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1、通信原理实验指导书中山大学南方学院电子通信与软件工程系二 0 一一年二月前言本实验指导书是通信原理实验课程的实验指导书。本书主要 是基于众友公司的 G 型实验箱编写的。本指导书涉及到通信原理中的 各个章节的知识点，任课教师与学生可以根据书中内容作为课堂上课 内容。本指导书中所涉及到的内容包括了通信原理课程中的基本内容 的验证与基本知识的应用。该指导书共有 11 个实验项，实验项的内 容既有原理验证类的实验，也有自主设计类的实验。通过本书的内容 教学可以令学生的验证能力、动手能力与调试能力得以提升。本实验指导书由李宁智根据众友公司提供的相关实验内容改编 而成。由于编者的水平有限，在编写过程中难免
2、会有不妥当的地方， 王读者指正！编者目录实验一信号源实验 1实验二常规双边带调幅与解调实验（AM） 6实验三抽样定理实验（ PAM） 8实验四脉冲编码调制与解调实验（PCM） 10实验五时分复用实验（ TDM） 12实验六码型变换实验 16实验七2ASK调制与解调实验19实验八2FSK调制与解调实验23实验九2PSK调制与解调实验27实验十位同步信号提取实验 31实验十一帧同步信号提取实验 33实验一信号源实验、实验目的1、了解通信系统的一般模型及信源在整个通信系统中的作用2、掌握信号源模块的使用方法。二、实验内容1、对应液晶屏显示，观测DDS信源输出波形。2、观测各路数字信源输出。3、观测正
3、弦点频信源输出。4、模拟语音信源耳机接听话筒语音信号。三、实验仪器1、信号源模块一块2、带话筒立体声耳机一副3、 20M 双踪示波器一台四、实验原理信号源模块大致分为DDS信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。1、DDS信源DDS直接数字频率合成信源输出波形种类、频率、幅度及方波B占空比均可通过“DDS 信源按键”调节（具体的操作方法见“实验步骤”），并对应液晶屏显示波形信息。正弦波输出频率范围为1Hz200KHz，幅度范围为200mV4V。三角波输出频率范围为1Hz20KHz,幅度范围为200mV4V。锯齿波输出频率范围为1Hz20KHz,幅度范围为200mV4V。方波A输出频率
4、范围为1Hz50KHz,幅度范围为200mV4V,占空比50%不变。方波B输出频率范围为1Hz20KHz,幅度范围为200mV4V,占空比以5%步进可调。 输出波形如下图1-1 所示。正弦波：1Hz-200KHz锯齿波：1Hz 20KHz图 1-1 DDS 信源信号波形2、数字信源（1）数字时钟信号24.576M:钟振输出时钟信号，频率为24.576MHz。2048K：类似方波的时钟信号输出点，频率为2048 KHz64K:方波时钟信号输出点，频率为64 KHz。32K：方波时钟信号输出点，频率为32KHz。8K：方波时钟信号输出点，频率为8KHz。输出时钟如下图1-2所示。111ttt图 1
5、-2 数字时钟信号波形(2) 伪随机序列PN15： N=15位的m序列输出点，码型为1111 0101 1001 000, 15位一周期循环。PN31： N=31 位的 m 序列输出点，码型为 1111 1001 1010 0100 0010 1011 1011 000, 31 位一周期循环。PN511： N=511位的m序列输出点，511位一周期循环。(3) 24位NRZ码信源24位NRZ码型由“NRZ码型选择”拨码开关SW01、SW02、SW03任意设置； 码速率由“码速率选择”拨码开关SW04、SW05任意设置。拨码开关SW04、SW05的作用是改变分频器的分频比。每4位对应BCD码的1
6、位， 来分别表示分频比的千位、百位、十位、个位。用于分频的主频是768KHz, 4位BCD码最大表示为“9”，大于“9”的均认为是“9”。 例如：SW04、SW05设置为00000001 00101000，表示对768KHz主频128分频，此时 测试点“BS”输出位同步频率为6 KHz, “NRZ”码速率为6Kbps。NRZ： 24位NRZ码输出点，码速率数值上等于位同步信号BS的频率，码型可通过拨 码开关SW01、SW02、SW03改变，24位一周期循环。BS： 24位NRZ码的位同步信号输出点，方波，频率由“码速率选择”拨码开关确定。 2BS： 对应 2 倍位同步信号频率值的方波输出点。F
7、S：帧同步信号输出点，窄脉冲，高电平对应24位NRZ码第一位码元的前半位。NRZ、BS、2BS、FS输出如下图1-3所示。3、正弦点频信源1K正弦基波：lKHz正弦波输出点，波形关于地对称，V =1VO.3V。p-p2K正弦基波：2KHz正弦波输出点，波形关于地对称，调节“2K调幅”旋转电位器P03,幅度范围：200mV200mV5V1V。192K正弦载波：192KHz正弦波输出点，波形关于地对称，V =3.6V0.4V。p-p384K正弦载波：384KHz正弦波输出点，波形关于地对称，调节“384K调幅”旋转电位器 P04，幅度范围：200mV200mV5V1V。4、模拟语音信源话筒语音信号
