通信原理(電子)講義

1、實驗一脈沖幅度調(diào)制（PAM>實驗【實驗性質(zhì)】：驗證性實驗一、實驗目的1、加深對取樣定理的理解。2、了解脈沖幅度調(diào)制 PAM系統(tǒng)的工作過程二、實驗預習要求主要預習通信系統(tǒng)原理教材中關于“脈沖模擬調(diào)制系統(tǒng)”這一章中的 “低通信號的取樣定理”、“脈沖幅度調(diào)制”等主要章節(jié)，其次預習一下PPM PDMS制系統(tǒng)。三、實驗儀器儀表：1、 雙蹤示波器一臺2、 低頻信號源一臺3、 電子與通信原理實驗系統(tǒng)實驗箱一臺四、實驗原理<1）、電路組成脈沖幅度調(diào)制實驗系統(tǒng)圖見圖1 1所示，主要由輸入電路、調(diào)制電路、脈沖發(fā)生電路、解調(diào)濾波電路、功放輸出電路等五部分組成。s201TP601TP602TP0O4TP6

2、05話音入音頻信號輸入電路TP6062>調(diào)制電路L警4懿功放濾波成大陷幅取樣俁持電路抽祥脈沖產(chǎn)生電路CPlf測圖11脈沖振幅調(diào)制電原理框圖<2）、實驗電路工作原理這是一種簡單的脈沖幅度調(diào)制實驗，在設計上有一定的普遍性和代表 性，比較清晰直觀。為了能使學生在實驗時有一個感性認識和方便測試，沒 有采用大規(guī)模集成電路，而是采用分離元件與集成電路相結(jié)合的設計。為了 便于學生熟悉整體與部分、分離與集成以及實驗中任意改變元件的數(shù)值，加 強理論與實踐相結(jié)合。下面就將電路中五部分的工作原理介紹如下：1、輸入電路該電路由低通濾波、陷幅電路等組成，其中低通濾波器主要用在發(fā)端的波形編碼電路中，即所謂的發(fā)

3、端通道電路中，見圖1-2。因此，該電路還用于PCM增量調(diào)制編碼電路中。在其他實驗中，遇到該電路將不再介紹。特 別注意后繼電路中有二個陷幅二極管 D1、D2組成雙向陷幅電路，主要防止外 加輸入信號過大而損壞后面調(diào)制電路中的場效應管器件。UD01104Eoai1OUF4RD03 , 3 1QK 'H 2VD011A 匪貶 RODSTL0E4 10BF 1QKCOOE104uooi：o TLa84E00310UF+im210kR0041DK圖1-2 (PAM、PCM增量調(diào)制發(fā)送通道輸入電路電原理圖2、調(diào)制電路調(diào)制電路采用單管調(diào)，由場效應管3DJ6F來擔任，利 用其阻抗高的特點和控制靈敏的優(yōu)越

4、性，能很好的滿足調(diào)制要求。取樣脈 沖由該管的S極加入，D極輸入音頻信號，因為場效應管良好的開關特 性，在TP602處便可以測到理想的脈沖幅度調(diào)制信號，該信號為雙極性脈 沖幅度信號，不含直流分量。脈沖序列可表示為：SN(t>=刀P(t-KTS>，其傅氏變換 FS(W>=E GF(w-kwK>，由此可見，成周期性上、下邊帶頻譜信 號。3DJ6f10G極為輸出負載端，接有取樣保持電路，由R601、C601以及R602等組成，由開關 K601來控制，在做調(diào)制實驗時，K601的2端與3端相連，以便更清楚地觀察其取樣定理的多種波形。在做系統(tǒng)實驗時，將 K601的1端與2端相連，即與

