通信原理實驗(1-8)

通信原理實驗報告學(xué)院：信息工程學(xué)院專業(yè)：通信工程學(xué)號：201416416姓名：李瑞鵬

實驗一帶通信道模擬及眼圖實驗一、實驗?zāi)康牧私庋蹐D與信噪比、碼間干擾之間的關(guān)系及其實際意義；掌握眼圖觀測的方法并記錄研究。二、實驗器材主控&信號源、9號、13號、17號模塊各一塊雙蹤示波器一臺連接線若干三、實驗原理1、實驗原理框圖帶通信道模擬框圖2、實驗原理框圖帶通信道是將直接調(diào)制的PSK信號和經(jīng)過升余弦濾波后調(diào)制的PSK信號送入帶通信道，比較兩種狀況的眼圖。然后，改變帶通信道的帶寬重復(fù)觀測。四、實驗步驟概述：該項目是通過分別改變噪聲幅度和帶通信道頻率范圍，觀測信道的眼圖輸出變化情況，了解和分析信道輸出原因.1、關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目的端口連線說明信號源：PN15模塊9：TH1(基帶信號)調(diào)制信號輸入信號源：256KHz模塊9：TH14(載波1)載波1輸入信號源：256KHz模塊9：TH3(載波2)載波2輸入信號源：CLK模塊9：TH2(差分編碼時鐘)調(diào)制時鐘輸入模塊9：TH4(調(diào)制輸出)模塊17：TH1(信道輸入)調(diào)制輸出經(jīng)過信道模擬模塊17：TH2(信道輸出)模塊13：TH2(載波同步輸入)載波同步模塊信號輸入模塊13：TH1(SIN)模塊9：TH10(相干載波輸入)用于解調(diào)的載波模塊17：TH2(信道輸出)模塊9：TH7(解調(diào)輸入)送入解調(diào)單元2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【信道模擬及眼圖觀測實驗】→【250KHz~262KHz帶通信道】。3、此時系統(tǒng)初始狀態(tài)為：PN15為8K。4、實驗操作及波形觀測。（1）以CLK時鐘信號為觸發(fā)源對比觀測LPF-BPSK觀測點，觀察輸出眼圖波形。（2）調(diào)節(jié)17號板W1噪聲幅度調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)噪聲幅度，觀察眼圖波形變化。17號模塊測試點TP4可以觀察添加的白噪聲。在主控菜單中改變帶通信道頻率范圍，觀察輸出眼圖變化，并分析原因。五、實驗報告1、完成實驗并思考實驗中提出來的問題。2、分析實驗電路工作原理，簡述其工作過程。整理信號在傳輸過程中的各點波形。

實驗二HDB3碼型變換實驗一、實驗?zāi)康牧私鈳追N常用的數(shù)字基帶信號的特征和作用。掌握HDB3碼的編譯規(guī)則。了解濾波法位同步在的碼變換過程中的作用。二、實驗器材主控&信號源、2號、8號、13號模塊各一塊雙蹤示波器一臺連接線若干三、實驗原理1、HDB3編譯碼實驗原理框圖HDB3編譯碼實驗原理框圖2、實驗框圖說明我們知道AMI編碼規(guī)則是遇到0輸出0，遇到1則交替輸出+1和-1。而HDB3編碼由于需要插入破壞位B，因此，在編碼時需要緩存3bit的數(shù)據(jù)。當(dāng)沒有連續(xù)4個連0時與AMI編碼規(guī)則相同。當(dāng)4個連0時最后一個0變?yōu)閭魈朅，其極性與前一個A的極性相反。若該傳號與前一個1的極性不同，則還要將這4個連0的第一個0變?yōu)锽，B的極性與A相同。實驗框圖中編碼過程是將信號源經(jīng)程序處理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1兩路信號，再通過電平轉(zhuǎn)換電路進行變換，從而得到HDB3編碼波形。同樣AMI譯碼只需將所有的±1變?yōu)?，0變?yōu)?即可。而HDB3譯碼只需找到傳號A，將傳號和傳號前3個數(shù)都清0即可。傳號A的識別方法是：該符號的極性與前一極性相同，該符號即為傳號。實驗框圖中譯碼過程是將HDB3碼信號送入到電平逆變換電路，再通過譯碼處理，得到原始碼元。四、實驗步驟實驗項目一HDB3編譯碼（256KHz歸零碼實驗）概述：本項目通過選擇不同的數(shù)字信源，分別觀測編碼輸入及時鐘，譯碼輸出及時鐘，觀察編譯碼延時以及驗證HDB3編譯碼規(guī)則。1、關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目的端口連線說明信號源：PN模塊8：TH3(編碼輸入-數(shù)據(jù))基帶信號輸入信號源：CLK模塊8：TH4(編碼輸入-時鐘)提供編碼位時鐘模塊8：TH1(HDB3輸出)模塊8：TH7(HDB3輸入)將數(shù)據(jù)送入譯碼模塊模塊8：TH5(單極性碼)模塊13：TH7(數(shù)字鎖相環(huán)輸入)數(shù)字鎖相環(huán)位同步提取模塊13：TH5(BS2)模塊8：TH9(譯碼時鐘輸入)提供譯碼位時鐘2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【HDB3編譯碼】→【256K歸零碼實驗】。將模塊13的開關(guān)S3分頻設(shè)置撥為0011，即提取512K同步時鐘。3、此時系統(tǒng)初始狀態(tài)為：編碼輸入信號為256K的PN序列。4、實驗操作及波形觀測。（1）用示波器分別觀測編碼輸入的數(shù)據(jù)TH3和編碼輸出的數(shù)據(jù)TH1(HDB3輸出)，觀察記錄波形，有數(shù)字示波器的可以觀測編碼輸出信號頻譜，驗證HDB3編碼規(guī)則。注：觀察時注意碼元的對應(yīng)位置。（2）保持示波器測量編碼輸入數(shù)據(jù)TH3的通道不變，另一通道測量中間測試點TP2(HDB3-A1)，觀察基帶碼元的奇數(shù)位的變換波形。（3）保持示波器測量編碼輸入數(shù)據(jù)TH3的通道不變，另一通道測量中間測試點TP3(HDB3-B1)，觀察基帶碼元的偶數(shù)位的變換波形。（4）用示波器分別觀測模塊8的TP2(HDB3-A1)和TP3(HDB3-B1)，可從頻域角度觀察信號所含256KHz頻譜分量情況；或用示波器減法功能觀察HDB3-A1與HDB3-B1相減后的波形情況,，并與HDB3編碼輸出波形相比較。（5）用示波器對比觀測編碼輸入的數(shù)據(jù)和譯碼輸出的數(shù)據(jù)，觀察記錄HDB3譯碼波形與輸入信號波形思考：譯碼過后的信號波形與輸入信號波形相比延時多少？（6）用示波器分別觀測TP4(HDB3-A2)和TP8(HDB3-B2)，從時域或頻域角度了解HDB3碼經(jīng)電平變換后的波形情況。