通信原理PCM和基带传输系统的实验报告

上海工程技术大学通信原理综合实验报告学院电子电气工程学院专业电子信息工程班级学号022211117学生沈文杰指导教师赵晓丽一．验证性实验1.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、实验内容1、测量并分析各测量点波形及数据。

2、熟悉几种模拟信号的产生方法、来源及去处，了解信号流程。

三、设计思想利用信号源模块和20M 双踪示波器进行模拟信号源实验。

主要测试点和可调器件说明如下：1、测试点2K同步正弦波：2K的正弦波信号输出端口，幅度由W1调节。

64K同步正弦波：64K的正弦波信号输出端口，幅度由W2调节。

128K同步正弦波：64K的正弦波信号输出端口，幅度由W3调节。

非同步信号源：输出频率范围100Hz～16KHz的正弦波、三角波、方波信号，通过JP2选择波形，可调电阻W4改变输出频率，W5改变输出幅度。

音乐输出：音乐片输出信号。

音频信号输入：音频功放输入点（调节W6改变功放输出信号幅度）。

2、可调器件K1：音频输出控制端。

K2：扬声器控制端。

W1：调节2K同步正弦波幅度。

W2：调节64K同步正弦波幅度。

W3：调节128K同步正弦波幅度。

W4：调节非同步正弦波频率。

W5：调节非同步正弦波幅度。

W6：调节扬声器音量大小。

四、实验方法1、用示波器测量“2K同步正弦波”、“64K同步正弦波”、“128K同步正弦波”各点输出的正弦波波形，对应的电位器W1，W2，W3可分别改变各正弦波的幅度。

参考波形如下：2、用示波器测量“非同步信号源”输出波形。

1）将跳线开关JP2选择为“正弦波”，改变W5，调节信号幅度（调节范围为0～4V），用示波器观察输出波形。

2）保持信号幅度为3V，改变W4，调节信号频率（调节范围为0～16KHz），用示波器观察输出波形。

3）将波形分别选择为三角波，方波，重复上面两个步骤。

3、将控制开关K1设为“ON”，令音乐片加上控制信号，产生音乐信号输出，用示波器在“音乐输出”端口观察音乐信号输出波形。

通信系统实验报告一、实验目的本次通信系统实验的主要目的是深入了解通信系统的基本原理和关键技术，通过实际操作和测量，掌握通信系统中信号的传输、调制解调、编码解码等过程，并分析系统性能和影响因素。

二、实验原理1、通信系统的组成通信系统一般由信源、发送设备、信道、接收设备和信宿组成。

信源产生原始信息，发送设备对信号进行处理和变换，使其适合在信道中传输，信道是信号传输的媒介，接收设备对接收的信号进行解调、解码等处理，恢复出原始信息，信宿则是信息的接收者。

2、调制解调技术调制是将基带信号变换为适合在信道中传输的高频信号的过程，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。

解调则是从已调信号中恢复出原始基带信号的过程。

3、编码解码技术编码用于提高信号传输的可靠性和有效性，常见的编码方式有差错控制编码（如卷积码、Turbo 码等）和信源编码（如脉冲编码调制PCM）。

解码是编码的逆过程。

三、实验设备及材料本次实验使用的设备包括信号发生器、示波器、频谱分析仪、通信原理实验箱等。

四、实验步骤1、搭建通信系统实验平台按照实验指导书的要求，将实验设备连接好，组成一个完整的通信系统。

2、产生基带信号使用信号发生器产生一定频率和幅度的正弦波作为基带信号。

3、调制将基带信号分别进行 AM、FM 和 PM 调制，观察调制后的信号波形和频谱。

4、信道传输将调制后的信号通过信道传输，模拟信道中的噪声和衰减。

5、解调在接收端对已调信号进行解调，恢复出基带信号，并与原始基带信号进行比较。

6、编码解码对基带信号进行编码处理，然后在接收端进行解码，观察编码解码前后信号的变化。

7、性能分析测量调制解调后的信号的误码率、信噪比等性能指标，分析不同调制方式和编码方式对系统性能的影响。

五、实验结果与分析1、调制实验结果（1）AM 调制AM 调制后的信号波形呈现出包络随基带信号变化的特点，频谱中包含载频和上下边带。

在小信号调制时，调幅指数较小，解调后的信号失真较大；在大信号调制时，调幅指数较大，解调后的信号较为接近原始基带信号。

《现代通信系统》实验设计报告题目：PCM编码与传输性能分析验证一、提出背景话音PCM的抽样频率为8kHz，每个量化样值对应一个8位二进制码，故话音数字编码信号的速率为8bits×8kHz=64kb/s。

