实验7 时分复用数字基带通信系统
7.1 实验目的
1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理。
2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用及同步时分复用信号的分接原理。
7.3 实验内容及实验步骤
本实验使用数字信源、位同步、帧同步及数字终端等四个模块。它们的信号连接关系如图7.5所示，其中实线表示印刷板上已经布好的连线，虚线表示实验中要由实验者连接的信号线。
1.复习位同步、帧同步的实验内容并熟悉数字终端模块工作原理，按照图7.5将这四个模块连在一起，接通实验箱电源。示波器处于外同步触发状态，将信源模块的FS信号作为示波器外同步触发信号。
数字信源 NRZ-OUT S-IN 数字终端 S-IN 帧同步 FS FS-IN BS-IN S-IN 位同步 BS-OUT BS-IN
图7.5 数字基带系统连接图
2.用示波器CH1观察数字信源模块NRZ-OUT信号，判断信源模块是否工作正常。
3.用示波器CH2观察位同步模块BS-OUT信号，调节位同步模块的电位器CR2，使位同步信号BS-OUT的上升沿对准信源NRZ信号的码元中间并且相位抖动最小。 4.将数字信源模块的K1置于?1110010，用示波器CH2观察帧同步模块FS信号与信源NRZ信号的相位关系，判断帧同步模块是否工作正常。注意：FS信号的上升沿超前于NRZ-OUT信号中第1路数据的起始时间约半个码元，基本上与BS-OUT信号的上升沿对齐。 5.当位同步模块、帧同步模块已正确地提取出位同步信号和帧同步信号时，通过信源模块及终端模块的发光二极管观察两路8bit数据是否已正确地传输到收终端。 6.用示波器观察分接出来的两路8bit周期信号D1和D2，从而判断终端模块是否已将两路时分复用信号正确地分接出来。
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7.观察位同步抖动对数据传输的影响。
用示波器观察数字终端模块的D1或D2信号，然后缓慢调节位同步模块上的电位器CR2，增大位同步抖动范围，观察D1或D2信号波形变化情况和发光二极管的状况（CR2在某一范围变化时，D1或D2无误码，CR2变化太大时出现误码）。
8．观察帧同步对数据传输的影响。 还原位同步模块到正确的状态。通过设置信源模块的K1、K2和K3，使帧同步码1110 010处于一帧信号中任意位置，观察数字终端分接出来的两路信号并确定它们与数字信源模块的输出信号对应关系，从而理解帧同步信号的作用。
7.4 实验思考题
1.本实验系统中，为什么位同步信号在一定范围内抖动时并不发生误码？位同步信号的这个抖动范围大概为多少？
2.帧同步信号在对时分复用数据进行分接时起何作用，用实验结果加以说明。 3.分析数字终端模块中分接与串并变换器及并串变换器的工作原理。
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实验8 时分复用2DPSK、2FSK通信系统
8.1 实验目的
1.掌握时分复用2DPSK通信系统的基本原理。
2.掌握时分复用2FSK通信系统的基本原理。
8.2 实验原理
图8.1给出了传输两路数字信号的时分复用2DPSK通信系统原理框图，将图中的2DPSK调制器和2DPSK解调器分别换为2FSK调制器和2FSK解调器，并去掉载波同步信号，即为时分复用2FSK通信系统。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类似。为便于用示波器观察数字信号的传输过程，本实验假设信道是理想的且收、发端都无滤波器。
m1(t) m2(t) 复接器 m(t) 2DPSK 调制器 发滤 波器 信道 收滤 波器 D1(t) m(t) 2DPSK 分接 D2(t) 解调器 器 位同 步信号 载波位同 同步步信信号 号 帧同步信号 帧同 步码 噪声
图8.1 2DPSK时分复用通信系统
8.3 实验内容及实验步骤
1.拟定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。在2FSK系统中，无载波同步模块，将2DPSK解调模块改为2FSK解调模块，其它模块与2DPSK系统相同。
进行本实验时，需要实验者将5根信号线正确地连接到有关模块：位同步模块的输入信号S-IN来自于2DPSK解调模块或2FSK解调模块的CM信号；帧同步模块和终端模块的输入信号S-IN来自于2DPSK解调模块或2FSK解调模块的AK-OUT信号；2DPSK解调模块或2FSK解调模块以及帧同步模块所需的位同步信号BS-IN来自于位同步模块的BS-OUT信号。
其他信号已在印刷板上连好，不需要实验者再连线。 2.进行2DPSK通信系统实验
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按拟定的方案连好信号连线，接通实验箱电源，数字调制模块单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。若信源的两路数据可以正确地传输到终端，则用示波器观察信号的传输过程，从而掌握时分复用2DPSK通信系统的基本原理。若信源的两路数据不能正确地传输到终端，请分析原因并排除故障。
3.进行2FSK通信系统实验
使信源的两路数据正确地传输到终端。
8.4 实验思考题
1.画出2DPSK系统七个模块全部信号连接图，用虚线标出手工接线。
2.位同步信号的上升沿为什么要处于2DPSK解调器或2FSK解调器的低通滤波器输出信号的码元中心？
3.能否将2DPSK解调器或2FSK解调器的LPF信号作为位同步器的输入信号？为什么？
4.能否将2DPSK解调器的BK信号作为帧同步器的输入信号？为什么？ 4.做此实验时遇到过哪些问题，是如何解决的？
5.2DPSK系统中，若不能正确传输两路数据，排除故障的最优步骤是什么？
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实验9 PCM编译码
9.1 实验目的
1. 掌握PCM编译码原理。
2. 掌握同步时分复用PCM基带信号的复接和分接原理。
3. 了解语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
9.3 实验内容及实验步骤
本实验使用PCM编译码模块。 1. 熟悉PCM编译码模块的工作原理，用开关K9接通8KHz抽样信号(即K9置为1000状态)，开关K8置为SL1(或SL5、SL7)，开关K5、K6分别置于STA-S、STB-S端，接通实验箱电源。
2. 将示波器置于内同步触发状态且设定CH1通道信号为内同步触发信号。用CH1通道分别观察STA、STB，调节电位器R20(对应STB)，使正弦信号STB波形顶部不失真(峰峰值小于5V)。
3. 用示波器观察PCM译码器输出信号的量化噪声
示波器的CH1接STA(或STB)，CH2接SRA(或SRB)，观察编码器输入信号和译码器输出信号波形的区别（注意观察译码输出信号的量化噪声，包括小信号量化噪声和大信号量化噪声）。
4. 用示波器观察PCM编码输出信号。
示波器CH1接SL0（调整示波器扫描周期以至少显示两个SL0脉冲，从而可以观察完整的一帧信号），CH2依次接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SLB－1、2、5、7，观察PCM帧结构的变化情况。 5. 用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。 如果没有配置低失真低频信号发生器，可以用本模块上的正弦信号源STB-S来粗略观察PCM编译码系统的过载噪声(将STB-S信号幅度调至5VP-P以上即过载)。
如果配置了低失真低频信号发生器，则开关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。示波器的CH1接STA，CH2接SRA。将输入信号幅度分别调至大于5VP-P、等于5VP-P，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(当衰减45dB以上时，译码输出信号波形上叠加有较明显的噪声)。 6. 定量测试PCM编译码器的动态范围和频率特性。
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