通信原理實驗談新權(quán)

12024/5/1通信原理實驗談新權(quán)系統(tǒng)框圖FSTABSSLAPCM-APCMAK’STBBSSLBPCM-BBSBKcos

ctPCM編碼PCM編碼

同步復(fù)接碼變換2PSK調(diào)制發(fā)濾波器信道cos

ctBKAKPCM收濾波器載波同步低通位同步抽樣判決碼反變換CPCPFSF1F2F1CPCPSRASRB

幀同步PCM譯碼PCM譯碼aabb信道編碼信道譯碼AK’延遲AKPCM/2DPSK數(shù)字電話系統(tǒng)框圖第2頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖中STA、STB分別為發(fā)端的兩路模擬話音信號，BS為時鐘信號，SLA、SLB為抽樣信號，F(xiàn)為幀同步碼，AK為絕對碼，BK為相對碼。在收端CP為位同步信號，F(xiàn)S為幀同步信號，F(xiàn)1、F2為兩個路同步信號，SRA、SRB為兩個PCM譯碼器輸出的模擬話音信號。第3頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖中發(fā)濾波器用來限制進入信道的信號帶寬，提高信道的頻帶利用率。收濾波器用來濾除帶外噪聲并與發(fā)濾波器、信道相配合滿足無碼間串?dāng)_條件。本實驗系統(tǒng)中省略了發(fā)濾波器、信道及收濾波器，信道編譯碼，而直接將2PSK調(diào)制器輸出信號連接到載波提取單元和相干解調(diào)單元。第4頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

普通語音信號的PCM信號是隨機信號，不適于用示波器觀察信號傳輸過程中的變化。故用24比特為一幀的周期信號取代實際的數(shù)字語音信號作為發(fā)端的AK信號，該周期信號由兩路數(shù)據(jù)（每路8比特）和7比特幀同步碼以及一未定義比特復(fù)接而成。在收端對兩路數(shù)據(jù)進行分接，形成兩路并行碼和兩路串行碼，發(fā)端的24比特信號可根據(jù)實驗需要任意設(shè)置。第5頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

由兩路實際的話音信號(或兩路正弦信號)形成的PCM時分復(fù)用信號則不再經(jīng)過調(diào)制、解調(diào)而直接送給PCM譯碼器，實驗者可以觀察到PCM話音（或正弦信號）波形、量化噪聲、過載噪聲，從而理解PCM編譯碼原理。

HDB3碼及AMI碼是基帶傳輸中的重要碼型，其編碼規(guī)律、位同步提取原理是課堂教學(xué)中的重點和難點，因此也是本實驗系統(tǒng)重點考慮的內(nèi)容。第6頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

通信原理教學(xué)實驗系統(tǒng)由下面十二個單元構(gòu)成：1.數(shù)字信源單元7.位同步單元2.HDB3編譯碼單元8.幀同步單元3.數(shù)字調(diào)制單元9.數(shù)字終端單元4.載波同步單元10.PCM編譯碼單元5.2DPSK解調(diào)單元11.兩人通話單元6.2FSK解調(diào)單元12．設(shè)計實驗?zāi)K第7頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第8頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

實驗一數(shù)字基帶信號一、實驗?zāi)康?/p>

1.了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點。

2.掌握AMI、HDB3碼的編碼規(guī)則。

3.掌握從HDB3碼信號中提取位同步信號的方法。

4.掌握集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。

5.了解HDB3（AMI）編譯碼集成電路CD22103。第9頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

二、實驗內(nèi)容

1.用示波器觀察單極性非歸零碼（NRZ）、傳號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI）、三階高密度雙極性碼（HDB3）、整流后的AMI碼及整流后的HDB3碼。

2.用示波器觀察從HDB3碼中和從AMI碼中提取位同步信號的有關(guān)波形。

3.用示波器觀察HDB3、AMI譯碼輸出波形。第10頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

三、基本原理本實驗使用數(shù)字信源模塊和HDB3編譯碼模塊。

1.數(shù)字信源本模塊是整個實驗系統(tǒng)的發(fā)終端，其原理方框圖如圖1-1所示。本單元產(chǎn)生NRZ信號，信號碼速率約為170.5KB，幀結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。幀長為24位，其中首位無定義，第2位到第8位是幀同步碼（7位巴克碼1110010），另外16位為2路數(shù)據(jù)信號，每路8位。第11頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

