通信系统实验指导书 下载本文

实验一 信号源实验

一、实验目的

1、了解通信系统的一般模型及信源在整个通信系统中的作用。 2、掌握信号源模块的使用方法。

二、实验内容

1、对应液晶屏显示,观测DDS模拟信源输出波形。 2、观测各路数字信源输出。 3、观测正弦点频信源输出。

4、模拟语音信源耳机接听话筒语音信号。

三、实验仪器

1、信号源模块 一块 2、带话筒立体声耳机 一副 3、20M双踪示波器 一台

四、实验原理

1、通信系统的一般模型

通信系统的一般模型如下图1-1所示。

信源发送设备发送端信道噪声源接收设备接收端终端

图1-1 通信系统的一般模型

信源的作用是把各种消息转换成原始电信号。根据消息的种类不同,信源可分为模拟信源和数字信源。模拟信源输出连续的模拟信号,如话筒的语音信号;数字信源则输出离散的数字信号,如NRZ码信号。

信号源模块大致分为DDS模拟信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。 2、DDS模拟信源

DDS直接数字频率合成模拟信源输出波形种类、频率、幅度及方波B占空比均可通过“DDS信源按键”调节(具体的操作方法见“实验步骤”),并对应液晶屏显示波形信息。

正弦波输出频率范围为1Hz~200KHz,幅度范围为200mV~4V。 三角波输出频率范围为1Hz~20KHz,幅度范围为200mV~4V。 锯齿波输出频率范围为1Hz~20KHz,幅度范围为200mV~4V。

方波A输出频率范围为1Hz~50KHz,幅度范围为200mV~4V,占空比50%不变。

方波B输出频率范围为1Hz~20KHz,幅度范围为200mV~4V,占空比以5%步进可调。 输出波形如下图1-2所示。

正弦波:1Hz-200KHz三角波:1Hz-20KHz锯齿波:1Hz-20KHz方波A:1Hz-50KHz(占空比50%)方波B:1Hz-20KHz(占空比0%-100%可调)

图1-2 DDS模拟信源信号波形

3、数字信源

(1)数字时钟信号

24.576M:钟振输出时钟信号,频率为24.576MHz。

2048K: 类似方波的时钟信号输出点,频率为2048 KHz。 64K: 方波时钟信号输出点,频率为64 KHz。 32K: 方波时钟信号输出点,频率为32KHz。 8K: 方波时钟信号输出点,频率为8KHz。

64K、32K、8K波形要求两两对应,在上升边沿对齐,如下图1-3所示。

10t64K101t32K08K图1-3 数字时钟信号波形

t

(2)伪随机序列

PN15: N=15位的m序列输出点,码型为1111 0101 1001 000,15位一周期循环。 PN31: N=31位的m序列输出点,码型为1111 1001 1010 0100 0010 1011 1011 000,

31位一周期循环。

PN511:N=511位的m序列输出点,511位一周期循环。 (3)24位NRZ码信源

24位NRZ码型由“NRZ码型选择”拨码开关SW01、SW02、SW03任意设置; 码速率由“码速率选择”拨码开关SW04、SW05任意设置。

拨码开关SW04、SW05的作用是改变分频器的分频比。每4位对应BCD码的1位,来分别表示分频比的千位、百位、十位、个位。

用于分频的主频是768KHz,4位BCD码最大表示为“9”,大于“9”的均认为是“9”。 例如:SW04、SW05设置为00000001 00101000,表示对768KHz主频128分频,此时测试点“BS”输出位同步频率为6 KHz,“NRZ”码速率为6Kbps。

NRZ: 24位NRZ码输出点,码速率数值上等于位同步信号BS的频率,码型可通过拨

码开关SW01、SW02、SW03改变,24位一周期循环。

BS: 24位NRZ码的位同步信号输出点,方波,频率由“码速率选择”拨码开关确定。 2BS: 对应2倍位同步信号频率值的方波输出点。

FS: 帧同步信号输出点,窄脉冲,高电平对应24位NRZ码第一位码元的前半位。 NRZ、FS、2BS、FS波形要求两两对应,在上升边沿对齐,如下图1-4所示。

101NRZTSt01BSTSt012BSTSt0FS图1-4 NRZ码信源输出信号波形

TSt

4、正弦点频信源

1K正弦基波:1KHz正弦波输出点,波形关于地对称,Vp-p=1V±0.3V。 2K正弦基波:2KHz正弦波输出点,波形关于地对称,调节“2K调幅”旋转电位器P03,