5、解調(diào)濾波電路連通。3、脈沖發(fā)生電路該部分電路主要由 555及其附加元件組成，這是一個普通的單諧振蕩器電路，產(chǎn)生極性、脈寬、頻率可調(diào)的方波信號，可通過改變CA601的電容量來實現(xiàn)其輸出脈沖頻率的變化，以便用來驗證取樣定理?？稍赥P606處很方便地觀測到脈沖頻率變化情況和輸出的脈沖波形。4、解調(diào)與濾波電路 根據(jù)調(diào)制信號的付氏級數(shù)展開式：Fs(w>=刀 CkF(w-kw>可以看出它是由一系列上、下邊帶頻譜所組成。因此；在接收端通過低通濾 波器后能將其中基帶頻譜提取出來。本實驗就是通過低通濾器來解調(diào)的，這 部分電路詳見圖1-3所示。FCM-0PAM-CH2A2B3A4A3E1CRVCC3C

6、RVSS4CRFWI-OUT12PCTSD-OUT 3II1013712UB034B66CVSB-CH 6E004 10UF -41u 0006 CD01怦 1046032414TPOO*R00610KUD04:BTL004TBD0827KU00E103R0091OK00036000FR010 10KUD04：AT1004E012 27K E011 4TKC004 "6000F舊一 con104ROOT47KCD12104圖1-3 (PAM、PCM增量調(diào)制接收通道輸出電路電原理圖 解調(diào)濾波電路由集成運放電路組成了一個二階有源低通濾波器，其截止 頻率設計在3.4KHZ左右，因為該濾波器

7、負擔著解調(diào)的作用，因此它的質(zhì)量好 壞直接影響著系統(tǒng)的工作狀態(tài)。該電路還可以用在接收通道電路中，即PCM譯碼、增量調(diào)制譯碼電路中，可在 TP605處觀測濾波器解調(diào)后的信號波形。5、功放輸出電路功放電路主要用來放大輸出信號，提高解調(diào)后的音頻信號的電平或者 說提高輸出功率。該電路選用了常見的小功率運放LM386為核心芯片，配以少量的外圍元件來完成。放大后的音頻信號由喇叭作為負載輸出。五、實驗內(nèi)容1、脈沖幅度調(diào)制實驗本實驗主要完成三個方面的內(nèi)容：a觀察被調(diào)制信號正弦波形、取樣脈沖波形和已調(diào)信號波形的相互之 間的關系及特點，特別是音頻帶內(nèi)各頻率點的情況。(測5個測量點>b觀察取樣保持前后的兩種波形

8、的異同點，并加以理論分析。c 觀察驗證取樣定理，并加以理論分析和必要的說明。2、PAM通信系統(tǒng)實驗本實驗主要完成三個方面的內(nèi)容：a觀察整個系統(tǒng)收發(fā)各點信號的特點并測量其參數(shù)，06K音頻段至少測六個頻率點。b 在輸出端再次驗證取樣定理的正確性，并分析這兩種方法驗證取樣 定理的差別。c 觀察本實驗系統(tǒng)對語音信號的傳輸能力及系統(tǒng)參數(shù)的測量。六、實驗步驟1、脈沖幅度調(diào)制實驗步驟在 S201 處，用外加信號源送04KHZ 音頻帶內(nèi)的某頻率信號fsr ，然后用示波器在 TP601 處觀察測量，以該點信號輸出幅度不失真時 較大為好，如有削頂失真則減小外加信號源的輸出幅度，達到上述要求。 TP606 處觀察其

9、方波取樣脈沖信號。在 TP602 處觀察并用示波器測量該點 波形。并做詳細記錄、繪圖。改變外加信號源的頻率 fsr ，使之分別為 300Hz、 800HZ、 1.6KHz 、 2.4KHz、4KHz,在TP601和TP602兩點用示波器觀測其波形，做詳細記 錄并繪圖。2 、脈沖幅度調(diào)制實驗注意事項a、+5V 工作b、按下按鍵開關： K2、K3、K100、K600c、 按一下“開始”與“ PAM功能鍵，顯示代碼“ 8”d、跳線開關設置：A、K6011-2，做PAMI調(diào)制、解調(diào)實驗B、K6012-3，做PAM取樣保持實驗e、外加300Hz-3400Hz 信號從 S201進入f 、音頻帶內(nèi)五點波形調(diào)