此NRZ信號為集中插入幀同步碼（即，每一幀的開頭插入一個固定的八位碼）時分復(fù)用信號，實驗電路中數(shù)據(jù)碼用紅色發(fā)光二極管指示，幀同步碼及無定義位用綠色發(fā)光二極管指示。發(fā)光二極管亮狀態(tài)表示1碼，熄狀態(tài)表示0碼。第12頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖1-1數(shù)字信源方框圖第13頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖1-2幀結(jié)構(gòu)第14頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖1-4分頻器輸出信號波形第15頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖1-5FS、NRZ-OUT波形第16頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖1-6HDB3編譯碼方框圖第17頁,共89頁，2024年2月25日，星期天圖1-8NRZ、AMI、HDB3關(guān)系圖第18頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

四.實驗步驟本實驗使用數(shù)字信源單元和HDB3編譯碼單元。

1.熟悉數(shù)字信源單元和HDB3編譯碼單元的工作原理。接好電源線。

2.用信源單元的FS作為示波器的外同步信號，示波器探頭的地端接在實驗板任何位置的GND點均可。

3.示波器的兩個通道探頭分別接信源單元的NRZ-OUT

和BS-OUT。打開電源開關(guān)。對照發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)，判斷數(shù)字信源單元是否已正常工作（1碼對應(yīng)的發(fā)光管亮，0碼對應(yīng)的發(fā)光管熄）；

第19頁,共89頁，2024年2月25日，星期天4.用開關(guān)K1產(chǎn)生代碼×1110010（×為任意代碼，1110010為7位幀同步碼），K2、K3產(chǎn)生任意信息代碼，觀察本實驗給定的集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號幀結(jié)構(gòu)，和NRZ碼特點。5.示波器的兩個探頭CH1和CH2分別接信源單元的NRZ-OUT和HDB3單元的AMI-HDB3，將信源單元的K1、K2、K3每一位都置1，觀察全1碼對應(yīng)的AMI碼（開關(guān)K4置于左方AMI端）波形和HDB3碼（開關(guān)K4置于右方HDB3端）波形。第20頁,共89頁，2024年2月25日，星期天6.再將K1、K2、K3置為全0，觀察全0碼對應(yīng)的

AMI碼和HDB3碼。觀察時應(yīng)注意AMI、HDB3碼的碼元都是占空比為0.5的雙極性歸零矩形脈沖。編碼輸出AMI-HDB3比信源輸入NRZ-OUT延遲了4個碼元。7.將K1、K2、K3置于

111100101000000011111110觀察并記錄對應(yīng)的AMI碼和HDB3碼。第21頁,共89頁，2024年2月25日，星期天8.將K1、K2、K3置于任意狀態(tài)，K4先置左方（AMI）端再置右方（HDB3）端，CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3單元的DET、BPF、BS-R和NRZ，觀察這些信號波形。觀察時應(yīng)注意：

HDB3單元的NRZ信號（譯碼輸出）滯后于信源模塊的NRZ-OUT信號（編碼輸入）8個碼元。

DET是占空比等于0.5的單極性歸零碼。第22頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

BPF信號是一個幅度和周期都不恒定的準(zhǔn)正弦信號，BS-R是一個周期基本恒定（等于一個碼元周期）的TTL電平信號。信源代碼連0個數(shù)越多，越難于從AMI碼中提取位同步信號，而HDB3碼則不存在這種問題。本實驗中若24位信源代碼中連零很多時，則難以從AMI碼中得到一個符合要求的穩(wěn)定的位同步信號，因此不能完成正確的譯碼（由于分離參數(shù)的影響，各實驗系統(tǒng)的現(xiàn)象可能略有不同。一般將信源代碼置成只有1個“1”碼的狀態(tài)來觀察譯碼輸出）。若24位信源代碼全為“0”碼，則更不可能從AMI信號（亦是全0信號）得到正確的位同步信號。第23頁,共89頁，2024年2月25日，星期天五.實驗報告要求

