通信原理实验指导书(简)

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1、液晶显示模块

显示实验模块及其工作方式以供选择。

2、键盘控制模块

(1)选择实验模块及其工作方式。

(2)学生可自己编制数字信号输入,进行编码或调制实验。

3、模拟信号源模块

提供同步正弦波、非同步信号(正弦波、三角波、方波)、音乐信号等模拟信号,可通过连接线发送到各终端编码模块。

5、数字信号源模块

(1)CPLD可编程逻辑器件,编程输出各种数字信号;

(2)通过计算机输入数字数据信号;

(3)薄膜键盘键入编制数字信号;

(4)EPM240芯片,学生二次开发编程输出各种数字信号、控制信号等。

6、噪声源模块

提供白噪声信号,可加入到调制信道中模仿信道噪声干扰。

7、抽样定理与PAM实验系统

完成抽样定理的验证实验,及PAM通信系统实验。

注:提供多种频率的方波及窄脉冲信号抽样。

8、PCM编译码系统模块

完成PCM的编码、译码实验;

完成两路PCM编码数字信号时分复用/解复用实验。

注:可改变时分复用的时隙位置,时分可复用路数及进行时分数据交换,加深学生对时分复用概念的理解。

11、AMI/HDB3编译码系统模块

完成AMI编译码功能、HDB3编译码功能。

注:提供对全“1”、全“0”、伪随机码、手工编制数字信号等进行编码译码。

14、VCO数字频率合成器模块

完成对1KHz、2KHz和外加数字信号的倍频输出。

15、频移键控FSK(ASK)调制模块

完成频移键控FSK调制实验, ASK调制实验。

注:①可对方波,伪随机码,计算机数据等信号的调制输出;

②可对已调信号进行放大或衰减输出;

③可在已调信号中加入噪声,模拟信道干扰;

④可完成本实验箱的自环单工通信实验,也可完成两台实验箱间的双工通

信实验。

16、频移键控FSK(ASK)解调模块

完成频移键控FSK解调实验,ASK解调实验。

17、相移键控BPSK(DPSK)调制模块

完成相移键控BPSK(DPSK)调制实验。

注:①可对方波,伪随机码,及计算机数据等信号进行调制输出;

②可对已调信号进行放大或衰减输出;

③可在已调信号中加入噪声,模拟信道干扰;

④可完成本实验箱的自环单工通信实验,也可完成两台实验箱间的双工通

信实验。

18、相移键控BPSK(DPSK)解调模块

完成相移键控BPSK(DPSK)解调实验。

实验一(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)、CPLD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

1.12脚输入16.384MHz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。

2.27脚,输出2.048MHz时钟,方波。

3.100脚,输出1.024MHz时钟,方波。

4.6脚,输出64KHz时钟,方波。

5.2脚,输出32KHz时钟,方波。

6.1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)。

10.70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,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1-1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。

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1-2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。

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111100010011010,

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开关的1-2脚短接,15位的伪随机序列码,码元速率为2Kb/S ,码型

为111100010011010,可对比TP001的2KHz 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。

TP301

TP901 TP109

TP110 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0

1024KHz 方波

32KHz 方波

8Hz 窄脉冲

32Kb/S 伪随机