数字通信系统实训.ppt

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1、数字通信技术 第2版,主编,第7章数字通信系统实训,7.1实训项目一：数字基带通信系统的分析与测试7.1.1数字基带通信系统简述7.1.2语音编解码通信系统的分析与测试7.1.3数字复接与解复接系统的分析与测试7.1.4线路编解码系统的分析与测试7.1.5锁相环电路的分析与测试7.1.6项目报告一7.2实训项目二：数字频带系统的分析与测试7.2.1数字频带通信系统简述7.2.2汉明编译码模块的分析与测试7.2.3数字调制与解调电路的分析与测试,7.1实训项目一：数字基带通信系统的分析与测试,7.1.1数字基带通信系统简述,1.数字基带通信系统组成2.PCM编译码模块3.数字复接/解复接模块4.

2、HDB3编译码模块,1.数字基带通信系统组成,图7-1数字基带通信系统电路框图,2.PCM编译码模块,09NN5A1.eps,2.PCM编译码模块,图7-3PAM编译码电路原理框图,3.数字复接/解复接模块,图7-4帧结构组成图,4.HDB3编译码模块,表7-1,4.HDB3编译码模块,图7-5HDB3编译码系统组成框图,7.1.2语音编解码通信系统的分析与测试,1.实训目的2.实训设备3.实训原理4.实训内容5.实训报告,1.实训目的,1)验证抽样定理；2)观察PAM信号形成的过程，了解混叠效应形成的原因；3)验证PCM编译码原理，观察PCM抽样时钟、编译码数据之间的关系；4)了解PCM专用

3、集成电路的工作原理和应用；5)了解语音编译码器的工作原理，验证ADPCM编译码原理；6)了解ADPCM专用大规模集成电路的工作原理和应用。,2.实训设备,1)通信原理综合实验系统；2)20MHz双踪示波器；3)函数信号发生器。,3.实训原理,(1)PAM编译码器系统该系统主要是验证抽样定理。,图7-6抽样定理实验原理框图及各点波形,3.实训原理,图7-7抽样定理实验电路组成框图,(2)PCM编译码系统PCM编译码模块将来自用户接口模块的模拟信号进行PCM编译码，,3.实训原理,该模块采用MC145540集成电路完成PCM编译码功能。,图7-8PCM编译码模块的电路框图,3.实训原理,(3)AD

4、PCM编译码器系统ADPCM编译码模块将来自用户接口模块的模拟信号进行ADPCM编译码，该模块采用MC145540集成电路完成ADPCM编译码功能。,图7-9ADPCM模块电路组成框图,4.实训内容,(1)PAM编译码器系统准备工作：将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在NH位置(右端)，将测试信号选择开关KQ01设置在外部测试信号输入2-3位置(右端)。1)近似理想抽样脉冲序列测量。2)理想抽样重建信号观测。3)平顶抽样脉冲序列测量。4)平顶抽样重建信号观测。5)信号混叠观测。(2)PCM编译码器系统1)PCM编码器,4.实训内容,输出时钟和帧同步时隙信号观测。用示波器同时观测抽样时钟

5、信号(TP504)和输出时钟信号(TP503)，观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系(同步沿、脉冲宽度等)。抽样时钟信号与PCM编码数据测量。方法一：将跳线开关K501设置在T位置，用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2V(p-p)的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006(地)。2)PCM译码器。(3)ADPCM编译码器系统1)ADPCM编码器,4.实训内容,输出时钟和抽样时钟信号观测：用示波器同时观测抽样时钟信号(TP504)和输出时钟信号(TP503)，观测时以TP504做同步。分析和掌握ADPCM编码抽样时钟信号与输出时钟

6、的对应关系。抽样时钟信号与ADPCM编码数据测量：用示波器同时观测抽样时钟信号(TP504)和ADPCM发送码字端口(TP502)，观测时以TP504做同步。分析和掌握ADPCM编码输出数据与抽样时钟信号、输出时钟的对应关系。2)ADPCM译码器。,5.实训报告,1)整理实验数据，画出输入模拟信号、PAM抽样序列、PCM发送码字、PCM接收码字、恢复模拟信号、PCM编码器输入/输出时钟波形图。2)分别说明以上各测试波形在电路图中位置、名称、意义。3)理解输入语音信号在PCM编译码系统的工作原理和PCM抽样时钟、编译码数据之间的关系。4)当fs2fh和fs2fh时，低通滤波器输出的波形是什么？总