1.根據(jù)實驗觀察和紀(jì)錄回答：（1）不歸零碼和歸零碼的特點是什么？（2）與信源代碼中的“1”碼相對應(yīng)的AMI碼及HDB3碼是否一定相同？為什么？

2.設(shè)代碼為全1，全0及011100100000110000100000，給出AMI及HDB3碼的代碼和波形。第24頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

實驗二數(shù)字調(diào)制一.實驗?zāi)康?/p>

1.掌握絕對碼、相對碼概念及它們之間的變換關(guān)系。

2.掌握用鍵控法產(chǎn)生2ASK、2FSK、2DPSK信號的方法。

3.掌握相對碼波形與2PSK信號波形之間的關(guān)系、絕對碼波形與2DPSK信號波形之間的關(guān)系。

第25頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

二.實驗內(nèi)容

1.用示波器觀察絕對碼波形、相對碼波形。

2.用示波器觀察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信號波形。

第26頁,共89頁，2024年2月25日，星期天三.基本原理本實驗用到數(shù)字信源模塊和數(shù)字調(diào)制模塊。信源模塊向調(diào)制模塊提供數(shù)字基帶信號（NRZ碼）和位同步信號

BS（已在實驗電路板上連通，不必手工接線）。調(diào)制模塊將輸入的絕對碼AK（NRZ碼）變?yōu)橄鄬ΥaBK、用鍵控法產(chǎn)生2ASK、2FSK、2DPSK信號。數(shù)字調(diào)制單元的原理方框圖如圖2-1所示。第27頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖2-1數(shù)字調(diào)制方框圖第28頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

將晶振信號進行2分頻、濾波后，得到2ASK的載頻2.2165MHZ。放大器的發(fā)射極和集電極輸出兩個頻率相等、相位相反的信號，這兩個信號就是2PSK、2DPSK的兩個載波，2FSK信號的兩個載波頻率分別為晶振頻率的1/2和1/4，也是通過分頻和濾波得到的。下面重點介紹2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK波形與信息代碼的關(guān)系如圖2-3所示。第29頁,共89頁，2024年2月25日，星期天圖2-32PSK、2DPSK波形碼元寬度=1.5個載波周期第30頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

2DPSK信號的相位與信息代碼的關(guān)系是：碼元為“1”時，2DPSK信號的相位變化180

。碼元為“0”時,2DPSK信號的相位不變，可簡稱為“1變0不變”。應(yīng)該說明的是，此處所說的相位變或不變，是指將本碼元內(nèi)信號的初相與上一碼元內(nèi)信號的末相進行比較，而不是將相鄰碼元信號的初相進行比較。第31頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

實際工程中，2PSK或2DPSK信號載波頻率與碼速率之間可能是整數(shù)倍關(guān)系也可能是非整數(shù)倍關(guān)系。但不管是那種關(guān)系，上述結(jié)論總是成立的。本單元用碼變換——2PSK調(diào)制方法產(chǎn)生2DPSK信號，原理框圖及波形圖如圖2-4所示。第32頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

相對于絕對碼AK、2PSK調(diào)制器的輸出就是2DPSK信號，相對于相對碼、2PSK調(diào)制器的輸出是2PSK信號。圖中設(shè)碼元寬度等于載波周期，已調(diào)信號的相位變化與AK、BK的關(guān)系當(dāng)然也是符合上述規(guī)律的，即對于AK來說是“1變0不變”關(guān)系，對于BK來說是“異變同不變”關(guān)系，由AK到BK的變換也符合“1變0不變”規(guī)律。第33頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖2-4中調(diào)制后的信號波形也可能具有相反的相位，BK也可能具有相反的序列即00100，這取決于載波的參考相位以及異或門電路的初始狀態(tài)。