（7）用示波器分別觀測模塊8的TH7(HDB3輸入)和TH6(單極性碼)，從頻域角度觀測雙極性碼和單極性碼的256KHz頻譜分量情況。（8）用示波器分別觀測編碼輸入的時鐘和譯碼輸出的時鐘，觀察比較恢復(fù)出的位時鐘波形與原始位時鐘信號的波形。思考：此處輸入信號采用的單極性碼，可較好的恢復(fù)出位時鐘信號，如果輸入信號采用的是雙極性碼，是否能觀察到恢復(fù)的位時鐘信號，為什么？實驗項目二HDB3編譯碼（256KHz非歸零碼實驗）概述：本項目通過觀測HDB3非歸零碼編譯碼相關(guān)測試點，了解HDB3編譯碼規(guī)則。1、保持實驗項目一的連線不變。2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【HDB3編譯碼】→【256K非歸零碼實驗】。將模塊13的開關(guān)S3分頻設(shè)置撥為0100，即提取256K同步時鐘。3、此時系統(tǒng)初始狀態(tài)為：編碼輸入信號為256K的PN序列。4、實驗操作及波形觀測。參照前面的256KHz歸零碼實驗項目的步驟，進行相關(guān)測試。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)實驗項目三HDB3碼對連0信號的編碼、直流分量以及時鐘信號提取觀測概述：本項目通過設(shè)置和改變輸入信號的碼型，觀測HDB3歸零碼編碼輸出信號中對長連0碼信號的編碼、含有的直流分量變化以及時鐘信號提取情況，進一步了解HDB3碼特性。1、關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目的端口連線說明模塊2：DoutMUX模塊8：TH3(編碼輸入-數(shù)據(jù))基帶信號輸入模塊2：BSOUT模塊8：TH4(編碼輸入-時鐘)提供編碼位時鐘模塊8：TH1(HDB3輸出)模塊8：TH7(HDB3輸入)將數(shù)據(jù)送入譯碼模塊模塊8：TH5(單極性碼)模塊13：TH7(數(shù)字鎖相環(huán)輸入)數(shù)字鎖相環(huán)位同步提取模塊13：TH5(BS2)模塊8：TH9(譯碼時鐘輸入)提供譯碼位時鐘2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【HDB3編譯碼】→【256K歸零碼實驗】。將模塊13的開關(guān)S3分頻設(shè)置撥為0011，即提取512K同步時鐘。將模塊2的開關(guān)S1、S2、S3、S4全部置為11110000，使DoutMUX輸出碼型中含有連4個0的碼型狀態(tài)。（或自行設(shè)置其他碼值也可。）3、此時系統(tǒng)初始狀態(tài)為：編碼輸入信號為256KHz的32位撥碼信號。4、實驗操作及波形觀測。（1）觀察含有長連0信號的HDB3編碼波形。用示波器觀測模塊8的TH3(編碼輸入-數(shù)據(jù))和TH1(HDB3輸出)，觀察信號中出現(xiàn)長連0時的波形變化情況。注：觀察時注意碼元的對應(yīng)位置。思考：HDB3編碼與AMI編碼波形有什么差別？（2）觀察HDB3編碼信號中是否含有直流分量。將模塊2的開關(guān)S1、S2、S3、S4撥為00000000000000000000000000000011，用示波器分別觀測編碼輸入數(shù)據(jù)和編碼輸出數(shù)據(jù)，編碼輸入時鐘和譯碼輸出時鐘，調(diào)節(jié)示波器，將信號耦合狀況置為交流，觀察記錄波形。保持連線，撥碼開關(guān)由0到1逐位撥起，直到模塊2的撥動開關(guān)置為00111111111111111111111111111111，觀察撥碼過程中編碼輸入數(shù)據(jù)和編碼輸出數(shù)據(jù)波形的變化情況。思考：HDB3碼是否存在直流分量？（3）觀察HDB3編碼信號所含時鐘頻譜分量。將模塊2的開關(guān)S1、S2、S3、S4全部置0，用示波器先分別觀測編碼輸入數(shù)據(jù)和編碼輸出數(shù)據(jù)，再分別觀測編碼輸入時鐘和譯碼輸出時鐘，觀察記錄波形。再將模塊2的開關(guān)S1、S2、S3、S4全部置1，觀察記錄波形。思考：數(shù)據(jù)和時鐘是否能恢復(fù)？注：有數(shù)字示波器的可以觀測編碼輸出信號FFT頻譜。在恢復(fù)時鐘方面HDB3碼與AMI碼比較有哪一個更好？比較不同輸入信號時兩種碼型的時鐘恢復(fù)情況并聯(lián)系其編碼信號頻譜分析原因。五、實驗報告1、分析實驗電路的工作原理，敘述其工作過程。工作原理:HDB3編碼由于需要插入破壞位B，因此，在編碼時需要緩存3bit的數(shù)據(jù)。當(dāng)沒有連續(xù)4個連0時與AMI編碼規(guī)則相同。當(dāng)4個連0時最后一個0變?yōu)閭魈朅，其極性與前一個A的極性相反。若該傳號與前一個1的極性不同，則還要將這4個連0的第一個0變?yōu)锽，B的極性與A相同。實驗框圖中編碼過程是將信號源經(jīng)程序處理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1兩路信號，再通過電平轉(zhuǎn)換電路進行變換，從而得到HDB3編碼波形。工作過程：（1）選擇不同的數(shù)字信源，分別觀測編碼輸入及時鐘，譯碼輸出及時鐘，觀察編譯碼延時以及驗證HDB3編譯碼規(guī)則。（2）觀測HDB3非歸零碼編譯碼相關(guān)測試點，了解HDB3編譯碼規(guī)則。（3）設(shè)置和改變輸入信號的碼型，觀測HDB3歸零碼編碼輸出信號中對長連0碼信號的編碼、含有的直流分量變化以及時鐘信號提取情況，進一步了解HDB3碼特性。2、根據(jù)實驗測試記錄，畫出各測量點的波形圖，并分析實驗現(xiàn)象實驗三FSK調(diào)制及解調(diào)實驗一、實驗?zāi)康恼莆沼面I控法產(chǎn)生FSK信號的方法。掌握FSK非相干解調(diào)的原理。二、實驗器材主控&信號源、9號模塊各一塊雙蹤示波器一臺連接線若干三、實驗原理1、實驗原理框圖FSK調(diào)制及解調(diào)實驗原理框圖2、實驗框圖說明基帶信號與一路載波相乘得到1電平的ASK調(diào)制信號，基帶信號取反后再與二路載波相乘得到0電平的ASK調(diào)制信號，然后相加合成FSK調(diào)制輸出；已調(diào)信號經(jīng)過過零檢測來識別信號中載波頻率的變化情況，通過上、下沿單穩(wěn)觸發(fā)電路再相加輸出，最后經(jīng)過低通濾波和門限判決，得到原始基帶信號。