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通信原理实验报告报告

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通信原理实验报告学院：物理学与电子技术学院年级专业：08电信2班姓名：罗德武学号：2008221105200100同组人：方翔2011年 6月 30日实验一数字基带信号一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。

2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。

3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。

4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。

5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。

二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。

2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。

3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。

三、实验原理1．数字信源模块本模块是整个实验系统的发终端，其原理方框图如图1-1所示。

本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170. 5KB，帧结构如图1-2所示。

帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。

此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。

发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。

图1－1 数字信元模块原理方框图图1－2 数字基带信号帧结构下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。

（1）分频器74161进行13分频，输出信号频率为341kHz。

74161是一个4位二进制加法计数器，预置在3状态。

74193完成除2,除4, 除8,除16运算，输出BS, Sl、S2, S3等4个信号。

BS 为位同步信号，频率为170. 5kHz。

S1、S2、S3为3个选通信号，频率分别为BS信号频率的1／2、1/4和1/8。

74193是一个4位二进制加／减计数器，当CPD=PL =1、MR= 0时，可在Q0、Q1、Q2及Q3端分别输出上述4个信号。

40160是一个二一十进制加计数器，预置在7状态，完成除3运算，在Q0和Q1端分别输出选通信号S4、S5，这两个信号的频率相等，等于S3信号频率的1/3。

分频器输出的S1、S2、S3、S4、S5等5个信号的波形如图1-3 (a)和1-3（b)所示。

图1－3 分频器输出波形图（2）八选一采用8路数据选择器4512，它内含了8路传输数据开关、地址译码器和三态驱动器，其真值表如表1-1所示。

U5、U6和U7的地址信号输入端A、B、C 并连在一起并分别接S1、S2、S3信号，它们的8个数据信号输入端x0一x7分别与K1、K2, K3输出的8个并行信号连接。

由表1－1可以分析出U5、U6、U7输出信号都是码速率为170. 5KB，以8位为周期的串行信号。

（3）三选一三选一电路原理同八选一电路原理。

S4、S5信号分别输入到U8的地址端A和B，U5、U6、U7输出的3路串行信号分别输入到U8的数据端x3、x0、x1，U8的输出端即是一个码速率为170. 5KB的2路时分复用信号，此信号为单极性不归零信号（NRZ）。

（4）倒相与抽样图1-1中的NRZ信号的脉冲上升沿或下降沿比BS信号的下降沿稍有点迟后。

在实验二的数字调制单元中，有一个将绝对码变为相对码的电路，要求输入的绝对码信号的上升沿及下降沿与输入的位同步信号的上升沿对齐，而这两个信号由数字信源模块提供。

倒相与抽样电路就是为了满足这一要求而设置的，它们使NRZ-OUT及BS-OUT信号满足码变换电路的要求。

FS信号可用作示波器的外同步信号，以便观察2DPSK等信号。

FS信号、NRZ一OUT信号之间的相位关系如图1-4所示，图中NRZ-OUT 的无定义位为0，帧同步码为1110010，数据1为11110000，数据2为0000111。

FS信号的低电平、高电平分别为4位和8位数字信号时问，其上升沿比NRZ－OUT码第一位起始时间超前一个码元。

图1－4 FS、NRZ-OUT波形对应图2．HDB3编译码该电路的原理框图如图1-5所示。

图1－5 HDB3编码电路原理框图下面简单介绍AMI、HDB3码编码规律。

AMI码的编码规律是：信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1，1的符号交替反转；信息代码0的为0码。

AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码，即脉冲宽度г与码元宽度（码元周期、码元间隔）T坛的关系是T=0.5Ts。

HDB3码的编码规律是：4个连0信息码用取代节000v或B00V代替，当两个相邻v码中间有奇数个信息l码时取代节为000v，有偶数个信息1码（包括0个信息1码）时取代节为B00V，其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1；HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则，而v 的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻v码的符号又是交替反转的；HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。

在实用的HDB3编译码电路中，发端的单／双极性变换器一般由变压器完成；收端的双／单极性变换电路一般由变压器、自动门限控制和整流电路完成，本实验目的是掌握HDB3编码规则，及位同步提取方法，故对极性变换电路作了简化处理，不一定符合实用要求。