8、先进入音频放大电路，然后从“T OUT”测试点输出。接收到的语音信号从“RIN”测试点输入，经音频放大电路送入耳机中接听。两个旋转电位器“T音量调节”和“R音量调节”调节两个音频放大电路的放大倍数。五、实验步骤1、将模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下信号源模块中的电源开关，对应 的发光二极管灯亮，信号源模块开始工作。(注意，此处只是验证通电是否成功， 在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线)3、DDS信源(1) 按键“波形选择”，“DDSOUT”测试点输出波形种类在正弦波、三角波、锯齿 波、方波A、方波B间循环切换。(2)
9、按键“步进选择”，“DDSOUT”测试点输出波形频率步进值在1KHz、10KHz、1Hz、50Hz 间循环切换。(3) 按键“ + 1”或“一1”，“DDS OUT”测试点输出波形频率增加或减少相应的 步进值。(4) 当输出波形选择“方波B”时，按键“功能切换”此时液晶屏显示“步进”切换 为“占空比”。再按键“ + 1”或“一1”，方波B占空比由0%开始，每次增加或 减少 5。再次按键“功能切换”，此时液晶屏显示“占空比”切换回“步进”。(5) 按键“复位”，“DDS”测试点输出波形2KHz正弦波，频率步进值为1KHz。 说明：按“复位”键后，设置的方波B的占空比信息仍保存；若断电后再开电，方
10、波B的占空比还原为0%。(6) “DDSOUT”的波形信息应与液晶屏显示对应。(7) “DDSOUT”测试点输出波形幅度可由“DDS调幅”旋转电位器P05调节，波 谷值为0,波峰值在200mV4V间变化。(8) 对应液晶屏显示，示波器观测“DDS OUT”测试点波形，掌握DDS信源的使 用方法。4、数字信源(1) 示波器观测各路数字时钟信号。( 2)示波器观测各路伪随机序列。(3)任意设置“NRZ码型选择”拨码开关和“码速率选择”拨码开关，示波器观测24 位 NRZ 码信源信号。5、正弦点频信源 调节两个“调幅”旋转电位器，示波器观测四路正弦点频信源信号波形。6、模拟语音信源连接测试点“TOU
11、T”与“RIN”，将耳机和话筒插入相应的音频插座，一边说 话一边调节两个“音量调节”旋转电位器P01、P02，直至耳机能听到清晰的说话声音。实验二常规双边带调幅与解调实验（AM ）一、实验目的1、掌握常规双边带调幅与解调的原理及实现方法2、掌握二极管包络检波法原理。3、了解调幅信号的频谱特性。4、了解常规双边带调幅的优缺点。二、实验内容1、完成常规双边带调幅，观测AM信号的波形及其频谱。2、采用二极管包络检波法，解调AM信号。三、实验仪器1、信号源模块一块2、模拟调制模块一块3、模拟解调模块一块4、20M 双踪示波器一台5、带话筒立体声耳机一副四、实验原理()M4H01、常规双边带调幅（AM
12、）典型波形和频谱（幅度谱）如下图4-1所示。 m （t） tt0tSAM(t).HCC0A0 m0cos t c0图4-1 AM 信号的波形和频谱 本实验采用的AM调幅框图如下图4-2所示。基波输入TA 0 +m( t)*0JI调幅输出TA0 +m( t)Sin c t载波输入甲sin t图 4-2 AM 调幅实验框图上图中，由信号源模块DDS信源直接提供调制信号A m（t）,即含直流分量的正弦模 拟信号，同时将信号源模块384KHZ正弦载波作为载波输入，两者相乘得到“AM调幅信号” 输出。模块电路中“调制深度调节1（2）”旋转电位器可调节乘法器的调制深度。2、包络检波法 本实验采用的二极管峰
13、值包络检波器如下图4-3所示。调幅输入检波输出解调输出图 4-3 AM 解调实验框图（包络检波法）实验中将AM调幅信号送入“调幅输入”，经二极管包络检波得到“检波输出”信号, 它是AM调幅信号的包络，然后再经一级RC低通滤波器，还原出原调制信号。五、实验步骤1、将模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的电源开关，对 应的发光二极管灯亮，三个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功， 在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）3、AM 调幅（1）信号源模块“DDS OUT”测试点输出2KHz正弦波信号，调节“D
14、DS调幅” 旋转电位器，使其峰峰值为1V左右。同时，调节“384K调幅”旋转电位器， 使“384K正弦载波”输出峰峰值为3.6V左右。（ 2）实验连线如下：信号源模块模拟调制模块“相乘调幅 1”DDSOUT 基波输入384K正弦载波载波输入（3）调节“调制深度调节1”旋转电位器，用示波器观测“调幅输出”信号波形。这里也可采用“相乘调幅2 ”电路完成同样过程。（4）示波器双踪观测模拟调制模块“基波输入”与“调幅输出”信号时，将示波器 两通道幅度单位调到同一档，例如均为“1V/格”档位，理解基波信号是AM调 幅信号的“包络”这一概念。4、AM 解调（包络检波法）将 AM 调幅信号送入模拟解调模块中包络检波法“调幅输入”测试点，观测“检波输出”与“解调输出”测试点波形，并对比模拟信号还原的效果。5、模拟语音信号 AM 调幅与解调用信号源模块模拟语音信源输出的“TOUT”话音信号代替2K正弦信号送入模 拟调制模块中，模拟解调模块还原的“解调输出”信号送回信号源模拟语音信源R IN”测试点，耳机接收话筒语音信号，完成模拟语音信号AM调
