082339郑治通信原理实验.docx
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082339郑治通信原理实验
实验一数字信源
一、实验目的
1.掌握时分复用系统信道复用原理
2.掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点
二、实验内容
1.搭建数字信号时分复用信源系统
2.观察系统输出信号的帧结构
三、基本原理
本实验用三个数字源来复用一个信道,它们分别是帧同步信号,数据1,数据2.其中只有数据1数据2是能传递信息的有用信号。
每个数据源由8位固定数据构成,所以一帧信号共24位且系统最后输出成周期性。
系统构成框图如下:
四、实验步骤
1.根据上边指导所讲,先定义系统仿真时间。
采样率设为10000000Hz,采样点设为1024点即可。
其他参数使用默认值。
2.从图库选出所需图符并按要求连接。
在需要分析波形的图符输出连接示波器。
3.运行系统观察示波器输出波形是否正确,如有错误则要根据波形分析系统错误原因,返回设计窗口更改设计,在运行分析,如此反复做下去直至成功为止。
位便于分析我们可以在任何图符输出端添加示波器,运行后便能看到结果。
4.系统设计图如下:
五、实验报告要求
1.记录自己设计的系统运行后BS,S1,S3,S4,S5的波形。
2.写出自己三个数据源中的数据,记录自己设计的系统运行后信道最后输出帧结构,比较两个结果是否一致。
3.在实验报告上会出自己设计的系统的框图。
4.系统框图和信号波形:
实验二AMI编码和HDB3编码
一、实验目的
1.掌握AMI编码和HDB3编码的编码原理。
2.理解AMI编码和HDB3编码系统组成原理。
二、实验内容
1.搭建AMI编码和HDB3编码系统,对实验一得输出进行编码。
2.观察编码结果是否符合编码要求。
三、基本概念和原理
1.AMI码和HDB3码
AMI码的全称是传信号交替反转码。
这种码将消息代码0(空号)和1(传号)按如下规则进行编码:
代码的0仍为传输码的0,二把代码的1交替的变换为传输码的+1.-1.+1.-1…..它是双极性归零码的一种,它的占空比为0.5,即脉冲宽度于码元宽度自比为0.5。
HDB3码全称是三阶高密度双极性吗。
它的编码规则是这样的:
先把消息代码变成AMI码,然后去检查AMI码连0串的情况。
四、建模与仿真
AMI仿真模型和信号波形:
实验三数字调制
一实验目的
1.掌握用键控法产生2ASK,2DPSK,2FSK信号的方法。
2.掌握绝对码和相对码的概念及它们之间的变换关系。
3.掌握绝对码波形和2FSK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,2DPSK,2FSK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.搭建2ASK,2DPSK,2FSK调制系统。
2.观察2ASK,2DPSK,2FSK信号波形。
3.观察2ASK,2DPSK,2FSK信号频谱。
三基本原理
电路原理框图如下:
由图我们可以清楚的看到2ASK,2DPSK,2FSK调制就是用数字基带信号来控制键控器件的输出。
键控器件有两个信号输入端,数字基带信号为0或1时使两个不同信号分别输出,达到键控目的。
四系统的设计框图:
五实验步骤
1.设置系统采样率为10000000Hz和采样点数为1024点。
2.根据原理和框图来搭建系统。
在需要分析波形的输出处添加示波器。
3.运行系统观察信号输出波形,根据理论来分析系统是否工作正常。
4.修正系统直至工作正常后,到分析窗口观察比较2psk和2dpsk波形关系。
5.观察2ask,2fsk信号波形,对这些信号有一个深入的认识。
6.在分析窗口中可以看到信号的频谱。
观察2ask,2fsk,2psk和2dpsk信号频谱。
比较他们在频谱中的差异,对这些信号由一个全面认识。
六实验报告要求
1.写出自己在信源中的数字信号,写出它的相对码。
2.记录系统运行后2ask,2fsk,2psk和2dpsk信号波形。
3.总结绝对码和相对码的变换规律,本实验时由绝对码变相对码,自己设计一个由相对码变绝对码的电路。
4.总结2psk和2dpsk信号相位变换关系。
实验四锁相环与载波的提取
一实验目的
1.了解锁相环的原理与用法。
2.掌握用平方环法从2dpsk信号中提取相干载波的原理。
二实验内容
1.用平方环法从2dpsk信号中提取载波同步信号。
三基本原理
常用平方环或同相正交环(科斯塔斯环)从2dpsk中提取相干载波。
本实验用平方环法实现,其原理框图如下:
四系统设计的框图:
五实验步骤
1.设置系统采样率为10000000Hz和采样点数为1024点。
