)參考說明AM音頻輸入：模擬信號輸入點(diǎn)，輸入的信號即為基帶信號。AM載波輸入：載波信號輸入點(diǎn)，頻率應(yīng)遠(yuǎn)高于基帶信號。2、輸出點(diǎn)參考說明調(diào)幅輸出：常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號的輸出點(diǎn)。濾波輸出：調(diào)幅信號經(jīng)低通濾波器后的信號輸出點(diǎn)。解調(diào)幅輸出：調(diào)幅信號解調(diào)輸出點(diǎn)。七、實(shí)驗(yàn)報告要求1、分析實(shí)

25、驗(yàn)電路的工作原理，敘述其工作過程。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試記錄，在坐標(biāo)紙上畫出各測量點(diǎn)的波形圖，并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3、對實(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、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)？11 E5科技 liili現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)三脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)的基本原理。2、定量分析并掌握模擬信號按照13折線A律特性編成八位碼的方法。3、通過了解大規(guī)模集成電路 TP3067的功能與使用方法，進(jìn)一

26、步掌握PCM通信系統(tǒng)的工作流程。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)的整個變換過程， 關(guān)系，掌握其基本原理。2、定量分析不同幅度的基帶模擬正弦信號按照 該編碼方法。分析PC曬制信號與基帶模擬信號之間的13折線A律特性編成的八位碼，并掌握三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號源模塊2、模擬信號數(shù)字化模塊一臺若干3、20M雙蹤示波器4、連接線四、實(shí)驗(yàn)原理1、PCM工作原理所謂脈沖編碼調(diào)制，就是將模擬信號抽樣量化，然后使已量化值變換成代碼。脈碼系統(tǒng) 原理框圖如圖6-1所示。圖6-1 PCM 系統(tǒng)原理框圖E5科技 liili現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上圖中，抽樣是把時間連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成時間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號；量化

27、是 把時間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號轉(zhuǎn)換成時間離散、幅度離散的數(shù)字信號；編碼是將量化后的信號編碼形成一個二進(jìn)制碼組輸出。國際標(biāo)準(zhǔn)化的PCM碼組（電話語音）是用八位碼組代表一個抽樣值。編碼后的 PCM碼組，經(jīng)數(shù)字信道傳輸，在接收端，用二進(jìn)制碼組重建模擬信 號。解調(diào)過程中，一般采用抽樣保持電路。同時，在對模擬信號抽樣之前一般要進(jìn)行預(yù)濾波， 預(yù)濾波是為了把原始語音信號的頻帶限制在300Hz3400Hz內(nèi)，所以預(yù)濾波會引入一定的頻帶失真。在整個PCM通信系統(tǒng)中，重建信號的失真主要來源于量化以及信道傳輸誤碼。我們定義 信號與量化噪聲的功率比為信噪比S/N。國際電報電話咨詢委員會（ITU-T ）詳細(xì)規(guī)定了信

28、噪比的指標(biāo)。下面將詳細(xì)介紹 PCM編碼的整個過程，由于抽樣原理已在前面實(shí)驗(yàn)中詳細(xì)討論過，故在 此只講述量化及編碼的原理。（1）量化模擬信號的量化分為均勻量化和非均勻量化兩種，我們先討論均勻量化。把輸入模擬信 號的取值域按等距離分割的量化就稱為均勻量化。均勻量化中，每個量化區(qū)間的量化電平均 取在各區(qū)間的中點(diǎn)，如圖 6-2所示。變化范圍和量化電平數(shù)被確定后，量化間隔也隨之被確定。例如，輸入信號的最小值和最大值分用a和b表示，量化電平數(shù)為 M那么，均勻量化的量化間隔為：b -aME5科技 liili現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書量化器輸出m。為: qm =q,當(dāng) mmm式中mi為第i個量化區(qū)間的終點(diǎn)，可寫成

