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1、 通信原理实验 电工电子实验教学中心 电工电子实验教学中心 目目 录录 实验一 抽样定理与PAM通信系统实验. 3实验二 PCM脉冲编译码实验. 5实验三 FSK调制实验. 10实验四 FSK解调实验. 13实验五 二相PSK调制实验. 16实验六 数字同步技术实验. 18实验七 眼图观察测量实验. 21实验八 二相PSK解调实验. 25实验九 模拟信号发生器实验. 28实验十 增量调制（）编译码实验. 31 2实验一 抽样定理与实验一 抽样定理与 PAM 通信系统实验 通信系统实验 一、实验目的 1抽样定理实验； 2脉冲幅度调制（PAM）及系统实验。 二、 实验电路工作原理 1电路组成 抽样
2、定理与 PAM 脉冲幅度调制实验系统如图 1-1 所示。 K61抽样时钟输入选择开放点4KHz16KHz8KHzJ601W61 TP64 TP63TP61抽样时钟输入TP62GNDD(f)W61图 1-1 抽样定理与 PAM 脉冲振幅调制原理框图 由 CPLD 产生的等于 8KHz 抽样矩形脉冲、大于 8KHz 抽样矩形脉冲、小于 8KHz 抽样矩形脉冲这三种抽样时钟通过开关 J601 来选择， 也可通过“开放点”送入其它抽样脉冲信号，在 TP62 处观测到抽样时钟的波形及其频率变化情况。 2.PAM 解调与滤波电路 该电路即为的 PAM 通信系统解调滤波电路， 由集成运放电路 TL084 及
3、外围一些电路组成，主要构成一个二阶有源低通滤波器，其截止频率设计在 3.4KHz 左右，因为该滤波器有着解调还原的作用， 因此它的质量好坏直接影响着系统的工作状态。 该电路还用在接收信道电路中。 三、实验内容 1抽样定理实验 2脉冲幅度调制（PAM）通信系统实验 四、实验步骤及注意事项 PAM 通信系统实验步骤 1用示波器在 TP61 处观察，以该点信号输出幅度不失真时为好，如有削顶失真则减小信号源的输出幅度或调节发送放大器 W03。在 TP62 处观察其抽样时钟信号。 2分别将J601 的第 1 排、第 2 排和第 3 排相连，即改变抽样频率fC，使fc =2fsr（模拟信3号的最高频率）
4、、fc2fsr、fc2fsr，在TP63、TP64 处用示波器观测系统输出波形，以判断和验证抽样定理在系统中的正确性， 同时做详细记录和绘图， 记下在该系统通信状态下的奈奎斯特频率。 五、测量点说明 TP61：若外加信号幅度过大，则该点信号波形被限幅电路限幅成方波了，因此信号波形幅度尽量小一些。 方法是： 减小信号幅度或调节通信话路终端发送放大电路中的电位器 W03。 TP62：抽样时钟输出，有四种抽样时钟的选择：等于 8KHz 抽样脉冲、大于 8KHz 抽样脉冲、小于 8KHz 抽样脉冲、外加一个频率连续变化的抽样时钟（开放点） 。由J601 的选择决定。 TP63：抽样信号输出。 TP64
5、：收端 PAM 解调信号输出。 六、实验报告要求 1画出所测各点的波形，对所测参数做简要分析说明。 2必要时可以自己搭试有关电路进行实验，注意电源的使用，请在检查电路无误的情况下再加电，切记勿让电源之间短路。 4实验二实验二 PCM 脉冲编译码实验脉冲编译码实验 、实验目的 1.加深对 PCM 编码过程的理解； 2.熟悉 PCM 编、译码专用集成芯片的功能和使用方法。 3.了解 PCM 系统的工作过程。 4.用同步正弦波信号观察 A 律 PCM 八比特编码的实验。 二、实验电路工作原理 1.PCM 基本工作原理 脉冲调制就是把一个时间连续、 取值连续的模拟信号变换成时间离散、 取值离散的数字信
6、号后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过程。 所谓抽样， 就是对模拟信号进行周期性扫描， 把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。 该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息， 也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。在该实验中，抽样速率采用 8Kbit/s。 所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。 所谓编码，就是用一组二进制代码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作 A/D。 PC
7、M的原理如图 2-1 所示。 话音信号先经防混叠低通滤波器， 进行脉冲抽样， 变成 8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号， 再经编码后转换成二进制代码。 对于电话， CCITT规定抽样率为 8KHz，每抽样值编 8 位码，即共有 28=256 个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是 64kb/s。为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大，如图 2-2 所示。 在实际中广泛
