肇慶學(xué)院光機(jī)電一體化綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心實(shí)驗(yàn)教材...

1、前言肇慶學(xué)院光機(jī)電一體化綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心實(shí)驗(yàn)教材之十三通 信 原 理實(shí) 驗(yàn) 教 程 肇慶學(xué)院電子信息與機(jī)電工程學(xué)院 編二00八年九月63前言前言通信原理是通信工程、信息工程、網(wǎng)絡(luò)工程、信息對(duì)抗等電子信息類專業(yè)的一門重要理論課程。它是一般專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的橋梁，承擔(dān)著從一般基礎(chǔ)理論到實(shí)踐應(yīng)用、從獨(dú)立電路功能到系統(tǒng)的重要過渡。現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，學(xué)習(xí)通信專業(yè)知識(shí)的學(xué)生和科技人員不但需要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論，而且需要學(xué)習(xí)與了解更多的現(xiàn)代通信技術(shù)理論，并將理論與實(shí)踐相結(jié)合。理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)是現(xiàn)代高等教育的兩個(gè)重要組成部分，實(shí)驗(yàn)課是整個(gè)教學(xué)過程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。本書作為現(xiàn)代通信原

2、理實(shí)驗(yàn)課程的配套教材，旨在讓讀者了解常見的通信系統(tǒng)，加深對(duì)現(xiàn)代通信的理解，培養(yǎng)獨(dú)立解決問題的能力，特意精選了鎖相環(huán)、FM調(diào)制解調(diào)、脈沖編碼調(diào)制(PCM)、AMI/HDB3編譯碼、FSK調(diào)制解調(diào)、2DPSK調(diào)制解調(diào)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，同時(shí)選擇 AM調(diào)制系統(tǒng)、二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）、二進(jìn)制幅度鍵控（2ASK）、二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）、二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）、脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)、眼圖的Systemview仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這些實(shí)驗(yàn)過程中所用到的主要電路由現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)室自主設(shè)計(jì)制作，采用集成IC純硬件模塊化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，這樣的電路具有系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理、成本低廉，主要電氣指標(biāo)良好，性能穩(wěn)定可靠

3、，能反映當(dāng)今通信技術(shù)的發(fā)展方向，操作使用方便，有較強(qiáng)的系統(tǒng)性。本書由陳英俊、吳海濤老師編寫，由于編者水平有限，書中錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)廣大讀者不吝賜教。作者2008年 10月于肇慶學(xué)院通信原理實(shí)驗(yàn)教程目 錄實(shí)驗(yàn)一 鎖相環(huán)基本實(shí)驗(yàn) 1實(shí)驗(yàn)二 FM調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn) 6實(shí)驗(yàn)三 脈沖編碼調(diào)制(PCM)實(shí)驗(yàn) 9實(shí)驗(yàn)四 AMI/HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn) 13實(shí)驗(yàn)五 FSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn) 17實(shí)驗(yàn)六 2DPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn) 19實(shí)驗(yàn)七 AM調(diào)制系統(tǒng)的Systemview仿真 24實(shí)驗(yàn)八 進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）的Systemview仿真 27實(shí)驗(yàn)九 二進(jìn)制幅度鍵控（2ASK） 30實(shí)驗(yàn)十 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）

4、的Systemview仿真 33實(shí)驗(yàn)十一 二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）的Systemview仿真 36實(shí)驗(yàn)十二 脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)的Systemview仿真 40實(shí)驗(yàn)十三 眼圖的Systemview仿真 43附 錄 SystemView及其操作簡(jiǎn)介 46參考文獻(xiàn) 60實(shí)驗(yàn)一 鎖相環(huán)基本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 鎖相環(huán)基本實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉數(shù)字鎖相環(huán)CD4046、模擬高頻鎖相環(huán)NE564芯片的使用方法及工作原理。2.熟悉并觀察鎖相環(huán)環(huán)路的鎖定狀態(tài)、失鎖狀態(tài)。3.掌握VCO中心頻率、同步帶、捕捉帶的測(cè)量原理及方法。4.熟悉定時(shí)電容及環(huán)路濾波的作用及參數(shù)選擇。二、實(shí)驗(yàn)工作原理在實(shí)驗(yàn)之前，首先對(duì)本實(shí)驗(yàn)電路中使用的

5、鎖相環(huán)CD4046芯片、NE564芯片作一介紹：（一）數(shù)字鎖相環(huán)CD4046CD4046是低功耗CMOS型、多功能數(shù)字環(huán)。主要參數(shù)如下：（1）工作電壓3V18V；（2）靜態(tài)工作電流（15端開路）10uA；（3）最高工作頻率為 1.2MHZ；（4）穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓4.45V6.15V。它含有兩個(gè)相位比較器PCI與PCII。PCI要求輸入信號(hào)為方波，PCII則無此要求，有一個(gè)壓控（頻率）振蕩器VCO。在兩個(gè)相位比較器的輸入端有一個(gè)前置放大器，可把100mV的微弱信號(hào)變?yōu)闈M電平的方波脈沖。A2是低濾波器輸出緩沖放大器。CD4046采用16線雙列直插式封裝，各管腳排列及功能如圖1、表1所示：1引腳功能說

6、明圖1 CD4046引腳圖表1 CD4046引腳功能2. 數(shù)字鎖相環(huán)CD4046功能框圖 鎖相環(huán)CD4046功能框圖如圖2所示。 圖2 鎖相環(huán)CD4046功能框圖CD4046工作原理如下：輸入信號(hào)Ui從14腳輸入后，經(jīng)放大器A1進(jìn)行放大、整形后加到相位比較器、的輸入端，圖2開關(guān)K撥至2腳，則比較器將從3腳輸入的比較信號(hào)Uo與輸入信號(hào)Ui作相位比較，從相位比較器輸出的誤差電壓U則反映出兩者的相位差。U經(jīng)R3、R4及C2濾波后得到一控制電壓Ud加至壓控振蕩器VCO的輸入端9腳，調(diào)整VCO的振蕩頻率f2，使f2迅速逼近信號(hào)頻率f1。VCO的輸出又經(jīng)除法器再進(jìn)入相位比較器，繼續(xù)與Ui進(jìn)行相位比較，最后