2DPSK通信系統(tǒng)可以克服上述2PSK系統(tǒng)的相位模糊現(xiàn)象，故實際通信中采用2DPSK而不用2PSK（多進制下亦如此，采用多進制差分相位調(diào)制MDPSK）。第34頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖2-42DPSK調(diào)制器第35頁,共89頁，2024年2月25日，星期天四.實驗步驟本實驗使用數(shù)字信源單元及數(shù)字調(diào)制單元。

1.熟悉數(shù)字調(diào)制單元的工作原理。接通電源，打開實驗箱電源開關(guān)。將數(shù)字調(diào)制單元單刀雙擲開關(guān)K7置于左方N

（NRZ）端。

2.用數(shù)字信源單元的FS信號作為示波器的外同步信號，示波器CH1接信源單元的(NRZ-OUT)AK（即調(diào)制器的輸入），CH2接數(shù)字調(diào)制單元的BK，信源單元的K1、

K2、K3置于任意狀態(tài)（非全0），觀察AK、BK波形，總結(jié)絕對碼至相對碼變換規(guī)律以及從相對碼至絕對碼的變換規(guī)律。第36頁,共89頁，2024年2月25日，星期天3.示波器CH1接2DPSK，CH2分別接AK及BK，觀察并總結(jié)2DPSK信號相位變化與絕對碼的關(guān)系、2DPSK信號相位變化與相對碼的關(guān)系（此關(guān)系即是2PSK信號相位變化與信源代碼的關(guān)系）。注意：2DPSK信號的幅度比較小，要調(diào)節(jié)示波器的幅度旋鈕，而且信號本身幅度可能不一致，但這并不影響信息的正確傳輸。第37頁,共89頁，2024年2月25日，星期天4.示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK；觀察這兩個信號與AK的關(guān)系（注意“1”碼與“0”碼對應(yīng)的2FSK信號幅度可能不相等，這對傳輸信息是沒有影響的）。第38頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

五.實驗報告要求

1.設(shè)絕對碼為全1、全0或10011010，求相對碼。

2.設(shè)相對碼為全1、全0或10011010，求絕對碼。

3.設(shè)信息代碼為10011010，假定載頻分別為碼元速率的1倍和1.5倍，畫出2DPSK及2PSK信號波形。

4.總結(jié)絕對碼至相對碼的變換規(guī)律、相對碼至絕對碼的變換規(guī)律并設(shè)計一個由相對碼至絕對碼的變換電路。

5.總結(jié)2DPSK信號的相位變化與信息代碼(即絕對碼)之間的關(guān)系以及2DPSK信號的相位變化與相對碼之間的關(guān)系（即2PSK的相位變化與信息代碼之間的關(guān)系）。第39頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

實驗3數(shù)字解調(diào)與眼圖實驗?zāi)康?/p>

1.掌握2DPSK相干解調(diào)原理。

2.掌握2FSK過零檢測解調(diào)原理。實驗內(nèi)容

1.用示波器觀察2DPSK相干解調(diào)器各點波形。

2.用示波器觀察2FSK過零檢測解調(diào)器各點波形。

3.用示波器觀察眼圖。第40頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

三.基本原理可用相干解調(diào)或差分相干解調(diào)法（相位比較法）解調(diào)2DPSK信號。在相位比較法中，要求載波頻率為碼速率的整數(shù)倍，當(dāng)此關(guān)系不能滿足時只能用相干解調(diào)法。本實驗系統(tǒng)中，2DPSK載波頻率等碼速率的

13倍，兩種解調(diào)方法都可用。第41頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

實際工程中相干解調(diào)法用得最多。2FSK信號的解調(diào)方法有：包絡(luò)括檢波法、相干解調(diào)法、鑒頻法、過零檢測法等。

本實驗采用相干解調(diào)法解調(diào)2DPSK信號、采用過零檢測法解調(diào)2FSK信號。圖4-1為兩個解調(diào)器的原理方框圖。第42頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖4-1數(shù)字解調(diào)方框圖(a)2DPSK相干解調(diào)（b）2FSK過零檢測解調(diào)第43頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖4-32DPSK相干解調(diào)波形示意圖第44頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖4-42FSK過零檢測解調(diào)器各點波形示意圖第45頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

