1、http:/目 录实验一 数字信号源实验 .2实验二 数字调制实验 .8实验三 2ASK、2FSK 数字解调实验 .18实验四 同步载波提取实验 .26实验五 2DPSK/2PSK 数字解调实验 .35实验六 全数字锁相环与位同步时钟恢复实验 .41实验七 模数混合锁相环与位同步时钟恢复实验 .50实验八 帧同步信号恢复实验 .55实验九 数字基带通信系统实验 .63实验十 2DPSK、2FSK、2ASK 通信系统实验 .68实验十一 CMI 编译码实验 .77实验十二 曼彻斯特编译码实验 .81实验十三 差分编译码实验 .83实验十四 密勒编译码实验 .85实验十五 扰码编译码实验 .87实
2、验十六 线性分组码编译码实验 .90实验十七 循环码编译码实验 .90实验十八 卷积码 VITERBI 编译码实验 .90实验十九 5B6B 编译码实验 .90实验二十 HDB3 编译码实验 .99实验二十一 HDB3 通信系统实验 .102实验二十二 M 序列发生及眼图观测实验 .104实验二十三 AM 调制解调通信系统实验 .107实验二十四 PAM 调制解调通信系统实验 .118实验二十五 PCM 编译码及 TDM 时分复用实验 .125实验二十六 CVSD 调制解调通信系统实验 .138实验二十七 FDM 频分复用通信系统实验 .146实验二十八 话音信号多编码通信系统实验 .1491
3、实验一 数字信号源实验一、 实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。2、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。3、掌握数字信号源电路组成原理。二、 实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ） 、帧同步信号（FS） 、位同步时钟（BS） 。2、用示波器观察 NRZ、FS、BS 三信号的对应关系。3、学习电路原理图。三、实验设备1、20M 双踪示波器 1 台2、DYT3000 实验箱 1 台3、DYT3000-01（DIGITAL SOURCE）数字信号源模块 1 块四、基本原理本模块是实验系统中数字信号源，即发送端，其原理方框图如图 1-1 所示。本
4、单元产生 NRZ 信号，信号码速率约为 8KB，帧结构如图 1-2 所示。帧长为 24位，其中首位无定义，第 2 位到第 8 位是帧同步码（7 位巴克码 1110010） ，另外 16 位为 2 路数据信号，每路 8 位。此 NRZ 信号为集中插入帧同步码时分复用信号。发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。本模块有以下测试点及输入输出点： CLK-OUT 时钟信号测试点，输出信号频率为 256Hz BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点，频率为 8KHz FS-OUT 信源帧同步信号输出点/测试点,频率为 333.3Hz NRZ-OUT NRZ 信号输出点/测试点图 1-3 为数字信源
5、模块的电原理图。图 1-1 中各单元与图 1-3 中的元器件对应关系如下： 晶振 CRY1：晶体；U4：反相器 74HC04 并行码产生器 K1、K2、K3：8 位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据 1、数据 2 相对应；发光二极管左起分别与一帧中的 24 位代码相对应 分频器 八选一 2 三选一 U5：CPLD/XC9536 倒相器 抽样BSS5S4S3S2S1BS-OUT NRZ-OUTCLK并 行 码 产 生 器 八 选 一八 选 一八 选 一分 频 器 三 选 一 NRZ抽 样晶 振 FS倒 相 器图 1-1 数字信源方框图01011 数 据 2数 据 1帧 同 步 码无 定 义
6、位图 1-2 帧结构下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。（1）分频器晶振输出的时钟为 4.096MHz，在 CPLD 内部完成时钟的分频工作，产生各种所需的时钟信号。通过分频器所产生的时钟信号有：2.048MHz，1.024MHz，512KHz，256KHz，128KHz，64KHz，32KHz，16KHz，8KHz，其中 8KHz 为 BS 信号。S1、S2、S3 的信号频率为分别是 BS 的 2、4、8 倍频率，作为 8 选 1 芯片的选通信号。S4 和 S5 为三选一的选通信号。分频器输出的 S1、S2、S3、S4、S5 等 5 个信号的波形如图 1-4（a）和 1-4（b）
7、所示。（2）八选一采用 8 路数据选择器 CD4512，它内含了 8 路传输数据开关、地址译码器和三态驱动器，其真值表如表 1-1 所示。U1、U2 和 U3 的地址信号输入端3A、B、C 并连在一起并分别接 S1、S2、S3 信号，它们的 8 个数据信号输入端 x0 x7 分别 K1、K2、K3 输出的 8 个并行信号连接。由表 1-1 可以分析出U1、U2、U3 输出信号都是码速率为 8KB、以 8 位为周期的串行信号。（3）三选一三选一电路原理同八选一电路原理。S4、S5 信号分别输入到选通器的地址端 A 和 B，选通器的输出端即是一个码速率为 8KB 的 2 路时分复用信号，此信号为单
8、极性不归零信号（NRZ） 。S3S2S1 (a)S5S4S3 (b)图 1-4 分频器输出信号波形（4）倒相与抽样图 1-1 中的 NRZ 信号的脉冲上升沿或下降沿比 BS 信号的下降沿稍有点迟后。在实验二的数字调制单元中，有一个将绝对码变为相对码的电路，要求输入的绝对码信号的上升沿及下降沿与输入的位同步信号的上升沿对齐，而这两个信号由数字信源提供。倒相与抽样电路就是为了满足这一要求而设计的，它们使NRZ-OUT 及 BS-OUT 信号满足码变换电路的要求。表 1-1 CD4512 真值表C B A INH DIS Z0 0 0 0 0 x00 0 1 0 0 x10 1 0 0 0 x20