7、结一般规律。5)根据测量结果，对ADPCM和PCM系统的输入/输出时钟信号、抽样时钟信号和数据信号的频率及速率进行比较。6)对ADPCM和PCM系统的系统性能进行比较。,7.1.3数字复接与解复接系统的分析与测试,1.实训目的2.实训设备3.实训电路4.实训原理5.实训内容6.实训报告,1.实训目的,1)了解PCM30/32路帧的概念和基本特性；2)了解帧的结构、帧组成过程；3)熟悉帧信号的观测方法；4)了解帧同步的机理，熟悉帧同步的性能。,2.实训设备,1)通信原理综合实验系统；2)20MHz双踪示波器；3)函数信号发生器。,3.实训电路,图7-10数字基带和频带传输框图,4.实训原理,(1

8、)复接与解复接电路在数字传输系统中，几乎所有业务均以一定的格式出现(例PCM以8bit一组出现)。,图7-1132路TDM帧组成结构示意图,4.实训原理,图7-12复接/解复接模块原理框图,4.实训原理,(2)帧同步提取系统在TDM复接系统中，要保证接收端分路系统和发送端一致，必须要有一个同步系统，以实现发送端和接收端同步。,5.实训内容,(1)复接与解复接准备工作：首先将解复接模块内的输入信号和时钟选择跳线开关KB01、KB02设置LOOP(自环)位置，使复接模块和解复接模块连接成自环测试方式；将复接模块内的工作状态选择跳线开关SWB02的M序列选择跳线开关MSEL0、MSEL0拔下，使M序

9、列发生器产生M序列1，将错码选择跳线开关ESEL0、ESEL1拔下，不在传输帧中插入误码。1)发送传输帧结构观察。,图7-13逐码移位同步搜索法组成框图,5.实训内容,2)帧定位信号测量。3)帧内语音数据观察。4)帧内开关信号观测。5)帧内M序列数据观测。6)解复接帧同步信号指示观测。7)解复接开关信号输出指示观测。8)解复接M序列数据输出测量。,5.实训内容,(2)帧同步提取准备工作：首先将解复接模块内的输入信号和时钟选择跳线开关KB01、KB02设置LOOP(自环)位置，使复接模块和解复接模块连接成自环测试方式；将复接模块内的工作状态选择跳线开关SBW02的M序列选择跳线开关MSEL1、M

10、SEL2拔下，使M序列发生器产生M序列0，将错码选择跳线开关ESEL0、ESEL1拔出，不在传输帧中插入误码。1)帧同步过程观察。2)误码环境下的帧同步性能测试。3)帧失步下对接收帧内数据信号传输的定性观测。,6.实训报告,1)整理实验数据，画出输入语音信号、PCM发送数字信号、复接输入信号、解复接输出信号、PCM接收数字信号、接收语音信号波形。2)分别说明以上各测试波形在电路图中位置、名称、意义。3)理解语音信号在PCM编译码电路、信号复接与解复接电路，即语音信号在数字基带传输系统传输过程。4)分析帧的组成过程。5)分析：将复接模块内开关信号跳线开关SWB01中LED7LED0设置为1110

11、0100码型，使其与帧定位信号一致，对解复接模块会造成什么影响？,7.1.4线路编解码系统的分析与测试,1.实训目的2.实训设备3.实训电路4.实训原理5.实训内容6.实训报告,1.实训目的,1)了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则；2)熟悉HDB3码的基本特征，熟悉HDB3码的编译码器工作原理和实现方法；3)掌握CMI码的编码规则，熟悉CMI编译码系统的特性。,2.实训设备,1)通信原理综合实验系统；2)20MHz双踪示波器；3)函数信号发生器。,3.实训电路,4.实训原理,(1)AMI/HDB3码型变换AMI码的全称是传号交替反转码。,图7-14AMI/HDB3编译码模块组

12、成框图,4.实训原理,(2)CMI码型变换在实际的基带传输系统中，并不是所有码字都能在信道中传输。,图7-15CMI编码模块组成框图,4.实训原理,图7-16CMI译码模块组成框图,5.实训内容,(1)AMI/HDB3码型变换1)AMI码编码规则验证。2)AMI码译码和时延测量。3)AMI编码信号中同步时钟分量定性观测。4)AMI译码位定时恢复测量。5)HDB3码变换规则验证。6)HDB3码译码和时延测量。7)HDB3编码信号中同步时钟分量的定性观测。8)HDB3译码位定时恢复测量。,5.实训内容,(2)CMI码型变换首先将输入信号选择跳线开关KX01设置在M位置(右端)；加错使能跳线开关KX

13、03设置在无错NOE位置(右端)；M序列码型选择开关KX02设置在2-3位置(右端)，产生7位周期M序列；将输出数据选择开关KX04设置在1-2位置，选择CMI编码数据输出。1)CMI码编码规则测试。2)1码状态记忆测量。3)CMI码译码波形测试。4)CMI码编码加错波形观测。5)CMI码检错功能测试。6)CMI译码同步观测。7)抗连0码性能测试。,6.实训报告,1)整理实验数据，画出输入语音信号、PCM发送数字信号、复接输入信号、线路编码输入数据、线路译码输出数据、解复接输出信号、PCM接收数字信号、接收语音信号波形。2)分别说明以上各测试波形在电路图中位置、名称、意义。3)理解语音信号在P

