通信原理 实验指导书
编写人：李善姬 审核人：朱东弼
目 录
实验一
信号发生器系统实验 ....................................................................................1 实验二
数字基带信号 ................................................................................................4 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 FSK调制解调实验 .......................................................................................8 2PSK(2DPSK)调制实验 .............................................................................13 2PSK(2DPSK)解调实验 .............................................................................16 脉冲编码调制(PCM)及系统实验 ..............................................................20 增量调制编码系统实验 ..............................................................................23 增量调制译码系统实验 ..............................................................................26
实验一
信号发生器系统实验
一、实验目的
1.了解多种时钟信号的产生方法。
2.掌握用数字电路产生伪随机序列码的实现方法。 3.了解PCM编码中的收、发帧同步信号的产生过程。
二、预习要求
阅读本实验原理部分内容，理解信号发生器系统的原理，熟悉各芯片的功能。
三、实验仪器仪表
1.双踪示波器
一台 2.电子与通信原理实验箱
一台 3.万用表
一块 4.数字频率计
一台 5.通信原理实验箱一
一台
四、实验电路
时钟信号是其他各级电路的重要组成部分，在通信电路及其他电路中，若没有时钟信号，则电路基本工作条件将得不得满足而无法工作。因此，我们在做电子与通信原理各项实验时，必须先对所有的时钟信号加以了解、熟悉，以便能顺利的进行后面的各项实验。
电路组成如下：
信号发生器原理框图如图1-1所示。
图1-1 信号发生器原理框图
音频信号发生器原理框图如图1-2所示。
图1-2 音频信号发生器原理框图
信号发生器原件布局图如图1-3所示。
图1-3 信号发生器原件布局图
五、实验内容
1.用时钟信号源产生的信号作为总时钟输入，S001开关解
2、3，分别分析各级电路，并测出各测量点的波形。
2.观测简易正弦信号发生器波形，调节W10
4、W10
5、W10
6、W107电位器，观测输出变化。
六、实验步骤及注意事项
1.接好电源，打开电源开关，相对应的指示发光二极管亮，使电路工作。 2.该实验单元的元器件位置结构见图1-3所示。
3.分析该实验电路的电路原理图1-
1、1-2，并理解其工作过程。
4.在测试正弦波信号发生器输出波形时，注意调节W10
4、W10
5、W10
6、W107电位器，观察输出信号波形的变化。
5.在分析测试PCM编译码电路中使用的8KHz窄脉冲作收、发分频同步信号时，先分析该电路的各点工作波形与时序关系，然后画出波形图，并用示波器对各个测试点进行测试，并作详细的分析验证。
七、实验报告要求
1.分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。 2.根据实验测试记录，画出各测量点的波形图。
3.写出完成本次实验后的心得体会，以及对本次实验的改进意见。
实验二
数字基带信号
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AMI码、HDB3码的编码规则。 3.掌握从HDB3码中提取位同步信号的方法。
4.掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5.了解HDB3编译码集成电路CD22103。
二、实验仪器仪表
1.信号源
一台 2.双踪示波器
一台 3.频率计
一台 4.万用表
一块 5 实验系统2
一台
三、实验电路
本实验相关实验电路如下：
图2-1为HDB3编译码方框图，图2-2为HDB3编译码电路图，图2-3为HDB3原件布局图。
图2-1 HDB3编译码方框图
图2-2 HDB3编译码电路图
图2-3 HDB3原件布局图
四、实验内容
1.用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、信号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2.用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3.用示波器观察HDB
3、AMI译码输出波形。
五、实验步骤
