武汉理工大学通信原理实验二图文
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3.2ASK信号产生电路设计图3.1:2ASK信号的产生电路这里,基带信号频率为800hz,载波为5000hz,带通滤波器范围是4200~5800hz。
图3.2:基带信号图3.3:载波信号用乘法器将载波和基带信号相乘即可得调制过的2ASK信号图3.4:2ASK信号波形5.2ASK非相干解调电路的设计在原理处已经说明用非相干解调电路,其仿真电路图如下图5.1所示图5.1:2ASK非相干解调电路这里选取的带通滤波器与相应的调制电路的范围相同。
低通滤波器是800hz,与基带信号频率相同,两个滤波器参数相同,是为了滤得更彻底。
图5.2:有噪声全波整流后波形图5.3:有噪声位同步及采样保持后波形图5.4:有噪声判决后波形图5.5:无噪声全波整流后波形图5.6:无噪声位同步及采样保持后波形图5.7:无噪声判决后波形上述六图分别是是在有噪声和无噪声的情况下选择的fc=1000hz的一路信号的波形。
比较两次传输(有无噪声)得,有噪声时,基带信号为‘0’时,整形信号仍有微小波动,有可能影响到信号的传输和解调,无噪声时,微小波动几乎没有,几乎不会影响信号的传输,符合理论解释。
7.频分复用电路的设计图7.1频分复用电路这里共有六路信号,载波频率fc分别为1000hz,3000hz,5000hz,7000hz,9000hz,11000hz,相邻两个相差为2000hz,基带信号频率为800hz,相当于有一个(2000-800*2=400hz)宽的隔离带,可以满足信号之间不交叉重叠。
每一路信号相对的带通滤波器的范围是fc-800hz~fc+800hz,前后两个带通滤波器的范围相同。
波形见图7.2(有噪声)和图7.3(无噪声)A:复用前波形B:复用后波形C:六路信号复用总波形图7.2:有噪声频分复用前后波形变化上述三图是有噪声情况下频分复用前后的波形。
复用前后波形取自fc=1000hz的一路。
通过波形比较可以看出,复用后波形有轻微失真,大部分仍保持原本的趋势。
课程设计任务书学生姓名:骆准专业班级:电信0601班指导教师:陈永泰作单位:信息工程学院题目: PCM通信系统设计初始条件:具备通信课程的理论知识;具备模拟与数字电路基本电路的设计能力;掌握通信电路的设计知识,掌握通信电路的基本调试方法;自选相关电子器件;可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、PCM码速率128KB,两路时分复用,通信双方有线连接,语音信号无明显失真,采用A律压缩13折线芯片;2、系统时钟信号频率2.048MHZ,时隙同步信号频率为8KHZ;3、选用相应合适的芯片,设计确定电路形式,对单元电路和整体系统进行计算、仿真验证。
4、进行系统仿真,调试并完成符合要求的课程设计书。
时间安排:二十二周一周,其中3天硬件设计,2天硬件调试指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (I)1 PCM原理 (1)1.1 PCM系统组成 (1)1.2 抽样 (2)1.3 量化 (2)1.4 编码 (3)2 时分复用原理 (4)3 实验电路图 (7)3.1编译码芯片介绍 (7)3.2引脚图 (7)3.3 PCM编译码电路 (8)4 仿真图 (11)5 心得体会 (13)参考文献 (14)致谢 (15)1 PCM 原理1.1 PCM 系统组成1.2 抽样低通抽样定理指出,一个频带受限信号m(t),如果它的最高频率为fh ,则可以唯一地由频率等于或大于2fh 的样值序列所决定。
在满足抽样定理的条件下,抽样信号保留了原信号的全部信息。
并且,从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。
音频信号频谱如图1.2 。
因为对时域信号进行采样相当于将时域信号按抽样抽样频率为周期进行周期延扩,因此需要在抽样后得到的信号后一级加上一个低通滤波器,将音频信号滤出。
抽样后信号频谱如图1.3 。
信道译 码低通 滤波音频信号抽样 图1.1 PCM 通信系统方框图量化 编码 音频信号干扰1.2 音频信号的频谱由于语音信号的频率范围为300~3400HZ,通常将语音信号通过一个3400 Hz 低通滤波器(或通过一个300~3400Hz 的带通滤波器),限制语音信号的最高频率为3400Hz ,这样可以用频率大于或等于6800 Hz 的样值序列来表示。