四.實驗步驟本實驗使用數(shù)字信源單元、數(shù)字調(diào)制單元、載波同步單元、2DPSK解調(diào)單元及2FSK解調(diào)單元，它們之間的信號連結(jié)方式如圖4-5所示,其中實線是指已在電路板上布好的,

虛線是實驗中要手工連接的。實際通信系統(tǒng)中，解調(diào)器需要的位同步信號來自位同步提取單元。本實驗中尚未用位同步提取單元,所以位同步信號直接來自數(shù)字信源。在做

2DPSK解調(diào)實驗時，位同步信號送給2DPSK解調(diào)單元，做

2FSK解調(diào)實驗時則送到2FSK解調(diào)單元。第46頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖4-5數(shù)字解調(diào)實驗連接圖虛線-------手工連接第47頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

1.復(fù)習(xí)前面實驗的內(nèi)容并熟悉2DPSK解調(diào)單元及2FSK解調(diào)單元的工作原理，接通實驗箱電源。將數(shù)字調(diào)制單元單刀雙擲開關(guān)K7置于左方NRZ端。

2.檢查要用到的數(shù)字信源、數(shù)字調(diào)制及載波同步單元是否工作正常，保證載波同步單元處于穩(wěn)定的同步狀態(tài)?。〉?8頁,共89頁，2024年2月25日，星期天3.2DPSK解調(diào)實驗步驟（1）將數(shù)字信源單元的BS-OUT用連線連接到

2DPSK解調(diào)單元的BS-IN點,以信源單元的FS信號作為示波器外同步信號，將示波器的CH1接數(shù)字調(diào)制單元的BK，CH2（建議使用示波器探頭的x10衰減檔）接2DPSK解調(diào)單元的MU。MU與BK同相或反相，其波形應(yīng)接近圖4-3所示的理論波形。第49頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（2）示波器的CH2接2DPSK解調(diào)單元的LPF，可看到LPF與MU同相。當(dāng)一幀內(nèi)BK中“1”碼“0”

碼個數(shù)相同時，LPF的正、負極性信號電平與0電平對稱，否則不對稱。（3）示波器的CH1接VC，調(diào)節(jié)電位器R39，保證

VC處在0電平（當(dāng)BK中“1”與“0”等概時LPF的中值即為0電平），此即為抽樣判決器的最佳門限。第50頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（4）觀察數(shù)字調(diào)制單元的BK與2DPSK解調(diào)單元的MU、

LPF、BK之間的關(guān)系，再觀察數(shù)字信源單元中AK信號與2DPSK解調(diào)單元的MU、LPF、BK、AK-OUT信號之間的關(guān)系。（5）斷開、接通電源若干次，使發(fā)端CAR信號與載波同步

CAR-OUT信號的相位關(guān)系出現(xiàn)跳變，重新進行步驟（4）中的觀察。第51頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（6）將數(shù)字調(diào)制單元單刀雙擲開關(guān)K7置于右方（M序列）端，此時數(shù)字調(diào)制器輸入的基帶信號是偽隨機序列（本系統(tǒng)中是M序列）信號。用示波器觀察2DPSK解調(diào)單元LPF點，即可看到無噪聲狀態(tài)下的眼圖。第52頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

4.2FSK解調(diào)實驗將數(shù)字調(diào)制單元單刀雙擲開關(guān)K7還原置于左方NRZ

端。將數(shù)字信源單元的BS-OUT用信號連線接到2FSK解調(diào)單元的BS-IN點,示波器探頭CH1接數(shù)字信源單元中的AK，

CH2分別接2FSK解調(diào)單元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，觀察2FSK過零檢測解調(diào)器的解調(diào)過程（注意：低通及整形2都有倒相作用）。LPF的波形應(yīng)接近圖4-4所示的理論波形。第53頁,共89頁，2024年2月25日，星期天五.實驗報告要求1.設(shè)絕對碼為1001101，根據(jù)實驗觀察得到的規(guī)律，畫出如果相干載波頻率等于碼速率的1.5倍，在CAR-OUT與CAR

