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1、通信原理实验讲义淮北师范大学通信技术实验室 实验一 数字基带信号一、实验目的 l 、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2 、掌握 AMI 、 HDB3 码的编码规则。 3 、掌握从 HDB3 码信号中提取位同步信号的方法。 4 、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5 、了解 HDB3 ( AMI）编译码集成电路 CD22103 。二、实验内容1用示波器观察单极性非归零码（ NRZ ）、传号交替反转码（AMI ）、三阶高密度双 ( HDB3、）、整流后的 AMI 码及整流后的 HDB码。2用示波器观察从 HDB3 码中和从AMI 码中提取位同步信号的电路
2、中有关波形。3用示波器观察 HDB3 ， AMI 译码输出波形。三、基本原理本实验使用数字信源模块和HDB3 编译码模块。 1 、数字信源本模块是整个实验系统的发终端，本单元产生入 NRZ 信号，信号码速率约为 170 . 5KB ，帧结构如图 l1 所示。帧长为 24 位，其中首位无定义第 2 位到第 8 位是帧同步码（7位巴克码111 0010 ) ，另外 16 位为 2 路数据信号，每位 8位。此NRZ信号为集中插入帧同步时分复用信号，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。本模块有以下测试点及输入输出点：
3、5 十5V 电源输入点（2个） CLK 晶振信号测试点 BS 一 OUT 信源位同步信号输出点测试点（2个） FS 信源帧同步信号输出点测试点 NRZ 一 OUT NRZ 信号输出点测试点（4个） 图1-1 帧结构 FS 信号可用作示波器的外同步信号，以便观察 ZDPSK 等信号。 FS 信号、 NRZOUT 信号之间的相位关系如图 12 所示，图中 NRZ OUT 的无定义位为0，帧同步码为 1110010 ，数据1为 11110000 ，数据2 为 00001111 。 FS 信号的低电平、高电平分别为 4 位和 8 位数字信号时间，其上升沿比 NRZOUT 码第一位起始时间超前一个码元。
4、 图12 FSNRZOUT波形2 . HDB3编译码原理框图如图 l3所示。本单元有以下测试点及输出点： 12V -12V电源输入点 （2个），十5V +5V电源输入点 NRZ 译码器输出信号 BSR 锁相环输出的位同步信号 （AMI）HDB3 编码器输出信号 BPF 带通滤波器输出信号 （AMI）HDB3 D ( AMI ) HDB3 整流输出信号应说明的是，本单元并不直接使用-12V 电源，-12V 电源经三端稳压器7905变换为-5V 电压供有关电路使用。 图 1 -3 HDB3 编译码方框图 本模块上的开关 K4 用于选择码型，K4位于左边（A端）选择AMI 码，位于右边（ H 端）选
5、择HDB3码下面简单介绍 AMI 、 HDB3码编码规律。AMI 码的编码规律是：信息代码 1 变为带有符号的 1 码即+ 1 或-1，1 的符号交替反转；信息代码0的为0码AMI 码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码，即脉冲宽度 与码元宽度（码元周期、码元间隔）TS的关系是：=0.5TS。HDB3码的编码规律是：4个连0信息码用取代节 000V 或B00V 代替，当两个相邻 V 码中间有奇数个信息 l 码时取代节为 000V 有偶数个信息 1 码（包括 0个信息1 码）时取代节为 B00V ，其它的信息0码仍为0码：信息码的 1 码变为带有符号的 l 码即+1 或1 ：HDB3 码中
6、1 、B 的符号符合交替反转原则，而 V 的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻V 码的符号又是交替反转的：HDB3码是占空比为 0 .5 的双极性归零码。设信息码为0000 0110 0001 0000 0，则NRZ码、 AMI码，HDB3码如图 l -4 所示。分析表明，AMI码及HDB3，码的功率谱如图 1-5 所示，它不含有离散谱fs成份(fs= l / Ts ，等于位同步信号频率）在通信的终端需将它们译码为 NRZ 码才能送给数字终端机或数模转换电路。在做译码时必须提供位同步信号。工程上，一般将胡AMI 或HDB3码数字信号进行整流处理，得到占空比为0.5的单极性归零码（ Rz |=
7、 0 .5 Ts）。这种信号的功率谱也在图 1 - 5 中给出。由于整流后的 AMI 、HDB3 码中含有离散谱fs，故可用一个窄带滤波器得到频率为fs的正弦波，整形处理后即可得到位同步信号。 图 1-4 NRZ 、 AMI 、HDB3关系图 图 1 - 5 AMIHDB3Rz |= 0 . 5 Ts关系图四、实验步骤 l 、熟悉信源模块和 HDB3 编译码模块的工作原理，使直流稳压电源输出+5V ，-12V 电压。2 、用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。接通信源单元的+5V 电源，用 FS 作为示波器的外同步信号，进行下列观察：( 1 ) 示波器的两个通道探头分别接 NRZ -OUT