四、實驗步驟實驗項目一FSK調(diào)制概述：FSK調(diào)制實驗中，信號是用載波頻率的變化來表征被傳信息的狀態(tài)。本項目中，通過調(diào)節(jié)輸入PN序列頻率，對比觀測基帶信號波形與調(diào)制輸出波形來驗證FSK調(diào)制原理。1、關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目的端口連線說明信號源：PN模塊9：TH1(基帶信號)調(diào)制信號輸入信號源：256KHz(載波)模塊9：TH14(載波1)載波1輸入信號源：128KHz(載波)模塊9：TH3(載波2)載波2輸入模塊9：TH4(調(diào)制輸出)模塊9：TH7(解調(diào)輸入)解調(diào)信號輸入2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【FSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)】。將9號模塊的S1撥為0000。調(diào)節(jié)信號源模塊的W2使128KHz載波信號的峰峰值為3V，調(diào)節(jié)W3使256KHz載波信號的峰峰值也為3V。3、此時系統(tǒng)初始狀態(tài)為：PN序列輸出頻率32KH。4、實驗操作及波形觀測。（1）示波器CH1接9號模塊TH1基帶信號，CH2接9號模塊TH4調(diào)制輸出，以CH1為觸發(fā)對比觀測FSK調(diào)制輸入及輸出，驗證FSK調(diào)制原理。（2）將PN序列輸出頻率改為64KHz，觀察載波個數(shù)是否發(fā)生變化。實驗項目二FSK解調(diào)概述：FSK解調(diào)實驗中，采用的是非相干解調(diào)法對FSK調(diào)制信號進行解調(diào)。實驗中通過對比觀測調(diào)制輸入與解調(diào)輸出，觀察波形是否有延時現(xiàn)象，并驗證FSK解調(diào)原理。觀測解調(diào)輸出的中間觀測點，如TP6（單穩(wěn)相加輸出），TP7（LPF-FSK），深入理解FSK解調(diào)過程。1、保持實驗項目一中的連線及初始狀態(tài)。2、對比觀測調(diào)制信號輸入以及解調(diào)輸出：以9號模塊TH1為觸發(fā)，用示波器分別觀測9號模塊TH1和TP6（單穩(wěn)相加輸出）、TP7（LPF-FSK）、TH8（FSK解調(diào)輸出），驗證FSK解調(diào)原理。3、以信號源的CLK為觸發(fā)，測9號模塊LPF-FSK，觀測眼圖。五、實驗報告1、分析實驗電路的工作原理，簡述其工作過程；工作原理：基帶信號與一路載波相乘得到1電平的ASK調(diào)制信號，基帶信號取反后再與二路載波相乘得到0電平的ASK調(diào)制信號，然后相加合成FSK調(diào)制輸出；已調(diào)信號經(jīng)過過零檢測來識別信號中載波頻率的變化情況，通過上、下沿單穩(wěn)觸發(fā)電路再相加輸出，最后經(jīng)過低通濾波和門限判決，得到原始基帶信號。工作過程：通過調(diào)節(jié)輸入PN序列頻率，對比觀測基帶信號波形與調(diào)制輸出波形來驗證FSK調(diào)制原理。采用非相干解調(diào)法對FSK調(diào)制信號進行解調(diào)，通過對比觀測調(diào)制輸入與解調(diào)輸出，觀察波形是否有延時現(xiàn)象，并驗證FSK解調(diào)原理。觀測解調(diào)輸出的中間觀測點，如TP6（單穩(wěn)相加輸出），TP7（LPF-FSK），深入理解FSK解調(diào)過程。分析FSK調(diào)制解調(diào)原理。實驗四DBPSK調(diào)制及解調(diào)實驗一、實驗?zāi)康恼莆誅BPSK調(diào)制和解調(diào)的基本原理；掌握DBPSK數(shù)據(jù)傳輸過程，熟悉典型電路；熟悉DBPSK調(diào)制載波包絡(luò)的變化；掌握DBPSK載波恢復(fù)特點與位定時恢復(fù)的基本方法；二、實驗器材主控&信號源、9號、13號模塊各一塊雙蹤示波器一臺連接線若干三、實驗原理1、DBPSK調(diào)制解調(diào)（9號模塊）實驗原理框圖DBPSK調(diào)制及解調(diào)實驗原理框圖2、DBPSK調(diào)制解調(diào)（9號模塊）實驗框圖說明基帶信號先經(jīng)過差分編碼得到相對碼，再將相對碼的1電平和0電平信號分別與256K載波及256K反相載波相乘，疊加后得到DBPSK調(diào)制輸出；已調(diào)信號送入到13模塊載波提取單元得到同步載波；已調(diào)信號與相干載波相乘后，經(jīng)過低通濾波和門限判決后，解調(diào)輸出原始相對碼，最后經(jīng)過差分譯碼恢復(fù)輸出原始基帶信號。其中載波同步和位同步由13號模塊完成。四、實驗步驟實驗項目一DBPSK調(diào)制信號觀測（9號模塊）概述：DBPSK調(diào)制實驗中，信號是用相位相差180°的載波變換來表征被傳遞的信息。本項目通過對比觀測基帶信號波形與調(diào)制輸出波形來驗證DBPSK調(diào)制原理。1、關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目的端口連線說明信號源：PN模塊9：TH1(基帶信號)調(diào)制信號輸入信號源：256KHz模塊9：TH14(載波1)載波1輸入信號源：256KHz模塊9：TH3(載波2)載波2輸入信號源：CLK模塊9：TH2(差分編碼時鐘)調(diào)制時鐘輸入模塊9：TH4(調(diào)制輸出)模塊13：TH2(載波同步輸入)載波同步模塊信號輸入模塊13：TH1(SIN)模塊9：TH10(相干載波輸入)用于解調(diào)的載波模塊9：TH4(調(diào)制輸出)模塊9：TH7(解調(diào)輸入)解調(diào)信號輸入模塊9：TH12(BPSK解調(diào)輸出)模塊13：TH7(數(shù)字鎖相環(huán)輸入)數(shù)字鎖相環(huán)信號輸入模塊13：TH5(BS2)模塊9：TH11(差分譯碼時鐘)用作差分譯碼時鐘2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【BPSK/DBPSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)】。將9號模塊的S1撥為0100，13號模塊的S3撥為0111。3、此時系統(tǒng)初始狀態(tài)為：PN序列輸出頻率32KHz，調(diào)節(jié)信號源模塊的W3使256KHz載波信號的峰峰值為3V。