29、qi為第i個量化區(qū)間的量化電平，可表示為qimimi2i =1、2、M上述均勻量化的主要缺點(diǎn)是無論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。因 此，當(dāng)信號m（t）較小時，則信號量化噪聲功率比也很小。這樣，對于弱信號時的量化信噪比 就難以達(dá)到給定的要求。 通常把滿足信噪比要求的輸入信號取值范圍定義為動態(tài)范圍，那么,均勻量化時的信號動態(tài)范圍將受到較大的限制。為了克服這個缺點(diǎn)，實(shí)際中往往采用非均勻 量化的方法。非均勻量化是根據(jù)信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的。對于信號取值小的區(qū)間，其量化間隔Av也小；反之，量化間隔就大。非均勻量化與均勻量化相比，有兩個突出的優(yōu)點(diǎn)： 首先,當(dāng)輸入量化器的信號具有非均

30、勻分布的概率密度（實(shí)際中往往是這樣）時，非均勻量化器的 輸出端可以得到較高的平均信號量化噪聲功率比；其次，非均勻量化時，量化噪聲功率的均 方根值基本上與信號抽樣值成比例，因此量化噪聲對大、小信號的影響大致相同，即改善了 小信號時的信噪比。非均勻量化的實(shí)際過程通常是將抽樣值壓縮后再進(jìn)行均勻量化?，F(xiàn)在廣泛采用兩種對數(shù)壓縮，美國采用 N壓縮律，我國和歐洲各國均采用A壓縮律。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用的PCM編碼方式也是A壓縮律。所謂A壓縮律就是壓縮器具有如下特性的壓縮律：Ax1,0 :二 X -1 ln AAy=1 ln Ax 1, X 二 11 ln A AA律壓擴(kuò)特性是連續(xù)曲線，A值不同壓擴(kuò)特性亦不同，在電

31、路上實(shí)現(xiàn)這樣的函數(shù)規(guī)律是相當(dāng)復(fù)雜的。實(shí)際中往往都采用近似于A律函數(shù)規(guī)律的13折線（A=87.6）的壓擴(kuò)特性。這樣,PCM它基本保持連續(xù)壓擴(kuò)特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，又便于用數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K用到的碼芯片TP3067正是采用這種壓擴(kuò)特性來進(jìn)行編碼的，如圖 6-3所示。14圖6-3 13折線表6-1列出了 13折線時的x值與計算得的x值的比較。E5科技 liili現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書表6-1y0182838485868781x01128160.6130.6115.417.7913.9311.981按折線分段的x011281641321161814121段落12345678斜率16168421121

32、4表中第二行的x值是本據(jù)A =87.6時計算得到的，第三行的 x值是13折線分段時的值。 可見，13折線各段落的分界點(diǎn)與 A =87.6曲線十分逼近，同時 x按2的哥次分割有利于數(shù)字 化。(2)編碼所謂編碼就是把量化后的信號變換成代碼，其相反的過程稱為譯碼。注意這里談?wù)摰木?碼和譯碼與差錯控制的編碼和譯碼是完全不同的，前者屬于信源編碼的范疇。在逐次比較型在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來分，大致可分為低速編碼和高速編碼兩類。實(shí) 際通信一般都采用高速編碼。編碼器的種類大體上也可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級 聯(lián)型和混合型。 本實(shí)驗(yàn)?zāi)K中PC風(fēng)碼芯片TP3067采用的是逐次比較型編碼。技現(xiàn)代通

33、信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編碼方式中，無論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。下面結(jié)合13折線的量化來加以說明。 表6-2 段落碼表6-3段內(nèi)碼段落序號段落碼81117110610151004011301020011000量化級段內(nèi)碼15111114111013110112110011101110101091001810007011160110501014010030011200101000100000在13折線法中，無論輸入信號是正是負(fù)，均按 8段折線（8個段落）進(jìn)行編碼，即用 8 位折疊二進(jìn)制碼來表示輸入信號的抽樣量化值。其中，用第一位表示量化值的極性，其余七 位（第二位至第八位）