7、使得f2f1，兩者的相位差為一定值，實(shí)現(xiàn)了相位鎖定。若開關(guān)K撥至13腳，則相位比較器工作，過程與上述相同，不再贅述。（二）模擬鎖相環(huán)NE564單片集成鎖相環(huán)NE564是工作頻率可到50MHz的超高頻通用集成鎖相環(huán)路。除了鎖相環(huán)路的基本部件：鑒相器、壓控振蕩器、放大器和低通濾波器之外，電路中還有一個(gè)輸入信號(hào)限幅器、一個(gè)直流恢復(fù)器和一個(gè)施密特觸發(fā)器。它只需外界環(huán)路濾波器及定時(shí)電容等少數(shù)元器件即可構(gòu)成一個(gè)效果很好的限幅鑒頻器。NE564 的主要參數(shù)如下：NE564 的最高工作頻率為50MHz，最大鎖定范圍達(dá)±12% f0 ，輸入阻抗大于50k，電源工作電壓512V，典型工作電壓為5V，典型

8、工作電流為60mA，最大允許功耗為40mV；在頻偏為±10%，中心頻率為5MHz 時(shí)，解調(diào)輸出電壓可達(dá)140 p p mV 。輸入信號(hào)為有效值大于或等于200 Rms mV。1. 引腳分布說明圖3 NE564引腳圖2. 模擬鎖相環(huán)NE564功能框圖圖4 鎖相環(huán)NE564功能框圖LIMITER為限幅器，可抑制FM調(diào)頻信號(hào)的寄生調(diào)幅；PHASE COMPARATOR為相位比較器（鑒相器），內(nèi)部含有限幅放大器，以提高對(duì)AM調(diào)幅信號(hào)的抗干擾能力；4、5腳一般外接電容組成低通濾波器，用來濾掉比較器輸出的直流誤差電壓中的紋波；2腳用來外接輸入電流源，通過改變輸入電流可改變環(huán)路增益；VCO為壓控振

9、蕩器，內(nèi)部已經(jīng)接有固定電阻（R=100歐），只要在外面12，13腳之間外接定時(shí)電容即可產(chǎn)生振蕩。DC RETRIEVER為增益跨導(dǎo)放大器，SCHMITT TRIGGER為施密特觸發(fā)器，它們二者構(gòu)成了后置鑒相器，其中放大器提供解調(diào)FSK信號(hào)時(shí)的補(bǔ)償直流電平或者用作線性解調(diào)FM信號(hào)時(shí)的后置鑒相濾波器；施密特觸發(fā)器的回差電壓可通過腳15外接直流電壓進(jìn)行調(diào)整，以消除輸出信號(hào)的相位抖動(dòng)。（三）鎖相環(huán)（PLL）基本原理1. 鎖相環(huán)的基本組成圖5是鎖相環(huán)的基本組成框圖，它主要由鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LF）和壓控振蕩器（VCO）組成。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中采用4046 集成電路鎖相環(huán)，該芯片包含鑒相器（PD）、壓

10、控振蕩器電路兩部分，而環(huán)路濾波器（LF）由外接阻容元件構(gòu)成。掌握這些部件的作用，工作原理和其特性的測(cè)試方法是分析和掌握鎖相環(huán)的基礎(chǔ)。圖5 基本鎖相環(huán)組成框圖鑒相器的輸出信號(hào) 是輸入信號(hào) 和壓控振蕩器輸出信號(hào) 之間相位差的函數(shù)。 經(jīng)環(huán)路濾波器濾波（也可能包括放大），濾除高頻分量后，成為壓控振蕩器的控制電壓 。在 的作用下，壓控振蕩器輸出信號(hào)的頻率將發(fā)生相應(yīng)變化并反饋到鑒相器，最后進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。2. 鎖相環(huán)的同步與捕捉鎖相環(huán)的輸出頻率（或VCO的頻率）o能跟蹤輸入頻率i的工作狀態(tài)，稱為同步狀態(tài)，在同步狀態(tài)下，始終有o = i。在鎖相環(huán)保持同步的條件下，輸入頻率i的最大變化范圍，稱為同步帶寬，用DH

11、 表示。超出此范圍，環(huán)路則失鎖。失鎖時(shí)，o¹i，如果從兩個(gè)方向設(shè)法改變i，使i向o靠攏，進(jìn)而使Do =（io）¯，當(dāng)o小到某一數(shù)值時(shí)，環(huán)路則從失鎖進(jìn)入鎖定狀態(tài)。這個(gè)使PLL經(jīng)過頻率牽引最終導(dǎo)致入鎖的頻率范圍稱為捕捉帶Dp。同步帶DH，捕捉帶Dp 和VCO 中心頻率o的 關(guān)系如圖6。f4f3f2f1圖6 同步帶DH，捕捉帶Dp 和VCO中心頻率o的關(guān)系（四）實(shí)驗(yàn)電路的工作原理(b) 鎖相環(huán)NE564（a）鎖相環(huán)CD4046圖7 鎖相環(huán)基本實(shí)驗(yàn)電路原理圖本實(shí)驗(yàn)中，我們主要測(cè)量數(shù)字鎖相環(huán)CD4046 VCO的中心頻率f0及同步帶、捕捉帶的范圍。電路如圖7(a)所示。1.中心頻率f

12、0的測(cè)量方法測(cè)量中心頻率f0的方法有兩種：一是輸入信號(hào)斷開，即無輸入信號(hào)時(shí)，低通濾波器9腳連至相位比較器PCI的輸出端2腳，VCO的輸出端4腳連至相位比較器PCI的輸入端3腳，即可使VCO振蕩在中心頻率f0上。另一種方法是：直接在9腳加2.5V(Vcc/2),也可使VCO振蕩在中心頻率f0上。2. 環(huán)路的同步帶與捕捉帶測(cè)量方法實(shí)驗(yàn)方法：電路連接好后，測(cè)量完中心頻率f0后，將鎖相環(huán)鎖定在256KHz。 慢慢增加輸入信號(hào)fi 的頻率（調(diào)節(jié)標(biāo)號(hào)為“頻率細(xì)調(diào)”的電位器），直至環(huán)路失鎖時(shí)頻率為f1，此時(shí)f1 為同步帶的最高頻率。 慢慢減小輸入信號(hào)fi 的頻率，直至環(huán)路鎖定時(shí)頻率為f2，此時(shí)f2 為捕捉帶

