南郵課件-通信原理-通原實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成版

1、通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一 AMI/HDB3碼型變換實(shí)驗(yàn)TPD05（雙極性輸出）TPD08TPD05TPD08雙極性HDB3，7位m單極性HDB3，7位m雙極性HDB3，15位m單極性HDB3，15位m雙極性HDB3，全0碼雙極性時(shí)，收時(shí)鐘與發(fā)時(shí)鐘不同步單極性時(shí)，收發(fā)時(shí)鐘同步根據(jù)測(cè)量結(jié)果思考：接收端為便于提取位同步信號(hào)，需要對(duì)收到的HDB3編碼信號(hào)做何處理？答：將雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)化為單極性。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、 JH5001通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)2、 20MHz雙蹤示波器一臺(tái)3、 JH9001型誤碼測(cè)試儀（或GZ9001型）一臺(tái)4、 頻譜測(cè)量?jī)x一臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握BPSK調(diào)制和解調(diào)的基本原理；2、

2、 掌握BPSK數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，熟悉典型電路；3、 了解數(shù)字基帶波形時(shí)域形成的原理和方法，掌握滾降系數(shù)的概念；4、 掌握BPSK眼圖觀察的正確方法，能通過(guò)觀察接收眼圖判斷信號(hào)的傳輸質(zhì)量；5、 熟悉BPSK調(diào)制載波包落的變化；6、 掌握BPSK載波恢復(fù)特點(diǎn)與位定時(shí)恢復(fù)的基本方法；7、 了解BPSK/DBPSK在噪聲下的基本性能。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)試前檢查：首先通過(guò)菜單將通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)制方式設(shè)置成“BPSK傳輸系統(tǒng)”；用示波器測(cè)量TPMZ07測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)，如果有脈沖波形，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已正常工作；如果沒(méi)有脈沖波形，則需按面板上的復(fù)位按鈕重新對(duì)硬件進(jìn)行初始化。（一）BPSK調(diào)制1. BPSK調(diào)制基帶信

3、號(hào)眼圖觀測(cè)（1） 通過(guò)菜單選擇不激活“匹配濾波”方式（未打勾），此時(shí)基帶信號(hào)頻譜成形濾波器全部放在發(fā)送端。以發(fā)送時(shí)鐘（TPM01）作同步，觀測(cè)發(fā)送信號(hào)眼圖（TPi03）的波形。成型濾波器使用升余弦響應(yīng)，=0.4。判斷信號(hào)觀察的效果。（2） 通過(guò)菜單選擇激活“匹配濾波”方式（打勾），此時(shí)系統(tǒng)構(gòu)成收發(fā)匹配濾波最佳接收機(jī)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。仔細(xì)觀察和區(qū)別與上述兩種方式下發(fā)送信號(hào)眼圖（TPi03）的波形。思考：怎樣的系統(tǒng)才是最佳的？匹配濾波器最佳接收機(jī)性能如何從系統(tǒng)指標(biāo)中反映出來(lái)？采用什么手段測(cè)量？答：最佳基帶系統(tǒng)可定義為消除碼間串?dāng)_而且抗噪聲性能最理想（錯(cuò)誤概率最?。┑南到y(tǒng)。匹配濾波器的最佳接收機(jī)性

4、能可以通過(guò)系統(tǒng)傳輸?shù)男旁氡?、信道誤碼率等指標(biāo)反映出來(lái)。2. I路和Q路調(diào)制信號(hào)的相平面（矢量圖）信號(hào)觀察（1） 測(cè)量I支路（TPi03）和Q支路信號(hào)（TPi04）李沙育（x-y）波形時(shí)，應(yīng)將示波器設(shè)置在（x-y）方式，可從相平面上觀察TPi03和TPi04的合成矢量圖，其相位矢量圖應(yīng)為0、兩種相位。通過(guò)菜單選擇在不同的輸入碼型下進(jìn)行測(cè)量；結(jié)合BPSK調(diào)制器原理分析測(cè)試結(jié)果。（2） 通過(guò)菜單選擇“匹配濾波”方式設(shè)置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。仔細(xì)觀察和區(qū)別兩種方式下矢量圖信號(hào)。3. BPSK調(diào)制信號(hào)0/相位測(cè)量選擇輸入調(diào)制數(shù)據(jù)為01碼。用示波器的一路觀察調(diào)制輸出波形（TPK03），并選用該信號(hào)作為示波器

