通信原理实验
通信原理实验 目
实验 1 实验 2 实验 3 实验 4 实验 5 实验 6 实验 7 实验 8 实验 9
录
实验平台介绍及实验注意事项....................................................................2 基带信号的常见码型变换实验..................................................................10 AMI/HDB3 编译码实验 .............................................................................20 抽样定理及其应用实验..............................................................................24 PCM 编译码系统实验 ................................................................................29 ADPCM 编译码系统实验 ..........................................................................33 CVSD 编译码系统实验..............................................................................38 FSK（ASK）调制解调实验 ......................................................................44 PSK DPSK 调制解调实验..........................................................................49
实验 10 QPSK OQPSK 调制解调实验 ....................................................................57 实验 11 位同步提取实验.......................................................................................... 62 实验 12 眼图观察测量实验 ..................................................................................... 67 实验 13 数字频率合成实验 ..................................................................................... 72 实验 14 卷积编译码及纠错能力验证实验.............................................................. 78 实验 15 汉明、交织码、循环码编译码及纠错能力验证实验.............................. 85 实验 16 频分复用/解复用实验 ................................................................................ 93 实验 17 时分复用/解复用（TDM）实验................................................................ 97 实验 18 码分复用/解复用实验 .............................................................................. 102 实验 19 手动频域均衡实验 ................................................................................... 107 实验 20 PCM、HDB3 传输系统实验.................................................................... 109 实验 21 PCM、CVSD,汉明、交织码传输系统实验............................................. 111 实验 22 CVSD、信道编码、PSK 传输系统实验....................................... 114 实验 23 通信信道误码仪测试实验*...................................................................... 118 拨码器开关设置一览表 ............................................... 120 1
通信原理实验
实验 1 实验平台介绍及实验注意事项
一、实验目的