量化噪声随量化级数的增多和级差的缩小而减小。

量化级数增多即样值个数增多，就要求更长的二进制编码。

因此，量化噪声随二进制编码的位数增多而减小，即随数字编码信号的速率提高而减小。

自然界中的声音非常复杂，波形极其复杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即PCM编码。

PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。

二、实验设计本实验通过MATLAB仿真软件平台来设计一个PCM编码与传输系统，主要分为编码和传输两个部分。

通过这个设计来考察线性编码和非线性编码（以A 律为例）的性能，然后对编码后的二进制码流，分别采用双极性（BNRZ）基带传输、BPSK传输以及QPSK传输，考察它们在加性高斯白噪声信道下的性能。

本设计用误码率和量噪比等指标来对系统进行分析，最后根据运行的实验结果来与理论进行对比，并分析该系统的性能。

图1 非均匀量化（对数量化）原理框图三、实验原理3.1 量化3.1.1 均匀量化均匀量化的量化间隔是固定不变的，与输入信号的大小无关，即均匀量化的量化器对所有信号的量化噪声是一样的。

当信号较小时，信号功率变小了，而量化噪声的功率没有变化，所以同样强度的量化噪声对微弱信号的影响要比对大幅度信号的影响大得多，使得微弱信号的信噪比大大降低。

3.1.2 非均匀量化非线性编码采用非均匀量化，量化间隔随着输入信号的改变而改变，信号幅度大时，量化间隔大，信号幅度小时，量化间隔小。

从而保证在量化级数不变的前提下，量化噪声对不同幅度的信号的影响大致相同，改善了小信号的量化信噪比，克服了均匀量化的缺点，实际中，往往采用非均匀量化。

目前，广泛采用的两种非线性编码为A 律13折线编码和u 律15折线编码。

数字基带传输系统实验报告数字基带传输系统实验报告引言：数字基带传输系统是现代通信领域中的重要组成部分，它在各个领域中起到了至关重要的作用。

本实验旨在通过搭建一个基带传输系统的模型，来研究数字信号的传输特性和误码率等参数。

通过实验，我们可以更好地理解数字基带传输系统的原理和应用。

一、实验目的本实验的主要目的是搭建一个数字基带传输系统的模型，并通过实验研究以下几个方面：1. 了解数字基带传输系统的基本原理和结构；2. 研究数字信号的传输特性，如传输速率、带宽等；3. 分析误码率与信噪比之间的关系；4. 探究不同调制方式对传输性能的影响。

二、实验原理数字基带传输系统由发送端、信道和接收端组成。

发送端将模拟信号转换为数字信号，并通过信道传输到接收端，接收端将数字信号转换为模拟信号。

在传输过程中，信号会受到噪声的干扰，从而引起误码率的增加。

三、实验步骤1. 搭建数字基带传输系统的模型，包括发送端、信道和接收端；2. 设计不同的调制方式，如ASK、FSK和PSK，并设置不同的传输速率和带宽；3. 测试不同调制方式下的误码率，并记录实验数据；4. 分析误码率与信噪比之间的关系，探究不同调制方式对传输性能的影响。

四、实验结果与分析通过实验，我们得到了一系列的数据，并进行了分析。

我们发现，随着信噪比的增加，误码率逐渐减小，传输性能逐渐提高。

同时，不同调制方式对传输性能也有一定的影响。

例如，ASK调制方式在低信噪比下误码率较高，而PSK调制方式在高信噪比下误码率较低。

五、实验总结通过本次实验，我们对数字基带传输系统有了更深入的了解。

我们了解了数字基带传输系统的基本原理和结构，研究了数字信号的传输特性和误码率与信噪比之间的关系。

同时，我们也探究了不同调制方式对传输性能的影响。

通过实验，我们对数字基带传输系统的应用和优化提供了一定的参考。

六、实验存在的问题与改进方向在本次实验中，我们发现了一些问题，如实验数据的采集和分析方法可以进一步改进，实验中的噪声模型也可以更加精确。

实验报告课程名称通信原理实验名称实验一：数字基带传输技术班级学号姓名指导教师实验完成时间： 2014年 10 月 28 日一、熟悉实验平台二、数字基带传输系统实验1. 实验目的1.了解几种常用的数字基带信号。