13、的最高頻率。 繼續(xù)減小輸入信號(hào)fi 的頻率，直至環(huán)路再次失鎖時(shí)頻率為f3，此時(shí)f3 為同步帶的最低頻率。 慢慢增加輸入信號(hào)fi 的頻率，直至環(huán)路再次鎖定時(shí)頻率為f4，此時(shí)f4 為捕捉帶的最低頻率。注意：（1）當(dāng)信號(hào)源頻率遠(yuǎn)大于（高端）或遠(yuǎn)小于（低端）的中心頻率時(shí)，fi波形還保持穩(wěn)定清晰，但fo不能保持穩(wěn)定清晰，這就是失鎖。(2) 由于我們用的是PD1，是異或門相鑒器，當(dāng)fi和fo為分?jǐn)?shù)倍數(shù)關(guān)系時(shí)，也可能出現(xiàn)兩個(gè)穩(wěn)定的波形，這種情況應(yīng)認(rèn)為是“失鎖”。只有出現(xiàn)兩個(gè)同頻的穩(wěn)定波形時(shí)才認(rèn)為是“鎖定”。三、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）取出“鎖相環(huán)基本實(shí)驗(yàn)”模塊，插在實(shí)驗(yàn)箱上固定。（2）連線。首先將“+5V”、“+5

14、V”連接到實(shí)驗(yàn)板，注意不要接反。然后將由信號(hào)源產(chǎn)生的256K左右的方波接到實(shí)驗(yàn)?zāi)K的“信號(hào)輸入”，然后再按照上述所講的測(cè)量方法把相應(yīng)點(diǎn)相連，最后將實(shí)驗(yàn)板上的“GND”與實(shí)驗(yàn)箱主板“GND”相連。 （3）插上電源線，按下電源開關(guān)，使之處于“開”，船形開關(guān)亮，然后測(cè)量各點(diǎn)波形。 （4）改變輸入方波的頻率，用示波器觀察鎖定、失鎖波形變化。四、測(cè)量點(diǎn)說明1.VCO中心頻率f0輸出：在定時(shí)電容選擇確定后（實(shí)驗(yàn)中固定為181pf）的輸出波形。2.信號(hào)輸入：方波信號(hào)為100500KHz。(實(shí)驗(yàn)中選擇此頻段，不用換頻段，易于觀察鎖定、失鎖波形變化)。3. 鎖相輸出： VCO輸出的鎖相信號(hào)波形。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

15、 1根據(jù)所觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及步驟分析鎖相環(huán)工作原理？2CD4046的VCO中心頻率測(cè)量方法有哪兩種？寫出步驟及相應(yīng)連線方式。3記錄同步帶、捕捉帶頻率范圍，參照CD4046手冊(cè)（datasheet）中相應(yīng)公式，根據(jù)實(shí)驗(yàn)板電路，代入相關(guān)參數(shù)計(jì)算并分析誤差。4. 有興趣的同學(xué)可參照CD4046有關(guān)測(cè)量方法及原理，自己測(cè)量一下NE564的相關(guān)參數(shù)。5. 寫出本次實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)，以及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有何改進(jìn)意見。實(shí)驗(yàn)二 FM調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二 FM調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.加深對(duì)FM調(diào)制解調(diào)工作過程的理解。2.熟悉鎖相環(huán)CD4046的使用方法,驗(yàn)證FM調(diào)制解調(diào)原理。3.觀察FM調(diào)制解調(diào)電路的測(cè)量點(diǎn)波形。二、實(shí)

16、驗(yàn)工作原理在分析FM調(diào)制解調(diào)原理之前，首先對(duì)本實(shí)驗(yàn)電路中使用的鎖相環(huán)CD4046芯片作一介紹：（一）鎖相環(huán)CD4046CD4046是低功耗CMOS型、多功能數(shù)字環(huán)。主要參數(shù)如下：（1）工作電壓3V18V；（2）靜態(tài)工作電流（15端開路）10uA；（3）最高工作頻率為 1.2MHZ；（4）穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓4.45V6.15V。它含有兩個(gè)相位比較器PCI與PCII。PCI要求輸入信號(hào)為方波，PCII則無此要求，有一個(gè)壓控（頻率）振蕩器VCO。在兩個(gè)相位比較器的輸入端有一個(gè)前置放大器，可把100mV的微弱信號(hào)變?yōu)闈M電平的方波脈沖。A2是低濾波器輸出緩沖放大器。CD4046采用16線雙列直插式封裝，各管

17、腳排列及功能如圖1、表1所示：1.引腳功能說明圖1 CD4046引腳圖表1 CD4046引腳功能2. 鎖相環(huán)CD4046功能框圖 鎖相環(huán)CD4046功能框圖如圖2所示。 圖2 鎖相環(huán)CD4046功能框圖CD4046工作原理如下：輸入信號(hào)Ui從14腳輸入后，經(jīng)放大器A1進(jìn)行放大、整形后加到相位比較器、的輸入端，圖2開關(guān)K撥至2腳，則比較器將從3腳輸入的比較信號(hào)Uo與輸入信號(hào)Ui作相位比較，從相位比較器輸出的誤差電壓U則反映出兩者的相位差。U經(jīng)R3、R4及C2濾波后得到一控制電壓Ud加至壓控振蕩器VCO的輸入端9腳，調(diào)整VCO的振蕩頻率f2，使f2迅速逼近信號(hào)頻率f1。VCO的輸出又經(jīng)除法器再進(jìn)入

18、相位比較器，繼續(xù)與Ui進(jìn)行相位比較，最后使得f2f1，兩者的相位差為一定值，實(shí)現(xiàn)了相位鎖定。若開關(guān)K撥至13腳，則相位比較器工作，過程與上述相同，不再贅述。（二）實(shí)驗(yàn)電路的工作原理(b)解調(diào)（a）調(diào)制圖3 FM調(diào)制解調(diào)電路原理圖本實(shí)驗(yàn)中，采用直接調(diào)頻法，即把輸入的1KHz正弦波直接加在CD4046的VCO輸入端9腳，從4腳可輸出受輸入信號(hào)調(diào)制的調(diào)頻信號(hào)。電路如圖3(a)所示，由于調(diào)頻時(shí)要求VCO有一定的頻率范圍（頻偏），所以不用R2收縮頻帶，即R2為無窮大（12腳空置）僅用R1和C1確定VCO的中心頻率f0即可。當(dāng)從14腳輸入被正弦信號(hào)調(diào)制的（中心頻率與CD4046的VCO的中心頻率相同）調(diào)頻

19、信號(hào)，則相位比較器輸出端將輸出一個(gè)與正弦信號(hào)具有相同變化頻率的包絡(luò)信號(hào)，經(jīng)低通濾波器濾去載波后，即剩下調(diào)頻信號(hào)解調(diào)后的正弦信號(hào)了。一般使用PCI，這時(shí)僅由R1和 C1確定VCO的中心頻率f0，而不用R2來收縮頻率范圍（其為無窮大）。三、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）取出“FM調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)”模塊，插在實(shí)驗(yàn)箱上固定。（2）連線。首先將“+5V”、“+5V”連接到實(shí)驗(yàn)板，注意不要接反。然后將由信號(hào)源產(chǎn)生的1K左右的正弦波接到實(shí)驗(yàn)?zāi)K的“信號(hào)輸入”，然后再將“FM調(diào)制輸出”與“FM調(diào)制輸入”相連，最后將實(shí)驗(yàn)板上的“GND”與實(shí)驗(yàn)箱主板“GND”相連。 （3）插上電源線，按下電源開關(guān)，使之處于“開”，船形開關(guān)亮，然后

