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1、目 录目 录0第一篇 实验类1第一章 通信原理基础实验1实验一 CPLD可编程数字信号发生器实验1实验二 各种模拟信号源实验4实验三 抽样定理与PAM调制解调实验11实验四 脉冲编码调制PCM与时分复用实验14实验五 FSK(ASK)调制解调实验22实验六 二相BPSK（DPSK）调制解调实验27附录 实验实测波形35第二篇 上机类41 第一篇 实验类第一章 通信原理基础实验实验一 CPLD可编程数字信号发生器实验一、实验目的 1熟悉各种时钟信号的特点及波形；2熟悉各种数字信号的特点及波形。二、实验仪器1.RZ8621D实验箱1台2.20M双踪示波器1台 三、实验电路的工作原理 （一）、CPL
2、D可编程模块二电路的功能及电路组成图1-1是CPLD可编程模块的电路图。 CPLD可编程模块（芯片位号：U101）用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和数字信号。它由CPLD可编程器件ALTERA公司的EPM240(EPM7128或者是Xilinx公司的XC95108)、下载接口电路（J101）和一块晶振（JZ101）组成。晶振用来产生16.384MHz系统内的主时钟。本实验要求参加实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法，才可通过CPLD可编程器件的二次开发（本实验箱提供专门的开发模块）生成这些信号，理论联系实践，提高实际操作能力。 （二）、各种信号的功用及波形112脚输入16.3
3、84MHz主时钟，方波。由晶振JZ101产生的16.384MHz时钟，经电阻R111，从12脚送入U101进行整形，然后分频、产生各种信号输出。 227脚，输出2.048MHz时钟，方波。 3100脚，输出1.024MHz时钟，方波。 46脚，输出64KHz时钟，方波。52脚，输出32KHz时钟，方波。61脚，输出16KHz时钟，方波。7. 33脚，输出32KHz伪随机码。8. 5脚，输出2KHz伪随机码。9. 69脚，输出8KHz的窄脉冲同步信号，供PCM（一）编码模块用（时隙可变）。 1070脚，输出8KHz的窄脉冲同步信号，供PCM（二）编码模块用（时隙可变）。8KHz的窄脉冲同步信号,
4、可通过编程来改变它们的时序和脉冲宽度，学生可通过薄膜键盘选择，供PCM（一）模块、PCM（二）模块使用电原理示意图见如图11所示，由CPLD芯片U101、下载接口电路J101、一块晶振JZ101及外围一些电容电阻组成（有兴趣的同学，可以到网上搜索相关原器件的详细资料）。注：本实验平台中所有数字信号都是由同一个信号源JZ101分频产生，所以频率相同或者频率成倍数关系的数字信号，都有相对固定的相位关系。图1-1 CPLD可编程模块电路示意图四、实验内容 1熟悉CPLD可编程数字信号发生器各测量点信号波形。2查阅CPLD可编程技术的相关资料，了解这些信号产生的方法。五、实验步骤 1打开电源总开关，电
5、源指示灯亮，系统开始工作。2用示波器测出下面所列各测量点波形，并对每一测量点的波形加以分析。GND为接地点，测量各点波形时示波器探头的地线夹子应先接地。各测量点波形如图12所示，具体说明如下：以下信号均由CPLD可编程器件EPM240芯片编程产生并送往各测量点。TP301：1024KHz的时钟信号，作为PSK调制模块中产生载频信号用。TP901：32KHz的时钟信号，作为FSK调制模块中产生载频信号用。TP602：方波信号，作为抽样定理模块中抽样时钟用。可由薄膜键盘选择“抽样定理模块”中不同的抽样时钟信号（默认为2KHz方波）。TP503: 8KHz的窄脉冲同步信号,可通过薄膜键盘选择不同时隙
6、。32KB/S伪随机码8Hz窄脉冲32KHz方波1024KHz方波测量时将示波器通道1的探头放在TP509上（固定0时隙和脉冲宽度），将通道2的探头放在TP503上，调整通道1为触发通道，通过薄膜键盘选择“PCM编译码模块”中不同选项，对比两路波形可以看到8KHz的窄脉冲同步信号不同的时序关系和脉冲宽度。TP110： 15位的伪随机序列码，码元速率为32Kb/S，码型为10，可对比TP901的32KHz的时钟信号读出它的码型序列。该波形用来输岀到PSK调制等模块单元，作为数字基带信号。TP905：K901开关1-2连，15位的伪随机序列码，码元速率为2Kb/S，码型为10，可对比TP001的2
7、KHz的时钟信号读出它的码型序列。该波形用来输岀到FSK调制模块单元，作为FSK调制的数字基带信号（默认2KHz PN），也可通过薄膜键盘选择2KHz方波。本实验平台中CPLD可编程器件EPM240芯片产生的信号还有很多，学生可在以后实验过程中逐步遇到。TP301TP901TP109TP1101 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 01024KHz方波32KHz方波8Hz窄脉冲32Kb/S伪随机码图1-2 CPLD可编程模块产生的部分信号波形示意图五、实验报告要求 1分析各种时钟信号及数字信号产生的方法，叙述其功用。 2画出各种时钟信号及数字信号的波形。 3了解CPLD可编程技