14、CM编译码电路、信号复接与解复接电路、线路编解码电路的工作过程，即语音信号在数字基带传输系统传输过程。4)根据测量结果，分析AMI码和HDB3码接收端同步时钟提取电路受输入数据影响的关系，总结HDB3码的信号特征。5)画出CMI编译码主要测量点波形，问CMI码是否具有纠错功能？,7.1.5锁相环电路的分析与测试,1.实训目的2.实训设备3.实训原理4.实训内容5.实训报告,1.实训目的,1)熟悉模拟锁相环的基本工作原理，掌握模拟锁相环的基本参数及测试方法；2)了解数字锁相环的基本概念，熟悉数字锁相环与模拟锁相环的指标与测试方法。,2.实训设备,1)通信原理综合实验系统；2)20MHz双踪示波器

15、；3)函数信号发生器。,3.实训原理,(1)模拟锁相环系统模拟锁相环模块在通信原理综合实验系统中可作为一个独立的模块进行测试。,图7-17模拟锁相环组成框图,3.实训原理,图7-18JP01的排列,(2)数字锁相环系统在电信网中，同步是一个十分重要的概念。,3.实训原理,图7-19数字锁相环的结构,3.实训原理,图7-20JM05的排列,4.实训内容,(1)模拟锁相环准备工作：将输入信号选择开关KP02设置在TEST测试位置。1)VCO自由振荡频率测量。2)锁定状态观测。3)锁定频率测量和分频比计算。4)环路锁定过程观测。5)锁定检测信号观测。6)同步带测量。7)捕捉带测量。8)VCO压控灵敏

16、度测量。,4.实训内容,(2)数字锁相环准备工作：将调制方式设在BPSK方式，用函数信号发生器产生一个64kHz的TTL方波信号，送入数字信号测试端口J007(实验箱左端)。1)锁定状态测量。2)数字锁相环的相位抖动特性测量。3)锁定频率测量和分频比计算。4)锁定过程观测。5)同步带测量。6)捕捉带测量。7)调整信号脉冲观测。,5.实训报告,1)画出数字锁相环的锁定过程。2)分析总结数字锁相环与模拟锁相环同步带和捕捉带的大致关系。3)在模拟锁相环系统中，根据环路参数，分析TPP04的波形存在抖动的原因。4)在模拟锁相环系统中，画出各测量点的波形，分析总结各项测量结果。,7.1.6项目报告一,表

17、7-2项目报告,7.2实训项目二：数字频带系统的分析与测试,7.2.1数字频带通信系统简述,图7-21各电路测试模块间连接框图,7.2.2汉明编译码模块的分析与测试,1.实训目的2.实训设备3.实训电路4.实训原理5.实训内容6.实训报告,1.实训目的,1)通过纠错编解码实训，加深对纠错编解码理论的理解；2)学习纠错编解码电路的分析与测试方法。,2.实训设备,1)通信原理综合实验系统；2)20MHz双踪示波器；3)函数信号发生器；4)ZH9001型误码测试仪(或GZ9001型)；5)频谱测量仪。,3.实训电路,4.实训原理,图7-22汉明编码模块电路组成框图,4.实训原理,图7-23汉明译码模

18、块电路功能组成框图,5.实训内容,(1)准备工作首先通过菜单将调制方式设置为BPSK或DBPSK方式；将汉明编码模块内工作方式选择开关SWC01中编码使能开关插入(HEN)，ADPCM数据开关断开(ADPCM)；将输入数据选择开关KC01设置在M序列(DTM)位置；设置M序列方式为00(MSEL2和MSEL1拔出)，此时M序列输出为1/0码。(2)编码规则验证用示波器同时观测编码输入信号(TPC01)的波形和编码输出信号(TPC05)的波形，观测时以TPC01同步，观测是否符合汉明编码规则。(3)译码数据输出测量用示波器同时观测汉明编码输入信号(TPC01)的波形和汉明译码输出M序列(TPW0

19、7)的波形，观测时以TPC01同步。,5.实训内容,(4)译码同步过程观测将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的编码使能开关插入(HEN)；ADPCM数据设为有效(ADPCM)。(5)发送端加错信号观测将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的编码使能开关插入(HEN)；ADPCM数据设为有效(ADPCM)。(6)接收端错码检测能力观测和错码纠错性能测量首先通过菜单将调制方式设置为BPSK(或DBPSK)方式；将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的编码使能开关插入，ADPCM数据开关断开(ADPCM)；将输入数据选择开关KC01设置在同步数据输入(最上端)。,6.实训报告,1)画出输入