34、則表示抽樣量化值的絕對大小。具體的做法是：用第二至第四位表示 段落碼，它的8種可能狀態(tài)來分別代表 8個段落的起點(diǎn)電平。其它四位表示段內(nèi)碼，它的16種可能狀態(tài)來分別代表每一段落的16個均勻劃分的量化級。 這樣處理的結(jié)果，使8個段落被劃分成27= 128個量化級。段落碼和 8個段落之間的關(guān)系如表 6-2所示，段內(nèi)碼與16個量化 級之間的關(guān)系見表 6-3。上述編碼方法是把壓縮、量化和編碼合為一體的方法。2、PC網(wǎng)譯碼電路 TP3067芯片介紹本實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用大規(guī)模集成電路TP3067對語音模擬彳t號進(jìn)行 PC網(wǎng)解碼。TP3067在一個芯片內(nèi)部集成了編碼電路和譯碼電路，是一個單路編譯碼器。其編碼速率為2

35、.048MHz,每一幀8位數(shù)據(jù)，采用8KHz幀同步信號。模擬信號在編碼電路中，經(jīng)過抽樣、量化、編碼， 最后得到PCM編碼信號。在單路編譯碼器中，經(jīng)變換后的PCM碼是在一個時隙中被發(fā)送出去的，在其他的時隙中編譯碼器是沒有輸出的，即對一個單路編譯碼器來說，它在一個PCM幀（32個時隙）里，只在一個特定的時隙中發(fā)送編碼信號。同樣，譯碼電路也只是在一個 特定的時隙（此時隙應(yīng)與發(fā)送碼數(shù)據(jù)的時隙相同，否則接收不到PCM編碼信號）里才從外部接收PCM編碼信號，然后再譯碼輸出。16技現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號源模塊、模擬信號數(shù)字化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

36、開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，再分別按下二個模塊中的相應(yīng)開關(guān)POWER 1POWER2對應(yīng)的發(fā)光二極管 LED01、LED02發(fā)光，按一下信號源模塊的復(fù)位鍵，三個 模塊均開始工作。(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、對任意頻率、幅度的模擬正弦信號脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)(1)將信號源模塊中 BC加分頻值(撥碼開關(guān) SW04SW05設(shè)置為0000000 0000001 , 模擬信號數(shù)字化模塊中撥碼開關(guān) S1設(shè)置為0000, “編碼幅度”電位器(標(biāo)號為 P02) 逆時針旋轉(zhuǎn)到頂。(2)信號源模塊產(chǎn)生一頻率為2KHz,峰-峰值約為2V的正弦模擬信號，由

37、“模擬輸出”端送入到模擬信號數(shù)字化模塊的“S-IN”端，再分別連接信號源模塊的信號輸出端“64K”、“8K”、“BS”與模擬信號數(shù)字化模塊的信號輸入端“CLKB-IN、“FRAMEB-N、“2048K-IN”。開電，觀察“PCMB-OUT端PCM碼。(因?yàn)槭菍﹄S機(jī)信號進(jìn)行編碼， 所以建議使用數(shù)字存儲示波器觀察。)(3)斷電，分別連接模擬信號數(shù)字化模塊上編譯碼時鐘信號“CLKB-IN”和“CLK2-IN ”，幀同步信號“ FRAMEB-IN和“ FRAME2-IM , PCM譯碼信號輸出點(diǎn)“ PCMB-OUT和 信號輸入點(diǎn)“PCM2-IN。開電，觀察并比較基帶模擬信號 “S-IN”和解調(diào)信號“J