8、术方面的知识。实验二 各种模拟信号源实验一、实验目的：1 熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途；2 观察分析各种模拟信号波形的特点。二、实验仪器1.RZ8621D实验箱1台2.20M双踪示波器1台3.铆孔线1根4.小平口螺丝刀1只 5.电话单机1台（选用）三、电路工作原理 模拟信号源电路用来产生实验所需的各种音频信号：同步正弦波信号、非同步简易信号、话音信号、音乐信号，白噪声等。 （一）同步信号源（同步正弦波发生器） 1功用同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2KHz正弦波信号，可作为抽样定理PAM、增量调制CVSD编码、PCM编码实验的输入音频信号。在没有数字存贮示波器的条件下，用它作为编码
9、实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的编码数字信号波形。2 电路原理图2-1为同步正弦信号发生器的电路图。它由2KHz方波信号产生器（图2-1中SC2K表示）、低通滤波器和输出放大电路三部分组成。2KHz方波信号（SC2K）由CPLD可编程器件U101内的逻辑电路通过编程产生。TP001为其测量点。U001A 及周边的阻容网络组成一个截止频率为L的低通滤波器，用以滤除各次谐波,只输出一个2KHz正弦波，TP002“同步输出”铜铆孔为其输出点。2K正弦波通过铜铆孔输出可供PAM、PCM、CVSD（M）模块使用。W001用来改变输出同步正弦波的幅度。 （二）非同步信号源 1功用非同步信号源是
10、一个简易信号发生器，它可产生频率为0.34KHz频率可调的正弦波信号、三角波信号和方波信号，输出幅度为010V（一般使用范围04V）连续可调（注：可改变某些器件参数调整频率、幅度的输出范围）。可利用它定性地观察通信话路的频率特性，同时用做PAM、PCM、CVSD（M）模块的音频信号源，信号波形见图2-7所示。2 工作原理非同步信号源的电路图如图2-2所示。它由集成函数发生器ICL8038（或者XR2206，这里不做介绍）和一些外围电路组成。ICL8038是大规模集成电路，它的内部电路主要有矩形波、三角波或正弦波发生器电路，正弦波由管脚2输出，三角波由管脚3输出，矩形波管脚9输出。管脚8为频率调
11、节（简称调频）电压输入端。振荡频率与调频电压成正比，其线性度约为0.5%（详细用法可到网上查找）。一般情况下，正弦波信号（频率在0.33.4KHz间）易于观察和分析，且完全满足本平台通信原理实验的需要，所以我们建议使用正弦波输出作为非同步信号源。信号形式可由K002选择输出，调节W003可使其振荡频率在0.33.4KHz间变化，幅度由W002调节（可在04V间无失真变化），占空比由W004调节。TP003“非同步输出”铜铆孔为其输出点。非同步正弦波通过铜铆孔输出可供PAM、PCM、CVSD（M）模块使用。图2-1 同步正弦信号发生器电路图 （三）音乐信号产生电路 1功用音乐信号产生电路用来产生
12、音乐信号送往音频终端电路，以检查话音信道的开通情况及通话质量。2 工作原理音乐信号产生电路见图2-3。音乐信号由U004音乐片厚膜集成电路产生。该片的1脚为电源端，2脚为控制端，3脚为输出端，4脚为公共地端。VCC经R018、D003向U004的1脚提供3.3V电源电压，当2脚通过SW001接触开关触发输入控制电压+3.3V时，音乐片即有音乐信号从第3脚输出，经TP005“音乐输出”铜铆孔送往各实验模块。 （四）外加模拟信号输入电路 在一些特殊情况下，简易正弦波信号形式不能满足实验要求，就要用外加信号源提供所需信号。例如要定量地测试通信话路的频率特性时需要使用频率、电平与输出阻抗都很稳定的频率
13、范围很宽的音频测试信号，这就需要外接音频信号产生器或函数信号发生器。外加模拟信号输入电路为它们提供了连接到实验的接口电路。外加模拟信号加入S02接口，转接后由P01铜铆孔“外加模拟输出”输出送往各实验模块。 (五) 模拟电话输入电路图2-4是专用电话集成电路组成的电话模块电路。J01是电话机的水晶头接口，D001为摘机检测显示，U003是PBL38710/1专用电话集成电路。它的工作原理是：当对电话机的送话器讲话时，该话音信号从PBL38710/1的TIPX和RINGX引脚输入，经U003内部话音信号传输处理后从第19引脚（VTX）输出。由VTX引脚来的模拟电话输出信号经“电话模拟发”TP00
14、4T铜铆孔送出，可作为语音信号输出用 当接收对方的话音时，送入U003第16引脚（RSN）的对方模拟电话输入信号可由“电话模拟收” TP004R铜铆孔送入。有时输入信号需要先经过右下脚的“音频功放”，再由TP007处通过铆孔线连接送入铜铆孔TP004R（功放电原理图，如图2-5）。(六) 音频功放电路如图2-5,U005为NE555芯片。在接收端，各种信号经过连接线接入TP006“输入”后，进入功放电路。信号幅度可由W005进行调节，最后由扬声器输出，其测量铆孔为TP107。在TP007处用示波器观察话音输出波形，通过喇叭听话音，感性判断该系统对话音信号的传输质量。图2-2 非同步正弦波信号发生器电路图图2-3 音乐信号产生电路图图2-4 电话模块电原理图图2-5 音频功放电原理图四、实验内容 1用示波器在相应测试点上测量并熟悉各点波形：同步正弦波信号、非同步简易信号、电话语音输出信号、音乐信号及外加模拟信号输入电路等。2熟悉上述各种信号的产生方法，并了解信号流程。五、实验步骤1打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮。2用示波器测量TP001、TP002、TP003、TP004T、TP004R、TP005等各点波形。3将各模拟信号由相应铜铆孔输出，