目录第1章光纤通信系统实验平台概述 (1)1.1功能模块组成 (1)1.2 模块介绍及测试点说明手册 (3)1.3 光功率计和误码仪的使用说明 (10)1.4 实验系统注意事项 (12)第2章光器件认知实验(选做) (13)实验一光纤与光缆 (13)实验二光纤损耗特性测量 (20)实验三光纤活动连接器 (23)实验四光耦合器件 (27)实验五光隔离器和光环行器 (34)实验六光衰减器 (37)实验七光开关 (40)实验八激光器与光检测器 (43)第3章光发射机与光接收机实验 (48)实验九光发射机的组成 (48)实验十自动温度控制原理 (51)实验十一自动光功率控制电路 (52)实验十二无光告警和寿命告警电路 (54)实验十三光源的P-I特性测试 (57)实验十四光发射机消光比测试 (60)实验十五光发射机平均光功率的测试 (63)实验十六光接收机的组成 (65)实验十七接收机灵敏度的测量 (67)实验十八光接收机的动态范围及眼图观测 (70)实验十九光纤中继距离估测实验 (74)第4章模拟信号光纤传输系统实验 (75)实验二十模拟信号光纤传输系统 (75)实验二十一电话语音光纤传输系统 (77)实验二十二图像光纤传输系统 (81)第5章数字信号光纤传输系统实验 (83)实验二十三PN序列光纤传输系统 (83)实验二十四CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统 (86)实验二十五扰码和解扰码原理及扰码光纤传输系统 (89)实验二十六PCM编译码原理及数字电话光纤传输系统 (91)第6章光纤综合传输系统实验 (98)实验二十七波分复用光纤传输系统(WDM) (98)实验二十八HDB3编译码原理及实现 (102)实验二十九位时钟提取(数字锁相环DPLL)实验 (105)实验三十固定速率时分复用原理及实现 (110)实验三十一解固定速率时分复用原理及实现 (115)实验三十二变速率时分复用原理及实现 (119)实验三十三解变速率时分复用原理及实现 (124)实验三十四综合实验一:4路数据+两路电话光纤综合传输系统实验 (129)实验三十五综合实验二:4路数据+3台计算机+1路图像/语音全双工光纤综合传输系统实验 (133)实验三十六综合实验三:2台实验箱6台计算机+2路图像/语音全双工光纤综合传输系统 (136)第7章二次开发实验 (138)实验三十七PN序列程序设计 (138)实验三十八CMI编解码程序设计 (140)实验三十九5B6B码程序设计 (142)实验四十4B1P和4B1C程序设计 (147)实验四十一HDB3编解码程序设计 (151)实验四十二扰码、解扰码程序设计 (154)实验四十三数字锁相环(DPLL)程序设计 (156)实验四十四固定速率时分复用程序设计 (158)实验四十五解变速率时分复用程序设计 (161)附录一FPGA管脚分布图 (163)附录二Quartus 4.0 基本操作 (165)附录三Quartus 4.0 使用技巧及程序设计中的关键问题 (179)附录四串口调试助手使用说明 (191)附录五USB口驱动程序安装说明 (192)第1章光纤通信系统实验平台概述LTE-GX-03A型光纤通信实验系统在紧扣光纤通信原理教材的前提下与实际通信系统相系。
1.增量调制原理增量调制是一种最简单的差分脉冲编码调制,当DPCM 系统中量化器的量化电平数取为2时,此DPCM 系统就成为增量调制系统。
原理方框图如下: 抽样延迟二电平量化)(t m k m k e +-kr k m '*k m 延迟k r '*'k m(a )编码器 (b )译码器图1.1 增量调制原理方框图图1.1示出增量调制原理方框图。
图1.1中预测误差kk k m m e '-=被量化成两个电平σ+和σ-。
δ置称为量化台阶。
这就是说,量化器输出信号k r 只取两个值σ+或σ-。
因此,k r 可以用一个二进制符号表示。
例如,用“1”表示“σ+”,及用“0”表示“σ-”。
译码器由“延迟相加电路”组成,它和编码器中的相同。
所以无传输误码时,*m 'k =*m k 。
在实际系统电路设计中,为了简单起见,通常用一个积分器来代替上述“延迟相加电路”,并将抽样器放在相加器后面,与量化器合并为抽样判决器。
设编码器输入模拟信号为)(m t ,它与预测信号)(m t '值相减,得到预测误差)(e t 。
预测误差)(e t 被周期为s T 的抽样冲击序列)(t T δ抽样。
若抽样值为负值,则判决输出电压σ+(用“1”表示);若抽样值为正值,则判决输出电压σ-(用“0”表示)。
这样就得到二进制输出数字信号。