20、測(cè)量各點(diǎn)波形。 （4）改變輸入正弦波的頻率，觀察波形變化。四、測(cè)量點(diǎn)說明1信號(hào)輸入：正弦信號(hào)為1KHz左右。2FM調(diào)制輸出：正弦信號(hào)控制VCO輸出的FM已調(diào)信號(hào)波形。3FM解調(diào)輸出：經(jīng)過CD4046解調(diào)后的輸出波形。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)所觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析FM調(diào)制解調(diào)原理？2CD4046的VCO中心頻率受哪些因素影響，如何確定中心頻率？3當(dāng)輸入正弦信號(hào)的頻率大于或小于一定范圍時(shí)，分析波形失真的原因。4. 寫出本次實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)，以及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有何改進(jìn)意見。實(shí)驗(yàn)三 脈沖編碼調(diào)制（PCM）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三 脈沖編碼調(diào)制(PCM)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.加深對(duì)PCM編碼工作過程的理解。2.掌握PCM編、譯碼

21、的時(shí)序關(guān)系。3.熟悉PCM編、譯碼專用集成芯片的使用方法及其要求,驗(yàn)證PCM編譯碼原理。4.觀察PCM編譯碼電路的測(cè)量點(diǎn)波形。二、實(shí)驗(yàn)工作原理在分析PCM編譯碼工作原理之前，鑒于我國采用的是A律量化特性，因此，首先對(duì)本實(shí)驗(yàn)電路中使用的專用集成電路TP3067芯片作一介紹：（一）PCM專用集成電路TP30671.引腳功能說明引腳功能說明見下表1圖1 TP3067引腳圖引腳號(hào)符 號(hào)功 能1VPO+接收功率放大器非倒相輸出2GNDA模擬地3VPO-接收功率放大器倒相輸出4VPI接收功率放大器倒相輸入5VFRO接收濾波器的模擬輸出6VCC正電源引腳，Vcc=+5V±5 7FSR接收的幀同步脈

22、沖，它啟動(dòng)BCLKR， 于是PCM數(shù)據(jù)移入Dr，F(xiàn)SR為8KHz脈沖序列。8Dr接收幀數(shù)據(jù)輸入，PCM數(shù)據(jù)隨著FSR前沿移入Dr。9BCLKRCLKSEL在FSR的前沿后把數(shù)據(jù)移入Dr的位時(shí)鐘，其頻率可從64KHz到2.048MHz。另一方面它也可能是一個(gè)邏輯輸入，以此為在同步模式中的主時(shí)鐘選擇頻率1.536MHz/1.544MHz或2.048MHz。BCLKR 用在發(fā)送和接收兩個(gè)方向。10MCLKR/PDN接收主時(shí)鐘。其頻率可以為1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。它允許與MCLKx異步，但為了獲得最佳性能應(yīng)當(dāng)與MCLKx同步，當(dāng)MCLKR連續(xù)聯(lián)在低電位時(shí)，MCLKx被選用

23、為所有內(nèi)部定時(shí)，當(dāng)MCLKR連續(xù)工作在高電位時(shí)，器件就處于掉電模式。11MCLKx發(fā)送主時(shí)鐘，其頻率可以是1.536MHz，1.544MHz或2.048MHz，它允許與MCLKR異步，同步工作能實(shí)現(xiàn)最佳性能。12BCLKx把PCM數(shù)據(jù)從Dx上移出的位時(shí)鐘，其頻率可從64KHz變至2.048MHz，但必須與MCLKx同步。13Dx由FSx啟動(dòng)的三態(tài)PCM數(shù)據(jù)輸出14FSx發(fā)送幀同步脈沖輸入，它啟動(dòng)BCLKx，并使Dx上PCM數(shù)據(jù)移出。15TSx開漏輸出，在編碼器時(shí)隙內(nèi)為低電平脈沖。16ANLB模擬環(huán)回路控制輸入，在正常工作時(shí)必須置為邏輯“0”，當(dāng)拉到邏輯“1”時(shí)，發(fā)送濾波器和發(fā)送前置放大器輸出的

24、連接線被斷開，而改為和接收功率放大器的VPO+輸出連接。17GSx發(fā)送輸入放大器的模擬輸出。用來在外部調(diào)節(jié)增益。18VFxI-發(fā)送輸入放大器的倒相輸入。19VFxI+發(fā)送輸入放大器的非倒相輸入。20VBB負(fù)電源引腳，VBB=-5V±5表1 引腳功能說明2. PCM專用集成電路TP3067功能框圖TP3067是CMOS工藝制造的單片PCM的A律編譯碼器，并且片內(nèi)帶有輸入輸出話路濾波器。 PCM專用集成電路TP3067功能框圖如圖2所示。 圖2 集成電路TP3067功能框圖（二）PCM編譯碼原理脈沖編碼調(diào)制（PCM）簡(jiǎn)稱為脈碼調(diào)制，它是一種將模擬語音信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的編碼方式。脈碼調(diào)制

25、的過程如圖3所示。PCM主要包括抽樣、量化與編碼三個(gè)過程。抽樣是把時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號(hào)；量化是把時(shí)間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散、幅度離散的數(shù)字信號(hào)；編碼是將量化后的信號(hào)編碼形成一個(gè)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(gè)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(hào)，在解調(diào)過程中，一般采用抽樣保持電路。預(yù)濾波是為了把原始語音信號(hào)的頻帶限制在3003400Hz左右，所以預(yù)濾波會(huì)引入一定的頻帶失真。發(fā)送端接收端模擬信源抽樣器預(yù)濾波器模擬終端波形編碼器量化、編碼數(shù)字信道波形解碼器重建濾波器抽樣保