5、的同步信號(hào)；示波器的一路連接到調(diào)制參考載波上（TPK06/或TPK07），以此信號(hào)作為觀測(cè)的參考信號(hào)。仔細(xì)調(diào)整示波器同步，觀察和驗(yàn)證調(diào)制載波在數(shù)據(jù)變化點(diǎn)發(fā)生相位0/翻轉(zhuǎn)。下圖為上圖過(guò)零點(diǎn)處的放大照片，可觀察到反相到同相的變化4. BPSK調(diào)制信號(hào)包絡(luò)觀察BPSK調(diào)制為非恒包絡(luò)調(diào)制，調(diào)制載波信號(hào)包絡(luò)具有明顯的過(guò)零點(diǎn)。通過(guò)本測(cè)量讓學(xué)生熟悉BPSK調(diào)制信號(hào)的包落特征。測(cè)量前將模擬鎖相環(huán)模塊內(nèi)的跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)KP02設(shè)置在TEST位置（右端）。（1） 選擇0/1碼調(diào)制輸入數(shù)據(jù)，觀測(cè)調(diào)制載波輸出測(cè)試點(diǎn)TPK03的信號(hào)波形。調(diào)整示波器同步，注意觀測(cè)調(diào)制載波的包落變化與基帶信號(hào)（TPi03）的相互關(guān)系。畫(huà)下測(cè)量波

6、形。0/1碼（2） 用特殊碼序列重復(fù)上一步實(shí)驗(yàn)，并從載波的包絡(luò)上判斷特列碼序列。畫(huà)下測(cè)量波形。特殊碼（二）BPSK解調(diào)1. 接收端解調(diào)器眼圖信號(hào)觀測(cè)（1） 首先用中頻電纜連結(jié)KO02和JL02，建立中頻自環(huán)（自發(fā)自收）。測(cè)量解調(diào)器I支路眼圖信號(hào)測(cè)試點(diǎn)TPJ05（在A/D模塊內(nèi)）波形，觀測(cè)時(shí)用發(fā)時(shí)鐘TPM01作同步。將接收端與發(fā)射端眼圖信號(hào)TPI03進(jìn)行比較，觀測(cè)接收眼圖信號(hào)有何變化（有噪聲）。TPi03與TPJ05（2） 觀測(cè)正交Q支路眼圖信號(hào)測(cè)試點(diǎn)TPJ06（在A/D模塊內(nèi)）波形，比較與TPJ05測(cè)試波形有什么不同？根據(jù)電路原理圖，分析解釋其原因。TPJ05和TPJ06（3） 測(cè)試模塊中的T

7、PN02測(cè)試點(diǎn)為接收端經(jīng)匹配濾波器之后的眼圖信號(hào)觀測(cè)點(diǎn)。通過(guò)菜單選擇“匹配濾波”方式設(shè)置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。解釋為什么發(fā)端眼圖已發(fā)生變化，而收端TPN02的眼圖沒(méi)有發(fā)生變化（僅電平變化）。2. 解調(diào)器失鎖時(shí)的眼圖信號(hào)觀測(cè)將解調(diào)器相干載波鎖相環(huán)（PLL）環(huán)路跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)KL01設(shè)置在2_3位置（開(kāi)環(huán)），使環(huán)路失鎖。觀測(cè)失鎖時(shí)的解調(diào)器眼圖信號(hào)TPJ05，熟悉BPSK調(diào)制器失鎖時(shí)的眼圖信號(hào)（未張開(kāi)）。觀測(cè)失鎖時(shí)正交支路解調(diào)器眼圖信號(hào)TPJ06波形。注意：將示波器時(shí)基從正常位置調(diào)整25ms/DIV對(duì)比觀測(cè)。3. 接收端I路和Q路解調(diào)信號(hào)的相平面（矢量圖）波形觀察測(cè)量I支路（TPJ05）和Q支路信號(hào)（TPJ

8、06）李沙育（x-y）波形時(shí)，應(yīng)將示波器設(shè)置在（x-y）方式，可從相平面上觀察TPJ05和TPJ06的合成矢量圖。在解調(diào)器鎖定時(shí)，其相位矢量圖應(yīng)為0、兩種相位。通過(guò)菜單選擇在不同的輸入碼型下進(jìn)行測(cè)量；結(jié)合BPSK解調(diào)器原理分析測(cè)試結(jié)果。4. 解調(diào)器失鎖時(shí)I路和Q路解調(diào)信號(hào)的相平面（矢量圖）波形觀察將解調(diào)器相干載波鎖相環(huán)（PLL）環(huán)路跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)KL01設(shè)置在2_3位置（右端），使環(huán)路失鎖。觀測(cè)接收端失鎖時(shí)I路和Q路的合成矢量圖。掌握解調(diào)器時(shí)I路和Q路解調(diào)信號(hào)的相平面（矢量圖）波形的變化，分析測(cè)量結(jié)果。5. 解調(diào)器抽樣判決點(diǎn)信號(hào)觀察（1） 選擇輸入測(cè)試數(shù)據(jù)為m序列，用示波器觀察測(cè)試模塊內(nèi)抽樣判決點(diǎn)（