同相、反相時2DPSK相干解調(diào)MU、LPF、BS、BK、AK

波形示意圖，總結(jié)2DPSK克服相位模糊現(xiàn)象的機理。2.設(shè)信息代碼為1001101，2FSK的兩個載頻分別為碼速率的四倍和兩倍，根據(jù)實驗觀察得到的規(guī)律，畫出2FSK過零檢測解調(diào)器輸入的2FSK波形及FD、LPF、BS、AK波形（設(shè)低通濾波器及整形2都無倒相作用）。第54頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

實驗七時分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)一、實驗?zāi)康?/p>

1.掌握時分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的基本原理及數(shù)字信號傳輸過程。

2.掌握位同步信號抖動、幀同步信號錯位對數(shù)字信號傳輸?shù)挠绊憽?/p>

3.掌握位同步信號、幀同步信號在數(shù)字分接中的作用。第55頁,共89頁，2024年2月25日，星期天二、實驗內(nèi)容

1.用數(shù)字信源模塊、數(shù)字終端模塊、位同步模塊及幀同步模塊連成一個理想信道時分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)，使系統(tǒng)正常工作。

2.觀察位同步信號抖動對數(shù)字信號傳輸?shù)挠绊憽?/p>

3.觀察幀同步信號錯位對數(shù)字信號傳輸?shù)挠绊憽?/p>

4.用示波器觀察分接后的數(shù)據(jù)信號、用于數(shù)據(jù)分接的幀同步信號、位同步信號。第56頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

三、基本原理本實驗要使用數(shù)字終端模塊。數(shù)字終端模塊工作原理：原理框圖如圖7-1所示。它輸入單極性非歸零信號、位同步信號和幀同步信號，把兩路數(shù)據(jù)信號從時分復(fù)用信號中分離出來，輸出兩路串行數(shù)據(jù)信號和兩個8位的并行數(shù)據(jù)信號。兩個并行信號驅(qū)動16個發(fā)光二極管，左邊8個發(fā)光二極管顯示第一路數(shù)據(jù)，右邊8個發(fā)光二極管顯示第二路數(shù)據(jù)，二極管亮狀態(tài)表示“1”，熄滅狀態(tài)表示“0”。兩個串行數(shù)據(jù)信號碼速率為數(shù)字源輸出信號碼速率的1/3。第57頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖7-1數(shù)字終端原理方框圖第58頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖7-3變換后的信號波形第59頁,共89頁，2024年2月25日，星期天2.時分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)圖7-5為時分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)原理方框圖。復(fù)接器輸出時分復(fù)用單極性不歸零碼（NRZ碼），碼型變換器將NRZ碼變?yōu)檫m于信道傳輸?shù)膫鬏敶a（如HDB3碼等），發(fā)濾波器主要用來限制基帶信號頻帶，收濾器可以濾除一部分噪聲，同時與發(fā)濾波器、信道一起構(gòu)成無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性。復(fù)接器和分接器都需要位同步信號和幀同步信號。第60頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖7-5時分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)第61頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

本實驗中復(fù)接路數(shù)N=2，信道是理想的、即相當(dāng)于將發(fā)濾波器輸出信號無失真地傳輸?shù)绞諡V波器。為簡化實驗設(shè)備，收、發(fā)濾波器也被省略掉。本實驗的主要目的是掌握位同步信號及幀同步信號在數(shù)字基帶傳輸中的作用，故也可省略碼型變換和反變換單元。第62頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

四、實驗步驟本次實驗使用數(shù)字信源、位同步、幀同步、數(shù)字終端這四個單元。它們的信號連接關(guān)系如圖7-6所示，其中實線表示實驗板上已經(jīng)布好，虛線表示實驗中要手工連接的信號線（共四根）。

1.復(fù)習(xí)位同步、幀同步的實驗內(nèi)容并熟悉數(shù)字終端單元工作原理，按照圖7-6將這四個模塊連在一起，接通實驗箱電源。第63頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖7-6數(shù)字基帶系統(tǒng)連接圖第64頁,共89頁，2024年2月25日，星期天2.用示波器CH1觀察數(shù)字信源單元NRZ-OUT波形，判斷信源單元是否工作正常。