图1.3中示出了这一过程。
因积分器含抽样保持电路,故)(m t '为阶梯波形。
图1.2 增量调制波形图在解调器中,积分器只要每收到一个“1”码元就使其输出升高σ,每收到一个“0”码元就使其输出降低σ,如下图1.3所示。
这样就可以恢复图1.2中的阶梯形电压。
这个阶梯电压通过低通滤波器平滑后,就可以得到十分接近编码器的原来输入的模拟信号。
Ts 2TsTs 2Ts )(t d )(t m '积分器)(t d )(t m '图1.3解调器中积分器译码原理图输出二进制波Ts2.增量调制的过载特性与编码的动态范围2.1 增量调制系统的量化误差由上述增量调制原理可知,译码器恢复的信号是阶梯形电压经过低通滤波平滑后的解调电压。
通信原理实验报告一、实验目的1、熟悉信号源实验模块提供的信号类别;2、加深对PCM编码过程的理解;3、掌握2ASK、2FSK的调制、解调原理;4、通过观察噪声对信道的影响,比较理想信道与随机信道的区别,加深对随机信道的理解。
二、实验器材实验模块---信号源双踪示波器模拟信号数字化模块数字调制模块信道模拟模块数字解调模块连接线三、实验原理1、测试工具---示波器:(1)示波器的输入功能区:从通道1和通道2输入(2)示波器的测量功能区:QuickMeas光标调节和快速测量,可以测量电压和频率;auto-scale自动触发扫描;在左上角的按钮可以调节扫描时间;在右上角的按钮可以调节水平位置。
(3)示波器的控制功能区,Run/Stop可以暂停便于得出波形2、模拟信号数字化(PCM编码)脉冲编码调制(PCM)简称为脉码调制,它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
PCM的原理框图:PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号;量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号;编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
(1)、采样:利用奈奎斯特定律,fs 2fb,(fs是采样频率,fb是信号的截止频率),满足这个不等式关系信号才不会重叠,以致信号不能还原。
(2)、量化:模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。
本实验模块中所用到的PCM编码芯片TP3067是采用近似于A律函数规律的13折线(A=87.6)的压扩特性压扩特性来进行编码的。
A律13折线:(3)、编码所谓编码就是把量化后的信号变换成代码,其相反的过程称为译码。
当然,这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的,前者是属于信源编码的范畴。
本实验采用大规模集成电路TP3067对语音信号进行PCM编、解码。
PCM电路原理图:3、2ASK 调制原理将载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断,即用载波幅度的有无来代表信号中的“1”或者是“0”,这样就可以得到2ASK 信号,这种二进制振幅键控方式称为通—断键控(OOK )。
实验二AM调制实验
一、实验目的
1、了解和掌握如何用SystemView 软件仿真一个通信系统。
2、通过仿真加深对AM调制、解调方式的理解。
3、掌握模拟低通滤波器的设置。
二、实验设备
Systemview软件、计算机
三、实验原理
1、普通调幅调制系统原理图
2、普通调幅解调系统原理图
(1)相干解调法
(2)非相干检测法
四、实验内容
1、根据AM调制与解调原理,用Systemview软件建立一个仿真电路,如下图所示:(1)系统的调制部分
(2)系统的调制与解调
2、系统运行时间设置
3、元件参数设置
Token 0:载波信号Token 3:调制信号
Token 1:直流增益
选择“Operator”/“Gain/Scale”/“Gain”
Token 6: 高斯噪声( Std Devistion 0.1V )
Token 7: 模拟低通滤波器设置:双击(Operator)图符,选择(Linear Sys Filters) ,
“Parameters”中,选择(模拟滤波器),滤波器类型选择ButterWorth (巴特沃斯类型),“Low Cuttoff”(低通截止频率)=
调制信号(Token 3)的频率HZ,点击“Finish”。
4、运行系统