9、TPN04）的工作波形（示波器時(shí)基設(shè)定在25ms）。（2） TPMZ07為接收端DSP調(diào)整之后的最佳抽樣時(shí)刻。用示波器同時(shí)觀察TPMZ07（觀察時(shí)以此信號(hào)作同步）和觀察抽樣判決點(diǎn)TPN04信號(hào)波形之間的相位關(guān)系。6. 差分編碼信號(hào)觀測(cè)通信原理實(shí)驗(yàn)箱僅對(duì)“外部數(shù)據(jù)輸入”方式輸入數(shù)據(jù)提供差分編碼功能。外部數(shù)據(jù)可以來(lái)自誤碼儀產(chǎn)生或漢明編碼模塊產(chǎn)生的m序列輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)使用漢明編碼模塊產(chǎn)生的m序列輸出數(shù)據(jù)時(shí)，將漢明編碼模塊中的信號(hào)工作跳線(xiàn)器開(kāi)關(guān)SWC01中的H_EN和ADPCM開(kāi)關(guān)去除，將輸入信號(hào)跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)KC01設(shè)置在m序列輸出口DT_M上（右端）；將漢明譯碼模塊中漢明譯碼使能開(kāi)關(guān)KW03設(shè)置在OFF狀

10、態(tài)（右端），輸入信號(hào)和時(shí)鐘開(kāi)關(guān)KW01、KW02設(shè)置在來(lái)自信道CH位置（左端）。通過(guò)菜單選擇發(fā)送數(shù)據(jù)為“外部數(shù)據(jù)輸入”方式。（1） 將漢明編碼模塊中的信號(hào)工作跳線(xiàn)器開(kāi)關(guān)SWC01中M_SEL2跳線(xiàn)器插入，產(chǎn)生15位周期m序列。用示波器同時(shí)觀察DSP+FPGA模塊內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)TPM02和差分編碼輸出數(shù)據(jù)TPM03，分析兩信號(hào)間的編碼關(guān)系。記錄測(cè)量結(jié)果。7. 解調(diào)器相干載波觀測(cè)首先建立中頻自環(huán)，通過(guò)菜單選擇輸入測(cè)試數(shù)據(jù)為“特殊碼序列”或“m序列”。（1） 用雙蹤示波器同時(shí)測(cè)量發(fā)端調(diào)制載波（TPK07）和收端恢復(fù)相干載波（TPLZ07），并以TPK07作為示波器的同步信號(hào)。在環(huán)路正常鎖定時(shí)，觀測(cè)收

11、發(fā)載波信號(hào)的相關(guān)關(guān)系。（2） 將解調(diào)器相干載波鎖相環(huán)（PLL）環(huán)路跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)KL01設(shè)置在2_3位置（開(kāi)環(huán)），使環(huán)路失鎖。重復(fù)上述測(cè)量步驟，觀測(cè)在解調(diào)器失鎖時(shí)收發(fā)載波信號(hào)的相關(guān)關(guān)系。8. 解調(diào)器相干載波相位模糊度觀測(cè)首先建立中頻自環(huán)，通過(guò)菜單選擇輸入測(cè)試數(shù)據(jù)為“特殊碼序列”或“m序列”。用雙蹤示波器同時(shí)測(cè)量發(fā)端調(diào)制載波（TPK07）和收端恢復(fù)相干載波（TPLZ07），并以TPK07作為示波器的同步信號(hào)。反復(fù)的斷開(kāi)和接回中頻自環(huán)電纜，觀測(cè)兩載波失步后再同步時(shí)之間的相位關(guān)系。有時(shí)同相，有時(shí)反相9. 解調(diào)器相干載波相位模糊度對(duì)解調(diào)數(shù)據(jù)的影響觀測(cè)首先建立中頻自環(huán)，通過(guò)菜單選擇發(fā)送數(shù)據(jù)為“特殊碼序列”方式