9、1 1 0 0 x31 0 0 0 0 x41 0 1 0 0 x51 1 0 0 0 x61 1 1 0 0 x74 1 0 0 1 高阻5FS 信号可用作示波器的外同步信号，以便观察 2DPSK 等信号。FS-OUT 信号、NRZ-OUT 信号之间的相位关系如图 1-5 所示，图中 NRZ-OUT的无定义位为 0，帧同步码为 1110010，数据 1 为 11110000，数据 2 为00001111。FS 信号的低电平、高电平分别为 4 位和 8 位数字信号时间，其上升沿比 NRZ-OUT 码第一位起始时间超前一个码元。FSNRZ-OUT 帧 同 步 码 数 据 1数 据 2图 1-5
10、FS、NRZ-OUT 波形五、实验步骤1、熟悉信源模块的工作原理。2、把 DIGITAL SOURCE 模块插入插槽。3、打开电源开关，用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。用同轴电缆将 FS-OUT 输出与示波器外同步信号输入端相连接，把 FS-OUT 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已正常工作（1 码对应的发光管亮，0 码对应的发光管熄） ；（2） 用 K1 产生代码1110010（为任意代码，1110010 为 7 位帧同步码） ，K2、K3 产生任意信息代码，观
11、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。图 1-3 数字信源电原理图6实验二 数字调制实验一、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、2PSK、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、2FSK、2PSK、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
12、及 2ASK、2FSK、2DPSK 信号的频谱。三、实验设备1、20M 双踪示波器 1 台2、DYT3000 实验箱 1 台3、DYT3000-01（DIGITAL SOURCE）数字信号源模块 1 块4、DYT3000-02（2ASK MODULATOR）2ASK 调制模块 1 块5、DYT3000-03（2FSK MODULATOR）2FSK 调制模块 1 块6、DYT3000-04（2PSK MODULATOR）2PSK 调制模块 1 块7、DYT3000-05（2DPSK MODULATOR）2DPSK 调制模块 1 块四、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
13、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。（A）二进制数字调制原理一2ASK1产生7m(t) tcostcos)t(meNRZ模 拟 法键 控 法 电 子 开 关tcoseo(t)m(t)10信 息 代 码2ASK2频谱 )()(cos)()( tCosttteR coeo)(41)(21)(cs)( ccjjmcmeRRtttm fP)f(41fPcscseo式中 Ps(f)为 m(t)的功率密度谱零点带宽 B=2f s=2RB发滤波器最小带宽可为 fs(理论值)也可将基带信号处理后再进行
14、2ASK 调制二2FSK1产生ps(f)-fs 0 fsPeo(f)-fc 0 fc升余弦滚降滤波器 发滤波器升余弦滚降信号fccos ct 滤除谐波fc-fs/2 fc+fs/22VCO 相位连续dt)(mKtcosA)t(eFo相位不连续cos c1tcos c2t m(t)电子开关 tcostcoste21082频谱键控法 2FSK)()(41)()(41)( 221221 cscscscseo fPffPffP 式中 是 m(t)的功率谱， 是 的功率谱当 p(1)=p(0)时，1ps pstm=)(1fps2fssc|scff2|12FSK 信号带宽 s2c1f|f|B三2PSK （
15、BPSK ） （绝对调相）“0,os1cs)(tttmeco TktBNRZts)2(,:1 产生fc2 fc2+fs fc1 fc1+fs或fc2 fc1 fc2 fc1电子开关180！m(t)BNRZcos ct2PSKcos ctm(t)NRZ1 0 0 1 1 0信息代码cos ct2PSKcos ct2PSK1 02PSK9信息代码 2PSK 规律：“异变同不变” ，即本码元与前一码元相异时，本码元内 2PSK 信号的初相相对于前一码元内 2PSK 信号的未相变化 180，相同时则不变。2频谱，P eo(f)中无离散谱 fc)()(41)( cscseo fpffP为 m(t)的频谱
16、ps当 p(1)=p(0)时 ps(f)中无直流， B=2f s四2DPSK（差分相位键控，相对调相）1产生 码变换2PSK 调制法绝对码 ak 相对码 bk变化规律：“1 变 0 不变” 。b k=ak+bk-1，设 bk初始值为 1，各点波形如图所示：第一个码元内信号的初相可任意假设ak 2DPSK 规律：“1 变 0 不变” ，即信息代码（绝对码）为“1”时，本码元内 2DPSK 信号的初相相对于前一码元内 2DPSK 信号的未相变化 180，信息代码为“0”时，则本码元内 2DPSK 信号的初相相对于前一码元内 2DPSK 信号的末相不变化。2频谱 同 2PSK（B）电路原理pe0(f)fc-fs fc fc+fs2PSK 调制Ts2PSK(bk)2DPSK(ak)ak bkbk-112DPSK(ak)2PSK(bk)1 0 1 0 011 10 0 0 0 00 0 0 0akbkbk-1cos ctk: 0 1 2 3 4 5 6