在Systemview系统窗内运行该系统后,转到分析窗观察各数据接收器的波形。
5、功率谱
在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。
6、在信道中加入高斯白噪声,改变噪声参数,观察其对解调部分的影响。
练习:按照上面介绍的方法去建立DSB系统的仿真模型。
实验一 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。
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、调制模块 一块3、20M 双踪示波器 一台4、带话筒立体声耳机 一副四、实验原理幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅,使之随调制信号作线性变化的过程。
幅度调制器的一般模型如图3-1所示。
m(t)mc s (t)图3-1 幅度调制器的一般模型1、常规双边带调幅(AM )常规双边带调制简称调幅(AM )。
假设调制信号()m t 的平均值为0,将其叠加一个直流偏量0A 后与载波相乘,即可形成调幅信号。
其时域表示式为[]0()()cos AM c s t A m t t ω=+若()m t 为确知信号,则AM 信号的频谱为[][]01()()()()()2AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++-+++- 其典型波形和频谱(幅度谱)如图3-2所示cos c tω()m t0(A m t +t()AM StHHCC图3-2 AM 信号的波形和频谱若()m t 为随机信号,则已调信号的频域表示必须用功率谱描述。
由波形可以看出,当满足条件:0max ()m tA ≤时,AM 调幅波的包络与调制信号()m t 的形状完全一样,因此用包络检波的方法很容易恢复出原始调制信号;如果上述条件没有满足,就会出现“过调幅”现象,这时用包络检波将会发生失真。
AM 的优点在于系统结构简单,价格低廉,所以至今调幅制仍广泛用于无线电广播。
本实验采用的AM 调幅框图如下图3-3所示。
图3-3 AM 调幅实验框图上图中,由信号源模块DDS 模拟信源直接提供调制信号0()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。
学生学号实验课成绩学生实验报告书实验课程名称开课学院指导教师姓名学生姓名学生专业班级200-- 200学年第学期实验教学管理基本规范实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节;实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。
为加强实验过程管理,改革实验成绩考核方法,改善实验教学效果,提高学生质量,特制定实验教学管理基本规范。
1、本规范适用于理工科类专业实验课程,文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参照执行或暂不执行。
2、每门实验课程一般会包括许多实验项目,除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验报告外,其他实验项目均应按本格式完成实验报告。
3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。
每部分均在实验成绩中占一定比例。
各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。
各专业也可以根据具体情况,调整考核内容和评分标准。
4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。
教师要在实验过程中抽查学生预习情况,在学生离开实验室前,检查学生实验操作和记录情况,并在实验报告第二部分教师签字栏签名,以确保实验记录的真实性。
5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩,完整保存实验报告。
在完成所有实验项目后,教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册,构成该实验课程总报告,按班级交课程承担单位(实验中心或实验室)保管存档。
6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。