12、。用雙蹤示波器同時(shí)比較接收數(shù)據(jù)信號(hào)眼圖（TPJ05）和發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)眼圖（TPi03），并以TPi03作為示波器的同步信號(hào)。不斷的斷開(kāi)和接回中頻自環(huán)電纜，觀測(cè)收發(fā)眼圖信號(hào)。（在“特殊碼序列”方式下，重復(fù)按選擇菜單的確認(rèn)按鍵，讓解調(diào)器重新鎖定。）波形分析： 由于相位模糊，導(dǎo)致電平發(fā)生反轉(zhuǎn)。10. 解調(diào)器位定時(shí)恢復(fù)信號(hào)調(diào)整鎖定過(guò)程觀察TPMZ07為DSP調(diào)整之后的最佳抽樣時(shí)刻，它與TPM01（發(fā)端時(shí)鐘）具有明確的相位關(guān)系。（1） 通過(guò)菜單選擇輸入測(cè)試數(shù)據(jù)為m序列，用示波器同時(shí)觀察TPM01（觀察時(shí)以它作同步）、TPMZ07（收端最佳判決時(shí)刻）之間的相位關(guān)系。（2） 不斷按確認(rèn)鍵（此時(shí)僅對(duì)DSP位定時(shí)

13、環(huán)路初始化），觀察TPMZ07的調(diào)整過(guò)程。不斷按確認(rèn)鍵，相位關(guān)系不變（3） 斷開(kāi)S002接收中頻接頭，在沒(méi)有接收信號(hào)的情況下重復(fù)該步實(shí)驗(yàn)，并解釋原因。不斷按確認(rèn)鍵，共會(huì)有四種相位關(guān)系五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、 寫(xiě)出眼圖正確的觀察方法；2、 敘述Nyquit濾波作用；3、 畫(huà)出主要測(cè)量點(diǎn)的工作波形；4、 說(shuō)明BPSK的解調(diào)工作過(guò)程；實(shí)驗(yàn)三 PCM編譯碼器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)儀器1、 JH5001通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)2、 20MHz雙蹤示波器一臺(tái)3、 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器一臺(tái)4、 音頻信道傳輸損傷測(cè)試儀一臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解語(yǔ)音編碼的工作原理，驗(yàn)證PCM編譯碼原理；2、 熟悉PCM抽樣時(shí)鐘、編碼數(shù)據(jù)和輸入

14、/輸出時(shí)鐘之間的關(guān)系；3、 了解PCM專(zhuān)用大規(guī)模集成電路的工作原理和應(yīng)用；4、 熟悉語(yǔ)音數(shù)字化技術(shù)的主要指標(biāo)及測(cè)量方法；四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容加電后，通過(guò)菜單選擇“PCM”編碼方式。此時(shí)，系統(tǒng)將U502設(shè)置為PCM模式。（一）PCM編碼器1. 輸出時(shí)鐘和幀同步時(shí)隙信號(hào)觀測(cè)用示波器同時(shí)觀測(cè)抽樣時(shí)鐘信號(hào)（TP504）和輸出時(shí)鐘信號(hào)（TP503），觀測(cè)時(shí)以TP504做同步。分析和掌握PCM編碼抽樣時(shí)鐘信號(hào)與輸出時(shí)鐘的對(duì)應(yīng)關(guān)系（同步沿、脈沖寬度等）。2. 抽樣時(shí)鐘信號(hào)與PCM編碼數(shù)據(jù)測(cè)量將跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)K501設(shè)置在T位置，用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)頻率為1000Hz、電平為2Vp-p的正弦波測(cè)試信號(hào)送入信號(hào)測(cè)試端口J

15、005和J006（地）。用示波器同時(shí)觀測(cè)抽樣時(shí)鐘信號(hào)（TP504）和編碼輸出數(shù)據(jù)信號(hào)端口（TP502），觀測(cè)時(shí)以TP504做同步。分析和掌握PCM編碼輸出數(shù)據(jù)與抽樣時(shí)鐘信號(hào)（同步沿、脈沖寬度）及輸出時(shí)鐘的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（二）PCM譯碼器將跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)K501設(shè)置在T位置（左端）、K504設(shè)置在LOOP位置（右端）。此時(shí)將PCM輸出編碼數(shù)據(jù)直接送入本地譯碼器，構(gòu)成自環(huán)。用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)頻率為1004Hz、電平為2Vp-p的正弦波測(cè)試信號(hào)送入信號(hào)測(cè)試端口J005和J006（地）。1. PCM譯碼器輸出模擬信號(hào)觀測(cè)（1） 用示波器同時(shí)觀測(cè)解碼器輸出信號(hào)端口（TP506）和編碼器輸入信號(hào)端口（TP501），觀測(cè)信號(hào)時(shí)以TP501做同步。定性的觀測(cè)解碼恢復(fù)出的模擬信號(hào)質(zhì)量。（2