8、 和 BS -OUT ，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否己正常工作（ l 码对应的发光管亮，0 码对应的发光管熄） ; ( 2 ) 用 Kl 产生代码 X1110010 ( X为任意代码，1110010为7 位帧同步码） , K2 、K3 产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和 NRZ 码特点。3 、用示波器观察 HDB3 ，编译单元的各种波形。 ( 1 ) 将信源模块的十 5V 电源连到 HDB3编译码模块，将直流稳压电源上的-12V 连到 HDB3 编译码模块。用信源模块的 FS 信号作为示波器的外同步信号。( 2 ) 示波器的两个探头CHI
9、 和 CH2分别接 NRZ-OUT 和（AMI）HDB3 ，将信源模块 Kl 、K2 、K3 的每一位都置 l ，观察并记录全 l 码对应的AMI 码和 HDB3 码：再将 KI 、 KZ 、 K3 置为全0，观察全0码对应的 AMI码和 HDB3码。观察 AMI 码时将开关 K4 置于 A 端，观察 HDB3 码时将 K4 置于 H 端，观察时应注意编码输出（AMI ) HDB3 比输入 NRZ -OUT 延迟了 4 个码元。( 3 ) 将 K1、 K2 、 K3 置于 0111 0010 0000 1100 0010 0000 态，观察并记录对应的 AMI 码和 HDB3码。( 4 ) 将
10、 Kl 、 K2 、 K3 置于任意状态， K4 置 A 或 H 端， CH1 接 NRZ -OUT , CH2分别接 ( AMI ) HDB3 -D 、BPF 、BS-R 和 NRZ ，观察这些信号波形。观察时应注意： NRZ 信号（译码输出）迟后于 NRZ -OUT 信号（编码输入，8个码元。 AMI 、 HDB3 码是占空比等于 0 .5 的双极性归零码，AMI-D、HDB3-D是占空比等于0 .5 的单极性归零码。 BPF 信号是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号， BS-R 是一个周期基本恒定（等于一个码元周期）的 TTL 电平信号 本实验中若 24 位信源代码中只有 l 个“1”码，
11、则无法从 AMI 码中得到一个符合要求的位同步信号，因此不能完成正确的译码。若 24 位信源代码全为“ 0”码，则更不可能从 AMI 信号（亦是全0信号，得到正确的位同步信号。信源代码连 0 个数越多，越难于从 AMI 码中提取位同步信号（或者说要求带通滤波的 Q 值越高，因而越难于实现）。而 HDB3码则不存在这种问题。实验二 数字调制一、实验目的 1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 2、掌握用键控法产生2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号的方法。 3、掌握相对码波形与 2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK 信号波形之间的关系。 4、了解 2ASK、和2FSK
12、 、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。二、实验内容 1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。 2、用示波器观察 2ASK 、2FSK 、2PSK 、2DPSK 信号波形。 3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK 、2PSK 、2DPSK信号的频谱。三、基本原理本实验使用数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供位同步信号和数字基带信号（NRZ码）。调制模块将输入的 NRZ 绝对码变为相对码、用键控法产生2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号。数字调制单元的原理方框图如图 2 -1所示。 图 2 - l 数字调制方框图本单元有以下测试点及输入输出点： . . BS
13、-IN 位同步信号输入点. NRZ -IN 数字基带信号领入点. CAR 2DPSK信号载波测试点. AK 绝对码测试点（与 NRZ-IN相同）. BK 相对码测试点. 2DPSK-OUT 2DPSK信号测试点输出点( 3 个），VP-P05V. 2FSK OUT 2FSK 信号测试点输出点( 2 个），VP-P 0 . 5V. 2ASK 2ASK信号测试点，VP P0 . 5V下面重点介绍2PSK、2DPSK . 2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2 -2 所示。图 2-2 2PSK 、2DPSK 波形 图中假设码元宽度等于载波周期的1. 5 倍2PSK 信号的相位与信息代码的关系