10、測好后，最好連續(xù)變化輸入信號頻率，使之在04KHZ話音頻帶內(nèi)調(diào)制均能達到要求g、驗證取樣定理時，有時會產(chǎn)生不同步現(xiàn)象，在示波器中觀察不到 穩(wěn)定的信號。此時可適當調(diào)整外加信號頻率，使之同步，有時需要反 復耐心地調(diào)整才能觀察到。特別當觀察fc <2fsr時，注意判斷區(qū)別臨界狀態(tài)時的波形及頻率，并記下奈氏 (Nyquist> 速率。3、PAM通信系統(tǒng)實驗步驟a、在 S20I 處，分別送 fsr=0.3KHz 、0.8KHz、1.6KHz、2.4KHz、4KHz、 6KHZ 信號。將 K601 的 1 端和 2 端相連，分別用示波器觀測 TP601-TP606各點波形，并做詳細記錄、繪圖。

11、b、將輸入信號固定在fsr=3KHz，然后改變脈沖發(fā)生器電路中 CA601, 使>2fsr : fc=2fsr.fc<2fsr 、在TP605處用示波器觀測系統(tǒng)輸出波 形，以判斷和驗證取樣定理在系統(tǒng)中的正確性，同時做詳細記錄和繪 圖，并記下在系統(tǒng)通信狀態(tài)下的奈奎斯特速率并分析比較其所測結(jié)果。c、在S201處送話音信號，TP605處用示波器觀察話音輸出波形，通 過喇叭聽話音，感性判斷該系統(tǒng)對話音信號的傳輸質(zhì)量。4、PAM通信系統(tǒng)實驗注意事項a、基本注意事項同“脈沖幅度調(diào)制實驗”。b、話音通信實驗時，注意聲音小些，以免互相影響。七、討論思考題1 、簡述取樣定理。2、 本實驗的取樣形式同

12、理想取樣有何區(qū)別?理論和實驗相結(jié)合加以分 析。3、PAM系統(tǒng)解調(diào)為什么采用低通濾波器就可以完成 ？八、實驗報告要求1 、結(jié)合學過的理論知識簡述對本實驗系統(tǒng)電路及實驗方法的理解。2、繪出所做實驗的電路、儀表連接調(diào)測圖。并列出所測各點的波形、 頻率、電壓 (電平 >等有關數(shù)據(jù)，對所測數(shù)據(jù)做簡要分析說明。必要時借 助于計算公式及推導。3、調(diào)測實驗時，若遇到故障，請將故障現(xiàn)象及排除故障的過程詳細注 明。實驗二 脈沖編碼調(diào)制 (PCM> 實驗【實驗性質(zhì)】： 驗證性實驗一、實驗目的1、加深對PCM編碼工作過程的理解。2、掌握PCMS、譯碼的時序關系。3、熟悉PCMS、譯碼專用集成芯片的使用方法

13、及其要求實驗預習要求節(jié)，然后，再閱讀本實驗內(nèi)容三、實驗所用儀表1、二蹤示波器一臺2、電子與通信原理實驗箱一臺3、低頻信號源一臺四、實驗原理一）、PCh基本工作原理眾所周知，脈沖調(diào)制通信就是把一個時間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號 變換成時間離散、取值離散的數(shù)字信號后在信道中進行傳輸。而脈沖編碼 調(diào)制就是對模擬信號先進行抽樣后，再對樣值的幅度進行量化、編碼的過 程。所謂抽樣，就是對模擬信號進行周期性掃描，從而把時間上連續(xù)的信 號變成時間上離散的信號。該模擬信號經(jīng)過抽樣后還應當包含原信號中所 有信息，也就是說能無失真的恢復原模擬信號。它的抽樣速率的下限是由 抽樣定理確定的。在該實驗中，抽樣速率采用8kb