4、實驗操作及波形觀測。（1）以9號模塊“NRZ-I”為觸發(fā)，觀測“I”；（2）以9號模塊“NRZ-Q”為觸發(fā)，觀測“Q”。（3）以9號模塊“基帶信號”為觸發(fā)，觀測“調(diào)制輸出”。思考：分析以上觀測的波形，分析與ASK有何關(guān)系？實驗項目二DBPSK差分信號觀測（9號模塊）概述：本項目通過對比觀測基帶信號波形與NRZ-I輸出波形，觀察差分信號，驗證差分變換原理。1、保持實驗項目一中的連線。2、將9號模塊的S1撥為“0100”。3、以“基帶信號”為觸發(fā)，觀測“NRZ-I”。記錄波形，并分析差分編碼規(guī)則。其編碼規(guī)則是用相鄰碼元的跳變和不變來表示，與碼元本身的電位或極性無關(guān)，即跳變?yōu)?E，不變?yōu)?E。實驗項目三DBPSK解調(diào)觀測（9號模塊）概述：本項目通過對比觀測基帶信號波形與DBPSK解調(diào)輸出波形，驗證DBPSK解調(diào)原理。1、保持實驗項目一中的連線。將9號模塊的S1撥為“0100”。2、以9號模塊的“基帶信號”為觸發(fā)，觀測13號模塊的“SIN”，調(diào)節(jié)13號模塊的W1使“SIN”的波形穩(wěn)定，即恢復(fù)出載波。以9號模塊的“基帶信號”為觸發(fā)觀測“DBPSK解調(diào)輸出”，多次單擊13號模塊的“復(fù)位”按鍵。觀測“DBPSK解調(diào)輸出”的變化。SIN波形3、以信號源的CLK為觸發(fā)，測9號模塊LPF-BPSK，觀測眼圖。五、實驗報告1、分析實驗電路的工作原理，簡述其工作過程；工作原理：基帶信號先經(jīng)過差分編碼得到相對碼，再將相對碼的1電平和0電平信號分別與256K載波及256K反相載波相乘，疊加后得到DBPSK調(diào)制輸出；已調(diào)信號送入到13模塊載波提取單元得到同步載波；已調(diào)信號與相干載波相乘后，經(jīng)過低通濾波和門限判決后，解調(diào)輸出原始相對碼，最后經(jīng)過差分譯碼恢復(fù)輸出原始基帶信號。其中載波同步和位同步由13號模塊完成。工作過程：DBPSK調(diào)制實驗中，信號是用相位相差180°的載波變換來表征被傳遞的信息。通過對比觀測基帶信號波形與調(diào)制輸出波形來驗證DBPSK調(diào)制原理。本項目通過對比觀測基帶信號波形與DBPSK解調(diào)輸出波形，驗證DBPSK解調(diào)原理。通過實驗波形，分析DBPSK調(diào)制解調(diào)原理。實驗五π/4DQPSK調(diào)制及解調(diào)實驗一、實驗?zāi)康?、了解π/4DQPSK調(diào)制解調(diào)的原理及特性。二、實驗器材主控&信號源模塊、10號、11號模塊各一塊雙蹤示波器一臺連接線若干三、實驗原理1、實驗原理框圖π/4DQPSK調(diào)制框圖π/4DQPSK解調(diào)框圖2、實驗框圖說明π/4DQPSK調(diào)制實驗框圖中，基帶信號先經(jīng)過差分變換得到相對碼，再串并變換處理輸出NRZ-I和NRZ-Q兩路信號；然后分別經(jīng)過相位映射處理，形成I-OUT和Q-out成形輸出；再分別與10.7M正交載波相乘后疊加，最后輸出π/4DQPSK調(diào)制信號。π/4DQPSK解調(diào)實驗框圖中，接收信號分別與正交載波進行相乘，經(jīng)過低通濾波處理，然后將兩路信號進行相位軌跡檢測，經(jīng)低通濾波處理后得到模擬信號，最后通過碼元再生電路以及差分逆變換電路恢復(fù)出原始的基帶信號。其中，解調(diào)所用兩路載波是譯碼端本地VCO分頻所得正交載波。四、實驗步驟實驗項目一π/4DQPSK調(diào)制概述：本項目是觀測π/4DQPSK調(diào)制信號的時域或頻域波形，了解調(diào)制信號產(chǎn)生機理及成形波形的星座圖。1、關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目的端口連線說明信號源：PN模塊10：TH3(DIN1)信號輸入信號源：CLK模塊10：TH1(BSIN)時鐘輸入模塊10：TH7(I-Out)模塊10：TH6(I-In)I路成形信號加載頻模塊10：TH9(Q-Out)模塊10：TH8(Q-In)Q路成形信號加載頻2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【π/4DQPSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)】→【星座圖觀測及“硬調(diào)制”】。3、此時系統(tǒng)初始狀態(tài)為：PN序列輸出頻率16KHz，載頻為10.7MHz。4、實驗操作及波形觀測。（1）示波器探頭CH1接10號模塊TP8(NRZ-I)，CH2接10號模塊TP9(NRZ-Q)，觀測基帶信號經(jīng)過串并變換后輸出的兩路波形。（2）示波器探頭CH1接10號模塊TP8(NRZ-I)，CH2接10號模塊TH7(I-Out)，對比觀測I路信號成形前后的波形。（3）示波器探頭CH1接10號模塊TP9(NRZ-Q)，CH2接10號模塊TH9(Q-Out)，對比觀測Q路信號成形前后的波形。示波器探頭CH1接10號模塊TH7(I-Out)，CH2接10號模塊TH9(Q-Out)，調(diào)節(jié)示波器為XY模式，觀察π/4DQPSK星座圖。示波器探頭CH1接10號模塊TH7(I-Out)，CH2接10號模塊TP3(I)，對比觀測I路成形波形的載波調(diào)制前后的波形。示波器探頭CH1接10號模塊TH9(Q-Out)，CH2接10號模塊TP4(Q)，對比觀測Q路成形波形的載波調(diào)制前后的波形。示波器探頭CH1接10模塊的TP1，觀測I路和Q路加載頻后的疊加信號，即π/4DQPSK調(diào)制信號。注：適當(dāng)調(diào)節(jié)電位器W1和W2使IQ兩路載頻幅度相同且最大不失真。實驗項目二π/4DQPSK非相干解調(diào)概述：本項目是對比觀測π/4DQPSK解調(diào)信號和原始基帶信號的波形，了解π/4DQPSK相干解調(diào)的實現(xiàn)方法。1、關(guān)電，保持實驗項目一中的連線不變，繼續(xù)按表格所示進行以下連線。源端口目的端口連線說明模塊10：P1(調(diào)制輸出)模塊11：P1(解調(diào)輸入)已調(diào)信號送入解調(diào)端2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【π/4DQPSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)】→【星座圖觀測及“硬調(diào)制”】。