1.熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。 2.用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。 3.用示波器观察HDB3编译码单元的各种波形。
六、实验报告要求
1.根据实验观察和记录回答下列问题： (1) 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AMIA码及HDB3码是否一定相同？为什么？
2.设置一组信息码，给出对应的AMIA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.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。
实验三
FSK调制解调实验
一、实验目的
1.理解FSK调制工作原理及电路组成。
2.理解利用锁相环解调FSK的原理和实现方法。
二、实验仪器仪表
1.信号源
一台 2.双踪示波器
一台 3.频率计
一台 4.万用表
一块 5 通信原理实验箱二
一台
三、实验内容
1.测试FSK调制电路各测量点波形，并作详细分析。 2.测试FSK解调电路各测量点波形，并作详细分析。
四、实验电路
本实验相关实验电路如下： 图3-1为FSK调制原理图； 图3-2为FSK解调原理图； 图3-3为FSK调制解调原件分布图。
图3-1 FSK调制原理图
图3-2 FSK解调原理图
图3-3 FSK调制解调原件分布图
五、实验步骤
1.FSK调制实验 (1) 拨动开关为ON；
(2) 按下“开始”与“FSK”功能键；
(3) 跳线开关设置：S9001-
2、S9011-
2、S9021-2； (4) 在CA901上插电容；
(5)注意选择不同的数字基带信号的速率。 2.FSK解调实验
接通开关S950“1”和“2”脚，输入FSK信号给解调电路，注意观察：“1”、“0”码内所含载波的数目；
观察FSK解调输出测试点波形，并作记录。同时观察FSK调制端的基带信号，比较两者波形，观察是否失真。
六、实验报告要求
1.分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。
2.根据实验测试记录，在坐标纸上画出各测量点的波形图，并分析实验现象。 3.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。
实验四
2PSK(2DPSK)调制实验
一、实验目的
1.掌握2PSK(2DPSK)调制的工作原理及电路组成。 2.了解载频信号的产生方法。
3.掌握二相绝对码与相对码的变换方法。
二、实验仪器仪表
1.信号源
一台 2.双踪示波器
一台 3.频率计
一台 4.万用表
一块 5 通信原理实验箱二
一台
三、实验电路
本实验相关实验电路如下所示：
图4-1为PSK调制电路原件分布图，图4-2为PSK调制电路图。
图4-1 PSK调制电路原件分布图
图4-2 PSK调制电路图
四、实验内容
1.二相PSK调制器
用内载波发生器产生的信号作输入载波信号来观察T700-T706各测量点的波形。
2.二相DPSK调制器
加入差分编码器电路来传输二相DPSK信号，重复上一组内容。
五、实验步骤
1.拨动开关S702为ON；
2.按一下“开始”与“PSK”功能键，显示代码“PSK”； 3.跳线开关设置功能如下：
K700 1-2：伪随机码，码序列为1110010，速率为32KHz的绝对码；
K700 2-3：伪随机码，码序列为1110010，速率为32KHz的相对码；
K700 4-5：128KHz方波，码序列为11100码；
K700 5-6：64KHz方波，码序列为11100码；
K704 1-2：1.024MHz方波，作为载波输入；
K704 2-3：512KHz方波，作为载波输入。
4.做二相PSK实验时，必须把开关K700的1脚与2脚相连接，做二相DPSK实验时，必须把开关K700的2脚与3脚相连接。
六、实验报告要求
1.根据实验结果，作出DPSK已调信号的波形。 2.简述DPSK调制电路的工作原理及工作过程。 3.画出二相PSK调制器详细框图，并简述其工作过程。
4.根据实验测试记录(波形、频率、相位、幅度以及时间对应关系)依次画出 工作波形，并给以必要的说明。
5.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。
实验五
2PSK(2DPSK)解调实验
一、实验目的
1.掌握二相(PSK、DPSK)解调器的工作原理及系统电路组成。 2.熟悉二相相对相移与绝对相移的转换方法。 3.掌握载波锁相环技术指标的测试方法。
4.掌握二相(PSK、DPSK)系统的重要性能指标的测试方法。
5.了解以二相(PSK、DPSK)解调的基带数字信号中提取同步的方法。
二、实验仪器仪表
1.信号源
一台 2.双踪示波器
一台 3.频率计
一台 4.万用表
一块 5 通信原理实验箱二
一台
三、实验电路
本实验相关实验电路如下所示：
图5-1为二相PSK(DPSK)解调器电路图； 图5-2为电路原件分布图。
图5-1 二相PSK(DPSK)解调器电路
图5-2 电路原件分布图
四、实验内容
1.将实验4中二相PSK(DPSK)的电路调整好后，再将本实验电路调整到最佳状态，逐一测量T800~T856各点处的波形，画出波形图并作记录，注意时间、相位、幅度之间的关系。 2.观察眼图，并作记录分析。
五、实验报告要求