14、it /s。所謂量化，就是把經(jīng)過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散，即用一組規(guī) 定的電平，把瞬時抽樣值用最接近的電平值來表示。一個模擬信號，經(jīng)過 抽樣量化后，得到已量化的脈沖幅度調(diào)制信號，它僅為有限個數(shù)值。所謂編碼，就是用一組二進制碼組來表示每一個有固定電平的量化 值。然而，實際上量化是在編碼過程中同時完成的，故編碼過程也稱為模 /數(shù)變換，可記作A/D。由此可見，脈沖編碼調(diào)制方式就是一種傳遞模擬信號的數(shù)字通信方 式。圖2 1 PCM的原理框圖PCM的原理如圖2 1所示。話音信號先經(jīng)防混疊低通濾波器，得到 限帶信號(3003400Hz>，再進行脈沖抽樣，變成 8KHZ重復頻率的抽樣信 號(即離散

15、的脈沖調(diào)幅 PAM信號 >，然后將幅度連續(xù)的 PAM信號用“四舍五 入”辦法量化為有限個幅度取值的信號，最后經(jīng)編碼，轉(zhuǎn)換成二進制碼信 號。對于電話，CCITT(原國際電報電話咨詢委員會，即現(xiàn)在的ITU-T，國際電信聯(lián)盟規(guī)定的抽樣率為 8KHZ每個抽樣值編 8位碼，即共有2A8=256 個量化值，因而每話路PCM編碼后的標準數(shù)碼率是 64Kb/s 為解決均勻量化時小信號量化誤差大、音質(zhì)差的問題，在實際中采用不均勻選取量化 間隔的非線性量化方法，即量化特性在小信號時分層密、量化間隔小，而 在大信號時分層疏、量化間隔大。在實際中廣泛使用的是兩種對數(shù)形式的壓 縮特性：A律和卩律。如圖22 <

16、;a )和<b)所示。圖22 A律與卩律的壓縮特性對于壓縮器而言,其輸入輸出歸一化特性表示式為：A律Vo =AV / (1+1 nA> ( 0< Vi <1/A >或： Vo =(1+lnAV> / (1+1 nA> ( 1/A v Vi <1>卩律Vo = <1+ln(1+ 卩 Vi>) / ln (1+ 卩 > (0 < Vi < 1>A律PCM主要用于歐洲，卩律主要用于北美和日本，我國采用歐洲 體制。國內(nèi)外有代表性的PCM編解碼集成電路有很多，在本實驗中，我們選擇了 TP3067芯片作為PCM編解碼

17、電路來作實驗，因此，先對 TP3067芯片作一介紹。(二>、PCM編譯碼電路 TP3067芯片介紹1、編譯碼器的簡單介紹模擬信號經(jīng)過編譯碼器時。在編碼電路中，它要經(jīng)過取樣、量化、 編碼，如圖2-3(a>所示。到底在什么時候被取樣，在什么時序輸出PCM 碼 則 由 A->D 控 制 來 決 定 ， 同 樣 PCM 碼 被 接 收 到譯碼電路后經(jīng)過譯碼低通、放大，最后輸出模擬信號到話機，把這兩部 分集成在一個芯片上就是一個單路編譯碼器，它只能為一個用戶服務，即 在同一時刻只能為一個用戶進行 AD 及 DA 變換。編碼器把模擬信號變換成數(shù)字信號的規(guī)律一般有二種，一種是卩律十五折線變

18、換法，它一般用在 PCM24路系統(tǒng)中，另一種是 A律十三折線非線 性交換法，它一般應用于 PCM3032 路系統(tǒng)中，這是一種比較常用的變換 法。模擬信號經(jīng)取樣后就進行 A律十三折線變換，最后變成 8位PCM碼， 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，這個時序號是由 A>D 控制電路來決定的，而在其它時隙時編碼器是沒有輸出 的，即對一個單路編譯碼器來說，它在一個PCM幀里只在一個由它自己的A >D控制電路決定的時隙里輸出8位PCM碼，同樣在一個 PCM幀里，它的譯碼電路也只能在一個由它自己的D->A 控制電路決定的時序里，從外部接收8位PCM碼。其實單路