3、此時系統(tǒng)初始狀態(tài)為：PN序列輸出頻率16KHz，載頻為10.7MHz。4、實驗操作及波形觀測。（1）示波器探頭CH1接10號模塊TH3(DIN1)，CH2接11號模塊TH4(Dout)，適當(dāng)調(diào)節(jié)11號模塊壓控偏置電位器W1，同時按復(fù)位開關(guān)鍵S3，對比觀測原始基帶信號和解調(diào)輸出信號的波形。注：當(dāng)解調(diào)輸出和基帶信號碼型相同（觀測波形中會有碼元延時）時，表示系統(tǒng)調(diào)節(jié)正常無誤碼。（2）示波器探頭CH1接10號模塊TH1(BSIN)，CH2接11號模塊TH5(BS-out)，對比觀測原始時鐘信號和解調(diào)恢復(fù)時鐘信號的波形。（3）示波器探頭CH1接10號模塊TH7(I-Out)，CH2接11號模塊TP4，對比觀測原始I路成形信號與解調(diào)后I路成形信號的波形。（4）示波器探頭CH1接10號模塊TP8(NRZ-I)，CH2接11號模塊TP9(DA輸出2)，對比觀測原始I路信號與解調(diào)后未經(jīng)門限判決的I路信號波形。（5）示波器探頭CH1接10號模塊TP9(Q-Out)，CH2接11號模塊TP5，對比觀測原始Q路成形信號與解調(diào)后Q路成形信號的波形。（6）示波器探頭CH1接10號模塊TP9(NRZ-Q)，CH2接11號模塊TP10(DA輸出3)，對比觀測原始Q路信號與解調(diào)后未經(jīng)門限判決的Q路信號波形。注：實驗項目三有興趣的或者需要鞏固調(diào)制原理知識的同學(xué)可以選擇設(shè)置主菜單【π/4DQPSK調(diào)制及解調(diào)】中的【I路調(diào)制信號觀測】、【Q路調(diào)制信號觀測】以及【調(diào)制信號觀測】，觀測載頻為256KHz的I路調(diào)制信號波形、Q路調(diào)制信號波形以及QPSK調(diào)制信號波形，輸出測試點為I-OUT。實驗報告1、分析實驗電路的工作原理，簡述其工作過程。工作原理：基帶信號先經(jīng)過差分變換得到相對碼，再串并變換處理輸出NRZ-I和NRZ-Q兩路信號；然后分別經(jīng)過相位映射處理，形成I-OUT和Q-out成形輸出；再分別與10.7M正交載波相乘后疊加，最后輸出π/4DQPSK調(diào)制信號。π/4DQPSK解調(diào)實驗框圖中，接收信號分別與正交載波進行相乘，經(jīng)過低通濾波處理，然后將兩路信號進行相位軌跡檢測，經(jīng)低通濾波處理后得到模擬信號，最后通過碼元再生電路以及差分逆變換電路恢復(fù)出原始的基帶信號。其中，解調(diào)所用兩路載波是譯碼端本地VCO分頻所得正交載波。工作過程：本項目是觀測π/4DQPSK調(diào)制信號的時域或頻域波形，了解調(diào)制信號產(chǎn)生機理及成形波形的星座圖。對比觀測π/4DQPSK解調(diào)信號和原始基帶信號的波形，了解π/4DQPSK相干解調(diào)的實現(xiàn)方法。觀測并分析實驗過程中的實驗現(xiàn)象。實驗六時分復(fù)用與解復(fù)用實驗一、實驗?zāi)康恼莆諘r分復(fù)用的概念及工作原理。了解時分復(fù)用在整個通信系統(tǒng)中的作用。二、實驗器材主控&信號源、1號、2號、7號、13號模塊各一塊雙蹤示波器一臺連接線若干三、實驗原理1、實驗原理框圖256K時分復(fù)用實驗框圖256K解時分復(fù)用實驗框圖注：框圖中1#和2#模塊的相關(guān)連線有所簡略，具體參考實驗步驟中所述。2、實驗框圖說明1號模塊的PCM數(shù)據(jù)和2號模塊的數(shù)字終端數(shù)據(jù)，經(jīng)過7號模塊進行256K時分復(fù)用和解復(fù)用后，再送入到相應(yīng)的PCM譯碼單元和2號終端模塊。時分復(fù)用是將各路輸入變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)。然后，按給端口數(shù)據(jù)所在的時隙進行幀的拼接，變成一個完整的數(shù)據(jù)幀。最后，并串變換將數(shù)據(jù)輸出。解復(fù)用的過程是先提取幀同步，然后將一幀數(shù)據(jù)緩存下來。接著按時隙將幀數(shù)據(jù)解開，最后，每個端口獲取自己時隙的數(shù)據(jù)進行并串變換輸出。此時256K時分復(fù)用與解復(fù)用模式下，復(fù)用幀結(jié)構(gòu)為：第0時隙是巴克碼幀頭、第1~3時隙是數(shù)據(jù)時隙，其中第1時隙輸入的數(shù)字信號源，第2時隙輸入的PCM數(shù)據(jù)，第3時隙由7號模塊自帶的撥碼開關(guān)S1的碼值作為數(shù)據(jù)。3、對于2048K時分復(fù)用和解復(fù)用實驗，其實驗框圖和256K時分復(fù)用和解復(fù)用實驗框圖基本一致。當(dāng)實驗菜單選擇【2048K時分復(fù)用】時，一個復(fù)用幀則含有32個時隙，其結(jié)構(gòu)為：第0時隙是巴克碼幀頭，第1時隙、第2時隙、第3時隙和第4時隙的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)模塊7上端口DIN1、DIN2、DIN3、DIN4的輸入數(shù)據(jù)，第5時隙初始由7號模塊自帶的撥碼開關(guān)S1的碼值作為數(shù)據(jù)。另外，可以通過菜單控制改變撥碼開關(guān)S1碼值在復(fù)用幀的時隙位置。四、實驗步驟實驗項目一256K時分復(fù)用幀信號觀測概述：該項目是通過觀測256K幀同步信號及復(fù)用輸出波形，了解復(fù)用的基本原理。1、關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目的端口連線說明信號源：FS模塊7：TH11(FSIN)幀同步輸入2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【時分復(fù)用】→【復(fù)用速率256KHz】。3、此時系統(tǒng)初始狀態(tài)為：在復(fù)用時隙的速率256K模式，7號模塊的復(fù)用信號只有四個時隙，其中第0、1、2、3輸出數(shù)據(jù)分別為巴克碼、DIN1、DIN2、開關(guān)S1撥碼信號。4、實驗操作及波形觀測。（1）幀同步碼觀測：用示波器探頭接7號模塊的TH10復(fù)用輸出，觀測幀頭的巴克碼。