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1、通信原理验证性实验讲义目 录拨码器开关设置一览表1实验1 平台介绍及实验注意事项4实验2 DDS信号源实验7实验3 可编程数字信号产生实验10实验4 接收滤波器与功放实验15实验5 PCM编译码系统实验17实验6 FSK（ASK）调制解调实验23实验7 眼图观察测量实验31实验8 汉明码编译码及纠错能力验证实验35实验9 时分复用/解复用（TDM）实验452 拨码器开关设置一览表在本实验平台上，我们采用了红色的拨码器，设置各种实验的项目、信号类型、功能和参数。拨码器的白色开关上位为1；下位为0。现将各主要拨码开关功能列表说明如下：表0-1“时钟与基带数据产生模块”5位拨码开关4SW02状态设置
2、与功能一览表类 別4SW02状态时钟与基带数据产生模块产生的信号、时钟及其它功能信号输出或信号测量点M序 列 设 置00000PN15 2K（15位m序列：111101011001000）4P01输出00001PN15 32K（15位m序列：111101011001000）4P01输出00010PN511 2K （511位m序列）4P01输出00011PN511 32K (511位m序列)4P01输出CVSD编码及PCM编码时钟设置001008K 的CVSD编码时钟信源编码解析模块时钟0010116K的CVSD编码时钟0011032K 的CVSD编码时钟0011164K 的CVSD编码时钟01
3、00064K的 PCM线路编码时钟01001128K的 PCM线路编码时钟8bit自编数据输出01110用拨码开关4SW01设置8比特自编数据，数据速率为64K。4P01输出时分复用设置01111拨码开关4SW01设置的8比特数据输出，数据速率为64K， PCM编码时钟为64K、CVSD编码时钟为64K8比特数据4P01输出， QPSK调制01101为QPSK调制解调提供载波和基带码型变换 设置X=1对2KPN码码型变换；X=0对4SW01自编码码型变换1X000单极性归零编码4TP01输出1X001双极性不归零码4TP01输出1X010双极性归零码4TP01输出1X011CMI码4TP01输
4、出1X100曼彻斯特码4TP01输出1X101密勒码4TP01输出1X110PST码4TP01输出注：1. 时钟与基带数据产生模块中各铆孔与测量点说明：4P01为原始基带数据输出铆孔； 4P02为码元时钟输出铆孔；4P03为相对码输出铆孔。 4TP01为码型变换后输出数据测量点；4TP02为编码时钟测量点。2 以上实验设置的功能和各种参数也可根据学校要求定制。表0-2“信道编码与ASK。FSK。PSK。QPSK调制”拨码开关SW03状态设置与功能一览表24SW01状态功 能0XXX外部输入数据，64K1XXX读取24SW02设置数据，往上为1，往下为0X000卷积编码，可外部输入数据。24SW
5、02四位数有效X001汉明编码，可外部输入数据。24SW02四位数有效X010循环编码，不可外部输入数据。24SW02后三位数有效X011交织编码，可外部输入数据。24SW02四位数有效表0-3“基带同步与信道译码模块”拨码开关25SW01状态设置与功能一览表25SW01状态功 能X000卷积译码（最高位X的0和1状态用来切换节点同步）X001汉明译码及同步X010循环译码及同步X011交织译码及同步注：译码模块25SW01第一位X为空位待用。表0-4“复接/解复接、同步技术模块”4位拨码器开关39SW01设置与功能一缆表39SW01状态功 能说 明00012K基带数据的同步时钟提取、再生2K
6、基带数据从39P01输入，39P06输出提取同步时钟，39P07输出再生2K基带信号。001032K DPSK时钟提取、相对码/绝对码转换（相对码对应于“时钟与基带数据产生模块”中生成的4P03输出，绝对码对应4P01输出）32K DPSK数据从39P01输入，39P06输出提取同步时钟，39P07输出再生基带信号（绝对码）001132K基带数据的同步时钟提取、再生32K基带数据从39P01输入，39P06输出提取同步时钟，39P07输出再生32K基带信号。1111时分复接/解复接实现4SW01拨码器（8bit数据）、PCM编码、CVSD编码等数据的时分复接/解复接功能。0111码分复接/解复
7、接实现4SW01拨码器（8bit数据）、PCM编码等数据的码分复接/解复接功能。0100外部数据的绝对码与相对码转换功能绝/相转换：基带绝对码输入铆孔39P02；相对码输出铆孔39P06; 相/绝转换：相对码输入铆孔39P01；基带绝对码输出铆孔39P07;基带绝对码速率为：2K左右 本实验平台其它一些模块还有拨码开关，由于它们功能比较简单，我们将在相应模块中说明，在此不再列表介绍。实验1 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；2掌握实验箱的操作习惯；3掌握实验箱的操作注意事项。二、实验仪器1RZ8681实验平台 1台 2各个实验模块 配套三、实验原理1. 实验平台整体功能
8、介绍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，另外可以为学校提供底板的接口标准，以便学生基于该平台进行设计、开发。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
9、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. 平台操作及教材编写常识在平台研发及教材编写过程中，默认采用了一些习惯用语，下面将部分习惯用法给出说明，以便理解。（1）在实验中，测量点
10、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）实验中，对应的实验步骤选用仪表默认为双通道示波器，但实际中用四通道示波器会有更好的实验效果。3. 实验注意事项（1）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
11、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。（2）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。（3）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。（4）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
12、。以上元器件为磨损器件，在使用时掌握使用技巧，请不要频繁按动或旋转。四、实验内容及步骤1. 结合实验原理部分的内容，了解实验箱的各个功能模块的名称及作用。2. 仔细阅读“实验注意事项”，掌握实验箱的正确操作方法。实验2 DDS信号源实验一、实验目的1了解DDS信号源的组成及工作原理；2掌握DDS信号源使用方法；3掌握DDS信号源各种输出信号的测试；4配合示波器完成系统测试。二、实验仪器1DDS信号源（位置参见实验1平台介绍） 2. 100M双踪示波器1台三、实验原理1.DDS信号产生原理直接数字频率合成(DDSDigital Direct Frequency Synthesis)，是一种全数字
13、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2-1 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
14、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：输出序号调制输入P03（输出）P04（输出）