19、編譯碼器的發(fā)送時序和接收時序還是可由外部電路來控制 的，編譯碼器的發(fā)送時序由 A->D控制電路來控制，而 A >D控制電路還 是受外部控制電路的控制，同樣在譯碼電路中D>A 控制電路也受外部控制電路的控制，這樣，我們只要向A->D 控制電路或 D->A 控制電路發(fā)某種命令即可控制單路編譯碼器的發(fā)送時序和接收時序號，從而也可以達到 總線交換的目的。但各種單路編譯碼器對其發(fā)送時序和接收時序的控制方式都有所不 同，象有些編譯碼器就有二種方式，一種是編程法，即給它內(nèi)部的控制電 路輸進一個控制字，令其在某某時隙干什么工作，另種是直接控制，這 時它有兩個控制端，我們定義為FS

20、x和PSr，要求FSx和FSr是周期性的，并且它的周期和PCM的周期要相同，都為125uS，這樣，每來一個FSx，其codec就輸出一個 PCM碼，每來一個 FSr，其codec就從外部輸 入一個PCM碼。圖2-3(b>是PCM的譯碼電路方框圖，它的工作過程同圖2-3(a>的工作過程完全相反，因此這里就不再討論了。A-Dft 制DA控制低譯大模W信號(b)D AIo) A-D圖2 3 A/D 及D/A電路框圖2、本實驗系統(tǒng)編譯碼器電路的設計我們所使用的編譯碼器是把 codec和Filter集成在一個芯片上，它的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)方框圖見圖2-4所示，它的外部接口可分兩部分：一部分是模擬接口

21、 電路，它與編譯碼器中的Filter發(fā)生聯(lián)系，這一部分可控制模擬信號的放大 倍數(shù)，另一部分是與處理系統(tǒng)和交換網(wǎng)絡的數(shù)字接口。它與編譯碼器中的 Codec發(fā)生聯(lián)系，我們對 Codec的控制主要通過這些數(shù)字接口線來達到 目的的。該器件為美國國家半導體公司的TP3067。有一點希望特別引起注意的是，編譯碼器是本實驗中最易受損器件， 稍有不慎就有燒壞的可能，所以我們在實驗中要求特別細致，我們要求做 到以下幾點：(a在使用中要注意編譯碼器芯片說明中的要求。(b在實驗中要細心，接線正確，在通電前對各電源都要求采取去耦 措施，去耦可以用一大電容 (10uF和一個0.1uF的電容一起并聯(lián)到電源 上。以便濾去電

22、源的高低頻頻率和因為開關所接收到的大電流尖峰信號。(c芯片應該遠離繼電器，因為繼電器的動作及振鈴電壓的出現(xiàn)，中 繼和 環(huán) 路電 流 浪 涌都會產(chǎn)生巨大的暫態(tài)現(xiàn)象，連接的導線之間以及因芯片與這些電路在同一電 路板上相隔較近將可能產(chǎn)生感應耦臺而影響芯片的工作。(d使用時，在關電源之前應該做好如下幾項工作：第一將所有外來的輸入信號(如時鐘，同步脈沖等 去除，即先關掉 其他幾部分的電源，最后關編譯碼器的電源，以免在關電后仍有信號輸 入。第二將示波器去掉，以免關電后因示波器引起的靜電對芯片產(chǎn)生影 響。(e測試設備必須接地。(f芯片應存放在有屏蔽的地方，以防止靜電積累。rt比翩S/HDrXMT REGOH

23、RCVREGCIK開關電容謔渡器Hi控制 邏輯棋1-=-11,并矣電容謔波吾圖2 4 TP3067內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖3、PCM編譯碼電路的工作時鐘由上述電路分析可知，PCM編譯碼器所需的工作時鐘為2.048MHZ,FSr、FSx的幀同步信號為8KHz窄脈沖，因此內(nèi)部要進行多次分頻。五、實驗內(nèi)容（一）PCMS碼調(diào)制實驗1、在不加信號的情況下，用二蹤示波器測量 TP50TP505各測量點處的 波形，仔細觀查。2、 從外加信號發(fā)生器中輸入一正弦信號V1000HZ至S201中，測量 TP50TP505各測量點處的波形，畫出波形并分析其相位關系。（二PCM編解碼系統(tǒng)實驗3、在上述“ 1、“ 2的基礎上，繼續(xù)