注：為方便記錄巴克碼波形，可先將7號模塊上的撥碼開關(guān)S1全置為0，使整個復(fù)用中只有幀同步信號。記錄波形巴克碼（2）幀內(nèi)PN序列信號觀測關(guān)電繼續(xù)連線，將信號源的PN連接到7號模塊的DIN1，即將PN15送至第1時隙。通電，用示波器探頭接7號模塊的TH10復(fù)用輸出，需要用數(shù)字示波器的存儲功能觀測3個周期中的第1時隙的信號。記錄波形復(fù)用PN序列思考：PN15序列的數(shù)據(jù)是如何分配到復(fù)用信號中的？實驗原理：256K時分復(fù)用與解復(fù)用模式下，復(fù)用幀結(jié)構(gòu)為：第0時隙是巴克碼幀頭、第1~3時隙是數(shù)據(jù)時隙，其中第1時隙輸入的數(shù)字信號源，第2時隙輸入的PCM數(shù)據(jù)，第3時隙由7號模塊自帶的撥碼開關(guān)S1的碼值作為數(shù)據(jù)。實驗過程：通過觀測256K幀同步信號及復(fù)用輸出波形，了解復(fù)用的基本原理。實驗七抽樣定理實驗一、實驗?zāi)康牧私獬闃佣ɡ碓谕ㄐ畔到y(tǒng)中的重要性。掌握自然抽樣及平頂抽樣的實現(xiàn)方法。理解低通采樣定理的原理。理解實際的抽樣系統(tǒng)。理解低通濾波器的幅頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。理解低通濾波器的相頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。理解帶通采樣定理的原理。二、實驗器材主控&信號源、3號模塊各一塊雙蹤示波器一臺連接線若干三、實驗原理1、實驗原理框圖圖1-1抽樣定理實驗框圖2、實驗框圖說明抽樣信號由抽樣電路產(chǎn)生。將輸入的被抽樣信號與抽樣脈沖相乘就可以得到自然抽樣信號，自然抽樣的信號經(jīng)過保持電路得到平頂抽樣信號。平頂抽樣和自然抽樣信號是通過開關(guān)S1切換輸出的。抽樣信號的恢復(fù)是將抽樣信號經(jīng)過低通濾波器，即可得到恢復(fù)的信號。這里濾波器可以選用抗混疊濾波器（8階3.4kHz的巴特沃斯低通濾波器）或FPGA數(shù)字濾波器（有FIR、IIR兩種）。反sinc濾波器不是用來恢復(fù)抽樣信號的，而是用來應(yīng)對孔徑失真現(xiàn)象。要注意，這里的數(shù)字濾波器是借用的信源編譯碼部分的端口。在做本實驗時與信源編譯碼的內(nèi)容沒有聯(lián)系。四、實驗步驟實驗項目一抽樣信號觀測及抽樣定理驗證概述：通過不同頻率的抽樣時鐘，從時域和頻域兩方面觀測自然抽樣和平頂抽樣的輸出波形，以及信號恢復(fù)的混疊情況，從而了解不同抽樣方式的輸出差異和聯(lián)系，驗證抽樣定理。1、關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目標(biāo)端口連線說明信號源：MUSIC模塊3：TH1(被抽樣信號)將被抽樣信號送入抽樣單元信號源：A-OUT模塊3：TH2(抽樣脈沖)提供抽樣時鐘模塊3：TH3(抽樣輸出)模塊3：TH5(LPF-IN)送入模擬低通濾波器2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【抽樣定理】。調(diào)節(jié)主控模塊的W1使A-out輸出峰峰值為3V。3、此時實驗系統(tǒng)初始狀態(tài)為：被抽樣信號MUSIC為幅度4V、頻率3K+1K正弦合成波。抽樣脈沖A-OUT為幅度3V、頻率9KHz、占空比20%的方波。4、實驗操作及波形觀測。（1）觀測并記錄自然抽樣前后的信號波形：設(shè)置開關(guān)S13#為“自然抽樣”檔位，用示波器分別觀測MUSIC主控&信號源和抽樣輸出3#。（2）觀測并記錄平頂抽樣前后的信號波形：設(shè)置開關(guān)S13#為“平頂抽樣”檔位，用示波器分別觀測MUSIC主控&信號源和抽樣輸出3#。（3）觀測并對比抽樣恢復(fù)后信號與被抽樣信號的波形：設(shè)置開關(guān)S13#為“自然抽樣”檔位，用示波器觀測MUSIC主控&信號源和LPF-OUT3#，以100Hz的步進減小A-OUT主控&信號源的頻率，比較觀測并思考在抽樣脈沖頻率多小的情況下恢復(fù)信號有失真。（4）用頻譜的角度驗證抽樣定理（選做）：用示波器頻譜功能觀測并記錄被抽樣信號MUSIC和抽樣輸出頻譜。以100Hz的步進減小抽樣脈沖的頻率，觀測抽樣輸出以及恢復(fù)信號的頻譜。（注意：示波器需要用250kSa/s采樣率（即每秒采樣點為250K），F(xiàn)FT縮放調(diào)節(jié)為×10）。注：通過觀測頻譜可以看到當(dāng)抽樣脈沖小于2倍被抽樣信號頻率時，信號會產(chǎn)生混疊。實驗項目二濾波器幅頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響概述：該項目是通過改變不同抽樣時鐘頻率，分別觀測和繪制抗混疊低通濾波和fir數(shù)字濾波的幅頻特性曲線，并比較抽樣信號經(jīng)這兩種濾波器后的恢復(fù)效果，從而了解和探討不同濾波器幅頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。1、測試抗混疊低通濾波器的幅頻特性曲線。（1）關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目標(biāo)端口連線說明信號源：A-OUT模塊3：TH5(LPF-IN)將信號送入模擬濾波器（2）開電，設(shè)置主控模塊，選擇【信號源】→【輸出波形】和【輸出頻率】，通過調(diào)節(jié)相應(yīng)旋鈕，使A-OUT主控&信號源輸出頻率5KHz、峰峰值為3V的正弦波。（3）此時實驗系統(tǒng)初始狀態(tài)為：抗混疊低通濾波器的輸入信號為頻率5KHz、幅度3V的正弦波。（4）實驗操作及波形觀測。用示波器觀測LPF-OUT3#。以100Hz步進減小A-OUT主控&信號源輸出頻率，觀測并記錄LPF-OUT3#的頻譜。記入如下表格：A-OUT頻率/Hz基頻幅度/V5K524mV4.5k1.00V4K2.02V3.5K2.14V3K3.16V由上述表格數(shù)據(jù)，畫出模擬低通濾波器幅頻特性曲線。思考：對于3.4KHz低通濾波器，為了更好的畫出幅頻特性曲線，我們可以如何調(diào)整信號源輸入頻率的步進值大?。?、測試fir數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線。