20、为0/1码、00/11码和1110010M序列码的汉明编码输出波形。2)整理测试数据，分析汉明编码系统的性能及应用的局限性。,7.2.3数字调制与解调电路的分析与测试,1.实训目的2.实训设备3.实训原理4.实训内容5.实训报告,1.实训目的,1)熟悉FSK调制和解调基本工作原理；2)掌握FSK数据传输过程，学习测试FSK性能的方法；3)掌握BPSK调制和解调的基本原理；4)掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路；5)学习BPSK眼图观察的正确方法，能通过观察接收眼图判断信号的传输质量；6)了解BPSK差分解调的基本工作原理，掌握DBPSK数据传输过程；7)学习BPSK/DBPSK性能的测试方

21、法。,2.实训设备,1)通信原理综合实验系统；2)20MHz双踪示波器；3)函数信号发生器；4)ZH9001型误码测试仪(或GZ9001型)；5)频谱测量仪。,3.实训原理,(1)FSK调制和解调电路1)FSK调制。,图7-24非连续相位FSK的调制框图,3.实训原理,图7-25FSK正交调制器的结构框图,2)FSK解调。,3.实训原理,图7-26FSK的解调框图,3.实训原理,图7-27数据码流直接调制后的BPSK信号,(2)BPSK调制与解调电路,3.实训原理,1)BPSK调制。,图7-28BPSK调制的实验框图,3.实训原理,2)BPSK解调。,图7-29BPSK解调的实验框图,4.实训

22、内容,(1)FSK调制和解调电路测试前检查：首先将通信原理综合实验系统调制方式设置成“FSK传输系统”；用示波器测量TPMZ07测试点的信号，如果有脉冲波形，说明实验系统已正常工作；如果没有脉冲波形，则需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。1)FSK调制 FSK基带信号的观测。TPi03是基带FSK波形(D/A模块内)的测试点。通过菜单选择1码为输入数据信号，观测TPi03信号波形，测量其基带信号周期。,4.实训内容,发送端同相支路和正交支路信号时域波形的观测。TPi03和TPi04分别是基带FSK输出信号的同相支路和正交支路信号的测试点。测量两信号的时域信号波形时，将输入全1码(或全0码

23、)，测量这两个信号是否满足正交关系。,图7-30FSK的频谱调制过程,4.实训内容,发送端同相支路和正交支路信号的李沙育(x-y)波形的观测。将示波器设置在x-y方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的正交性，其李沙育波形应为一个圆。通过操作菜单，选择在不同的输入码型下进行测量。连续相位FSK调制基带信号的观测。TPM02是发送数据信号测试点，TPi03是基带FSK波形测试点。测量时，通过操作菜单，选择为0/1码输入数据信号，并以TPM02作为同步信号。观测到的TPM02与TPi03点波形应有明确的信号对应关系，并且，在码元的切换点发送波形的相位应连续。思考：非连续相位FSK调制在码元切

24、换点的相位是如何的。,4.实训内容,FSK调制中频信号波形的观测。在FSK正交调制方式中，必须采用FSK的同相支路与正交支路信号；如果只采用一路同相FSK信号进行调制，会产生两个FSK频谱信号，这需在后面采用较复杂的中频带通滤波器进行滤波，如图7-30所示。FSK调制信号频谱的观测。此项测量视学校仪表情况而定。2)FSK解调 解调基带FSK信号的观测。首先用中频电缆连结KO02和JL02，建立中频自环(自发自收)。测量FSK解调基带信号测试点(TPJ05)的波形，观测时仍用发送数据(TPM02)作同步，比较其两者的对应关系。,4.实训内容,解调基带信号的李沙育(x-y)波形的观测。将示波器设置

25、在x-y方式，从相平面上观察TPJ05和TPJ06的李沙育波形。通过操作菜单，选择为1码(或0码)输入数据信号，仔细观测其李沙育信号波形。通过操作菜单，选择为0/1码(或特殊码)输入数据信号，仔细观测李沙育信号波形。接收位同步信号相位抖动的观测。用发送时钟TPM01信号作同步，选择不同的测试码序列测量接收时钟TPMZ07的抖动情况。,图7-31FSK解调器抽样判决点的实际输出波形,4.实训内容,抽样判决点波形的观测。将跳线开关KL01设置在2-3位置，调整电位器WL01，以改变接收本地载频(即改变收发频差)，观察抽样判决点TPN04(测试模块内)波形的变化。在观察时，示波器的扫描时间取大于2m

