通信原理实验指导书 实验一 数字基带信号
CD22103主要由发送编码和接收译码两部分组成，工作速率为50Kb / S ~10Mb / S 。两部分功能简述如下。
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（ + HDB3—OUT 、—HDB3— OUT 两路输出）；接低电平时，编成AMI 码。编码输出比输入码延迟4个 时钟周期。
接收部分：
( l ) 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（ 500 S ）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． ( 5 ) 具有环回功能 四、实验步骤
l 、熟悉信源模块和 HDB3 编译码模块的工作原理，使直流稳压电源输出+5V ，-12V 电压。
2 、用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。
接通信源单元的+5V 电源，用 FS 作为示波器的外同步信号，进行下列观察：
( 1 ) 示波器的两个通道探头分别接 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己正常工作（ l 码对应的发光管亮，0 码对应的发光管熄） ;
( 2 ) 用 Kl 产生代码 X1110010 ( X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。
( 1 ) 将信源模块的十 5V 电源连到 HDB3编译码模块，将直流稳压电源上的-12V 连到 HDB3 编译码模块。用信源模块的 FS 信号作为示波器的外同步信号。
( 2 ) 示波器的两个探头CHI 和 CH2分别接 NRZ-OUT 和（AMI）HDB3 ，将信源模块 Kl 、K2 、K3 的每一位都置 l ，观察并记录全 l 码对应的AMI 码和 HDB3 码：再将 KI 、 KZ 、 K3 置为全0，观察全0码对应的 AMI码和 HDB3码。观察 AMI 码时将开关 K4 置于 A 端，观察 HDB3 码时将 K4 置于 H 端，观察时应注意编码输出（AMI ) HDB3 比输入 NRZ -OUT 延迟了 4 个码元。
( 3 ) 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。
( 4 ) 将 Kl 、 K2 、 K3 置于任意状态， K4 置 A 或 H 端， CH1 接 NRZ -OUT , CH2分别接 ( AMI ) HDB3 -D 、BPF 、BS-R 和 NRZ ，观察这些信号波形。观察时应注意：
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通信原理实验指导书 实验一 数字基带信号
· NRZ 信号（译码输出）迟后于 NRZ -OUT 信号（编码输入，8个码元。 ·AMI 、 HDB3 码是占空比等于 0 .5 的双极性归零码，AMI-D、HDB3-D是占空比等于0 .5 的单极性归零码。
· BPF 信号是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号， BS-R 是一个周期基本恒定（等于一个码元周期）的 TTL 电平信号．
· 本实验中若 24 位信源代码中只有 l 个“1”码，则无法从 AMI 码中得到一个符合要求的位同步信号，因此不能完成正确的译码。若 24 位信源代码全为“ 0”码，则更不可能从 AMI 信号（亦是全0信号，得到正确的位同步信号。信源代码连 0 个数越多，越难于从 AMI 码中提取位同步信号（或者说要求带通滤波的 Q 值越高，因而越难于实现）。而 HDB3码则不存在这种问题。
五、实验报告要求
1 ．根据实验观察和纪录回答：
( l )不归零码和归零码的特点是什么？ ( 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？
2 ．设代码为全 l ，全 O 及 0111 0010 0000 1100 0010 0000 ，给出AMI 及HDB3码的代码和波形。
3 ．总结从 HDB3码中提取位同步信号的原理．
4 ．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。
5. 根据公式?n?IpKo/2?C17，??R36C17??n，BL?n(1?4?2)计算环28?路自然谐振频率?n，阻尼系数?和等效噪声带宽 BL。式中 IP = 0.05A ，K0=8??103rad / s . v 。再用 Q ＝f0／BL ，计算锁相环等效带通滤波器的品质因数，式中f0=170 .5KHZ 。
6．将 C17改为 1000 ?f ，重新计算锁相环等效带通滤波器的品质因数。
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通信原理实验指导书 实验二 数字调制
实验二 数字调制
一、实验目的
1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。
2、掌握用键控法产生2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号的方法。