14、是：前后码元相异时，2PSK 信号相位变化 180，相同时2PSK信号相位不变，可简称为“异变同不变”，2DPSK 信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1”时，2DPSK信号的相位变化180 。码元为“0”时，2DPSK 信号的相位不变，可简称为“1变0不变”。 应该说明的是，此处所说的相位变或不变，是指将本码元内信号的初相与上一码元内信号的末相进行比较，而不是将相邻码元信号的初相进行比较。实际工程中，2PSK或2DPSK 信号载波频率与码速率之间可能是整数倍关系也可能是非整数倍关系。但不管是那种关系，上述结论总是成立的。 本单元用码变换2PSK 调制方法产生2DPSK 信号，原理框图及波形
15、图如图 2 -3 所示。相对于绝对码AK2PSK调制器的输出就是2DPSK信号，相对于相对码2PSK调制器的输出是2PSK信号。图中设码元宽度等于载波周期，已调信号的相位变化与AKBK的关系当然也是符合上述规律的，即对于 AK 来说是“ l变O不变”关系，对于BK来说是“异变同不变”关系，由AK到BK的变换也符合“1变0不变”规律。图 2 -3中调制后的信号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 ，这取决于载波的参考相位以及异或门电路的初始状态。 2DPSK通信系统可以克服上述2PSK系统的相位模糊现象，故实际通信中采用DPSK而不用2PSK （多进制下亦如此，采用多
16、进制差分相位调制MDPSK)，此问题将在数字解调实验中再详细介绍。图 2 - 4 2DPSK 调制器 2PSK 信号的时域表达式为 S(t）=m(t)Cost图2-3 2DPSK调制器式中 m (t)为双极性不归零码 BNRZ当“0”、“1”等概时m (t）中无直流分量， S (t）中无载频分量，2DPSK信号的频谱与2PSK 相同。 2ASK 信号的时域表达式与 2PSK 相同，但 m ( t）为单极性不归零码 NRZ , NRZ中有直流分量，故2ASK 信号中有载频分量。 2FSK信号（相位不连续2FSK）可看成是 AK与调制不同载频信号形成的两个2ASK信号相加。时域表达式为 式中 m(
17、t）为NRZ码。 图 2 -4 2ASK 、2PSK ( 2DPSK ）、2FSK 信号功率谱设码元宽度为 Ts ，fs=1 / Ts 在数值上等于码速率，2ASK 、2PSK（2DPSK）、 2FSK的功率谱密度如图 2 - 4 所示。可见，2ASK 、2PSK ( 2DPSK ）的功率谱是数字基带信号m( t ) 功率谱的线性搬移，故常称2ASK 、2PSK（2DPSK）为线性调制信号。多进制的MASK、MPSK（MDPSK）、MPSK 信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。本实验系统中 m（t）是一个周期信号，故 m ( t )有离散谱，因而2ASK 、 2PSK ( 2DPSK)、2FS
18、K 也具有离散谱。四、实验步骤 1 、熟悉数字信源单元及数字调制单元的工作原理，直流稳压电源输出5V 电压，接通数字信源十5V电源（数字调制单元的5V电源与数字信源的5V电源在电路板上己经连在一起）。 2 、用数字信源模块的 FS 信号作为示波器的外同步信号，示波波CH1接 AK , CH2接 BK ，信源模块的 K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察 AK 、 BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。3 、示波器 CH1接2DPSK-OUT , CH2分别接AK及BK，观察并总结 2DPSK 信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK 信号相位变化与相对码的关
19、系（此关系即是 2PSK信号相位变化与信源代码的关系。注意：2DPSK 信号的幅度可能不一致，但这并不影响信密的正确传输。4示波器 CH1接 AK 、CH2 依次接 ZFSK - OUT 知2ASK-OUT：观察这两个信号与 AK 的关系（注意“ l ”码与“ 0”码对应的 2FSK 信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）。实验三 数字解调一、实验目的 1 掌握2DPSK 相干解调原理。 2 掌握2FSK 过零检测解调原理。二、实验内容1 用示波器观察2DPSK 相干解调器各点波形。 2 用示波器观察2FSK 过零检测解调器各点波形。三、基本原理 可用相干解调或差分相干解调法（相位比较