26、s较为合适，观察效果较好。理想情况下具有以下的波形：正交相乘经低通滤波之后在判决器之前的变量应取两个值：A或-A。而实际的输出如图示，幅度抖动原因有以下几个方面：解调器位定时恢复与最佳抽样判决点波形的观测。TPMZ07为接收端调整之后的最佳判决抽样时刻。选择输入测试数据为M序列，用示波器同时观察TPMZ07波形(观察时以此信号作同步)和观察抽样判决点(TPN04)的波形之间的相位关系。,4.实训内容,位定时锁定和位定时调整的观测。TPMZ07为接收端恢复时钟，它与发送端时钟(TPM01)具有明确的相位关系。在输入测试数据为M序列时，用示波器同时观测TPM01(观察时以此信号作同步)和TPMZ0

27、7(接收端最佳判决时刻)之间的相位关系。观察在各种输入信号下FSK的输入/输出数据。测试点TPM02是调制输入数据，TPM04是解调输出数据。通过操作菜单，选择为不同码型输入数据信号，观测输出数据信号是否正确。观测时，用TPM02点信号同步。3)FSK系统性能测试。,4.实训内容,FSK误码指标测试。首先将噪声模块内的噪声输出电平调整开关SWO01设置在最低一档(00000001)，此时噪声输出电平最小，信噪比S/N最大。测量该S/N下的误码率，记录测量结果，填入表内。将噪声输出电平调整开关SWO01增加一档为00000010，降低一档S/N。重复上述测量，记录测量结果，填入表内。,表7-3,

28、在噪声环境下不同信噪比时解调基带FSK信号的观测。测量方法见FSK解调中的第1)项测试内容。通过操作菜单，选择为1码(或0码)输入数据信号，逐渐改变S/N，观测解调基带FSK信号受噪声影响的变化。,4.实训内容,在噪声环境下不同信噪比时解调基带信号的李沙育(x-y)波形的观测。测量方法见FSK解调中的第2)项测试内容。通过操作菜单，选择为1码(或0码)输入数据信号，逐渐改变S/N，观测解调基带FSK信号的李沙育(x-y)波形受噪声影响的变化。在噪声环境下不同信噪比时的接收位同步信号相位抖动的观测。测量方法见FSK解调中的第3)项测试内容。通过操作菜单，选择为M序列输入数据信号，逐渐改变S/N，

29、观测FSK解调器接收位同步信号相位抖动随S/N变化趋势。在噪声环境下不同信噪比时的抽样判决点信号的观测。测量方法见FSK解调中的第4)项测试内容。通过操作菜单，选择为M序列输入数据信号，逐渐改变S/N，观测FSK解调器抽样判决点TPMZ07的信号随S/N变化而发生的变化。,4.实训内容,(2)BPSK调制与解调电路测试前检查：首先通过菜单将通信原理综合实验系统调制方式设置成“BPSK传输系统”；用示波器测量TPMZ07测试点的信号，如果有脉冲波形，说明实验系统已正常工作；如果没有脉冲波形，则需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。1)BPSK调制 BPSK调制基带信号眼图的观测(以M序列观测

30、眼图)。通过操作菜单，选择不激活“匹配滤波”方式(未打勾)，此时基带信号频谱成形滤波器全部放在发送端。以发送时钟(TPM01)作同步，观测发送信号眼图(TPi03)的波形。成形滤波器使用升余弦响应，=0.4。判断信号观察的效果。,4.实训内容,I路和Q路调制信号的相平面(矢量图)信号观察。测量I支路(TPi03)和Q支路信号(TPi04)的李沙育(x-y)波形时，应将示波器设置在(x-y)方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的合成矢量图，其相位矢量图应为0、两种相位。通过操作菜单，选择在不同的输入信号下进行测量；结合BPSK调制器原理分析测试结果。BPSK调制信号0/相位测量(将KPO

31、2设置在T位置)。选择输入调制数据为01码。用示波器的一路观察已调制信号的输出波形(TPK03)，并选用该信号作为示波器的同步信号；示波器的另一路连接到调制参考载波上(TPK06/或TPK07)，以此信号作为观测的参考信号。仔细调整示波器同步，观察和验证调制载波在数据变化点发生相位0/翻转。,4.实训内容,BPSK调制信号包络观察(将KPO2设置在T位置)。BPSK调制为非恒包络调制，调制载波信号包络具有明显的过零点。通过本测量让学生熟悉BPSK调制信号的包络特征。测量前将模拟锁相环模块内的跳线开关KP02设置在TEST位置(右端)。选择0/1码调制输入数据，观测调制载波输出测试点(TPK03

32、)的信号波形。调整示波器同步，注意观测调制载波的包络变化与基带信号(TPi03)的相互关系。画出测试波形。BPSK调制信号频谱的测量。此项测量视学校仪表情况而定，无频谱仪可不测量。BPSK调制信号频谱载漏信号的测量。此项测量视学校仪表情况而定，无频谱仪可不测量。2)BPSK解调,4.实训内容,接收端解调器眼图信号的观测。首先用中频电缆连结KO02和JL02，建立中频自环(自发自收)。测量解调器I支路眼图信号测试点TPJ05(在A/D模块内)的波形，观测时用发时钟TPM01作同步。将接收端与发射端眼图信号(TPI03)进行比较，观测接收眼图信号有何变化(有噪声)。解调器失锁时的眼图信号观测。将解