1.根据实验结果，画出PSK(DPSK)相干解调的波形图。 2.画出实验结果，作出接收系统中的同步带与捕捉带的范围。
3.根据实验结果，记录并画出眼图的波形图，并表明眼图的各项参数。 4.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。
实验六
脉冲编码调制(PCM)及系统实验
一、实验目的
1.加深对PCM编码工作过程的理解。 2.掌握PCM编、译码的时序关系。
3.熟悉PCM编、译码专用芯片的使用方法及其要求。 4.了解PCM系统的工作过程。
二、实验仪器仪表
1.双踪示波器
一台
一台
2.通信原理实验箱一
一台 3.低频信号源
三、实验电路
本实验相关实验电路如下所示：
图6-1为PCM编译码电路布局图，图6-2为PCM编译码电路图。
6-1 PCM编译码电路布局图
图6-2 PCM编译码电路图
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四、实验内容
PCM编码实验
1．在不加信号的情况下，用双踪示波器测量T301~305各测量点处的波形，仔细观察。
2.从实验一信号发生器系统单元中输入1KHz单音正弦信号至SIN300中，再测量T301~305中各点波形，画出各点波形并分析其相位关系。
3.从外加信号发生器中输入一正弦信号至SIN300中，重复上述“2”的过程及步骤。
4.PCM解码系统实验将S300
1、2连接，在上述“1”、“2”、“3”的基础上，继续测量T301~305各测量点处的波形，并画出波形，作详细分析。
五、实验报告要求
1.画出实验电路方框图，叙述其工作过程。
2.画出实验过程中各测量点的波形图，注意对应相位关系。 3.写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。
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实验七
增量调制编码系统实验
一、实验目的
1.掌握增量调制编码的基本原理。
2.理解不同速率的编码，以及低速率编码时的输出波形。
二、实验仪器仪表
1.双踪示波器
一台 2.低频信号源
一台 3.万用表
一块 4.通信原理实验箱一
一台
三、实验电路
本实验相关实验电路如下所示：
图7-1为增量调制编码电路布局图，图7-2为增量调制编码电路图。
图7-1 增量调制编码电路布局图
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图7-2 增量调制编码电路
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四、实验内容
1.在不加信号的情况，用双踪示波器测量T401~T407各测量点的波形。 2.用低频信号源输出信号，产生一频率为800KHz，幅度为2.5V的信号，输入插座SIN400中，再测量T401~T407各点波形，并画出波形。
3.输入音频信号保持f=800KHz不变，而改变信号幅度，再重复逐点观测T401~T407各点波形。
4.输入音频信号保持幅度不变，而改变信号的频率，再重复逐点观测T401~T407各点波形。
五、实验报告要求
1.画出实验电路的实验方框图，并作简要叙述。
2.画出实验内容2中的各点波形图，注意对应时间相位关系。 3.结合理论分析说明在处理各点波形时，所发生的各种现象。 4.写出本次实验的心得体会，以及对本实验有何改进意见。
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实验八 增量调制译码系统实验
一、实验目的
1.加深理解连续可变斜率增量调制系统的电路组成与基本工作原理。 2.熟悉对增量调制编译码电路工作过程的监测和测试方法
3.熟悉增量调制系统在不同工作频率、不同信号频率和不同信号幅度下跟踪输入信号的情况。
4.掌握测量系统的过载特性、编码动态范围以及最大量化信噪比的测试方法。
二、实验仪器仪表
1.双踪示波器
一台
2.低频信号源
一台 3.万用表
4.通信原理实验箱一
一块
一台
三、实验电路
本实验相关实验电路如下所示：
图8-1为增量调制译码电路布局图，图8-2为增量调制译码电路图。
图8-1 增量调制译码电路布局图
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图8-2 增量调制译码电路图
四、实验内容
1.在增量调制系统的发送端输入一音频信号，频率为800Hz，幅度为2V左右，使发送端的编码器正常工作，用示波器测量该增量调制系统译码器电路
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T500~T503各点波形，并作记录，注意相位关系。
2.在实验内容1中，保持输入信号的频率不变，而改变输入信号的幅度，再测量T500~T503各点波形，并能识别正常编码，起始编码与过载编码时的波形。 3.测量系统的过载特性，并绘制系统的过载特性曲线。 4.测量系统的编码动态范围。 5.测量系统的最大信号量化噪声。
五、实验报告要求
1.画出实验系统总方框图。
2.画出实验内容1中各测量点的波形。
3.列表并画出过载特性曲线，并根据实验内容要求在相应的表格中填入测试记录数据值。
4.总结话音通信实验时的实验体会，并写出在实验过程中遇到的各种问题。 5.在通话的质量方面，该实验系统如何改进方能提高话音的质量？
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