20、法）解调 2DPSK 信号。在相位比较法中，要求载波频率为码速率的整数倍，当此关系不能满足时只能用相干解调法。本实验系统中，2DPSK 载波频率等码速率13倍，两种解调方法都可用。实际工程中相干解调法用得最多。2FSK信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。 图 3-l 数字解调方框图 （a） 2DPSK 相干解调 （b） 2FSK过零检测解调本实验采用相干解调法解调 2DPSK 信号、采用过零检测法解2FSK信号。图3 - 1为两个解调器的方框图2DPSK 解调模块上有以下测试点及输入输出点：-12V -12V 电源输入点（ 2 个） 2DPSK-IN 2DPSK信
21、号输入点测试点（2个） C AR-IN 相干载波输入点MU 相乘器输出信号测试点 LPF 低通、运放输出信号测试点 Vc 比较器比较电压测试点 CM -OUT 比较器输出信号的输出点测试点( 2个) BK 解调输出相对码测试点 AK -OUT 解调输出绝对码的输出点测试点( 3个)BS IN 位同步信号输入点 2FSK解调模块上有以下测试点及输入输出点： 2FSK-IN 2FSK 信号输入点测试点（2个） FD 2FSK 过零检测输出信号测试点 LPF 低通滤波器输出点测试点CM 整形输出测试点 BS- IN 位同步信号输入点 AK -OUT 解调输出信号的输出点测试点（3个）在实际应用的通信
22、系统中，解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。本实验系统中为简化实验设备，发端即数字调制的输出端没有带通滤波器、信道是理想的，故解调器输入端就没加带通滤波器。DPSK相干解调器模块各点波形示意图如图 3 -2 所示。图中设相干载波为相。图 3 2 2DPSK 相干解调波形示意图2FSK 解调器工作原理及有关问题说明如下： 图3- 3为2FSK过零检测解调器各点波形示意图，图中设“l”码载频等于码速率的两倍，“0”码载频等于码速率。 图3 -3 2FSK过零检测解调器各点波形示意图四、实验步骤本实验使用数字信源模块、数字调制模块、载波同步
23、模块、2DPSK 解调模块及 2FSK 解调模块，它们之向的信号连结方式如图4-5 所示。实际通信系统中，解调器的位同步信号来自位同步提取单元。本实验中这个信号直接来自数字信源。在做2DPSK 解调实验时，位同步信号送给2DPSK 解调单元，做2PSK 解调实验时则送到 2FSK 解调单元。图3-4 数字解调实验连接图1按照图3 - 4将五个模块的信号输出、输入点连在一起。将数字信源模块上的5V电源用导线连接到载波同步模块的5V电源输入点。将直流稳压电游的+5 V连接到数字信源模块的+ 5 V输入点，将+12V、-12V 电流分别用导线连接到载波同步模块的+12V输入点及数字解调模块的-12V
24、输入点（数字解调及载波同步模块的5V 、+12V 、-12V己在印刷电路板上连通）。 2检查数字信源模块、数字调制模块及载波同步模块是否己在工作正常，使载波同步模块提取的相干载波CAR-OUT与2DPSK信号的载波CAR同相（或反相）。 3 . 2DPSK 解调实验（1）用数字信游的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的 BK ，CH2接2DPSK 解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图 3 - 3 所示的理论波形，调节电位器 R26使 MU的峰峰值不超过 5V（否则 LPF 信号可能出现异常）。调节载波同步单元中的电位器P1或微调C34来改变相干载波相位
25、，会发现 MU波形无变化但其幅度下降（为什么？请思考）。（2）示波器的 CH2接LPF ，可看到LPF与MU反相。当一帧内BK 中“1”码“ 0 ，LPF的正、负极性信号与0电平对称，否则不对称。将示波器调至失步状态，可观察到眼图。（3）示波器的CH1接VC ，调节电位器R39，使VC为LPF的中值（当BK中的“1”与“0”等概时VC应为0），此即为抽样判决器的最佳门限。（4）断开、接通电源若干次，使数字调制单元CAR信号与载波同步单元CAROUT信号同相，观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间产关系（5）再断开、接通电源若干次，使CAR信号与CA
26、ROUT信号反相，重新进行步骤（4）中的观察。 42FSK解调实验示波探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别接2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，观察2FSK过零检测解调过程（注意：低通及整形2都有倒相作用）。LPF的波形应接近图34所示的理论波形，若相差较大可微调节电位器R48 。实验四 数字锁相环与位同步一、实验目的 1. 掌握数字锁相环工作原理以及触发式数字锁相环的快速捕获原理。2. 掌握用数字环提取位同步信号的原理及对信息代码的要求。3. 掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。二、实验内容1. 观察数字环的失锁状态、锁定状态。 2.