发送部分：当HDB3/AMI端接高电平时，编码电路在编码时钟CTX下降沿的作用下，将NRZ码编成HDB3码；接低电平时，编成AM I码。

编码输出比输入码延迟4个时钟周期。

接收部分：（1）在译码时钟CRX的上升沿作用下，将HDB3码（或AMI码）译成NRZ 码。

译码输出比输入码延迟4个时钟周期。

（2）HDB3码经逻辑组合后从CKR端输出，供时钟提取等外部电路使用。

（3）可在不断业务的情况下进行误码监测，检测出的误码脉冲从ERR端输出，其脉宽等于收时钟的一个周期，可用此进行误码计数。

（4）可检测出所接收的AIS码，检测周期由外部RAIS决定。

据CCITT规定，在RAIS信号的一个周期内，若接收信号中“0”码个数少于3，则AIS端输出高电平，使系统告警电路输出相应的告警信号，若接收信号中“0”码个数不少于3，AIS端输出低电平，表示接收信号正常。

四、实验步骤本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。

1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。

接好电源线，打开电源开关。

2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。

用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察：（1）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；（2）用开关K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ 码特点。

3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。

仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。

（1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的（AMI）HDB3，将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1，观察全1码对应的AMI码和HDB3码；再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。

观察AMI 码时将HDB3单元的开关K4置于A端，观察HDB3码时将K4置于H端，观察时应注意AMI、HDB3码是占空比等于0.5的双极性归零码。

编码输出HDB3（AMI）比输入NRZ-OUT 延迟了4个码元。

（2）将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI 码和HDB3码。

（3）将K1、K2、K3置于任意状态，K4先置A （AMI ）端再置H （HDB3）端，CH1接信源单元的NRZ-OUT ，CH2依次接HDB3单元的DET 、BPF 、BS-R 和NRZ ，观察这些信号波形。

帧结构：当k1、k2、k3产生代码1111 00100001 0101 1010 0011全1时对应的AMI码全0时对应的AMI 码为低电平。

全1和全0时对应的HDB3码不变，如下观察AMI 码和HDB3码都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲，编码输出AMI —HDB3比信源输入NRZ —OUT 延迟了4个码元（CH1输入，CH2输出）帧同步数据 1 数据2将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI码和HDB3码。

AMI码HDB3码问题：1.不归零码和归零码的特点是什么？不归零码特点：脉冲宽度τ等于码元宽度Ts ，在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始，需要某种方法使发送器和接收器之间进行同步。

归零码特点：τ＜Ts ，在信道上占用的频带较宽。

2.与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？为什么？与信源代码中的“1”码对应的AMI 码及HDB3 码不一定相同。

因信源代码中的“1”码对应的AMI 码“1”、“-1”相间出现，而HDB3 码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。

3.设代码为全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出AMI 及HDB3码的代码和波形。

4. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。

HDB3 中不含有离散谱 fS(fS 在数值上等于码速率)成分。

整流后变为一个占空比等于 0.5 的单极性归零码，其连 0 个数不超过 3，频谱中含有较强的离散谱 fS 成分，故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。

5. 试根据占空比为 0.5 的单极性归零码的功率谱密度公式说明为什么信 息代码中的连 0 码越长，越难于从 AMI 码中提取位同步信号，而 HDB3 码则不存在此问题。

τ = 0.5 TS 时单极性归零码的功率谱密度为：式中 ss T f 1 在数值上等于码速率，P 为“1”码概率 G(f)为τ = 0.5 TS 的脉冲信号的傅氏变换将 HDB3 码整流得到的占空比为 0.5 的单极性归零码中连“0”个数最多为 3 ，而将 AMI 码整流后得到的占空比为 0.5的单极性归零码中连“0”个数与信息代码中连“0”个数相同。

所以信息代码中连“0”码越长，AMI 码对应的单极性归零码中“1”整流 窄带带通滤波器 整形移相 HDB 位同步信号码出现概率越小，s f离散谱强度越小，越难于提取位同步信号。

而HDB3 码对应的单极性归零码中“1”码出现的概率大，fS离散谱强度大，于提取位同步信号。

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通信原理实验报告--信号源实验

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通信原理实验报告--信号源实验通信原理实验报告信号源实验一、实验目的本次通信原理实验的目的是深入了解信号源的工作原理和特性，通过实际操作和观察，掌握信号源的产生、调制和分析方法，为后续的通信系统学习和研究打下坚实的基础。