26、持、低通圖3 PCM 調(diào)制原理框圖（三）實(shí)驗(yàn)電路的工作原理本實(shí)驗(yàn)采用大規(guī)模集成電路TP3067對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行PCM編、解碼。TP3067在一個(gè)芯片內(nèi)部集成了編碼電路和譯碼電路，是一個(gè)單路編譯碼器。其編碼速率為2.048MHz，每一幀數(shù)據(jù)為8位，幀同步信號(hào)為8KHz。模擬信號(hào)在編碼電路中，經(jīng)過抽樣、量化、編碼，最后得到PCM編碼信號(hào)。在單路編譯碼器中，經(jīng)變換后的PCM碼是在一個(gè)時(shí)隙中被發(fā)送出去的，在其他的時(shí)隙中編譯碼器是沒有輸出的，即對(duì)一個(gè)單路編譯碼器來說，它在一個(gè)PCM幀（32個(gè)時(shí)隙）里，只在一個(gè)特定的時(shí)隙中發(fā)送編碼信號(hào)。同樣，譯碼電路也只是在一個(gè)特定的時(shí)隙（此時(shí)隙應(yīng)與發(fā)送時(shí)隙相同，否則接收不

27、到PCM編碼信號(hào)）里才從外部接收PCM編碼信號(hào)，然后進(jìn)行譯碼，經(jīng)過帶通濾波器、放大器后輸出。具體電路圖如圖4所示。 GND 64K時(shí)鐘輸入 2.048M時(shí)鐘輸入 譯碼輸出 譯碼輸入 編碼輸出 編碼輸入圖4 PCM編解碼電路原理圖三、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）取出“脈沖編碼調(diào)制實(shí)驗(yàn)”模塊，插在實(shí)驗(yàn)箱上固定。（2）連線。首先將“+5V”、“-5V”連接到實(shí)驗(yàn)板，注意不要接反。然后，將時(shí)鐘源“8K”與“2048K”分別接到實(shí)驗(yàn)?zāi)K的“8K clock”和“2.048M clock”，并將由信號(hào)源產(chǎn)生的1K左右的正弦波接到實(shí)驗(yàn)?zāi)K的“編碼輸入”，然后再將“編碼輸出”與“譯碼輸入”相連，最后將實(shí)驗(yàn)板上的“GND”

28、與實(shí)驗(yàn)箱主板“GND”相連。 （3）插上電源線，按下電源開關(guān)，使之處于“開”，船形開關(guān)亮，然后測(cè)量各點(diǎn)波形。 （4）改變輸入正弦波的頻率，觀察波形變化。四、測(cè)量點(diǎn)說明1.8K時(shí)鐘：幀同步信號(hào)為8KHz。2.2048K時(shí)鐘：主時(shí)鐘2.048MHz。3.編碼輸出：PCM編碼時(shí)的輸出波形。4.譯碼輸出：PCM譯碼時(shí)的輸出波形。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1TP3067 PCM編碼器輸出的PCM數(shù)據(jù)的速率是多少？在本次實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，為什么要給TP3067提供2.048MHz的時(shí)鐘？2為什么實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的PCM編碼信號(hào)總是隨時(shí)變化的？3當(dāng)輸入正弦信號(hào)的頻率大于3400Hz或小于300Hz時(shí)，分析脈沖編碼調(diào)制和解調(diào)的

29、波形。4.寫出本次實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)，以及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有何改進(jìn)意見。六、注意事項(xiàng) 編譯碼器芯片是本實(shí)驗(yàn)中最易受損器件，稍有不慎就有燒壞的可能，所以在實(shí)驗(yàn)中要求特別細(xì)致，做到以下幾點(diǎn):(1)在使用中要注意編譯碼器芯片說明中的要求。(2)在實(shí)驗(yàn)中要細(xì)心，接線正確，避免因接線錯(cuò)誤或探頭抖動(dòng)等導(dǎo)致測(cè)點(diǎn)短路；(3)在關(guān)電源之前應(yīng)該首先將所有外來的輸入信號(hào)(如時(shí)鐘，同步脈沖等)去除，即先關(guān)掉其他幾部分的電源，最后關(guān)編譯碼器的電源，以免在關(guān)電后仍有信號(hào)輸入。并將示波器去掉，以免關(guān)電后因示波器引起的靜電對(duì)芯片產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)四 AMI/HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四 AMI / HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉AMI

30、/HDB3編譯碼的工作過程。2.觀察AMI/HDB3碼型變換編譯碼電路的測(cè)量點(diǎn)波形。二、實(shí)驗(yàn)工作原理在分析HDB3數(shù)字基帶信號(hào)傳輸及HDB3碼型變換線路編譯碼工作原理之前，首先對(duì)本實(shí)驗(yàn)電路中使用的HDB3專用集成電路CD22103芯片作一介紹：（一）HDB3專用集成電路CD221031.引腳功能說明第1腳：NRZ-IN 發(fā)端非歸零碼輸入腳 欲需進(jìn)行HDB3編碼的非歸零輸入數(shù)據(jù)，它被編碼時(shí)鐘CP1的下降沿定位。第2腳：CTX 發(fā)端編碼時(shí)鐘輸入腳 對(duì)NRZI數(shù)據(jù)編碼的輸入時(shí)鐘。第3腳：AMIHDB3碼變換方式選擇輸入腳，若AMI / HDB3=L，為NRZAMI編譯碼；若AMIHDB3H,為HDB

31、3編譯碼。第4腳：NRZ-OUT 收端非歸零碼輸出腳譯碼后非歸零數(shù)據(jù)，它定位于CP2上升沿。第5腳：CRX 收端解碼時(shí)鐘輸入腳對(duì)AIN、BIN數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的時(shí)鐘信號(hào)。 圖1 CD22103的引腳第6腳：RAIS 輸入HDB3碼連零告警置位端。第7腳：AIS HDB3碼連零告警輸出端。當(dāng)RAIS L時(shí)，譯碼計(jì)數(shù)器清零，此后若 AIS=L，表示前段在RAIS = H期間譯碼過程中出現(xiàn)不少于3個(gè)“0”；若AIS=H，表示出現(xiàn)少于3個(gè)“0”。當(dāng)RAIS = H時(shí)，使譯碼計(jì)數(shù)器工作，進(jìn)行連“0”統(tǒng)計(jì)。第8腳：VSS 地。第9腳：ERR 收端誤碼檢測(cè)輸出端，它以違犯HDB3編碼規(guī)律為標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)接收HDB3

32、碼的錯(cuò)誤情況。若HDB3碼出現(xiàn)同極性的3個(gè)“1”時(shí)，則ERR = H。 第10腳：CKR 收端時(shí)鐘輸出端 提供為位同步需要的時(shí)鐘信息，若LTE = L，CP3 =+HDB3-IN + -HDB3-IN； 若LTE = H，則 CP3 =-HDB3-OUT + +HDB3-OUT 第11腳：-HDB3-IN 解碼輸入端（-）第13腳：+HDB3-IN 解碼輸入端（+） 表示接收的欲解碼兩路單極性HDB3（）、（一）碼序列，它輸入后被解碼時(shí)鐘CP2的上升沿抽樣。第12腳：LTE 工作自環(huán)控制輸入腳 自環(huán)/工作控制信號(hào)，當(dāng)：LTE = L，為正常工作狀態(tài)，編解碼器獨(dú)立，異步地工作：當(dāng)LTE = H，

