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2015-01-18

数字通信原理实验箱通信系统综合实验

一、实验目的
  1.熟悉数字通信系统各级信号的波形。
  2.理解信号在信道传输过程中的变换原理和方法。
  3.了解数字通信系统性能的测试方法。

二、数字通信原理实验箱实验电路工作原理
为了使学生对数字通信系统有一个感性认识,进一步加深对通信系统工作的理解,本实验是在前面实验的基础上,有代表性地选择了HDB3码编译码系统,PCM编译码系统,增量编码调制实验,二相BPSK(DPSK)调制解调系统实验,数字同步技术实验,信号发生器系统实验和中央集中控制器系统实验的基础上,组成一个较完整的通信系统综合实验,也即模拟一个简易数字通信系统。
综合实验一简介
这个实验系统就是由模拟信号源、发送接收滤波器、音频功放、增量调制,PSK调制解调,数字同步技术等实验等模块组成。
电路方框图
电路方框图
图15-1、15-2是该系统较详细的电路方框图。
综合实验二简介
这个实验系统就是由模拟信号源、发送接收滤波器、音频功放、HDB3码编译码系统,PCM编译码系统等实验模块组成实验。

电路方框图
图15-3是该系统较详细的电路方框图。

三.实验步骤
综合实验一:这个实验系统就是由模拟信号源、发送接收滤波器、音频功放、增量调制,PSK调制解调,数字同步技术等实验模块组成。
实验步骤:
(一)单工调制解调通信系统实验,见图15-1。
1. 打开实验箱右侧电源开关,电源指示灯亮。
2. 检验CVSD编译码系统是否工作正常。
开关K801的1-2相连。输入同步正弦波信号,薄膜键盘选择编译码时钟:02 32KHz。调节电位器W201使TP202、TP803测量点波形稳定为佳。
调节电位器W801使滤波输出TP804波形正常。
系统工作正常。
3. 检验PSK调制解调系统是否工作正常。
    开关J301选择CPLD,开关J701选择PSK;
开关K301的1-2、2-3相连,开关K302的2-3相连;
开关SW02的1-2相连,即在本实验箱上PSK自环实验;
薄膜键盘选择:02 32KHz PN;
调节各电位器使电路工作在最佳状态。
4. 开关J301选择CVSD,开关K801的2-3相连,开关SW02的1-2相连。即将CVSD编码器的编码信号送进PSK调制解调系统进行调制、解调,解调信号经过提取时钟,信码再生,再生信号送回CVSD译码器进行译码输出。
5. 薄膜键盘选择综合实验:01 综合实验1。即给系统送入所需的各种信号信令。
6. 选择一个模拟信号,如TP005音乐信号。用连接线接入TP201,即给系统送入需进行通信的语音信号。
7. 用连接线连接TP804和TP006,即将还原的语音信号经喇叭播放出来。
8. 开关K001的1-2相连,接通喇叭,调节电位器W005改变输出功率。
9. 改变输入的模拟信号,重复上述步骤,讲述信号流程和信号间的变化关系。

(二) 实验箱间双工PSK调制解调通信实验
    图15-2:实验箱间双工PSK调制解调通信实验方框图
1.步骤同上(1~3),将两台实验箱相关电路调整到最佳。
2. 开关J301选择CVSD,开关K801的2-3相连,开关SW02的2-3相连;用MODEM通信电缆连接两台实验箱。即将CVSD编码器的编码信号送进PSK调制系统进行调制,已调信号通过电缆线传输到另一台实验箱上进行解调,解调信号经过提取时钟,信码再生,再生信号送回CVSD译码器进行译码输出;而本实验箱的PSK解调系统接收上一台实验箱的已调信号进行解调,然后经过信码再生、CVSD译码输出。
3. 薄膜键盘选择综合实验:01 综合实验1。即给系统送入所需的各种信号信令。
4. 选择一个模拟信号,如TP005音乐信号。用连接线接入TP201,即给系统送入需进行通信的语音信号。
5. 用连接线连接TP804和TP006,即将还原的语音信号经喇叭播放出来。
6. 开关K001的1-2相连,接通喇叭,调节电位器W005改变输出功率。
7. 改变输入的模拟信号,重复上述步骤,讲述信号流程和信号间的变化关系。

综合实验二:这个实验系统就是模拟信号源、发送接收滤波器、音频功放、HDB3码编译码系统,PCM编译码系统(两路信号时分复用数据)等实验模块组成。
实验步骤:
1. 打开实验箱右侧电源开关,电源指示灯亮。
2. 检验PCM编译码系统是否工作正常。
开关K501的1-2相连,开关K502的1-2相连;输入模拟信号,薄膜键盘选择正确。逐点测量各点波形检验系统是否工作正常。
3. 检验AMI/HDB3码编译码系统是否工作正常。
    开关KA01的1-2相连,薄膜键盘选择正确。逐点测量各点波形检验系统是否工作正常。
4. 开关K501的2-3相连,开关K502的2-3相连,KA01的2-3相连。即将PCM编码器的编码信号(两路信号时分复用数据)送进AMI/HDB3码编译码系统,进行编译后,信号送回PCM译码器进行译码输出。
5. 薄膜键盘选择综合实验:02 综合实验2。即给系统送入所需的各种信号信令。
6. 选择一个模拟信号,如TP005音乐信号。用连接线接入TP501,即给系统送入需通信的语音信号。
7. 用连接线连接TP506和TP006,即将还原的语音信号经喇叭播放出来。此时,请注意PCM(一)和PCM(二)的译码器各自输出的信号,跟前面完成PCM的独立模块实验的结果有什么不同,是否完成了时分复用的数据交换功能。
8. 开关K001的1-2相连,接通喇叭,调节电位器W005改变输出功率。
9. 改变输入的模拟信号,重复上述步骤,讲述信号流程和信号间的变化关系。注意观察对比PCM发送的编码数字信号与经过HDB3模块后接收的数字序列,相位有何变化,为什么会这样呢?
每个实验箱都提供了一个电话接口。注意:实验时请保证将两实验箱的地线相连。

至此,我们把本通信原理实验平台的系统综合实验步骤作一一介绍,对组成一个较为完整的通信传输系统有了一定的了解。

四、注意事项
  1.认真领会本次实验的指导思想,仔细分析实验电路的工作过程及原理。在动手之前做到实验系统基本概念清楚。综合实验目的明确。
  2.对实验箱中的各部分电路元器件所在位置看准确、清楚,具体步骤见以前的实验。
  3.根据实验内容中提到的步骤逐一进行。
  4.注意示波器、频率计、信号源的接地线要良好。
  5.每做一步都要小心,防止烧坏元器件或印刷电路板。

五、实验报告要求
根据系统方框图,以同步正弦波信号作信号源输入,逐一进行通信系统综合实验。根据实测记录,画出系统框图中的各主要工作点的波形,注意信号波形的相位变化关系。

六、讨论思考题
    在数字通信传输系统中,欲提高系统性能,减少传输误码率的途径有哪些?