33、调器相干载波锁相环(PLL)环路跳线开关KL01设置在2-3位置(开环)，使环路失锁。观测失锁时的解调器眼图信号(TPJ05)，熟悉BPSK调制器失锁时的眼图信号(未张开)。观测失锁时正交支路解调器眼图信号(TPJ06)波形。,4.实训内容,接收端I路和Q路解调信号的相平面(矢量图)波形的观测。测量I支路(TPJ05)和Q支路信号(TPJ06)的李沙育(x-y)波形时，应将示波器设置在x-y方式，可从相平面上观察TPJ05和TPJ06的合成矢量图。在解调器锁定时，其相位矢量图应为0、两种相位。通过操作菜单，选择在不同的输入信号下进行测量；结合BPSK解调器原理分析测试结果。解调器失锁时I路和Q

34、路解调信号的相平面(矢量图)波形的观测。将解调器相干载波锁相环(PLL)环路跳线开关KL01设置在2-3位置(右端)，使环路失锁。观测接收端失锁时I路和Q路的合成矢量图。掌握解调器失锁时I路和Q路解调信号的相平面(矢量图)波形的变化，分析测量结果。,4.实训内容,判决反馈环解调器鉴相特性的观测。解调器相干载波锁相环(PLL)环路跳线开关KL01设置在2-3(右端)位置，观察锁相环鉴相器输出点(TPN03)的波形(在测试模块)。通信原理综合实验系统中对BPSK信号解调采用判决反馈环解调器，其PLL环路鉴相特性具有锯齿余弦特性。解调器PLL环路鉴相器差拍电压和锁定过程的观测。将跳线开关KL01设置

35、在1-2位置(PLL闭环)和2-3(PLL开环)位置来回切换，仔细观察测试模块内TPN01测量点的工作波形。观测时将示波器时基设定在510ms，有条件的可使用存储示波器观测。解调器抽样判决点信号的观测。选择输入测试数据为M序列，用示波器观测测试模块内抽样判决点(TPN04)的工作波形(示波器时基设定在25ms)。,4.实训内容,解调器失锁时抽样判决点信号的观测。将解调器相干载波锁相环(PLL)环路跳线开关KL01设置在2-3位置，使环路失锁。用示波器观察测试模块内抽样判决点TPN04信号波形，观测时示波器时基设定在25ms。熟悉解调器失锁时的抽样判决点信号波形。差分编码信号的观测。通信原理综合

36、实验箱仅对“外部数据输入”方式输入的数据提供了差分编码功能。外部数据可以是由误码仪产生或汉明编码模块产生的M序列输出数据。当使用汉明编码模块产生的M序列输出数据时，将汉明编码模块中的信号工作跳线器开关SWC01中的HEN和ADPCM开关断开，将输入信号跳线开关KC01设置在M序列输出口DTM上(右端)；将汉明译码模块中汉明译码使能开关KW03设置在OFF状态(右端)，输入信号和时钟开关KW01、KW02设置在来自信道CH位置(左端)。,4.实训内容,3)BPSK系统性能测试。BPSK误码性能指标的测试。首先将噪声模块内的噪声输出电平调整开关SWO01设置在10000001，此时噪声输出电平最小

37、，信噪比S/N最大。测量该S/N下的误码率，记录测量结果填入表内。,表7-4,噪声环境下的BPSK解调信号眼图观测。测量方法见BPSK解调中的第1)项测试内容。逐渐改变S/N，观测在不同信噪比下的BPSK解调眼图信号。熟悉Pe110-4时的眼图信号。,4.实训内容,噪声环境下最佳匹配滤波接收机性能的验证。按准备工作设置设备。通过选择菜单工作方式选择不激活“匹配滤波”设置(未打勾)；调整噪声模块内的噪声输出电平调整开关SWO01，使信道有误码。记录当前S/N的Pe误码率。测试数据对误码率测试的影响测量。按准备工作设置设备。将噪声模块内的噪声输出电平调整开关SWO01设置在最低一档00000001