33、內(nèi)部將-HDB3-OUT與+HDB3-IN，+HDB3-OUT與-HDB3-IN短接，CP3 = -HDB3-OUT + +HDB3-OUT ，電路處于環(huán)路測(cè)試狀態(tài)，此時(shí)NRZ相對(duì)于NRZ0延時(shí)6.5個(gè)時(shí)鐘周期。第14腳：-HDB3-OUT 發(fā)端編碼輸出端（一）第15腳：+HDB3-OUT 發(fā)端編碼輸出端（） 表示編碼后HDB3的兩路單極性碼序列，通常經(jīng)變壓器合成三電平HDB3碼。HDB3碼輸出。第16腳：VDD 正電源，電壓通常為+5V±5。CD22103是一個(gè)LSI SOS 集成芯片, 完成AMI/HDB3 編譯碼功能,并具有誤碼檢測(cè)功能。應(yīng)用于2.048 Mb/s 和8.448

34、 Mb/s 傳輸中, 編解碼數(shù)據(jù)速率范圍為50 kb/s10Mb/s , 并在某種程度上與CCITT G.703 的推薦相一致。2.集成電路CD22103功能框圖 集成電路CD22103功能框圖如圖2所示。 圖2 集成電路CD22103功能框圖（二）AMI/HDB3編譯碼原理AMI碼就是將單極性脈沖序列中相鄰的“1”碼(即正脈沖)變?yōu)闃O性交替的正、負(fù)脈沖?！?”碼保持不變，將“1”碼變?yōu)?1與-1交替的脈沖。HDB3碼是一種AMI碼的改進(jìn)型，其編碼原理可簡(jiǎn)述為：在消息的二進(jìn)制代碼序列中，(1)當(dāng)連“0”碼的個(gè)數(shù)不大于3時(shí)，HDB3編碼規(guī)律與AMI碼相同，即“1”碼變?yōu)椤?1”與“-1”交替的脈

35、沖；(2)當(dāng)代碼序列中出現(xiàn)4個(gè)連“0”碼或超過4個(gè)連“0”碼時(shí)，將連“0”段按4個(gè)“0”分節(jié)，即“0000”，并使第4個(gè)“0”碼變?yōu)椤?”碼，用V脈沖表示。這樣可以消除長(zhǎng)連“0”現(xiàn)象。為了便于識(shí)別V脈沖，使V脈沖極性與前一個(gè)“1”脈沖極性相同。這樣就破壞了AMI碼極性交替的規(guī)律，所以V脈沖為破壞脈沖，把V脈沖和前3個(gè)連“0”稱為破壞節(jié)“000V”；(3)為了使脈沖序列仍不含直流分量，則必須使相鄰的破壞點(diǎn)V脈沖極性交替；(4)為了保證前面兩條件成立，必須使相鄰的破壞點(diǎn)之間有奇數(shù)個(gè)“1”碼。如果原序列中破壞點(diǎn)之間的“1”碼為偶數(shù)，則必須補(bǔ)為奇數(shù)，即將破壞節(jié)中的第一個(gè)“0”碼變?yōu)椤?”，用B脈沖表示

36、。這時(shí)破壞節(jié)變?yōu)椤癇00V”形式。B脈沖極性與前一“1”脈沖極性相反，而B脈沖極性和V脈沖極性相同。例如：NRZ碼：1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI碼：-1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1HDB3碼：-1 0 0 0 -V +1 0 0 0 +V -1 +1 B0 0-V +1 -1雖然HDB3碼的編碼規(guī)則比較復(fù)雜，但譯碼卻比較簡(jiǎn)單。從上述原理可以看出:每個(gè)破壞符號(hào)V總是與前一非0符號(hào)同極性(包括B在內(nèi))。這就是說，從收到的符號(hào)序列中易找到破壞點(diǎn)V，于是也斷定V符號(hào)及其前面的3個(gè)符號(hào)必是連0符號(hào)，從而恢復(fù)

37、4個(gè)連0碼，再將所有-1變成+1便得到原消息代碼。（三）實(shí)驗(yàn)電路的工作原理當(dāng)芯片第3腳為高電平時(shí)為HDB3編解碼器，接低電平時(shí)為AMI編解碼器。輸入的由m序列發(fā)生器產(chǎn)生的NRZ信號(hào)通過編解碼輸出兩路并行信號(hào)+HDB3 OUT和-HDB3 OUT，它們都是占空比為50%的單極性脈沖信號(hào)，分別與AMI/HDB3碼的正、負(fù)極性脈沖相對(duì)應(yīng)，這兩路信號(hào)經(jīng)單/雙極性變換后可得到HDB3碼。對(duì)于單/雙極性變換是采用模擬開關(guān)CD4052，將兩路單極性信號(hào)作為控制信號(hào)輪流選通+5V和-5V，輸出信號(hào)即為HDB3碼，這種方法得到的HDB3碼現(xiàn)象明顯，便于觀察。圖3 AMI/HDB3編解碼電路原理圖在對(duì)AMI/HD

38、B3碼進(jìn)行譯碼之前，同樣也是將信號(hào)經(jīng)雙/單極性變換得到相應(yīng)的正、負(fù)極性信號(hào)在送入解碼芯片。本實(shí)驗(yàn)直接把PIN11與PIN14相連，PIN13與PIN15相連，即HDB3編碼器負(fù)碼輸出端與解碼器負(fù)碼輸入端相連，HDB3編碼器正碼輸出端與解碼器正碼輸入端相連，從而實(shí)現(xiàn)了編碼輸出經(jīng)理想信道后無失真送入解碼器。這樣在位同步時(shí)鐘作用下可得到NRZ信號(hào)。由于編碼時(shí)鐘下降沿有效，而解碼時(shí)鐘上升沿有效，使時(shí)鐘一路通過一個(gè)非門反相后輸入2腳，另一路直接輸入到5腳，即可實(shí)現(xiàn)位同步。三、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）取出“AMI/HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn)”模塊，插在實(shí)驗(yàn)箱上固定。（2）連線。首先將“+5V”、“-5V”連接到實(shí)驗(yàn)板，注