38、PCM。(4)改變正弦模擬信號的幅度及頻率，觀察PCM編碼信號和解調(diào)信號隨之的波形變化情況，同時注意觀察滿載和過載時的脈沖幅度和解調(diào)信號波形，超過音頻信號頻帶范圍時的解調(diào)信號波形。4 、用模擬示波器定量觀察 PCWI位編碼實(shí)驗(yàn)(1)斷電，拆除所有信號連線，將撥碼開關(guān) S1設(shè)置為1111。(2)開電，觀察 2KHz基帶信號“ S-IN2、8KHz幀同步信號“ FRAMEB-IN、64KHz 編碼時鐘信號“ CLKB-IN”與PCM編碼信號“ PCMB-OUT的波形。調(diào)節(jié)“編碼幅度” 電位器，分析PCWI位編碼中極性碼、 段落碼與段內(nèi)碼隨基帶信號幅值大小的變化而 變化的情況。(3)斷電，分別連接信

39、號點(diǎn) “CLKB-IN 和“CLK2-IN， FRAMEB-IN 和“FRAME2-IN , “PCMB-OUT和“ PCM2-IN。開電，觀察并比較基帶模擬信號“ S-IN2 ”和解調(diào)信號 “JPCM 。注：實(shí)驗(yàn)完后務(wù)必將撥碼開關(guān)S1重新設(shè)置為0000。六、輸入、輸出點(diǎn)參考說明1、輸入點(diǎn)參考說明2048K-IN : 2.048MHz時鐘信號輸入點(diǎn)。S-IN :模擬信號輸入點(diǎn)(基帶信號)。CLKB-IN: PCM編碼64KHz時鐘信號輸入點(diǎn)。FRAMEB-IN PCM編碼8KHz幀同步信號輸入點(diǎn)。PCM2-IN:譯碼時的PC喇信號輸入點(diǎn)。CLK2-IN :PCMt碼64KHz時鐘信號輸入點(diǎn)。1

40、7現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書技FRAME2-IN PCM譯碼8KHz幀同步信號輸入點(diǎn)。2、輸出點(diǎn)參考說明S-IN2 : 2KHz 基帶信號測試點(diǎn)。PCMB-ODT PCM調(diào)制信號輸出點(diǎn)。JPCMPCMB調(diào)信號輸出點(diǎn)。七、實(shí)驗(yàn)報告要求1、分析脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)的基本工作原理，畫出其流程框圖，并解釋每一步的作用。 2、記錄實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3、回答實(shí)驗(yàn)思考題。八、實(shí)驗(yàn)思考題TP3067TP3067 PCM編碼器輸出的 PCM碼的速率是多少？在本實(shí)驗(yàn)中，為什么要給 提供2.048MHz的時鐘？18E5科技 liili現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)四碼型變換實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解幾種常見的數(shù)字基帶信

41、號。2、掌握常用數(shù)字基帶傳輸碼型的編碼規(guī)則。3、掌握用FPGA實(shí)現(xiàn)碼型變換的方法。、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碼時各碼型的波形。3、觀察HDB 3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) 過碼型反變換后的輸出波形。5、自行設(shè)計碼型變換電路，下載并觀察輸出波形。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、信號源模塊2、碼型變換模塊3、20M雙蹤示波器一臺4、頻率計（可選）一臺5、PC機(jī)（可選）一臺6

42、、連接線若干四、實(shí)驗(yàn)原理1、編碼規(guī)則（A）二元碼最簡單的二元碼中基帶信號的波形為矩形，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”，在整個碼元期間電平保持不變。例如：1 0 1 0 0 1 1 0十 E 0 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”時在整個碼元期間高電平 只持續(xù)一段時間，在碼元的其余時間內(nèi)則返回到零電平。換句話說，信號脈沖寬度小于碼元 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：E5科技 liili現(xiàn)代通信原理實(shí)

43、驗(yàn)指導(dǎo)書1 0 1 0 0 1 1 0口 n nBNRZ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：1 0 1 0 0 1 1 0+ E 0-E 一不難看出還應(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),它是對每個二進(jìn)制代碼分別利用兩個具