8、使用的是两种对数形式的压缩特性：A 律和律。 A 律 PCM 用于欧洲和我国，律用于北美和日本。它们的编码规律如图 2-3 所示。图中给出了信号抽样编码字与输入电压的关系，其中编码方式 （1） 为符号/幅度资料格式，Bit7 表示符号位，Bit60 表示幅度大小； （2） 为 A 律压缩资料 格式，它是（1）的 ADI（偶位反相）码； （3） 为律压缩资料格式， 它是由 （1） 的 Bit60 反相而得到， 通常为避免 00000000码出现,将其变成零抑制码 00000010。 5话音输出话音输入解码量化滤波低通解调(接收)PCM信号(发送)抽样信道再生编码发送 放大 0lAVolViA=j
9、0VollVi=0(b)(a)图 2-1 PCM 的原理框图 图 2-2 A 律与律的压缩特性 免 00000000 码出现，将其变成零抑制 图 2-3 PCM 编码方式 输入信号电压-2.115V01110000MSB LSBB11 7-0000100000100000001100000010100000011000000100000100100000000000010000000101000001011000011100000110000001101000011110000111111110111111100000000 +1.207V输入信号电压-1.207V0V对压缩器而言，其输入输出
10、归一化特性表示式为: A 律: 律: +=AAVAAVVln1)ln(1ln1110 ) 11()10(11VAAV)1ln()1ln(11 0 +=VV) 11 (1V+2.115 B11 7-0 LSB-2.5V-1.25V10000000 10001111 10011111 10101111 10111111 11001111 11101111 11011111 01111111 01101111 01011111 01001111 00111111 00101111 00011111 00001111MSB 10110000 1010000010000000 0001000010010
11、00000110000 0100000001100000 01110000010100000010000011111111 1111000011010000 110000001110000000101010 +2.5V+1.25V0V1011010110010101100001011010010110101010(1)符号：幅度码(1)符号：幅度码(3)律编码(2)A律编码011101010000010100100101001101010001010101100101110001010100010111010101111101011110010162.PCM编译码电路 K51128K256K5
12、12K2048K编码时钟输入选择8KHz帧同步2048K时钟J501TP56TP55TP54TP53TP52GNDTP51译码器编码器图 2-4 PCM 编译码电路过程示意图 我们所使用的编译码器是把编译码电路和各种滤波器集成在一个芯片上，该器件为TP3067，图 2-4 是 PCM 编译码电路过程示意图，关于它的框图和管脚排列图，请参见第三章中的关于 PCM 编译码的课题。 图 2-5 是短帧同步定时波形图，图 2-6 是 PCM 编码电路的波形图。 在本实验中选择 A 律变换，以 2.048Mbit/s 的速率来传送信息，信息帧为无信令帧，它的发送时序与接收时序直接受 FSX 和 FSR
13、控制。还有一点，编译码器一般都有一个 PDN降功耗控制端，PDN=0 时，编译码能正常工作，PDN=1 时，编译码器处于低功耗状态，这时编译码器其它功能都不起作用，我们在设计时，可以实现对编译码器的降功耗控制。 三、实验内容 1. 用同步正弦波信号观察 A 律 PCM 八比特编码的实验； 2. 脉冲编码调制（PCM）及系统实验。 7图 2-5 短帧同步定时 FSXBCLKXMCLKRMCLKxDXTSXDRBLCKRTP522.048MHTP52编码 2.048MHz 主时钟TP53编码 8KHz 帧同步信号TP54编码 PCM 数字信号TP52TP53译码 PCM 数字信号TP55译码 8K
14、Hz 帧同步信号译码 2.048MHz 主时钟PCM 编译码使能信号FSR四、实验步骤及注意事项 1.外部不加音频信号输入时，测量 TP51TP56 各点波形，注意 TP53、TP55 两点波形； 2.用外部信号作输入音频信号，频率 800Hz，幅度峰峰 2 伏，从 S001 输入，J001 选择“外模拟输入”，J002 选择 PCM，测量 TP51TP56 各点波形，特别注意 TP53、TP55 两点波形。 3.用内同步正弦波信号源输入， J001 选择“同步输入”， J002 选择 PCM， 调节信号幅度 W03，测量 TP51TP56 各点波形。注意对照 TP53、TP55 两点波形。 4.用内非同步弦波信号源输入，J001 选择“非同步输入”， J002 选择 PCM，调节信号幅度W03，测