24、 測量TP50TP508各點處的波 形，并畫出波形，作詳細分析。4、用小話筒進行通話，即小話筒接入 S201信號插座中，用二蹤示波器 觀察輸入、輸出波形。接上喇叭，仔細鑒別話音傳輸質(zhì)量與效果。六、實驗步驟及注意事項（1+5V、-5V 工作。（2動手進行實驗時，先看清楚本實驗內(nèi)容所在實驗箱中的電路板 中的位置。(3> 按下按鍵開關： K2、 K3、 K100 、 K500 。(4>按一下“開始”與“ PCM功能鍵，顯示代碼“ 2 ”。這樣就給 PCM系統(tǒng)中送上三組信號，即：a 2048KHz 主時鐘信號。b 8KHz 收發(fā)分幀同步信號。C 使能信號，此為低電平有效。(5> 跳線

25、開關放置： KlOll_2 、 K5011-2 。(6> 外加 300Hz3400Hz 信號從 S201 進入。七、討論思考題1、TP3067 PCM編碼器輸出的 PCM數(shù)據(jù)的速率是多少？在本次實驗系 統(tǒng)中，為什么要給 TP3067提供2.048MHz的時鐘？2、認真分析 TP3067 主時鐘與 8KHZ 的分幀接收、發(fā)送同步時鐘的相 位關系 ?八、實驗報告要求1 、畫出實驗電路的實驗方框圖，并敘述其工作過程。2、畫出實驗過程中各測量點的波形圖，注意對應相位關系。3、寫出本次實驗的心得體會，以及對本次實驗有何改進意見。實驗三 FSK 調(diào)制解調(diào)實驗【實驗性質(zhì)】： 驗證性實驗一、實驗目的1

26、、理解 FSK 調(diào)制工作原理及電路組成。2、理解利用鎖相環(huán)解調(diào) FSK的原理和實現(xiàn)方法。二、預習要求實驗前預習通信原理關于二進制幅移鍵控 ASK頻移鍵控FSK及其解調(diào) 有關章節(jié)。三、實驗儀器儀表1、+5V、+12V穩(wěn)壓電源一臺2、示波器3、電子與通信實驗系統(tǒng)實驗箱一套四、實驗原理數(shù)字頻率調(diào)制是數(shù)據(jù)通信中使用較早的一種通信方式。因為這種調(diào) 制解調(diào)方式容易實現(xiàn)，抗噪聲和抗衰減性能較強，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)頻信號可以分為相位離散和相位連續(xù)兩種情形。若兩個 振蕩頻率分別由不同的獨立振蕩器提供,它

27、們之間相位互不相關,這就 叫相位離散的數(shù)字調(diào)頻信號：若兩個振蕩頻率由同一振蕩信號源提供, 只是對其中一個載頻進行分頻,這樣產(chǎn)生的兩個載頻就是相位連續(xù)的數(shù) 字調(diào)頻信號。本實驗電路中,由實驗 提供的載頻頻率經(jīng)過本實驗電路分頻而得到的兩個不同頻率的載頻信號,則 為相位連續(xù)的數(shù)字調(diào)頻信號。（一 >FSK調(diào)制電路工作原理1、 FSK調(diào)制原理框圖，見圖3 1。2、FSK調(diào)制工作原理。由圖 3-1 可知，輸入的基帶信號由轉(zhuǎn)換開關 K904 轉(zhuǎn)接后分成兩 路，一路控制 f1=32KHz 的載頻，另一路經(jīng)倒相器去控制 f2=16KHz 的S譽畫擺®底屋躍HSH Kffl賦<-®s