44、有兩個不同相位的二進(jìn)制新碼 去取代的碼；或者可以理解為用一個周期的方波表示“1”碼，用該方波的反相來表示“0”碼，其編碼規(guī)則之一是：0-01 (零相位的一個周期的方波)；1吁10 (兀相位的一個周期的方波)。例如：代碼： 1 1 0 0 1 0 1雙相碼：10 10 01 01 10 01 10BPH碼可以用單極性非歸零碼(NRZ)與位同步信號的模二和來產(chǎn)生。雙相碼的特點(diǎn)是 只使用兩個電平，而不像前面二種碼具有三個電平。這種碼既能提取足夠的定時分量，又 無直流漂移，編碼過程簡單。但這種碼的帶寬要寬些。CMI碼CMI碼的全稱是傳號反轉(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

45、：信息碼中的“ 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 1 0CMI 碼：11 00 01 11 01 01 00 01這種碼型有較多的電平躍變，因此，含有豐富的定時信息。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，在整個碼 元期間高電平或低電平只持續(xù)一段時間，在碼元的其余時間內(nèi)則返回到零電平。例如：現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書-E+ E0AMI碼AMI碼的全稱是傳號交替反轉(zhuǎn)碼，其編碼規(guī)則如下：信息碼中

46、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、一 1、，”。例如：代碼： 100 1 1000 1 1 1AMI 碼：+100 -1 +1000 -1 +1 -1AMI碼的主要特點(diǎn)是無直流成分，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。譯碼時只需把 AMI碼經(jīng)過全波整流就可以變?yōu)閱螛O性碼。由于其具有上述優(yōu)點(diǎn)，因此得 到了廣泛應(yīng)用。但該碼有一個重要缺點(diǎn)，即當(dāng)用它來獲取定時信息時，由于它可能出現(xiàn)長的 連0串，因而會造成提取定時信號的困難。 HDB3HDB3碼的全稱是三階高密度雙極性碼，其編碼規(guī)則如下：將4個連“ 0”信息碼用取代節(jié)“000V”或

47、“B00V”代替，當(dāng)兩個相鄰“V”碼中間有奇數(shù)個信息 “1”碼時取代節(jié)為“000V”; 有偶數(shù)個信息“ 1”碼（包括0個）時取代節(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柕摹?1”碼即“ +1”或“1”。例如：代碼：1000 0 1000 0 1 1 000 0 1 1HDB3 碼：-1000 -V +1000 +V -1 +1 -B00 -V +1 -1HDB3碼中“ 1”、“B”的符號符合交替反轉(zhuǎn)原則，而“ V”的符號破壞這種符號交替反轉(zhuǎn) 原則，但相鄰“ V”碼的符號又是交替反轉(zhuǎn)的。HDB3碼的特點(diǎn)是明顯的，它除了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)外，還

48、增加了使連0串減少到至多3個的優(yōu)點(diǎn)，而不管信息源的統(tǒng)計特性如何。這對于定時信號的恢復(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)電路只能對碼長為24位的周期性 NRZ碼序列進(jìn)行編碼。2、電路原理將信號源產(chǎn)生的 NRZ碼和位同步信號 BS送入U01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（因?yàn)?CPLD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分別輸出，再通過外加電路合成雙極性碼），如HDB3的正、負(fù)極性編碼信號送入U02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 HDB 3碼。解碼時同樣也需要

49、先將雙極性的HDB 3碼變換成分別代表正極性和負(fù)極性的兩路信號，再送入CPLD進(jìn)行解碼，得到 NRZ碼。其它雙極性碼的編、解碼過程相同。NRZ碼從信號源“ NRZ”點(diǎn)輸出的數(shù)字碼型即為 NRZ碼，其產(chǎn)生過程請參考信號源工作原理。 BRZ、 BNRZ 碼將NRZ碼和位同步信號 BS分別送入雙四路模擬開關(guān) U03的控制端作為控制信號， 在同 一時刻，NRZ碼和BS信號電平高低的不同組合（00、01、10、11）將控制U03分別接通不技現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書同的通道，輸出BRZ碼和BNRZ碼。X通道的4個輸入端X0、XX2、X3分別接一5V、GND、 + 5V、GND,在控制信號控制下輸出 BRZ碼