3、掌握相对码波形与 2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK 信号波形之间的关系。
4、了解 2ASK、和2FSK 、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。
二、实验内容
1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。
2、用示波器观察 2ASK 、2FSK 、2PSK 、2DPSK 信号波形。
3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK 、2PSK 、2DPSK信号的频谱。
三、基本原理
本实验使用数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供位同步信号和数字基带信号（NRZ码）。调制模块将输入的 NRZ 绝对码变为相对码、用键控法产生2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号。
数字调制单元的原理方框图及电路图分别如图 2 -1 ，图 2 -2 所示。
图 2 - l 数字调制方框图
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通信原理实验指导书 实验二 数字调制
本单元有以下测试点及输入输出点： . . BS -IN 位同步信号输入点 . NRZ -IN 数字基带信号领入点 . CAR 2DPSK信号载波测试点
. AK 绝对码测试点（与 NRZ-IN相同） . BK 相对码测试点
. 2DPSK-OUT 2DPSK信号测试点／输出点( 3 个），VP-P﹥0﹒5V . 2FSK –OUT 2FSK 信号测试点／输出点( 2 个），VP-P＞ 0 . 5V . 2ASK 2ASK信号测试点，VP – P﹥0 . 5V
图 2 -2 数字调制电原理图
图2-2 数字调制电原理图
用 2 -1 中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与图 2-2 中的主要元器件对应关系如一下：
·?2 ( A ) U8：双 D 触发器 74LS74
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通信原理实验指导书 实验二 数字调制
·?2 ( B ) U9：双 D 触发器 74LS74
·滤波器 A V6 ：三极管9013 ，调谐回路 ·滤波器 B V7 ：三极管9013 ，调谐回路
·码变换 U18：双D触发发器74LS74 ; U19 : 异或门74LS86 ·2ASK 调制 U22 ：三路二选一模拟开关4053 ·2FSK 调制 U22 ：三路二选一模拟开关4053 ·2PSK 调制 U21 ：八选一模拟开关 4051 ·放大器 V5： 三极管 9013 ·射随器 V3： 三极管 9013
将晶振信号进行 2 分频、滤波后，得到2ASK 的载频 2 . 216 MHZ 。放大器的发射极相位相反的信号和集电极输出两个频率相等，这两个信号就是2PSK 、 2DPSK 的两个载波，2FSK 信号的两个载波频率分别为晶振频率的1 /2和1 /4，也是通过分频和滤波得到的。 下面重点介绍2PSK、2DPSK . 2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2 -3 所示。
图 2-3 2PSK 、2DPSK 波形
图中假设码元宽度等于载波周期的1. 5 倍．2PSK 信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时，2PSK 信号相位变化 1800，相同时2PSK信号相位不变，可简称为“异变同不变”，2DPSK 信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1”时，2DPSK信号的相位变化1800 。码元为“0”时，2DPSK 信号的相位不变，可简称为“1变0不变”。 应该说明的是，此处所说的相位变或不变，是指将本码元内信号的初相与上一码元内信号的末相进行比较，而不是将相邻码元信号的初相进行比较。实际工程中，2PSK或2DPSK 信号载波频率与码速率之间可能是整数倍关系也可能是非整数倍关系。但不管是那种关系，上述结论总是成立的。
本单元用码变换―2PSK 调制方法产生2DPSK 信号，原理框图及波形图如图 2 -4 所示。相对于绝对码AK﹑2PSK调制器的输出就是2DPSK信号，相对于相对码﹑2PSK调制器的输出是2PSK信号。图中设码元宽度等于载波周期，已调信号的相位变化与AK﹑BK的关系当然也是符合上述规律的，即对于 AK 来说是“ l变O不变”关系，对于BK来说是“异变同不变”关系，由AK到BK的变换也符合“1变0不变”规律。
图 2 -4中调制后的信号波形也可能具有相反的相位，BK也可能具有相反的序列即 00100 ，这取决于载波的参考相位以及异或门电路的初始状态。
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