通信原理实验指导书(6)

观察并测量2048KHz和32KHz定时。 (二)、 发送滤波器

在(TP5)输入频率为1KHz、幅度为2Vp-p的音频信号。在(TP5)观察输入信号，在(TP6)观察输出信号，记下它们的幅度和波形。 (三)、 △M编码器

在(TP6)观察经发送滤波器限带后输入编码器的音频信号，在(TP7)观察本地译码信号。在(TP8)观察编码输出的数字信号(幅度约为10Vp-p)。以音频信号作为同步信号，观察信码的变化规律。对应正弦波过零处应有连“0”或联“1”码型出现；对应正弦波的波峰和波谷处应有“0”、“1”交替码型出现。 (四)、 △M译码器

用短线连接(TP8)—(TP9)，即将编码信号送入译码器。在(TP9)观察输入译码器的编码信号，在(TP10)观察译码器输出的模拟信号，画出波形。 (五)、 接收滤波器

在(TP10)观察滤波器的输入信号。在(TP11)观察滤波器输出的模拟信号。记下它们的波形和幅度。

(六)、 系统性能测试

系统性能有三项指标：动态范围、信噪比和频率特性。 1、动态范围

在满足一定信噪比(S/N)条件下，编译码系统所对应于800Hz(或1000Hz)音频信号的幅度范围定义为动态范围。动态范围应大于电子工业部1982年暂定的标准框架(样板值)。图3-10示意给出了这个样板。

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S/N(dB)242220输入电平18

-50-40-30-20-100

(dBmo)

图3-10 △M编译码系统动态范围样板图

动态范围的测试框图如图3-11所示。

在原理部分已经提到，△M编译码器允许输入信号的最大幅度为4.36V。为了确保器件的安全使用，本实验在进行动态范围这一指标测试时，不再对输入信号的临界过载进行验证。取输入信号的最大幅度为5Vp-p(注意：信号要由小至大调节)，测出此时的S/N值。然后以10dB间隔衰减输入信号，将测试数据填入下表。

Vin(mv)p-p S/N(dB) 音频发生器 5000 -10dB 1500 可变衰减器-20dB 500 -30dB 150 -40dB 50 -50dB 15 编码器失真仪杂音计译码器示波器

图3-11 动态范围测试框图

2、信噪比特性

在上一项测试中选择出最佳编码电平(S/N最高，推荐为2Vp-p)。在此电平下测试不同频率下的信噪比值。频率选择在500Hz/1KHz/2KHz/3KHz,将测试数据填入下表。

f(Hz) S/N（dB） 500 1000 第26页

2000 3000 信噪比特性的测试框图如图3-12所示。

音频发生器可变衰减器编码器失真仪

译码器示波器

图3-12 信噪比特性测试框图

3、频率特性

选一合适的输入电平(Vin=2VP-P)，改变输入信号的频率，频率范围从500Hz到3000Hz。在(TP11)用示波器测量译码输出信号的电压值,数据填入下表。

f(Hz) TP11（V） 500 1000 2000 3000 五、实验报告

1、整理实验记录，画出相应的曲线和波形。

2、集成化△M编译码系统由哪些部分构成？各部分的作用是什么？ 3、设想临界过载时本地译码信号和信码信号的形状。试画出它们的波形。 4、什么叫数字检测音节压扩的可变斜率？在本实验中是如何实现的？ 5、积分电路的设计原则是什么？ 6、对改进实验内容和电路有什么建议？

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实验四 移相键控(PSK)实验

一、实验目的

1、了解M序列的性能，掌握其实现方法及其作用；

2、了解2PSK系统的组成验证，其调制解调原理；

3、验证同步解调的又一方式—同相正交环(或称Costas环)的工作原理； 4、学习集成电路压控振荡器在系统中的应用； 5、学习2PSK系统主要性能指标的测试方法。 二、实验原理和电路说明 (一) 概述

数字通信系统的模型可以用图4-1表示，虚线框内的部分称为数字调制和解调部分，以完成数字基带信号到数字频带信号之间的变换。

信息源编 码器调制器信解调译码器收信者道器

噪声源

图4-1 数字通信系统模型

与模拟通信系统相比，数字调制和解调同样是通过某种方式，将基带信号的频谱由一个频率位置搬移到另一个频率位置上去。不同的是，数字调制的基带信号不是模拟信号而是数字信号。

在大多数情况下，数字调制是利用数字信号的离散值去键控载波。对载波的幅度、频率或相位进行键控，便可获得ASK、FSK、PSK等。这三种数字调制方式在抗干扰噪声能力和信号频谱利用率等方面，以相干PSK的性能最好，目前已在中、高速传输数据时得到广泛应用。

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近年来，在数字微波通信中进一步提高频谱利用率的课题已获得重要进展。除2PSK外，已派生出多种调制形式，如四相移相键控(QPSK)、八相移相键控(8PSK)、正交部分响应(QPRS)、十六状态正交电幅(16QAM)以及64QAM、256QAM等，这些都是高效率的调制手段。 为了模拟实际数字调制系统，本实验的调制和解调基本上由数字电路构成。数字电路具有变换速度快、解调测试方便等优点。为了实验过程中观察方便，实验系统的载波选为5MHz。 (二) 调制

2PSK系统的调制部分框图如图4-2所示，电路原理如图4-3所示，下面分几部分说明。 1、M序列发生器

实际的数字基带信号是随机的，为了实验和测试方便，一般都是用M序列发生器产生一个伪随机序列来充当数字基带信号源。按照本原多项式f(x)=X+X+1组成的五级线性移位寄存器，就可得到31位码长的M序列。码元定时与载波的关系可以是同步的，以便清晰观察码元变化时对应调制载波的相应变化；也可以是异步的，因为实际的系统都是异步的，码元速率约为1Mbt/s。 2、相对移相和绝对移相

移相键控分为绝对移相和相对移相两种。以未调载波的相位作为基准的相位调制叫作绝对移相。以二进制调相为例，取码元为“1”时，调制后载波与未调载波同相；取码元为“0”时，调制后载波与未调载波反相；“1”和“0”时调制后载波相位差1800。绝对移相的波形如图4-4所示。

在同步解调的PSK系统中，由于收端载波恢复存在相位含糊的问题，即恢复的载波可能与未调载波同相，也可能反相，以至使解调后的信码出现“0”、“1”

倒置，发送为“1”码，解调后得到“0”码；发送为“0”码，解调后得到“1”码。这是我们所不希望的，为了克服这种现象，人们提出了相对移相方式。

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