二、实验原理（一）信号源的分类信号源根据其产生信号的方式和特点，可以分为正弦信号源、方波信号源、脉冲信号源等。

正弦信号源是最常见的一种，其输出的信号具有单一频率和稳定的幅度。

（二）信号的调制调制是将原始信号（称为基带信号）加载到高频载波上的过程。

常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。

在本次实验中，我们重点研究了幅度调制。

（三）信号的频谱分析通过傅里叶变换，可以将时域信号转换为频域信号，从而分析信号的频谱特性。

频谱分析对于理解信号的频率组成和带宽等特性具有重要意义。

三、实验设备与仪器本次实验使用的设备和仪器包括：信号源发生器、示波器、频谱分析仪、电源等。

信号源发生器用于产生各种类型的信号；示波器用于观察信号的时域波形；频谱分析仪用于分析信号的频谱；电源为实验设备提供稳定的工作电压。

四、实验步骤（一）正弦信号的产生与测量1、打开信号源发生器，设置输出为正弦波，频率为 1kHz，幅度为5V。

2、将信号源的输出连接到示波器的输入通道，观察正弦波的时域波形，测量其幅度和周期，并计算频率。

（二）方波信号的产生与测量1、在信号源发生器上设置输出为方波，频率为2kHz，幅度为3V，占空比为 50%。

2、用示波器观察方波的时域波形，测量其幅度、周期和占空比。

（三）脉冲信号的产生与测量1、设置信号源输出为脉冲波，频率为 5kHz，幅度为 4V，脉冲宽度为10μs。

2、通过示波器观察脉冲波的时域波形，测量其幅度、周期和脉冲宽度。

（四）幅度调制实验1、产生一个频率为 1kHz 的正弦波作为基带信号，幅度为 2V。

2、产生一个频率为 10kHz 的正弦波作为载波信号，幅度为 5V。

通信原理实验报告

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通信原理实验报告引言：通信原理是现代通信技术的基础，通过实验可以更深入地理解通信原理的各个方面。

本次实验主要涉及到调制解调和频谱分析。

调制解调是将原始信号转换成适合传输的信号形式，频谱分析则是对信号的频域特性进行研究。

通过这些实验，我们可以进一步了解调制解调原理、频谱分析技术以及其在通信领域中的应用。

实验一：调制解调实验调制解调是将信息信号转换为适合传输的信号形式的过程。

在实验中，我们使用了模拟调制技术。

首先，我们通过声卡输入一个带通信号，并将其调制成调幅信号。

接着，通过示波器观察和记录调制信号的波形，并利用解调器将其还原为原始信号。

实验二：频谱分析实验频谱分析是对信号在频域上的特性进行研究。

在实验中，我们使用了频谱分析仪来观察信号的频谱分布情况。

首先，我们输入一个具有特定频率和幅度的正弦信号，并使用频谱分析仪来观察其频谱。

然后，我们改变信号的频率和幅度，继续观察和记录频谱的变化情况。

实验三：应用实验在实际通信中，调制解调和频谱分析技术有着广泛的应用。

通过实验三，我们可以了解到这些技术在通信领域中的具体应用。

例如，我们可以模拟调制解调技术在调制解调器中的应用，观察和分析不同调制方式下的信号特性。

同样，我们可以使用频谱分析仪来研究和理解不同信号在传输过程中的频谱分布。

这些实验将帮助我们更好地理解通信系统中的调制解调和频谱分析技术，从而为实际应用提供支持。

结论：通过本次实验，我们对通信原理中的调制解调和频谱分析技术有了更深入的了解。

调制解调是将信息信号转换为适合传输的信号形式，而频谱分析则是对信号的频域特性进行研究。

这些技术在通信领域中有着广泛的应用，对于实际通信系统的设计和优化非常重要。

通过实验的学习和实践，我们能够更好地掌握调制解调和频谱分析的原理和应用，从而提高我们在通信领域中的能力和技术水平。

总结：通过本次实验，我们对通信原理中的调制解调和频谱分析技术进行了学习和实践。

通过实验的过程，我们深入了解了这些技术的原理和应用，并通过观察和记录不同信号的波形和频谱特征，加深了我们对通信原理的理解。

通信原理实验报告

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通信原理实验报告实验一抽样定理实验二 CVSD编译码系统实验实验一抽样定理一、实验目的所谓抽样。