39、意不要接反。然后，將時(shí)鐘源“64K”分別接到m序列的“時(shí)鐘輸入”和實(shí)驗(yàn)?zāi)K的“CLOCK_IN”，并將m序列輸出接到實(shí)驗(yàn)?zāi)K的“M_IN”，然后，再將PIN_11與PIN_14、PIN_13與PIN_15分別相連，最后將實(shí)驗(yàn)板上的“GND”與實(shí)驗(yàn)箱主板“GND”相連。 （3）開關(guān)設(shè)置：S1置于“M_IN”、S2置于“+5V”。主板m序列位數(shù)選擇開關(guān)置于“15位”。 （4）插上電源線，按下電源開關(guān)，使之處于“開”，船形開關(guān)亮，然后按一下主板m序列“觸發(fā)”開關(guān)，然后測(cè)量各點(diǎn)波形。 （5）改變開關(guān)S1、S2及m序列位數(shù)選擇開關(guān)位置，觀察波形變化。注意：由于m序列模塊產(chǎn)生的序列是由移位寄存器產(chǎn)生的，波

40、形直接觀察不穩(wěn)定，所以需要同步捕捉調(diào)節(jié)，這里由于同步時(shí)鐘設(shè)定為64K，所以觸發(fā)時(shí)間為15.6us。在示波器上設(shè)定如下：按一下“TRIG MENU/觸發(fā)菜單”，然后把觸發(fā)類型設(shè)為“脈沖”，信源設(shè)為“CH1”，當(dāng)“=”，調(diào)節(jié)“TRIGGER LEVEL”旋鈕設(shè)脈沖為15.6 us。四、測(cè)量點(diǎn)說明1.K1：發(fā)端64KHz HDB3編碼的工作時(shí)鐘輸入。2.K2：發(fā)端數(shù)字基帶信碼輸入，碼型為：1111010110010003.編碼輸出：AMI編碼時(shí)的輸出波形。4.譯碼輸出：AMI譯碼時(shí)的輸出波形。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，畫出AMI/HDB3編譯碼電路的測(cè)量點(diǎn)波形圖，在圖上標(biāo)上相位關(guān)系，并分析

41、時(shí)延。 2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，闡述其工作過程。 3.分析在S1置于“GND”、S2置于“+5V”與S1置于“+5V”、S2置于“GND”這兩種情況下波形變化關(guān)系。4.寫出本次實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)，以及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有何改進(jìn)意見。實(shí)驗(yàn)五 FSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五 FSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉數(shù)字鎖相環(huán)CD4046、模擬高頻鎖相環(huán)NE564芯片的使用方法及工作原理。2.理解FSK調(diào)制工作原理及電路組成。3.掌握利用鎖相環(huán)解調(diào)FSK的原理和實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)工作原理由于本實(shí)驗(yàn)中所用到的調(diào)制芯片為鎖相環(huán)CD4046芯片、解調(diào)芯片為NE564芯片，前面鎖相環(huán)基本實(shí)驗(yàn)講義中已有詳細(xì)介紹，這里不再贅述。數(shù)字頻率

42、調(diào)制是數(shù)據(jù)通信中使用較早的一種通信方式。由于這種調(diào)制解調(diào)方式容易實(shí)現(xiàn)，抗噪聲和抗衰減性能較強(qiáng)，因此在中低速數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。數(shù)字調(diào)頻又可稱作頻移鍵控FSK，它是利用載頻頻率變化來傳遞數(shù)字信息。數(shù)字調(diào)頻信號(hào)可以分為相位離散和相位連續(xù)兩種情形。若兩個(gè)振蕩頻率分別由不同的獨(dú)立振蕩器提供，它們之間相位互不相關(guān)，這就叫相位離散的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)：若兩個(gè)振蕩頻率由同一振蕩信號(hào)源提供，只是對(duì)其中一個(gè)載頻進(jìn)行分頻，這樣產(chǎn)生的兩個(gè)載頻就是相位連續(xù)的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)電路中，由于m序列為兩電平信號(hào)，直接加到鎖相環(huán)CD4046上，產(chǎn)生兩種不同頻率信號(hào)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字調(diào)頻。解調(diào)則采用高頻鎖相環(huán)NE564

43、，F(xiàn)SK集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器由于性能優(yōu)越，價(jià)格低廉，體積小，所以得到了越來越廣泛的應(yīng)用。（一）FSK調(diào)制工作原理二進(jìn)制頻移鍵控，是用載波的頻率來攜帶二進(jìn)制信息的調(diào)制方式。也就是說，0值對(duì)應(yīng)一個(gè)頻率f1，1對(duì)應(yīng)另一個(gè)頻率f2。二進(jìn)制頻移鍵控可以采用模擬信號(hào)調(diào)頻電路來實(shí)現(xiàn)；但更容易實(shí)現(xiàn)的方法是鍵控法。由于二進(jìn)制頻移鍵控已調(diào)信號(hào)可以看作兩個(gè)不同載波的幅度鍵控已調(diào)信號(hào)之和，它的頻帶寬度是兩倍的基帶信號(hào)寬度（B）和| f2- f1|之和，即 同時(shí)也是這種2FSK和2ASK的關(guān)系構(gòu)成了鍵控法實(shí)現(xiàn)2FSK的理論基礎(chǔ)，2FSK鍵控法理論框圖如圖1所示。 圖1 2FSK調(diào)制器（二）FSK解調(diào)工作原理FSK的

44、解調(diào)有很多方法，這里我們采用鎖相環(huán)來實(shí)現(xiàn)FSK解調(diào)。集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器的工作原理是十分簡(jiǎn)單的，只要在設(shè)計(jì)鎖相環(huán)時(shí)，使它鎖定在FSK的一個(gè)載頻f1上，對(duì)應(yīng)輸出高電平，而對(duì)另一載頻f2失鎖，對(duì)應(yīng)輸出低電平，那么在鎖相環(huán)路濾波器輸出端就可以得到解調(diào)的基帶信號(hào)序列。（三）實(shí)驗(yàn)電路的工作原理（a）鎖相環(huán)CD4046調(diào)制(b) 鎖相環(huán)NE564解調(diào)圖2 FSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)電路原理圖三、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）取出“FSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)”模塊，插在實(shí)驗(yàn)箱上固定。（2）連線。首先將“+5V”、“+5V”連接到實(shí)驗(yàn)板，注意不要接反。然后將由產(chǎn)生的m序列（時(shí)鐘為8KHz）接到實(shí)驗(yàn)?zāi)K的“信號(hào)輸入”，然后再把經(jīng)由CD4