3.用示波器CH2觀察位同步單元BS-OUT，調(diào)節(jié)位同步單元的可變電容，使位同步信號BS-OUT對準(zhǔn)信源的NRZ

信號中間位置并且相位抖動最小。

4.將數(shù)字信源單元的K1置于

1110010，用示波器CH2觀察幀同步單元FS信號與信源NRZ信號的相位關(guān)系，判斷幀同步單元是否工作正常。第65頁,共89頁，2024年2月25日，星期天5.當(dāng)位同步單元、幀同步單元已正確地提取出位同步信號和幀同步信號時，通過發(fā)光二極管觀察兩路8bit數(shù)據(jù)已正確地傳輸?shù)绞战K端。

6.用示波器觀察分接出來的兩路8bit周期信號

D1(對應(yīng)位同步B1)和D2(對應(yīng)B2)。第66頁,共89頁，2024年2月25日，星期天7.觀察位同步抖動對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽Ｓ檬静ㄆ饔^察數(shù)字終端單元的D1或D2信號，然后緩慢調(diào)節(jié)位同步單元上的可變電容C2（增大位同步抖動范圍），觀察D1或D2信號波形變化情況和發(fā)光二極管的狀況（C2在某一范圍變化時，D1或D2無誤碼，C2變化太大時出現(xiàn)誤碼）。第67頁,共89頁，2024年2月25日，星期天8．觀察幀同步對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?。還原位同步單元到正確的狀態(tài)，將數(shù)字信源單元的K1置為1110010X，觀察數(shù)字終端分接出來的兩路信號和數(shù)字信源單元的對應(yīng)關(guān)系，分析原因。第68頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

五、實驗報告要求

1.本實驗系統(tǒng)中，為什么位同步信號在一定范圍內(nèi)抖動時并不發(fā)生誤碼？位同步信號的這個抖動范圍大概為多少？在圖7-5所示的實際通信系統(tǒng)中是否也存在此現(xiàn)象？為什么。

2.幀同步信號在對復(fù)用數(shù)據(jù)進行分接時起何作用，用實驗結(jié)果加以說明。

3.分析數(shù)字終端模塊中串/并變換和并/串變換電路的工作原理。第69頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

實驗八時分復(fù)用2DPSK、2FSK通信系統(tǒng)一、實驗?zāi)康?/p>

1.掌握時分復(fù)用2DPSK通信系統(tǒng)的基本原理及數(shù)字信號的傳輸過程。

2.掌握時分復(fù)用2FSK通信系統(tǒng)的基本原理及數(shù)字信號的傳輸過程。第70頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

二、實驗內(nèi)容

1.用數(shù)字信源、數(shù)字終端、數(shù)字調(diào)制、2DPSK解調(diào)、載波同步、位同步及幀同步等七個模塊構(gòu)一個理想信道時分復(fù)用2DPSK通信系統(tǒng)并使之正常工作。

2.用數(shù)字信源、數(shù)字終端、數(shù)字調(diào)制、2FSK解調(diào)、位同步及幀同步等六個模塊，構(gòu)成一個理想信道時分復(fù)用2FSK通信系統(tǒng)并使之正常工作。第71頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

三、基本原理圖8-1給出了傳輸兩路數(shù)字信號的時分復(fù)用2DPSK通信系統(tǒng)原理框圖（2FSK通信系統(tǒng)與此類似）。圖中m(t)為時分復(fù)用數(shù)字基帶信號，為NRZ碼，發(fā)濾波器及收濾波器的作用與基帶系統(tǒng)相同。本實驗假設(shè)信道是理想的，收、發(fā)端都無帶通濾波器。m(t)由數(shù)字信源提供，即為NRZ信號。第72頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

圖8-12DPSK時分復(fù)用通信系統(tǒng)第73頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