38、，此时噪声输出电平最小，信噪比S/N最大。测量该S/N下的误码率。此时误码仪“码类”选择为29-1，测量结果应无错码。,4.实训内容,在噪声环境下的接收端I路和Q路调制信号的相平面(矢量图)信号的观测。测量方法见BPSK解调中的第3)项测试内容。逐渐改变S/N，观测在不同信噪比下的BPSK接收端I路和Q路调制信号的相平面(矢量图)信号观察。重点观测在相平面上信号波形随S/N(或Pe)变化的情况。解调器抽样判决点信号受噪声影响的观测。测量方法见BPSK解调中的第7)项测试内容。逐渐改变S/N，观测在不同信噪比下的BPSK解调器抽样判决点处的信号波形变化情况。掌握解调抽样判决点处的信号波形随S/N

39、(或Pe)变化的规律。,4.实训内容,有噪声环境下的解调器PLL环路鉴相特性的观测。测量方法见BPSK解调中的第5)项测试内容。逐渐改变S/N，观测解调器PLL环路鉴相特性随S/N(或Pe)变化的情况。在无噪声时或强信噪比条件下，解调器PLL环路鉴相特性应具有锯齿余弦特性，理论上这时不存在不稳定相位平衡点。随着信噪比的降低，解调器PLL环路锯齿余弦鉴相特性将逐渐向余弦鉴相特性转变，解调器PLL环路的鉴相特性将存在不稳定相位平衡点，会使解调器锁定过程中存在悬搁现象。掌握解调器PLL环路鉴相特性随S/N(或Pe)变化规律。,4.实训内容,不同信噪比下的解调器接收位同步信号相位抖动的观测。测量方法见

40、BPSK解调中的第15)项测试内容。逐渐改变S/N，观测TPMZ07解调器接收位同步相位抖动随S/N变化情况，并与无噪声时观测的结果进行对比。记录测量结果。(3)DBPSK调制与解调电路测试前检查：首先通过选择菜单将通信原理综合实验系统调制方式设置成“DBPSK传输系统”；用示波器测量TPMZ07测试点的信号，如果有脉冲波形，说明实验系统已正常工作；如果没有脉冲波形，则需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。1)DBPSK调制,4.实训内容,差分编码的观测。通信原理综合实验箱仅对“外部数据输入”方式输入的数据提供差分编码功能。外部数据可以是由误码仪产生或汉明编码模块产生的M序列输出数据。当使

41、用汉明编码模块产生的M序列输出数据时，将汉明编码模块中的信号工作跳线器开关SWC01中的HEN和ADPCM开关断开，将输入信号跳线开关KC01设置在M序列输出口DTM上(右端)；将汉明译码模块中汉明译码使能开关KW03设置在OFF状态(右端)，输入信号和时钟开关KW01、KW02设置在来自信道CH位置(左端)。,4.实训内容,DBPSK调制信号眼图的观测。通过操作菜单，选择不激活“匹配滤波”方式(未打勾)，此时基带信号频谱成形滤波器全部放在发送端。以发送时钟(TPM01)作同步，观测发送信号眼图(TPi03)的波形。成形滤波器使用升余弦响应，=0.4。判断信号观测的效果。I路和Q路调制信号的相

42、平面(矢量图)信号的观测。测量I支路(TPi03)和Q支路信号(TPi04)的李沙育(x-y)波形时，应将示波器设置在x-y方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的合成矢量图，其相位矢量图应为0、两种相位。通过操作菜单，选择在不同的输入信号下进行测量；结合BPSK调制器原理分析测试结果。,4.实训内容,DBPSK调制信号0/相位测量(将KPO2设置在T位置)。选择输入调制数据为01码。用示波器的一路观察调制输出波形(TPK03)，并选用该信号作为示波器的同步信号；示波器的另一路连接到调制参考载波上(TPK06或TPK07)，以此信号作为观测的参考信号。仔细调整示波器同步，观察和验证调制载

43、波在数据变化点发生相位0/翻转。DBPSK调制信号包络的观测(将KPO2设置在T位置)。DBPSK调制为非恒包络调制，调制载波信号包络具有明显的过零点。通过本测量让学生熟悉DBPSK调制信号的包络特征。测量前将模拟锁相环模块内的跳线开关KP02设置在TEST位置(右端)。,4.实训内容,DBPSK调制信号频谱的测量。此项测量视学校仪表情况而定，无频谱仪可不测量。测量时，用一条中频电缆将频谱仪连接到调制器的KO02端口。调整频谱仪中心频率为1.024MHz，扫描频率为10kHz/DIV，分辨率带宽为110kHz左右，调整频率仪输入信号衰减器和扫描时间为合适位置。DBPSK调制信号频谱载漏信号测量

44、。此项测量视学校仪表情况而定，无频谱仪可不测量。频谱仪连接、设置同上。2)DBPSK解调 接收端解调眼图信号的观测。首先用中频电缆连接KO02和JL02，建立中频自环(自发自收)。测量解调器I支路眼图信号测试点TPJ05(在A/D模块内)波形，观测时用发时钟(TPM01)作同步。,4.实训内容,接收端I路和Q路调制信号的相平面(矢量图)信号的观测。测量I支路(TPJ05)和Q支路信号(TPJ06)的李沙育(x-y)波形时，应将示波器设置在x-y方式，可从相平面上观察TPJ05和TPJ06的合成矢量图。因DPSK采用非相干解调，不需要恢复相干载波，其相位矢量图应为0、相位矢量旋转图，旋转速度取决