45、046產(chǎn)生的“調(diào)制輸出”與“解調(diào)輸入”相連，將“解調(diào)輸出”用線引出，以備觀察。最后將實(shí)驗(yàn)板上的“GND”與實(shí)驗(yàn)箱主板“GND”相連。 （3）插上電源線，按下電源開關(guān)，使之處于“開”，船形開關(guān)亮，然后測(cè)量各點(diǎn)波形。 （4）改變輸入m序列的頻率，用示波器觀察調(diào)制解調(diào)波形變化。注意：由于m序列模塊產(chǎn)生的序列是由移位寄存器產(chǎn)生的，波形直接觀察不穩(wěn)定，所以需要同步捕捉調(diào)節(jié)，這里由于同步時(shí)鐘設(shè)定為8K，所以觸發(fā)時(shí)間為125us。在示波器上設(shè)定如下：按一下“TRIG MENU/觸發(fā)菜單”，然后把觸發(fā)類型設(shè)為“脈沖”，信源設(shè)為“CH1”，當(dāng)“=”，調(diào)節(jié)“TRIGGER LEVEL”旋鈕設(shè)脈沖為125 us。四

46、、測(cè)量點(diǎn)說明1. 信號(hào)輸入：輸入的m序列波形。2. 調(diào)制輸出：經(jīng)由CD4046產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)。3. 解調(diào)輸出：經(jīng)由鎖相環(huán)NE564輸出的解調(diào)信號(hào)波形。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1根據(jù)所觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及步驟分析FSK工作原理？2畫出本實(shí)驗(yàn)中FSK調(diào)制、解調(diào)的原理框圖。 3. 寫出本次實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)，以及對(duì)本次實(shí)驗(yàn)有何改進(jìn)意見。實(shí)驗(yàn)六 2DPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六 2DPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉2DPSK調(diào)制解調(diào)的工作原理。2.掌握絕對(duì)碼與相對(duì)碼的變換電路及關(guān)系。3.觀察電路的各測(cè)量點(diǎn)波形。二、實(shí)驗(yàn)工作原理（一）2DPSK調(diào)制解調(diào)原理二進(jìn)制相移鍵控，是用載波的相位來攜帶二進(jìn)制信息的調(diào)制方式。通

47、常用0o和180o來分別代表0和1。由于它是利用載波相位的絕對(duì)值來傳遞信息，因此又稱為絕對(duì)調(diào)相。這種調(diào)制方式由于在接收端恢復(fù)載波時(shí)存在相位模糊問題，可能導(dǎo)致信息傳送失敗。因此就引入了另一種相位調(diào)制方法二進(jìn)制差分相移鍵控。2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位變化來表示數(shù)字信息。假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為，可定義一種數(shù)字信息與之間的關(guān)系為 = 0, 表示數(shù)字信息“0” , 表示數(shù)字信息“1”則信號(hào)碼元可以表示為：為前一碼元的相位。 實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制差分相移鍵控的最常用的方法是：先對(duì)二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行差分編碼，然后對(duì)變換出的差分碼進(jìn)行絕對(duì)調(diào)相即可。2DPSK信號(hào)調(diào)制器原理圖如圖1 所示。圖

48、1 2DPSK信號(hào)的模擬調(diào)制方框圖2DPSK信號(hào)解調(diào)可以采用相干解調(diào)方式，也可以采用差分相干解調(diào)，用差分相干解調(diào)這種方法解調(diào)時(shí)不需要恢復(fù)本地載波，只要將DPSK信號(hào)精確地延遲一個(gè)碼元時(shí)間間隔，然后與DPSK信號(hào)相乘，相乘的結(jié)果就反映了前后碼元的相對(duì)相位關(guān)系，經(jīng)低通濾波后直接抽樣判決即可恢復(fù)出原始的數(shù)字信息，而不需要在進(jìn)行差分解碼，解調(diào)器原理圖如圖2所示。圖2 2DPSK信號(hào)的差分相干解調(diào)框圖實(shí)驗(yàn)中，2DPSK解調(diào)電路采用簡(jiǎn)單的異或鑒相器，將已調(diào)信號(hào)作為一個(gè)輸入，并將調(diào)制端載波作為另一端輸入，經(jīng)與高電平異或后獲得相對(duì)碼，然后再經(jīng)過相對(duì)碼變絕對(duì)碼電路即可恢復(fù)出原始的基帶信號(hào)。（二）實(shí)驗(yàn)電路的工作原

49、理圖3 2DPSK調(diào)制解調(diào)電路原理圖輸入的M序列首先經(jīng)過絕對(duì)碼-相對(duì)碼變換電路后，變成相對(duì)碼，然后采用CD4052按照絕對(duì)調(diào)相產(chǎn)生2DPSK已調(diào)信號(hào)，然后與載波異或，再與高電平異或取反碼獲得相對(duì)碼，最后經(jīng)過相對(duì)碼-絕對(duì)碼變換電路即可恢復(fù)出原始的M序列信號(hào)。實(shí)驗(yàn)中M序列采用8K時(shí)鐘，載波為16K。三、實(shí)驗(yàn)步驟（1）取出“2DPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)”模塊，插在實(shí)驗(yàn)箱上固定。（2）連線。首先將“+5V”、“-5V”連接到實(shí)驗(yàn)板，注意不要接反。然后，將時(shí)鐘源“8K”分別接到M序列的“時(shí)鐘輸入”和實(shí)驗(yàn)?zāi)K的“同步時(shí)鐘”，并將M序列輸出接到實(shí)驗(yàn)?zāi)K的“M序列輸入”，然后，再將16K與實(shí)驗(yàn)?zāi)K的“載波”與“相干

50、載波”相連，“調(diào)制輸出”與“解調(diào)輸入”相連，最后將實(shí)驗(yàn)板上的“GND”與實(shí)驗(yàn)箱主板“GND”相連。 （3）開關(guān)設(shè)置：主板M序列位數(shù)選擇開關(guān)置于“15位”。 （4）插上電源線，按下電源開關(guān)，使之處于“開”，船形開關(guān)亮，然后按一下主板M序列“觸發(fā)”開關(guān)，然后測(cè)量各點(diǎn)波形。 （5）將“解調(diào)輸出”與“整形輸入”相連，高頻載波選用16K2048K，觀察“整形輸出”波形變化。四、測(cè)量點(diǎn)說明1.發(fā)端數(shù)字基帶信碼輸入，碼型為：1111010110010002.K1：相對(duì)碼輸出，碼型為：0101001101110003.調(diào)制輸出：2DPSK調(diào)制的輸出波形。4.解調(diào)輸出輸出：2DPSK解調(diào)的輸出波形。5.整形輸出：