28、盤w聲牙解串frndoLnOE后amgn?ITogHJ O載頻。當基帶信號為“ 1”時，模擬開關1打開，模擬開關 2關閉，此時 輸出fl=32KHz，當基帶信號為“ 0”時，模擬開關 1關閉，模擬開關2打開，此時輸出f2=16KHz，于是可在輸出端得到已調(diào)的FSK信號。電路中的兩路載 頻（fl 、f2由內(nèi)時鐘信 號發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)過開關K901，K902送入。兩路載頻分別經(jīng)射隨、選頻濾波、射隨、再送至模擬 開關1、2。關于FSK調(diào)制原理波形見教材相關章節(jié)。（二FSK解調(diào)電路工作原理FSK集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器因為性能優(yōu)越，價格低廉，體積小， 所以得到了越來越廣泛的應用。1、FSK解調(diào)電原理框圖

29、。FSK集成電路模擬鎖相環(huán)解調(diào)器的工作原理是十分簡單的，只要在設 計鎖相環(huán)時，使它鎖定在FSK的一個載頻fl上，對應輸出高電平，而對另一載頻f2失鎖，對應輸出低電平，那末在鎖相環(huán)路濾波器輸出端就可 以得到解調(diào)的基帶信號序列。解調(diào)器框圖如圖3-2所示。圖3-2 FSK解調(diào)電原理框圖FSK鎖相環(huán)解調(diào)器中的集成鎖相環(huán)選用了MCI4046，集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。R5圖3 3MCI4046內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖MC14046集成電路內(nèi)有兩個數(shù)字式鑒相器（PDI、PDH 、一個壓控振蕩器（VCO,還有輸入放大電路等，環(huán)路低通濾波器接在集成電路的外 部。壓控振蕩器的中心頻率設計在32KHZ。由RC電阻電容

30、網(wǎng)絡來確定壓控振蕩器的振蕩頻率。R、C構(gòu)成外接低通濾波器，其參數(shù)選擇要滿足環(huán) 路性能指標的要求。當輸入信號為32KHZ時，即當鎖相環(huán)鎖定時，環(huán)路對輸入FSK信號中的32KHZ載波處于跟蹤狀態(tài)，32KHZ載波（正弦波 經(jīng)輸入整形電路后變成 矩形載波。此時鑒相器PDU輸出端為低電平，鎖定指示輸出端為高電平，鑒相器PDI輸出為低電平，PDI輸出和鎖定指示輸出經(jīng)或非門后輸出 為低電平，再經(jīng)積分電路和非門輸出為高電平。再經(jīng)過整形電路反相后從 輸出信號插座S902輸出。當輸入信號為16KHZ時，環(huán)路失鎖。此時環(huán)路對16KHZ載頻的跟蹤破壞，鑒相器輸入端的兩個比較信號存在頻差，經(jīng)鑒相器PDI后輸出一串無規(guī)則

31、矩形脈沖，而鎖定指示輸出為低電平，PDI輸出和鎖定指示輸出經(jīng)或非門輸出仍為無規(guī)則矩形脈沖，這些矩形脈沖經(jīng)積分器和非門后輸 出為低電平?？梢?，環(huán)路對 32KHZ載頻鎖定時輸出高電平，對16KHZ載頻失鎖時就輸出低電平。從而在解調(diào)器輸出端就得到正常的基帶信號序列。五、實驗內(nèi)容1、測試 FSK 調(diào)制電路 TP901 TP907 各測量點波形，畫出波形并作 詳細分析。2、測試 FSK 解調(diào)電路 TP908 TP910 各測量點波形，畫出波形并作 詳細分析。注意：為便于對照，請將調(diào)制與解調(diào)電路畫在同一張圖上。六、實驗步驟及注意事項(一) FSK調(diào)制實驗(1> 、+5V 、-5V 工作。(2>