27、 观察数字环锁定状态下位同步信号的相位抖动现象及相位抖动大小与固有频差、信息代码的关系。 3. 观察数字环位同步器的同步保持时间与固有颇差之间的关系。三、基本原理可用窄带带通滤波器，锁相环来提取位同步信号。实验一中用模数混合锁相环（电荷泵锁相环）提取位同步信号，它要求输入信号是一个准周期数字信号。实验三中的模拟环也可以提取位同步信号，它要求输入准周期正弦信号。本实验使用数字锁相环提取位同步信号，它不要求输入信号一定是周期信号或准周期信号，其工作频率低于模数环和模拟环。用于提取位同步信号的数字环有超前滞后型数字环和触发器型数字环，此实验用的是触发器型数字环，它具有捕捉时间短、抗噪能力强等特点，其
28、原理框图如图4 -1所示。位同步模块有以下测试点及输入输出点： 5V 5V电源输入点（3个） SIN 基带信号输入、测试点（2个）BSOUT 位同步信号输出、测试点（2个）当数字环输入信号的码速率与数控振荡器的固有频率完全相同时，环路锁定后输入信号与反馈信号（即位同步信号）的相位关系是固定的且符合抽样判决器的要求（当然开环时它们的相位误差也是固定的，但不符合抽样判决器的要求）。输入信号码速率决定于发送端的时钟频率，数控振荡器固有频率决定于位同步器的时钟频率和数控振荡器固有分频比。由于时钟信号频率稳定度是有限的，故这两个时钟信号的频率不可能完全相同，因此锁相环输入信号码速率与数控振荡器固有狈率小
29、可能完全相等（即环路固有频差不为0）。数字环位同步器是一个离散同步器，只有当输入信号的电平发生跳变时才可能对输入信号的相位和反馈信号的相位进行比较从而调整反馈信号的相位，在两次相位调整的时间间隔内，反馈信号的相位相对于输入信号的相位是变化的，即数字环位同步器提取的位同步信号的相位是抖动的，即使输入信号无噪声也是如此。显然，收发时钟频率稳定度越高，数字环的固有频差就越小，提取的位同步信号的相位抖动范围越小。反之，对同步信号的相位抖动要求越严格，则收发时钟的频率稳定度也应越高。位同步信号抖动范围还与数字位同步器输入信号的连“1”或“0”个数有关，连“1”或“0”个数越多，两次相位调整之间的时间间隔
30、越长，位同步信号的相位抖动越大。对于NRZ 码来说，允许其连“1”、连“0”的个数决定于数字环的同步保持时间。与收发时钟频率稳定度、码速率RB 、允许的同步误差最大值的关系为： 的定义是：位同步器输入信号断开后，收发位同步信号相位误差不超过的时间。用模拟环位同步器或模数环位同步器提取的位同步信号的相位抖动与固有频差无关，但随信息码连“l”、连“0”的个数增多而增大。四、实验步骤本实验使用数字信源棋块和位同步模块。 1 、熟悉数宇信源模块和位同步模块。将数字信源的输出信号NRZ-OUT连接到位同步模块S-IN端，接通两单元的5V电源。调整信源模块的Kl、K2、K3，使NRZ-OUT 的连“0”和
31、连“ l”个数较少。 2 、观察数字环的锁定状态和失锁状态。将示波器的两个探头分别接数字信源模块的 NRZ-OUT 和位同步模块的 BS -OUT，调节位同步模块上的可变电容 C2，观察数字环的锁定状态和失锁状态。锁定时BS-OUT 信号上升沿位于NRZ-OUT 信号的码元中间且在很小范围内抖动：失锁时，BS-OUT的相位抖动很大，可能超出一个码元宽度范围，变得模糊混乱。 3 、观察位同步信号抖动范围与位同步器输入信号连“ 1”或连“0”个数的关系。调节可变电容使环路锁定且 BS-OUT信号相位抖动范围最小（即固有频差最小），增大 NRZ-OUT信号的连“0”或连“1”个数，观察 BS-OUT