2.掌握常用的数字基带出书码型的编码规则。

3.掌握CPLD实现码型变换的方法。

2.实验内容1.观察NRZ码,RZ码，AMI码，HDB3码，CMI码，BPH码的波形。

2.观察全0码或全1码时各码型的波形。

3.观察HDB3，AMI码的正负极性波形。

4.观察AMI码，HDB3码，CMI码，BPH码经过码型反变换后的输出波形。

5.自行设计码型变换电路，下载并观察波形。

3.实验仪器各功能模块（实验箱）20M双踪示波器一台频率计（可选）一台连接线若干2.实验原理二进制码元的数字基带传输系统参考使用模块：信号源模块、码型变换模块、信道模拟模块、终端模块。

该通信系统的框图如图1所示。

图1 二进制码元的数字基带传输系统该结构由信道信号形成器、信道、接收滤波器以及抽样判决器组成。

这里信道信号形成器用来产生适合于信道传输的基带信号，信道可以是允许基带信号通过的媒质（例如能够通过从直流至高频的有线线路等）；接收滤波器用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰；抽样判决器则是在噪声背景下用来判定与再生基带信号。

基带信号是代码的一种电表示形式。

在实际的基带传输系统中，并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。

例如，含有丰富直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。

单极性基带波形就是一个典型例子。

再例如，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取定时信号，而收定时信号又依赖于代码的码型，如果代码出现长时间的连“0”符号，则基带信号可能会长时间出现0电位，而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。

归纳起来，对传输用的基带信号的主要要求有两点：（1）对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；（2）对所选码型的电波形要求，期望电波形适宜于在信道中传输。

一、实验目的1. 理解并掌握传输系统的基本原理和组成。

2. 学习传输系统中各种信号的传输特性。

3. 掌握传输系统性能指标的测试方法。

4. 分析和评估传输系统的实际应用效果。

二、实验原理传输系统是现代通信技术中不可或缺的部分，它负责将信号从一个地方传输到另一个地方。

本实验主要研究传输系统中的基带传输和频带传输，以及模拟信号和数字信号的传输特性。

三、实验仪器与设备1. 信号发生器2. 传输线路（如同轴电缆、光纤等）3. 示波器4. 计算机及相应的软件四、实验内容1. 基带传输实验（1）实验步骤1.1 将信号发生器产生的基带信号输入到传输线路中。

1.2 使用示波器观察传输线路两端的信号波形。

1.3 记录传输线路的衰减和失真情况。

（2）实验结果与分析通过实验，我们观察到传输线路对基带信号的衰减和失真情况。

分析结果表明，传输线路的衰减和失真主要受线路长度、介质损耗、线路结构等因素的影响。

2. 频带传输实验（1）实验步骤2.1 将信号发生器产生的频带信号输入到传输线路中。

2.2 使用示波器观察传输线路两端的信号波形。

2.3 记录传输线路的衰减和失真情况。

（2）实验结果与分析通过实验，我们观察到传输线路对频带信号的衰减和失真情况。

分析结果表明，传输线路对频带信号的衰减和失真主要受线路带宽、滤波器特性等因素的影响。

3. 模拟信号与数字信号传输实验（1）实验步骤3.1 将信号发生器产生的模拟信号输入到传输线路中。

3.2 使用示波器观察传输线路两端的信号波形。

3.3 记录传输线路的衰减和失真情况。

3.4 将信号发生器产生的数字信号输入到传输线路中。

3.5 使用示波器观察传输线路两端的信号波形。

3.6 记录传输线路的衰减和失真情况。

（2）实验结果与分析通过实验，我们观察到传输线路对模拟信号和数字信号的衰减和失真情况。

分析结果表明，传输线路对模拟信号和数字信号的衰减和失真主要受线路特性、信号调制方式等因素的影响。

五、实验结论1. 传输线路对基带信号和频带信号的衰减和失真情况受线路长度、介质损耗、线路结构、线路带宽、滤波器特性等因素的影响。

数字基带传输实验报告数字基带传输实验报告1. 引言数字基带传输是现代通信系统中的重要组成部分，它负责将数字信号转换为模拟信号，以便在传输过程中进行传输。

本实验旨在通过搭建数字基带传输系统的实验平台，探索数字信号的传输特性和相关参数的测量方法。

2. 实验设备和方法实验所使用的设备包括信号发生器、示波器、传输线等。

首先，我们将信号发生器的输出连接到传输线的输入端，然后将传输线的输出端连接到示波器，以便观察信号的传输效果。

在实验过程中，我们会改变信号发生器的输出频率和幅度，以研究其对传输信号的影响。

3. 实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们发现信号发生器的输出频率对传输信号的带宽有着直接的影响。