实验课程名称:__通信原理_____________图3-1数字键控法实现2FSK 信号的原理图图中两个振荡器的载波输出受输入的二进制基带信号s(t)控制。
由图(a)可知,s(t)为“1”时,正脉冲使门电路1接通,门2断开,输出频率为f1;数字信号为“0”时,门1断开,门2接通,输出频率为f2。
在一个码元Tb 期间输出ω1或ω2两个载波之一。
这种方法的特点是转换速率快,波形好,频率稳定度高,电路简单,得到广泛应用。
通信原理实验二公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]HUNAN UNIVERSITY通信原理课程实验报告题目:数字基带信号的波形和功率谱密度学生姓名:龙景强学生学号: 0228专业班级:物联2班指导老师:杜青松目录1.实验目的 (1)2.实验要求 (1)3.实验原理 (2)单极性不归零码 (2)单极性归零码 (3)双极性不归零码............................................................. .. (3)双极性归零码............................................................. (3)4.实验方法与实验步骤 (4)单极性不归零二进制信号 (4)单极性归零二进制信号 (4)双极性不归零二进制信号 (5)双极性归零二进制信号 (5)单极性不归零四进制信号............................................................. (6)单极性不归零八进制信号............................................................. . (6)5.实验结果与分析 (9)单极性不归零二进制基带信号 (9)单极性归零二进制基带信号 (11)双极性不归零二进制基带信号 (13)双极性归零二进制基带信号 (15)单极性不归零四进制基带信号 (17)单极性不归零八进制基带信号............................................................. (19)6.心得与体会 (20)1.实验目的1、通过实验深入理解常用数字基带信号的波形和功率谱密度;2、掌握用MATLAB绘制常用数字基带信号的波形和功率谱密度的方法;3、练习根据理论分析自行设计实验方法的能力。
一、自然抽样PAM 信号产生与测量 从上自下依次为V PAM ,Vi ,fs 波形图
由图可知,输入信号越高,PAM 信号的点数越少
二、自然抽样PAM 脉冲抽样序列重建信号观测
Vi=1kHz
PAM 信号脉冲点数:8个
Vi=500Hz
PAM 信号脉冲点数:16
Vi=2kHz
PAM 信号脉冲点数:4个
三、平顶抽样PAM信号产生与测量从上自下依次为V PAM,Vi,fs波形图
观察输入输出波形发现,经过自然抽样解调输出信号的信噪比较大,有一定的延时和轻微失真,分析是由于低通滤波器性能不佳的原因。
Vi=2kHz
由波形图可见,平顶抽样V PAM信号相对于原信号有一定延时,且在非抽样时间内其幅度不为0,偏向于梯形,
四、平顶抽样PAM脉冲序列重建信号观测
五、抽样定理的验证与观测
Vi=1kHz Vi=500Hz
平顶抽样解调信号与自然抽样测量结果
对比,都有一定的延时,幅度明显增大,
且质量更好。
Vi=3kHz Vi=4kHz Vi=6kHz
Vi=8kHz Vi=10kHz。
一、自然抽样PAM 信号产生与测量 从上自下依次为V PAM ,Vi ,fs 波形图
由图可知,输入信号越高,PAM 信号的点数越少
二、自然抽样PAM 脉冲抽样序列重建信号观测
Vi=1kHz
PAM 信号脉冲点数:8个
Vi=500Hz
PAM 信号脉冲点数:16
Vi=2kHz
PAM 信号脉冲点数:4个
三、平顶抽样PAM信号产生与测量从上自下依次为V PAM,Vi,fs波形图
观察输入输出波形发现,经过自然抽样解调输出信号的信噪比较大,有一定的延时和轻微失真,分析是由于低通滤波器性能不佳的原因。
Vi=2kHz
由波形图可见,平顶抽样V PAM信号相对于原信号有一定延时,且在非抽样时间内其幅度不为0,偏向于梯形,
四、平顶抽样PAM脉冲序列重建信号观测
五、抽样定理的验证与观测
Vi=1kHz Vi=500Hz
平顶抽样解调信号与自然抽样测量结果
对比,都有一定的延时,幅度明显增大,
且质量更好。
Vi=3kHz Vi=4kHz Vi=6kHz
Vi=8kHz Vi=10kHz。