通信系统实验指导-通信原理实验指导书

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1、通信系统实通信教研室编青岛科技大学电子信息工程系二00三年十二月实验箱使用简介1实验一数字基带信号5实验二数字调制14实验三模拟锁相环与载波同步18实验四数字解调与眼图23实验五数字锁相环与位同步28实验六帧同步34实验七吋分复用数字基带通信系统38实验八时分复用2DPSK、2FSK通信系统43实验九PCM编译码45实验十时分复用通话与抽样定理53附录通信原理实验各单元屯路原理图55实验箱使用简介为配合《通信原理》课程的理论教学，我们采购了华中科技人学（原华中理工大学）研制的TX-5通信原理教学实验系统。现代通信包括传输、复用、交换、网络等四大技术。《通

2、信原理》课程主要介绍传输及复用技术。本实验系统涵盖了数字频帯传输的主要内容及时分复用技术，其设计思路是如下图所示的两路PCM/2DPSK数字电话系统。STA—>BSSTB匸BSPCM-A

3、PCM编码

4、_>SLAPCM-B

5、PCM编码

6、——>■KI步PCM按BSfcosoMSLBCOSCOctT位同步收滤波器载波同步抽样码反PCM判决加T变换冰I译码AK9ACP图中STA、STB分别为发端的两路模拟话音信号，BS为时钟信号，SLA、SLB为抽样信号,F为帧同步码,AK为绝对码,BK为相对码。在收端CP为位同步信号,FS为帧同步信号，H、F2为两个路同步信号

7、，SRA、SRB为两个PCM译码器输出的模拟话音信号。图中发滤波器用來限制进入信道的信号带宽，提髙信道的频带利用率。收滤波器用來滤除带外噪声并与发滤波器、信道相配合满足无码间串扰条件。山于系统的频率特性、码速率与码间串扰Z问的关系比较适介于软件仿其实验，再考虑到收端有关信号波形的可观测性，我们在本实验系统中省略了发滤波器、信道及收滤波器，而直接将2PSK调制器输出信号连接到载波提取单元和相干解调单-元。信道编译码实验也比较易于用软件仿真，所以本系统设计中也不考虑。对普通语音信号进行编码而产生的PCM信号是随机信号，不适于用示波器观察信号传输过程屮的变化。

8、所以我们用24比特为一帧的周期信号取代实际的数字语音信号作为发端的AK信号，该周期信号由两路数据（每路8比特）和7比特帧同步码以及一•未定义比特复接而成。在收端对两路数据进行分接，形成两路并行码和两路串行码，发端的24比特信号町根据实验需耍任意设置。由两路实际的话音信号（或两路正弦信号）形成的PCM时分复用信号则不再经过调制、解调而直接送给PCM译码器，实验者町以观察到PCM话音（或正弦信号）波形、量化噪声、过载噪声，从而理解PCM编译码原理。HDB：,码及AMI码是基带传输屮的垂要码型，其编码规律、位同步提取原理是课堂教学中的重点和难点，因此也是本实验

9、系统重点考虑的内容。目前AM应用不广泛且无统一的国际标准，故本实验系统中没有考虑。TX-3B型通信原理教学实验系统由下IMI-个单元构成，其印刷电路板布局图见后。1.数字信源单元该单元产生码速率约为170.5KB的单极性不归零码（NRZ码），数字信号帧长为24bit,其中包括两路数字信息，每路8bit,另外8bit中的7bit为集中插入帧同步码,lbit无定义。本单元还产生了序列信号。2.HDBs编译码单元本单元用CD22103芯片完成IIDBs或AMI码的编译码，用带通滤波器及电荷泵锁相环提取位同步信号。信源部分的分频器、三选一、倒相器、抽样以及（AM

10、DIIDB3编译码专用集成芯片CD22103等电路的功能可以用一片EPLD完成，具体见附录四。3.数字调制单元该单元将NRZ码对频率约为2.216MIIZ的正弦载波进行调制，产生2DPSK及2ASK信号。将NRZ码对2.216MHZ及1.608MHZ的正弦信号进行调制产牛2FSK信号。4.载波同步单元该单元采用平方环从2DPSK信号中提取相干载波。5.2DPSK解调单元该单元采用相干解调方法解调2DPSK信号。6.2FSK解调单元该单元采用过零检测方法解调2FSK信号。7.位同步单元该单元用全数字锁相环从信源的NRZ信号屮或从2DPSK解调单元（或2FS

11、K解调单元）的比较器输出信号中提取位同步信号。&帧同步单元该单元从信源的NRZ信号或从2DPSK解调单元（或2FSK解调单元）解调输出的NRZ信号中提取帧同步信号。9.数字终端单元该单元输入NRZ信号、位同步信号、帧同步信号，在位同步及帧同步信号控制下，将两路数字信息从时分复用NRZ信号分接出來，并用发光二极管显示。9.PCM编译码单元本单元采用TP3057芯片对两路模拟音频信号进行PCM编码和译码。时分复川PCM信号码速率为2.048MB,帧结构类似于PCM基群信号，但只传输两路数字音频信号，其中一路信号放在第2个时隙，另一路可放在第1、2、5、7任何

12、一个时隙内，第0个时隙中有7位帧同步码，其余29个时隙为全0码。10.两人通话单