当信号发生器的输出频率增加时，传输信号的带宽也随之增加。

这是因为高频信号具有更多的频率成分，需要更大的带宽来进行传输。

此外，我们还观察到信号发生器的输出幅度对传输信号的幅度衰减有着重要的影响。

当信号发生器的输出幅度增加时，传输信号的幅度衰减也随之增加。

这是因为高幅度信号在传输过程中容易受到噪声和衰减的影响。

4. 数字信号的传输特性数字信号的传输特性是指信号在传输过程中的失真情况。

在实验中，我们观察到信号的失真主要表现为幅度衰减和相位偏移。

幅度衰减是指信号在传输过程中幅度减小的现象，而相位偏移是指信号在传输过程中相位发生变化的现象。

这些失真现象会导致信号的质量下降，从而影响通信系统的性能。

5. 数字信号的传输参数测量在实验中，我们还对数字信号的传输参数进行了测量。

其中，最重要的参数是信号的带宽和信号的衰减。

带宽的测量可以通过观察传输信号在示波器上的频谱来进行，而衰减的测量可以通过比较信号发生器的输出幅度和传输信号的接收幅度来进行。

通过测量这些参数，我们可以评估数字基带传输系统的性能，并进行相应的优化。

6. 结论通过本实验，我们深入了解了数字基带传输的原理和特性。

我们发现信号的频率和幅度对传输信号的带宽和幅度衰减有着直接的影响。

实验四脉冲编码调制(pcm)实验一、实验目的通过本实验,学生应达到以下要求: 1,了解语音信号pcm编译码的工作原理及实现过程. 2,验证pcm编译码原理. 3,初步了解pcm专用大规模集成电路的工作原理和应用. 4,了解语音信号数字化技术的主要指标,学习并掌握相应的测试方法.二、实验内容本实验可完成以下实验内容：? 观察测量pcm调制解调的各种时隙信号 ? 观察编译码波形? 测试动态范围、信噪比和系统频率特性 ? 对系统性能指标进行测试和分析? 系统输出信噪比特性测量? 编码动态范围和系统动态范围测量 ? 系统幅频特性测量 ? 空载噪声测量三、基本原理脉冲编码(pcm)技术已经在数字通信系统中得到了广泛的应用.十多年来,由于超大规模集成技术的发展,pcm通信设备在缩小体积,减轻重量,降低功耗,简化调试以及方便维护等方面都有了显著的改进.目前,数字电话终端机的关键部件,如编译码器(codec)和话路滤波器等都实现了集成化.本实验是以这些产品编排的 pcm 编译码系统实验,以期让实验者了解通信专用大规模集成电路在通信系统中应用的新技术. pcm 数字电话终端机的构成原理如图 4.1 所示.实验只包括虚线框内的部分,故名 pcm编译码实验.发滤波器voice编码器合路发混合装置收滤波器译码器分路收图4.1 pcm数字电话终端机的结构示意图1、实验原理和电路说明pcm编译码系统由定时部分和pcm编译码器构成,电路原理图附于本章后. ? pcm编译码原理为适应语音信号的动态范围,实用的pcm编译码必须是非线性的.目前,国际上采用的均是折线近似的对数压扩特性.itu-t 的建议规定以 13 段折线近似的 a 律(a=87.56)和 15段折线近似的μ律(μ=255)作为国际标准.a 律和μ律的量化特性初始段如图 4.2 和图 4.3所示.a律和μ律的编译码表分别列于表1和表2.(附本章后) 这种折线近似压扩特性的特点是:各段落间量阶关系都是 2 的幂次,在段落内为均匀分层量化,即等间隔16个分层,这些对于用数字电路实现非线性编码与译码是极为方便的. ? pcm编译码器简介鉴于我国国内采用的是a律量化特性,因此本实验采用tp3067专用大规模集成电路,它是cmos工艺制造的单片pcma律编译器,并且片内带输入输出话路滤波器. tp3067的管脚如图4.4所示,内部组成框图如图4.5所示. tp3067的管脚定义简述如下:(1)vpo+ 收端功率放大器的同相输出端.(2)gnda 模拟地.所有信号都以此管脚为参考. (3)vpo- 收端功放的反相输出端.(4)vpi 收端功放的反相输入端.(5)vfro 接收部分滤波器模拟输出端. (6)vcc +5v电压输入.(7)fsr接收部分帧同步时隙信号,是一个8khz脉冲序列. (8)dr接收部分pcm码流解码输入端.(9)bclkr/clksel位时钟(bitclock),它使pcm码流随着fsr上升沿逐位移入dr端,位时钟可以为从 64khz 到 2048mhz 的任意频率.或者作为一个逻辑输入选择 1536mhz,1544mhz或2048mhz,用作同步模式的主时钟.(10)mclkr/pdn接收部分主时钟,它的频率必须为1536mhz,1544mhz或2048mhz.可以和mcklx异步,但是同步工作时可达到最佳状态.当 mclkx 接低电平,mclkr被选择为内部时钟,当 mclkx接高电平,该芯片进入低功耗状态.(11)mclkx发送部分主时钟,必须为1536mhz,1544mhz或2048mhz.可以和mclkr异步,但是同步工作时可达到最佳状态.(12)bclkx发送部分时钟,使pcm码流逐位移入dr端.可以为从64khz到2048mhz的任意频率,但必须和mclkx同步.(13)dx发送部分pcm码流编码输出端.(14)fsx发送部分帧同步时隙信号,为一个8khz的脉冲序列. (15)tsx漏极开路输出端,它在编码时隙输出低电平.(16)anlb 模拟反馈输入端.在正常工作状态下必须置成逻辑0.当置成逻辑1时,发送部分滤波器的输入端并不与发送部分的前置滤波器相连,而是和接收部分功放的vpo+相连.(17)gsx发送部分输入放大器的模拟基础,用于在外部同轴增益. （18）vfxi发送部分输入放大器的反相输入端。