32、 、按下按鍵開關： K2、 K100、 K900。(3>、按一下“開始”與“ FSK'功能鍵，顯示代碼 3”。(4> 、跳線開關設置： KlOl l_2 、 K901 l_2 、 K902 l_2K904 l_2 、 2KHz 的偽隨機碼，碼序列為： 1110010 。K9042-3 、 8KHz 方波，碼序列為： 1100。做 FSK解調(diào)實驗時，K904 i_2、K903 i_2。注意：選擇不同的數(shù)字基帶信號的速率。有1110010碼(2KHz>和1010交替碼 (8KHz> 。由信號轉(zhuǎn)接開關 K904 進行選擇。(二) FSK解調(diào)實驗(1>、接通開關K

33、903 “1 ”和“ 2”腳，輸入FSK信號給解調(diào)電路，注意觀 察“ 1 ”“ 0”碼內(nèi)所含載波的數(shù)目。(2> 、觀察 FSK 解調(diào)輸出 TP910-TP912 波形，并作記錄。并同時觀察 FSK調(diào)制端的基帶信號，比較兩者波形，觀察是否有失真。七、討論思考題1 、改變 4046 的哪些外圍元件參數(shù)對其解調(diào)正確輸出有影響 ?2、采用鎖相環(huán)解調(diào)時，其輸出的信號序列與發(fā)送的信號序列相比有否 產(chǎn)生延遲，為什么？八、實驗報告要求1 、畫出實驗電路的實驗方框圖，并敘述其工作過程。2、畫出實驗過程中各測量點的波形圖，注意對應相位關系。實驗四 HDB3 編解碼實驗實驗性質(zhì)】： 驗證性實驗、實驗目的1、加

34、深對 n 階高密度雙極性碼的理解2、了解HDB：碼的編碼規(guī)則及其工作原理、實現(xiàn)方法3、掌握HDB3碼編、解碼的時序關系二、實驗預習要求主要預習通信系統(tǒng)原理教材中關于“信號編碼”這章中的“n 階高密度二進制碼”等章節(jié)及 HDB3碼的編碼規(guī)則和工作原理。三、實驗儀器儀表1、示波器一臺2、電子與通信實驗系統(tǒng)實驗箱一套四、實驗原理HDBn碼是n階高密度雙極性碼的縮寫。在 HDBn碼中信息“ I ”也交替 地變換為+I與-1的半占空歸零碼，但與 AMI碼不同的是：HDBn碼中的連 “0”數(shù)被限制為小于或等于 n。當信息中出現(xiàn)n+ 1個連“0”碼時就用特定 碼組來取代，這種特定碼組稱為取代節(jié)。為了在接收端

35、識別出取代節(jié)，人為 地在取代節(jié)中設置“破壞點”，在這些“破壞點”處傳號極性交替規(guī)律受到 破壞。HDBr碼是一種模態(tài)取代碼，它有兩種取代節(jié)：n+1 位 <B 0 0 .V) 或 n+1 位 <0 0 . V )其中 B 表示符合極性交替規(guī)律的傳號， V 表示破壞極性交替規(guī)律的傳 號， V 就是破壞點。這兩種取代節(jié)的選取原則是：使任意兩個相鄰 V 脈沖間 的 B 脈沖數(shù)目為奇數(shù)。這樣，相鄰 V 脈沖的極性也滿足交替規(guī)律，因而整個 信號仍保持無直流分量。HDBn碼中應用最廣泛的就是 3階高密度雙極性碼，即 HDB3碼。在HDB3 中每當出現(xiàn)4個連“0”碼時用取代節(jié) B00V或 000V代替。替代原則是：1. 當四個連續(xù)的 0 出現(xiàn)時，我們將第四個 0 以 V-bit (vioIation bit> 取代，這個 V-bit 與上一個 1 有相同的極性，這樣就會違反 AMI RuIe ，我們 表示為000"000V。2. 如果在 V-bit 與上一個 V-bit 之間的 1 為奇數(shù)，我們將第一個 0 以 B- bit取代，表示為000"B00V其波形替代如圖 4 1 所示：