45、于收发本振频率的频差。解调器抽样判决点信号的观测。选择输入测试数据为M序列，用示波器观测测试模块内抽样判决点(TPN04)的工作波形(示波器时基设定在25ms)。解调数据的观测。在上述设置跳线开关基础上，用示波器同时观测DSP+FPGA模块内接收数据信号(TPM04)和发送数据信号(TPM02)，比较两数据信号是否相同一致(正常差分译码)。,4.实训内容,位定时调整锁定过程的观测。TPMZ07为调整之后的最佳抽样时刻，它与TPM01具有明确的相位关系。通过操作菜单，选择输入测试数据为M序列，用示波器同时观测TPM01(观测时以它作同步)和TPMZ07(接收端最佳判决时刻)之间的相位关系。解调器

46、位定时信号相位抖动的观测。示波器以发送时钟(TPM01)为同步信号，在不同的测试信号下观测接收时钟(TPMZ07)的相位抖动情况。将各项测试结果作比较，分析是否符合理论。3)DBPSK系统性能测量。DBPSK误码性能指标的测试。首先将噪声模块内的噪声输出电平调整开关SWO01设置在最低一档00000001，此时噪声输出电平最小，信噪比S/N最大。测量该S/N下的误码率，记录测试结果，填入表7-5内。,4.实训内容,表7-5,噪声环境下最佳匹配滤波接收机性能验证。按准备工作设置设备。通过操作菜单，选择工作方式为不激活“匹配滤波”(未打勾)；调整噪声模块内的噪声输出电平调整开关SWO01，使信道有

47、误码。记录当前S/N的Pe误码率。噪声环境下的解调器抽样判决点信号的观测。测量方法见DBPSK解调中的第3)项测试内容。逐渐改变S/N，观测在不同信噪比下的BPSK解调眼图信号。熟悉Pe110-4时眼图信号。,4.实训内容,有噪声时的接收端I路和Q路调制信号的相平面(矢量图)信号的观测。测量方法见DBPSK解调中的第2)项测试内容。逐渐改变S/N，观测在不同信噪比下的BPSK接收端I路和Q路调制信号的相平面(矢量图)信号观察。重点观测在相平面上信号波形随S/N(或Pe)变化的情况。噪声环境下的解调器接收位同步相位抖动的观测。测量方法见DBPSK解调中的第6)项测试内容。逐渐改变S/N，观测解调

48、器接收位同步相位抖动随S/N变化而变化情况，并与无噪声时观测的结果进行对比。记录测试结果。,5.实训报告,1)说明信道频差对FSK解调性能的影响；画出FSK解调器在不同信噪比时的误码性能曲线。2)依据FSK调制与解调模块测试结果，整理实验数据，画出主要测试点波形，分别说明各测试波形在电路图中位置、名称、意义。3)依据BPSK调制与解调模块测试结果，整理实验数据，画出主要测试点波形，分别说明各测试波形在电路图中位置、名称、意义。4)依据BPSK调制与解调模块测试结果，写出眼图正确的观察方法，叙述匹配滤波作用，画出BPSK的误码性能曲线。5)说明DBPSK各测试点波形与相干BPSK波形的差异，并解

49、释存在差异的原因。6)画出DBPSK的误码性能曲线，比较BPSK与DBPSK的性能。,7.2.4项目报告二,1)根据通信原理综合实验系统，能正确画出和连接数字频带传输电路图，正确理解数字频带传输系统组成和各部分作用2)能准确调试数字频带通信系统电路，使其处于正常通话状态3)熟练测试语音信号在数字频带系统中的信号波形4)能熟练分析与测试数字频带通信系统，准确画出各测试点的波形，并正确解释各测试点在系统中的位置、名称和意义1)根据通信原理综合实验系统，能正确画出和连接数字频带传输电路图，部分理解数字频带传输系统组成和各部分作用2)能调试数字频带通信系统电路，使其处于正常通话状态，能测试一部分数字频带传输系统的波形图,7.2.4项目报告二,3)能分析与测试数字频带通信系统，画出部分测试点的波形，并解释部分测试点在系统中的位置、名称和意义1)根据通信原理综合实验箱，画出或连接数字频带传输电路图2)能调试数字基带通信系统电路，使其处于正常通话状态，不能正确测试语音信号在数字基带信号传输过程3)能画出数字基带通信系统的部分测试点的波形,7.2.4项目报告二,表7-6项目报告,