32、 信号的相位抖动变化情况。4 、观察位同步器的快速捕捉现象、位同步信号相位抖动大小及同步保持时间与环路固有频差的关系。使BS-OUT信号的相位抖动最小，断开位同步单元的输入信号，观察NRZ- OUT与BS-OUT 信号的相位关系变化快慢情况，接通位同步单元的输入信号，观察快速捕捉现象（位同步信号 BS-OUT 的相位一步调整到位）。再微调位同步单元上的可变电路（即增大固有频差）当 BS-OUT相位抖动增大时断开位同步单元的输入信号，观察 NRZ-OUT 信号与 BS-OUT 信号的相位关变化快慢情况并与固有频差最小时进行定性比较。实验五 PCM编译码一、实验目的1 掌握 PCM 编译码原理。
33、2 掌握 PCM 基带信号的形成过程及分接过程。 3 掌握语音信号 PCM 编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。二、实验内容 1 用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM基群信号。 2 改变音频信号的幅度，观察和测试译码器输出信号的信噪比变化情况。3 改变音频信号的频率，观察和测试译码器输出信号幅度变化情况。三、基本原理1 点到点PCM多路电话通信原理脉冲编码调制（PCM）技术与增量调制（M）技术己经在数字通信系统中得到广泛应用当信道噪声比较小时一般用PCM，否则一般用M。目前速率在 155MB以下的准同步数字系列（PDH）中，国际上存在A 解和律两种PCM编译码标准系列，在
34、155MB以上的同步数字系列（SDH）中，将这两个系列统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相同。而M在国际上无统一标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。点到点PCM多路电话通信原理可用图5-l 表示。对于基带通信系统，广义信道包括传输媒质、收滤波器、发滤波器等。对于频带系统，广义信道包括传输媒质、调制器、解调器、发滤波器、收滤波器等。本实验模块可以传输两路话音信号。采用TP3057编译器，它包括了图9-1中的收、发低通滤波器及PCM编译码器。编码器输入信号可以是本实验模块内部产生的正弦信号，也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。本实验模块中不含电话机和混合电，广义信道是理想的
35、，即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。 2. PCM编译码模块原理本模块的原理方框图如图9-2所示。该模块上有以卜测试点和输入点：+5V +5V电源输入点（2个）BS PCM基群时钟信号（位同步信号）测试点SL0 PCM 基群第0个时隙同步信号SLA 信号A的抽样信号及时隙同步信号测试点SLB 信号B的抽样信号及时隙同步信号测试点SRB 信号B译码输出信号测试点STA 输入到编码器A的信号测试点SRA 信号A译码输出信号测试点STB 输入到编码器B的信号测试点PCM PCM 基群信号测试点PCM-A 信号A编码结果测试点PCM-B 信号B编码结果测试点STA-IN 外部音频信号A输入点S
36、TB-IN 外部音频信号B输入点-12V -12V电源输入点本模块上有四个开关K5 、K6 、K7和K8，K5、K6 用来选择两个编码器的输入信号，关手柄处于左边（STA-IN 、STB-IN）时选择外部信号、处于右边（STA-S、STB-S）时选择模块内部音频正弦信号。K7的手柄应位于右边，使晶振电源与本模块电源相连，若手柄位于左边，则晶振电源与计算机串口通信模块电源相连。K8用来选择SLB信号为时隙同步信号SL1、SL2、SL5、SL7中的任一个。四、实验步骤1 熟悉PCM编译码模块，开关K8接通 SL1（或SL5、SL7），开关K5、 K6分接置于STA-S、STB-S的方向，接通本模块