1．了解实验箱的功能分布,掌握实验箱的操作注及意事项; 2．了解 DDS 信号源的组成及工作原理；掌握其使用方法； 3．了解用户电话模块的工作原理；掌握音频及拨号信号特性； 4．熟悉测试接收滤波器与功放电路模块的频率特性。
二、实验仪器 1．RZ8681 实验平台 2．各个实验模块 3．电话机
3．100M 双踪示波器
三、实验原理 A. 实验平台
1. 实验平台整体功能介绍
1 台 配套 1 台 1 台
RZ8681 型现代通信技术平台是由底板+模块组成的模块化可定制的系统平台，平台底 板提供了基本的信源和信宿并预留了外接接口，中间设置了 9 个模块放置区，在实验时可 以通过选择不同的实验模块，完成不同的实验内容，或者通过多个模块的组合完成综合通 信实验内容，另外可以提供底板的接口标准，以便学生基于该平台进行设计，开发。 2
通信原理实验
图 1-1 RZ8681 底板功能分布图
实验底板主要由几个部分组成：
（1）USB 接口：可将电脑端的数据发送到实验箱上进行传输。
（2）DDS 信号源：产生常见的各种信号，并且频率幅度可调。另外为抽样定理实验 提供了抽样脉冲信号。
（3）电话接口：产生真实的语音信号。
（4）电源指示：指示不同电压的工作状态，开电后，3 个灯常亮为正常状态，闪烁说 明有故障。
（5）模块分布图：指示了底板 9 个模块放置位置的分布图，序号为 A-I。 （6）调制接口：外部调制信号输入和输出铆孔。
（7）光纤接口：可选配置接口，可以通过光纤完成系统的全双工通信。 （8）眼图电路：眼图观察电路，相当于一个参数可调的信道。
（9）滤波器及功放：包含一个参数可调（2.6k 和 5k）的低通滤波器，滤波器输出信 号连接到扬声器。
（10）模块安放区：共 9 个位置，用来放置实验模块，对应上述的模块分布图。 2.实验注意事项
（1）在实验中，测量点主要分为两类：Pxx 和 TPxx。其中 Pxx 是指可插线的测量铆 孔，而 TPxx 则是测量针。
（2）实验中连线时需要注意，连线铆孔分输入孔和输出孔，在铆孔上有箭头标注。不 能将两个输出孔或输入孔连接在一起。
（3）实验步骤中，标号一般以“4P01（G）”形式给出，其中标号代表实际操作中对 应的连线或测量标号，而后面括号中的“G”是指：按照要求安放模块后，4P01 标号会在 G 号位安放的板子上找到，这样便于操作时查找。
（4）为实验箱加电前，要简单检查一下实验箱是否有明显的损坏现象；加电时，观察 实验箱右上角的电源指示灯是否正常显示，如果指示灯闪烁，请立即关闭实验箱，并检查 故障原因。
（5）实验箱盖子翻开后，可以取下。但是取下和安装时，都需要注意后端的卡轴是否 完全卡好。在没有完全卡好卡轴的情况下关闭实验箱，会对卡轴造成损坏。另外，每台实 验箱的盖子和箱体编号是对应的（箱体和盖子后端均有编号），不对应无法安装，因此实验 时应妥善保管实验箱盖子，以防弄混。
（6）实验模块放置时，应该确认模块接口（防呆口）和底板接口已对应一致才下压， 否则会损坏接口。另外不同模块放置的具体位置应参考具体实验内容的说明。
（7）实验箱上参数可调的元器件,如电位器，拨码开关，轻触开关，要小心使用，尽 量避免用力过大，造成元器件损坏。以上元器件为磨损器件，在使用时掌握使用技巧，请 3
通信原理实验 不要频繁按动或旋转。 B. DDS 信号
1.DDS 信号产生原理
直接数字频率合成(DDS—Digital Direct Frequency Synthesis)，是一种全数字化的 频率合成器，由相位累加器、波形 ROM、D/A 转换器和低通滤波器构成。时钟频率给定后， 输出信号的频率取决于频率控制字，频率分辨率取决于累加器位数，相位分辨率取决于 ROM 的地址线位数，幅度量化噪声取决于 ROM 的数据位字长和 D/A 转换器位数。
图 1-2 DDS 信号产生原理
DDS 信号源模块硬件上由 cortex-m3 内核的 ARM 芯片(STM32)和外围电路构成。在该模 块中，我们用到 STM32 芯片的一路 AD 采集（对应插孔调制输入）和两路 DAC 输出（分别对 应插孔 P03.P04）。抽样脉冲形成电路（P09）信号由 STM32 时钟配置 PWM 模式输出，调幅、 调频信号通过向 STM32 写入相应的采样点数组，由时钟触发两路 DAC 同步循环分别输出其 已调信号与载波信号。对于外加信号的 AM 调制，由 STM32 的 AD 对外加音频信号进行采样， 在时钟触发下当前采样值与载波信号数组的相应值进行相应算法处理，并将该值保存输出 到 DAC，然后循环进行这个过程，就实现了对外部音频信号的 AM 调制。
实验箱的 DDS 信号源能够输出抽样脉冲（PWM）、正弦波、三角波、方波、扫频信号、 调幅波（AM）、双边带（DSB）、调频波（FM）及对外部输入信号进行 AM 调制输出。
2.DDS 信号源使用及信号生成表
DDS 信号源主要包含以下几个部分： LCD：显示输出信号的频率。
调制输入：外部调制信号输入铆孔（注意铆孔下面标注的箭头方向。若箭头背离铆孔， 说明此铆孔点为信号输出孔；若箭头指向铆孔，说明此铆孔点为信号输入孔）。
P03：DDS 各种信号输出铆孔。 P04：20KHZ 载波输出铆孔。 P09：抽样脉冲输出铆孔。
SS01：复合式按键旋纽。按键用来选择输出信号种类；旋纽用来改变信号频率。 W01（幅度调节）：用来调节输出信号的幅度。 DDS 信号产生的种类如下表所示： 4