（1）關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目標(biāo)端口連線說明信號源：A-OUT模塊3：TH13(編碼輸入)將信號送入數(shù)字濾波器（2）開電，設(shè)置主控菜單：選擇【主菜單】→【通信原理】→【抽樣定理】→【FIR濾波器】。調(diào)節(jié)【信號源】，使A-out輸出頻率5KHz、峰峰值為3V的正弦波。（3）此時實驗系統(tǒng)初始狀態(tài)為：fir濾波器的輸入信號為頻率5KHz、幅度3V的正弦波。（4）實驗操作及波形觀測。用示波器觀測譯碼輸出3#，以100Hz的步進減小A-OUT主控&信號源的頻率。觀測并記錄譯碼輸出3#的頻譜。記入如下表格：A_out的頻率/Hz基頻幅度/V5K3.6mV4.5K4.66mV4K280mV3.5K1.46V3K3.24V2K4.88V由上述表格數(shù)據(jù)，畫出fir低通濾波器幅頻特性曲線。思考：對于3KHz低通濾波器，為了更好的畫出幅頻特性曲線，我們可以如何調(diào)整信號源輸入頻率的步進值大??？3、分別利用上述兩個濾波器對被抽樣信號進行恢復(fù)，比較被抽樣信號恢復(fù)效果。（1）關(guān)電，按表格所示進行連線：源端口目標(biāo)端口連線說明信號源：MUSIC模塊3：TH1(被抽樣信號)提供被抽樣信號信號源：A-OUT模塊3：TH2(抽樣脈沖)提供抽樣時鐘模塊3：TH3(抽樣輸出)模塊3：TH5(LPF-IN)送入模擬低通濾波器模塊3：TH3(抽樣輸出)模塊3：TH13(編碼輸入)送入FIR數(shù)字低通濾波器（2）開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【抽樣定理】→【FIR濾波器】。調(diào)節(jié)W1主控&信號源使信號A-OUT輸出峰峰值為3V左右。（3）此時實驗系統(tǒng)初始狀態(tài)為：待抽樣信號MUSIC為3K+1K正弦合成波，抽樣時鐘信號A-OUT為頻率9KHz、占空比20%的方波。（4）實驗操作及波形觀測。對比觀測不同濾波器的信號恢復(fù)效果：用示波器分別觀測LPF-OUT3#和譯碼輸出3#，以100Hz步進減小抽樣時鐘A-OUT的輸出頻率，對比觀測模擬濾波器和FIR數(shù)字濾波器在不同抽樣頻率下信號恢復(fù)的效果。（頻率步進可以根據(jù)實驗需求自行設(shè)置。）思考：不同濾波器的幅頻特性對抽樣恢復(fù)有何影響？答：實驗項目三濾波器相頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。概述：該項目是通過改變不同抽樣時鐘頻率，從時域和頻域兩方面分別觀測抽樣信號經(jīng)fir濾波和iir濾波后的恢復(fù)失真情況，從而了解和探討不同濾波器相頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。1、觀察被抽樣信號經(jīng)過fir低通濾波器與iir低通濾波器后，所恢復(fù)信號的頻譜。（1）關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目標(biāo)端口連線說明信號源：MUSIC模塊3：TH1(被抽樣信號)提供被抽樣信號信號源：A-OUT模塊3：TH2(抽樣脈沖)提供抽樣時鐘模塊3：TH3(抽樣輸出)模塊3：TH13(編碼輸入)將信號送入數(shù)字濾波器（2）開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【抽樣定理】。調(diào)節(jié)W1主控&信號源使信號A-OUT輸出峰峰值為3V左右。（3）此時實驗系統(tǒng)初始狀態(tài)為：待抽樣信號MUSIC為3K+1K正弦合成波，抽樣時鐘信號A-OUT為頻率9KHz、占空比20%的方波。（4）實驗操作及波形觀測。a、觀測信號經(jīng)fir濾波后波形恢復(fù)效果：設(shè)置主控模塊菜單，選擇【抽樣定理】→【FIR濾波器】；設(shè)置【信號源】使A-OUT輸出的抽樣時鐘頻率為7.5KHz；用示波器觀測恢復(fù)信號譯碼輸出3#的波形和頻譜。b、觀測信號經(jīng)iir濾波后波形恢復(fù)效果：設(shè)置主控模塊菜單，選擇【抽樣定理】→【IIR濾波器】；設(shè)置【信號源】使A-OUT輸出的抽樣時鐘頻率為7.5KHz；用示波器觀測恢復(fù)信號譯碼輸出3#的波形和頻譜。c、探討被抽樣信號經(jīng)不同濾波器恢復(fù)的頻譜和時域波形：被抽樣信號與經(jīng)過濾波器后恢復(fù)的信號之間的頻譜是否一致？如果一致，是否就是說原始信號能夠不失真的恢復(fù)出來？用示波器分別觀測fir濾波恢復(fù)和iir濾波恢復(fù)情況下，譯碼輸出3#的時域波形是否完全一致，如果波形不一致，是失真呢？還是有相位的平移呢？如果相位有平移，觀測并計算相位移動時間。注：實際系統(tǒng)中，失真的現(xiàn)象不一定是錯誤的，實際系統(tǒng)中有這樣的應(yīng)用。2、觀測相頻特性（1）關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目標(biāo)端口連線說明信號源：A-OUT模塊3：TH13(編碼輸入)使源信號進入數(shù)字濾波器開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【抽樣定理】→【FIR濾波器】。此時系統(tǒng)初始實驗狀態(tài)為：A-OUT為頻率9KHz、占空比20%的方波。（4）實驗操作及波形觀測。對比觀測信號經(jīng)fir濾波后的相頻特性：設(shè)置【信號源】使A-OUT輸出頻率為5KHz、峰峰值為3V的正弦波；以100Hz步進減小A-OUT輸出頻率，用示波器對比觀測A-OUT主控&信號源和譯碼輸出3#的時域波形。相頻特性測量就是改變信號的頻率，測輸出信號的延時（時域上觀測）。記入如下表格：A-OUT的頻率/Hz被抽樣信號與恢復(fù)信號的相位延時/ms3.5K0.1823.4K0.1713.3K0.1563.2K0.126五、實驗報告1、分析電路的工作原理，敘述其工作過程。工作原理：將輸入的被抽樣信號與抽樣脈沖相乘就可以得到自然抽樣信號，自然抽樣的信號經(jīng)過保持電路得到平頂抽樣信號。平頂抽樣和自然抽樣信號是通過開關(guān)S1切換輸出的。抽樣信號的恢復(fù)是將抽樣信號經(jīng)過低通濾波器，即可得到恢復(fù)的信號。這里濾波器可以選用抗混疊濾波器（8階3.4kHz的巴特沃斯低通濾波器）或FPGA數(shù)字濾波器（有FIR、IIR兩種）。