37、上的5V、-12V电源。2 用示波器观察STA 、STB，调节电位器 R19（对应STA）、R20（对应 STB），使正弦信号STA 、STB 波形不失真（峰峰值小于5V）。 3 用示波器观察 PCM 编码输出信号。示波器 CH1接SL0，（示滤波器扫描周期不超过SL0的周期，以便观察到一个完整的帧信号） CH2分别接SLA、PCM-A、SLB、PCM-B以及PCM，观察编码后的数据所处时隙位置与时隙同步信号的关系以及PCM信号的帧结构（注意：本实验的帧结构中有29个时隙是空时隙，SL0 、SLA及SLB的脉冲宽度等于一个时隙宽度）。开关K8分别接通SL1、SL2、SL7，观察PCM基群帧结构
38、的变化情况。 4 用示波器观察PCM译码输出信号示波器的CH1接STA ,CH2接SRA ，观察这两个信号波形是否相同（有相位差）。 5 用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。开关K5置于STA-IN端，将低失真低频信号发生器输出的1KHZ 正弦信号从STA-IN输入到TP3057（U82）编码器。示波器的CH1接STA（编码输入），CH2接SRA（译码输出）。将信号幅度分别调至大于、等于，观察过载和满载时的译码输出波形。再将信号幅度分别衰减 10dB、20dB、30dB 、 40dB 、45dB 、50dB ，观察译码输出波形（当衰45dB减以上时，译码输出信号波形上叠加有较明显的噪声）
39、。也可以用本模块上的正弦信号源来观察PCM编译码系统的过载噪声（只要将STA-S或STB-S信号幅度调至以上即可），但必须用专门的信号源才能较方便地观察到动态范围。实验六 时分复用2DPSK 、2FSK通信系统一、实验目的1. 掌握时分复用2DPSK 通信系统的基本原理及数字信号的传输过程。2. 掌握时分复用2FSK通信系统的基本原理及数字信号的传输过程。二、实验内容 1. 用数字信源、数字终端、数字调制、2DPSK解调、载波同步、位同步及帧同步等七个模块构成一个理想信道时分复用2DPSK通信系统并使之正常工作。2. 用数字信源、数字终端、数字调制、2FSK 解调、位同步及帧同步等六个模块，构
40、成个理想信道时分复用2FSK通信系统并使之正常工作。三、基本原理图6-1 给出了传输两路数字信号的时分复2DPSK通信系统原理框图（2FSK 通信系统与此类似）。图中m ( t )为时分复用数字基带信号，为NRZ码，发滤波器及收滤波器的作用与基带系统相同。本实验假设信道是理想的，收、发端都无带通滤波器。m ( t )由数字信源提供，即为NRZ-OUT信号。四、实验步骤 1. 拟定洋细的2DPSK 系统及2FSK系统各模块之间的信号连接方案。 2DPSK系统中包括数字信源、数字调制、载波同步、2DPSK解调、位同步、帧同步及数字终端等七个模块。2FSK系统中无载波同步模块将2DPSK解调模块改为
41、2FSK解调模块，其它模块与2DPSK系统相同，注意位同步单元的输入信号S-IN来自解调器的CM-OUT点，其它信号的连接在前面几个实验中已介绍过。2. 进行2DPSK通信实验。按方案连好接线（注意+5V，12 V电源的连接线不要缺，更不能接错！），接通电源，调整需要调节的电位器及可变电容，使信源的两路数据正确地传输到终端。3. 进行2FSK 通信实验。使信源的两路数据正确地传输到终端。注意：在进行2、3 两步实验时，调节数字终端模块上的电位器R2，可得到两种不同的FD信号FD1、FD2，如图8-2所示。 FD2比FD1滞后一个码元（而在实验七中FD2比FD1超前一个码元），用FD1分接出来的D1、D2数据是正确的，用FD2分接出来的数据是错误的（此数据有何规律，请思考？）。FD波形与实验七不同是因为帧同步器的三个信号S-IN、BS-IN、 FS-OUT的相位有所变化，在本实验中帧同步器的输入信号BS-IN（位同步信号）的上升沿与输入信号S-IN的码元起始时刻是对齐的，而帧同步器输出的帧同步信号FS-OUT的上升沿略迟后于位向步信号的上升沿。Winger Tuivasa-Sheck, who scored two tries in