四、實驗步驟

1.擬定詳細的2DPSK系統(tǒng)及2FSK系統(tǒng)各模塊之間的信號連接方案。

2DPSK系統(tǒng)中包括數(shù)字信源、數(shù)字調(diào)制、載波同步、2DPSK解調(diào)、位同步、幀同步及數(shù)字終端等七個單元。2FSK系統(tǒng)中無載波同步單元，將2DPSK解調(diào)單元改為2FSK解調(diào)單元，其它單元與2DPSK系統(tǒng)相同。在系統(tǒng)連接時位同步單元的輸入信號S-IN應(yīng)為解調(diào)器的CM信號，第74頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

而幀同步單元和終端單元的輸入信號S-IN應(yīng)來自解調(diào)器的AK-OUT點，其它信號的連接方式參考前面幾個實驗中的介紹和圖示（注意：圖示標(biāo)明的有些連接已經(jīng)布在電路板，不要重復(fù)接線）。2.進行2DPSK通信系統(tǒng)實驗。按擬定的系統(tǒng)方案連好接線，接通實驗箱電源，數(shù)字調(diào)制單元單刀雙擲開關(guān)K7應(yīng)置于左方NRZ端。第75頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

調(diào)整需要調(diào)節(jié)的電位器及可變電容，使信源的兩路數(shù)據(jù)正確地傳輸?shù)浇K端。

3.進行2FSK通信系統(tǒng)實驗。使信源的兩路數(shù)據(jù)正確地傳輸?shù)浇K端。第76頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

五、實驗報告要求1.畫出2DPSK系統(tǒng)七個單元全部信號連接圖，標(biāo)出手工接線（提示：共五根）。

2.位同步信號的上升沿為什么要處于2DPSK解調(diào)器或2FSK解調(diào)器的低通濾波器輸出信號的碼元中心？

3.做此實驗時遇到過哪些問題，是如何解決的？

4.2DPSK系統(tǒng)中，若不能正確傳輸兩路數(shù)據(jù)，排除故障的最優(yōu)步驟是什么？第77頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

實驗九PCM編譯碼一、實驗?zāi)康?/p>

1.掌握PCM編譯碼原理。

2.掌握PCM基帶信號的形成過程及分接過程。

3.掌握語音信號PCM編譯碼系統(tǒng)的動態(tài)范圍和頻率特性的定義及測量方法。第78頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

二、實驗內(nèi)容

1.用示波器觀察兩路音頻信號的編碼結(jié)果，觀察PCM基群信號。

2.改變音頻信號的幅度，觀察和測試譯碼器輸出信號的信噪比變化情況。

3.改變音頻信號的頻率，觀察和測試譯碼器輸出信號幅度變化情況。第79頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

三、基本原理

1.點到點PCM多路電話通信原理脈沖編碼調(diào)制(PCM)技術(shù)與增量調(diào)制(ΔM)技術(shù)已經(jīng)在數(shù)字通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)信道噪聲比較小時一般用PCM，否則一般用ΔM。目前速率在155MB以下的準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)中，國際上存在A解和μ律兩種PCM編譯碼標(biāo)準(zhǔn)系列，在155MB以上的同步數(shù)字系列(SDH)中，將這兩個系列統(tǒng)一起來，在同一個等級上兩個系列的碼速率相同。第80頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

點到點PCM多路電話通信原理可用圖9-1表示。對于基帶通信系統(tǒng)，廣義信道包括傳輸媒質(zhì)、收濾波器、發(fā)濾波器等。對于頻帶系統(tǒng)，廣義信道包括傳輸媒質(zhì)、調(diào)制器、解調(diào)器、發(fā)濾波器、收濾波器等。第81頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

本實驗?zāi)K可以傳輸兩路話音信號。采用TP3057編譯器，它包括了圖9-1中的收、發(fā)低通濾波器及PCM編譯碼器。編碼器輸入信號可以是本實驗?zāi)K內(nèi)部產(chǎn)生的正弦信號，也可以是外部信號源的正弦信號或電話信號。本實驗?zāi)K中不含電話機和混合電路，廣義信道是理想的，即將