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发送端接收端模拟 信源抽样器 预滤 波器模拟 终端波形编码器 量化、编码数字 信道波形 解码器重建滤波器 抽样保持、低通编码的。

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。

基带传输系统实验——CMI线路编码通信系统综合实验一、实验原理及电路组成框图为了让学生能比较全面的、牢固的掌握CMI编码的技术，加深了解CMI编码性能和用途，熟悉CMI线路编译码器在一个传输系统中的性能、作用及对相关通信业务的影响，本节实验将音乐和话音信号通过CMI线路编译码模块传输，测量CMI线路编译码器在传输信道有误码的环境下对数据和话音业务的影响。

本实验是在两路PCM时分复的基础上增加了CMI编码和译码模块，实验的系统连接框图如下图一所示。

两路信号在256K时钟控制下完成PCM编码工作，PCM编码统一选择“A律”编码方式。

编码后两路信号在模块8进行复用，模块8的FPGA工作时钟CLK为信号源提供的256K 时钟。

复用后的信号到模块6进行CMI编译码，模块6的拨码开关S1设置为“00100000”CMI编码。

编码之后的结果由DOUT1口输出。

译码时钟由模块7锁相环法位同步提取。

译码后的结果由NRZ-OUT口输出至模块8进行解复用，解复用所需帧同步信号由FPGA内部提供，位同步信号同为模块7锁相环法位同步提取。

解复用输出后到模块2进行PCM译码，译码后的两路信号交换后分别输出至耳机和喇叭。

二、实验前准备工作1、本实验在码型变换实验以及两路PCM时分复用基础上进行，先温习上述实验原理及内容。

2、熟悉本实验的电路原理、开关及各测试点的作用。

三、实验仪器1、L TE-TX-02E通信原理综合实验系统一台2、50MHz双踪示波器一台3、耳麦一副四、实验目的1、熟悉CMI编译码器在基带传输系统中位置及发挥的作用2、了解CMI码对通信系统性能的影响五、实验内容实验前的准备工作：在不加电的情况下，按照原理框图的加粗线连接各模块。

图1准备工作：1、将信号源模块上S4、S5都拨到“0111”,输出时钟信号为256K。

2、2号模块PCM编码方式选择A律。

3、6号模块S1设为“00100000”，进行CMI编译码。