50、；Y通道的4個輸入端Y。、丫1、丫2、丫3分別接5V、 5V、+5V、+5V,在控制信號控制下輸出BNRZ碼。解碼時通過電壓比較器U07將雙極性的BRZ和BNRZ碼轉(zhuǎn)換為兩路單極性碼，即雙（極性）一單（極性）變換，再送入U01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，所以它的變換過程分成了兩個部分。首先，在U01中，將NRZ碼經(jīng)過一個時鐘為 BS的JK觸發(fā)器后，再與 NRZ信號相與后得到控制信號 AMIB ,該 信號

51、與NRZ碼作為控制信號送入單八路模擬開關(guān)U06的控制端，U06的輸出即為AMI碼。解碼過程與BNRZ碼一樣，也需先經(jīng)過雙一單變換，再送入 U01進(jìn)行解碼。HDB3碼HDB3碼的編、解碼框圖分別如圖9-1、9-2所示，其編、解碼過程與AMI碼相同，這里不再贅述。圖9-1 HDB3編碼原理框圖圖9-2 HDB3解碼原理框圖CMI碼由于是單極性波形，CMI碼的編解碼過程全部在 U01中完成，其編碼電路原理框圖如圖9-3所示：22現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書圖9-3 CMI編碼原理框圖五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將信號源模塊、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，打開主機(jī)箱右側(cè)的交流開關(guān)，

52、再分別按下兩個模塊中的開關(guān)POWER1、POWER2,對應(yīng)的發(fā)光二極管 LED01、LED02發(fā)光，按一下信號源模塊的復(fù)位鍵， 兩個模塊均開始工作。（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、將信號源模塊的撥碼開關(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，此時分頻比千位、十 位、個位均為0,百位為5,因此分頻比為500,此時位同步信號頻率應(yīng)為4KHz o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

53、，請按下復(fù)位鍵）RZ編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(guān)撥為10000000,則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為 RZ方式。b、將信號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，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀 察）BPH編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(guān)撥為01000000,則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為 BPH方式。b、將信號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，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)

54、觀察）CMI編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(guān)撥為00100000,則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為 CMI方式。b、將信號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，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù) 觀察）HDB3編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(guān)撥為00010000,則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為 HDB3方式。技現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書b、將信號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

55、正確，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù) 觀察）BRZ編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(guān)撥為 00001000,則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為 BRZ方式。b、將信號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，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）BNRZ編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(guān)撥為 00000100,則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為 BNRZ方式。b、將信號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

56、正確，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）AMI編碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(guān)撥為 00000010,則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為 AMI方式。b、將信號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，請按下復(fù)位鍵）RZ解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(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)

57、比較解碼信號與信號源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）BPH解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(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)比較解碼信號與信號源 的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）CMI解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(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

58、雙蹤狀態(tài)比較解碼信號與信號源 的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）HDB3解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(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。24技現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書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)比較解碼信號與信號源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）BRZ解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(guān)撥為00001000,則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為 BRZ方式。b、在BRZ編碼方

59、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”觀察 BRZ解碼。并將示波器設(shè)為雙蹤狀態(tài)比較解碼信號與信號源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）BNRZ解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(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)比較解碼信號與信號源的NRZ碼（如果

60、發(fā)現(xiàn)波形不正確，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）AMI解碼實(shí)驗(yàn)a、將“編碼方式選擇”撥碼開關(guān)撥為00000010,則編碼實(shí)驗(yàn)選擇為 AMI方式。b、在AMI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)比較解碼信號與信號源的NRZ碼（如果發(fā)現(xiàn)波形不正確，請按下復(fù)位鍵后繼續(xù)觀察）6、任意改變信號源模塊上的撥碼開關(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)參考說明1、輸入點(diǎn)說明BS:位同步信號輸入點(diǎn)。2BS:2倍位同步頻率方波信號輸入點(diǎn)