反sinc濾波器不是用來恢復(fù)抽樣信號的，而是用來應(yīng)對孔徑失真現(xiàn)象。工作過程：（1）通過不同頻率的抽樣時鐘，從時域和頻域兩方面觀測自然抽樣和平頂抽樣的輸出波形，以及信號恢復(fù)的混疊情況，從而了解不同抽樣方式的輸出差異和聯(lián)系，驗證抽樣定理。（2）通過改變不同抽樣時鐘頻率，分別觀測和繪制抗混疊低通濾波和fir數(shù)字濾波的幅頻特性曲線，并比較抽樣信號經(jīng)這兩種濾波器后的恢復(fù)效果，從而了解和探討不同濾波器幅頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。（3）通過改變不同抽樣時鐘頻率，從時域和頻域兩方面分別觀測抽樣信號經(jīng)fir濾波和iir濾波后的恢復(fù)失真情況，從而了解和探討不同濾波器相頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。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、電壓等有關(guān)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(dǎo)。3、分析以下問題：濾波器的幅頻特性是如何影響抽樣恢復(fù)信號的？簡述平頂抽樣和自然抽樣的原理及實現(xiàn)方法。思考一下，實驗步驟中采用3K+1K正弦合成波作為被抽樣信號，而不是單一頻率的正弦波，在實驗過程中波形變化的觀測上有什么區(qū)別？對抽樣定理理論和實際的研究有什么意義？實驗八PCM編譯碼及A/μ律轉(zhuǎn)換實驗一、實驗?zāi)康恼莆彰}沖編碼調(diào)制與解調(diào)的原理。掌握脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的動態(tài)范圍和頻率特性的定義及測量方法。了解脈沖編碼調(diào)制信號的頻譜特性。熟悉了解W681512。二、實驗器材主控&信號源模塊、1號、3號模塊各一塊雙蹤示波器一臺連接線若干三、實驗原理1、實驗原理框圖圖2-11號模塊W681512芯片的PCM編譯碼實驗圖2-23號模塊的PCM編譯碼實驗圖2-3A/μ律編碼轉(zhuǎn)換實驗2、實驗框圖說明圖2-1中描述的是信號源經(jīng)過芯片W681512經(jīng)行PCM編碼和譯碼處理。W681512的芯片工作主時鐘為2048KHz，根據(jù)芯片功能可選擇不同編碼時鐘進行編譯碼。在本實驗的項目一中以編碼時鐘取64K為基礎(chǔ)進行芯片的幅頻特性測試實驗。圖2-2中描述的是采用軟件方式實現(xiàn)PCM編譯碼，并展示中間變換的過程。PCM編碼過程是將音樂信號或正弦波信號，經(jīng)過抗混疊濾波（其作用是濾波3.4kHz以外的頻率，防止A/D轉(zhuǎn)換時出現(xiàn)混疊的現(xiàn)象）。抗混濾波后的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，然后做PCM編碼，之后由于G.711協(xié)議規(guī)定A律的奇數(shù)位取反，μ律的所有位都取反。因此，PCM編碼后的數(shù)據(jù)需要經(jīng)G.711協(xié)議的變換輸出。PCM譯碼過程是PCM編碼逆向的過程，不再贅述。A/μ律編碼轉(zhuǎn)換實驗中，如實驗框圖2-3所示，當(dāng)菜單選擇為A律轉(zhuǎn)μ律實驗時，使用3號模塊做A律編碼，A律編碼經(jīng)A轉(zhuǎn)μ律轉(zhuǎn)換之后，再送至1號模塊進行μ律譯碼。同理，當(dāng)菜單選擇為μ律轉(zhuǎn)A律實驗時，則使用3號模塊做μ律編碼，經(jīng)μ轉(zhuǎn)A律變換后，再送入1號模塊進行A律譯碼。四、實驗步驟實驗項目一測試W681512的幅頻特性概述：該項目是通過改變輸入信號頻率，觀測信號經(jīng)W681512編譯碼后的輸出幅頻特性，了解芯片W681512的相關(guān)性能。1、關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目的端口連線說明信號源：A-OUT模塊1：TH5(音頻接口)提供音頻信號信號源：CLK模塊1：TH11(編碼時鐘)提供編碼時鐘信號信號源：CLK模塊1：TH18(譯碼時鐘)提供譯碼時鐘信號信號源：FS模塊1：TH9(編碼幀同步)提供編碼幀同步信號信號源：FS模塊1：TH10(譯碼幀同步)提供譯碼幀同步信號模塊1：TH8(PCM編碼輸出)模塊1：TH7(PCM譯碼輸入)接入譯碼輸入信號2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【PCM編碼】→【1號模塊】→【第一路PCM編譯碼方式】→【A律PCM編譯碼】。調(diào)節(jié)W1主控&信號源使信號A-OUT輸出峰峰值為3V左右。3、此時實驗系統(tǒng)初始狀態(tài)為：設(shè)置音頻輸入信號為峰峰值3V，頻率1KHz正弦波；PCM編碼及譯碼時鐘CLK為64KHz方波；編碼及譯碼幀同步信號FS為8KHz。4、實驗操作及波形觀測。（1）調(diào)節(jié)模擬信號源輸出波形為正弦波，輸出頻率為50Hz，用示波器觀測A-out，設(shè)置A-out峰峰值為3V。（2）將信號源頻率從50Hz增加到4000Hz，用示波器接模塊1的音頻輸出2，觀測信號的幅頻特性。有興趣的同學(xué)可以自行將PCM編譯碼方式設(shè)置為μ律，再進行實驗觀測。注：頻率改變時可根據(jù)實驗需求自行改變頻率步進，例如50Hz~250Hz間以10Hz的頻率為步進，超過250Hz后以100Hz的頻率為步進。思考：W681512PCM編解碼器輸出的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W681512提供64KHz的時鐘，改為其他時鐘頻率的時候，觀察的時序有什么變化？認真分析W681512主時鐘與8KHz幀收、發(fā)同步時鐘的相位關(guān)系。主時鐘與8KHz幀收同步時鐘，8KHz收同步時鐘的周期為125us，第n個幀同步信號與主時鐘相位相同，第n+1個與主時鐘相位相反。實驗項目二PCM編碼規(guī)則驗證概述：該項目是通過改變輸入信號幅度或編碼時鐘，對比觀測A律PCM編譯碼和μ律PCM編譯碼輸入輸出波形，從而了解PCM編碼規(guī)則。1、關(guān)電，按表格所示進行連線。源端口目的端口連線說明信號源：A-OUT模塊3：TH5(LPF-IN)信號送入前置濾波器模塊3：TH6(LPF-OUT)模