幅度范围:200mV±200mV~5V±1V。

192K正弦载波:192KHz正弦波输出点,波形关于地对称,Vp-p=3.6V±0.4V。

384K正弦载波:384KHz正弦波输出点,波形关于地对称,调节“384K调幅”旋转电

位器P04,幅度范围:200mV±200mV~5V±1V。

5、模拟语音信源

话筒语音信号先进入音频放大电路,然后从“T-OUT”测试点输出。

接收到的语音信号从“R-IN”测试点输入,经音频放大电路送入耳机中接听。

两个旋转电位器“T音量调节”和“R音量调节”调节两个音频放大电路的放大倍数。

五、实验步骤

1、将信号源模块小心地固定在主机箱中,确保电源接触良好。

2、插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关,再按下信号源模块中的电源开关,对应的发光二极管灯亮,信号源模块开始工作。(注意,此处只是验证通电是否成功,在实验中均是先连线,后打开电源做实验,不要带电连线) 3、DDS模拟信源

(1)按键“波形选择”,“DDS-OUT”测试点输出波形种类在正弦波、三角波、锯齿

波、方波A、方波B间循环切换。 (2)按键“步进选择”,“DDS-OUT”测试点输出波形频率步进值在1KHz、10KHz、

1Hz、50Hz间循环切换。

(3)按键“+1”或“-1”,“DDS-OUT” 测试点输出波形频率增加或减少相应的

步进值。

(4)当输出波形选择“方波B”时,按键“功能切换”,此时液晶屏显示“步进”切换

为“占空比”。再按键“+1”或“-1”,方波B占空比由0%开始,每次增加或减少5%。再次按键“功能切换”,此时液晶屏显示“占空比”切换回“步进”。 (5)按键“复位”,“DDS”测试点输出波形2KHz正弦波,频率步进值为1KHz。 说明:按“复位”键后,设置的方波B的占空比信息仍保存;若断电后再开电,方波B

的占空比还原为0%。 (6)“DDS-OUT”的波形信息应与液晶屏显示对应。 (7)“DDS-OUT”测试点输出波形幅度可由“DDS调幅”旋转电位器P05调节,波

谷值为0,波峰值在200mV~4V间变化。

(8)对应液晶屏显示,示波器观测“DDS-OUT”测试点波形,掌握DDS模拟信源

的使用方法。 4、数字信源

(1)示波器观测各路数字时钟信号。 (2)示波器观测各路伪随机序列。

(3)任意设置“NRZ码型选择”拨码开关和“码速率选择”拨码开关,示波器观测24

位NRZ码信源信号。 5、正弦点频信源

调节两个“调幅”旋转电位器,示波器观测四路正弦点频信源信号波形。 6、模拟语音信源

连接测试点“T-OUT”与“R-IN”,将耳机和话筒插入相应的音频插座,一边说话一边调节两个“音量调节”旋转电位器P01、P02,直至耳机能听到清晰的说话声音。

六、课后扩展题

什么是“DDS直接数字频率合成模拟信源”?它的基本原理是什么?

有兴趣的同学可以查阅相关资料,搭建硬件电路,编写软件程序,自主开发,实现一个简单的DDS模拟信源。

或在实验箱配套的CPLD二次开发模块、DSP二次开发模块的硬件平台上,完成“直接数字频率合成实验”。

实验二 信道与眼图实验

一、实验目的

1、掌握用眼图来定性评价基带传输系统性能。 2、掌握信道与眼图模块的使用方法。

二、实验内容

1、信号送入高斯白噪信道,调节噪声功率大小,观测信道输出。 2、数字基带传输信道观测眼图。