就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔T 抽取一个瞬时幅度值（样值），即x(t)*s(t)=x(t)s(t)。

在一个频带限制在（0，f h）内的时间连续信号f（t），如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。

抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原信号。

这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。

二、功能模块介绍1.DDS 信号源：位于实验箱的左侧（1）它可以提供正弦波、三角波等信号，通过连接P03 测试点至PAM 脉冲调幅模块的32P010 作为脉冲幅度调制器的调制信号x(t)。

抽样脉冲信号则是通过P09 测试点连至PAM 脉冲调幅模块。

（2）按下复合式按键旋钮SS01，可切换不同的信号输出状态，例如D04D03D02D01=0010对应的是输出正弦波，每种LED 状态对应一种信号输出，具体实验板上可见。

（3）旋转复合式按键旋钮SS01，可步进式调节输出信号的频率，顺时针旋转频率每步增加100Hz,逆时针减小100Hz。

（4）调节调幅旋钮W01，可改变P03 输出的各种信号幅度。

2.抽样脉冲形成电路模块它提供有限高度，不同宽度和频率的抽样脉冲序列，可通过P09 测试点连线送到PAM 脉冲调幅模块32P02，作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲s(t)。

P09 测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。

该模块提供的抽样脉冲频率可通过旋转SS01 进行调节，占空比为50%。

3.PAM 脉冲调幅模块它采用模拟开关CD4066 实现脉冲幅度调制。

抽样脉冲序列为高电平时，模拟开关导通，有调制信号输出；抽样脉冲序列为低电平，模拟开关断开，无信号输出。

通信原理信号源实验报告（共五篇）

通信原理信号源实验报告（共五篇）

通信原理信号源实验报告（共五篇）第一篇：通信原理信号源实验报告信号源实验实验报告(本实验包括CPLD 可编程数字信号发生器实验与模拟信号源实验,共两个实验。

)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。

3、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途。

4、观察分析各种模拟信号波形的特点。

二、实验内容 1、熟悉 CPLD 可编程信号发生器各测量点波形。

2、测量并分析各测量点波形及数据。

3、学习CPLD 可编程器件的编程操作。

4、测量并分析各测量点波形及数据。

5、熟悉几种模拟信号的产生方法,了解信号的来源、变换过程与使用方法。

三、实验器材 1、信号源模块一块 2、连接线若干 3、20M 双踪示波器一台四、实验原理((一))D CPLD 可编程数字信号发生器实验实验原理CPLD 可编程模块用来产生实验系统所需要的各种时钟信号与各种数字信号。

它由 CPLD可编程器件 ALTERA 公司的 EPM240T100C5、下载接口电路与一块晶振组成。

晶振JZ1 用来产生系统内的32、768MHz 主时钟。

1、CPLD 数字信号发生器包含以下五部分: 1)时钟信号产生电路将晶振产生的32、768MH Z 时钟送入CPLD内计数器进行分频,生成实验所需的时钟信号。

通过拨码开关 S4 与 S5 来改变时钟频率。

有两组时钟输出,输出点为“CLK1”与“CLK2”,S4控制“CLK1”输出时钟的频率,S5 控制“CLK2”输出时钟的频率。

2)伪随机序列产生电路通常产生伪随机序列的电路为一反馈移存器。

它又可分为线性反馈移存器与非线性反馈移存器两类。

由线性反馈移存器产生出的周期最长的二进制数字序列称为最大长度线性反馈移存器序列,通常简称为 m 序列。

以 15 位 m 序列为例,说明 m 序列产生原理。

在图 1-1 中示出一个 4 级反馈移存器。

若其初始状态为(0 1 2 3, , ,a a a a)＝(1,1,1,1),则在移位一次时 1 a 与 0 a 模 2 相加产生新的输入41 1 0 a =⊕=,新的状态变为(1 2 3 4, , , a a a a)＝(0,1,1,1),这样移位15 次后又回到初始状态(1,1,1,1)。