2.根据原理和框图来搭建系统。
在需要分析波形的输出处添加示波器。
3.运行系统观察信号输出波形,根据理论来分析系统是否工作正常。
4.修正系统直至工作正常。
5.对照系统中各处输出波形,可以更加清晰的理解每个器件的功能,这对理解整个系统有很大的帮助。
六实验报告要求
1.记录2dps信号载波波形和你系统输出波形。
2.根据以前所学总结锁相环工作原理。
3.在系统中适当的加一些噪声,看一下系统抗干扰性能如何。
实验五数字解调
一实验目的
1.掌握2DPSK相干解调原理。
2.掌握2FSK过零检测解调原理。
二实验内容
1.搭建2DPSK相干解调系统,观察系统各点波形,理解各个部分工作原理。
2.搭建2FSK过零检测解调系统,观察各点波形,理解解调原理。
三基本原理
四系统设计和仿真
五实验步骤
1.设置系统仿真时间为10e+6s,采样点数为1024即可。
2.将信源子系统、调制子系统、载波子系统连接好。
3.根据上边所讲设计系统。
注意器件的参数设置。
在链接器件时注意器件的输入输出管脚的链接。
注意控制脚的链接。
4.在适当的位置添加示波器,根据波形调整系统,知道达到要求。
5.观察2FSK过零检测解调输出,2DPSK相干解调输出,信源输出,比较它们的相同于不同,分析原因。
6.用示波器观察系统处理信号的过程,分析每个器件功能。
理解整个系统工作原理。
7.制作2DPSK相干解调子系统和2FSK过零检测解调子系统,以后实验将会用到。
六实验报告要求
记录2FSK过零检测解调输出,2DPSK相干解调输出,与信源输出做比较,分析差异的原因。
记录输入信号经过不同器件处理后的波形,也就是信号在系统中的一个变化过程。
实验六位同步信号的提取
一实验目的
1.掌握数字锁相环工作原理
2.掌握用锁相法提取位同步信号的原理
二实验内容
1.搭建数字锁相环系统。
2.用数字锁相环提取位同步信号。
三基本原理
位同步锁相法的基本原理和载波同步的类似。
在接收端利用鉴相器比较接收码元和本地产生的位同步信号的相位,若两者不一致(超前或滞后),鉴相器就产生误差信号区调整位同步信号的相位,直至获取准确的位同步信号为止。
我们把采用锁相环来提取位同步信号的方法称为所想法。
在数字通信中。
常用数字锁相法提取位同步信号。
(1)数字锁相
(2)位同步电路框图
四系统设计及仿真
五实验要求
根据同步原理自己设计仿真电路,并根据结果来分析该电路性能。
六思考题
思考单稳态的定时时间是多长?
实验七帧同步
一实验目的
1.掌握巴特码识别原理
2.掌握同步保护原理
3.掌握假同步、漏同步、捕捉态、维持态概念
二实验内容
1.根据原理设计帧同步系统,使系统可以正常工作
2.通过波形来加深理解帧同步原理
三基本内容
在时分复用系统中,为了正确的传输信息,必须在信息码流中插入一定数量的帧同步码,可以集中插入也可以分解插入。
本节主要对集中插入同步进行分析。
在集中插入法中,要求插入的同步码在接收端进行同步识别时出现的伪同步的概率尽可能的小,并且要求该码在组有尖锐的自相关函数,以便于识别,同时要求接收机的同步码识别尽量简单。
目前用的比较广泛的是性能良好的巴特码(Barker)。
七位巴特码是1110010.
四系统设计与仿真
1.此处我们要用的八位移位寄存器在逻辑库中有相应的器件,我们可以直接来使用。
2.相加器可以直接拿来使用,他可以有多个输入端。
3.逻辑库中的模拟比较器可以用做判决器。
4.RS触发器可在逻辑库中直接找到。
5./3电路和/24电路由自己设计。
6.单稳态触发器要注意脉宽的设定。
实验八数字基带通信系统
一实验目的
1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。
2.掌握位同步信号,帧同步信号在数字分接中的作用。
3.理解位同步信号抖动,帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
二实验内容
1.设计数字终端系统。
2.将数字终端系统和数字信源子系统、位同步子系统、帧同步子系统一起构成一个数字基带通信系统。
3.用示波器观察分接后的数据信号,用于数据分接的位同步信号和帧同步信号。
三基本原理
1.数字终端系统的设计
本模块的目的就是将在一帧时分复用信号中的两个时隙信号提取出来,变成两路信号。
每路信号都有串行和并行两种输出方式。
2.时分复用数字基带通信系统
四系统设计与仿真
五仿真说明
有波形图我们可以看出信号在传输的过程中长生了延时,这是电路系统本身决定的。
实验九时分复用数字调制通信系统
一实验目的
1.掌握时分复用数字调制通信系统的基本原理及数字信号传输过程。
2.掌握位同步信号,帧同步信号在数字分接中的作用。
3.理解位同步信号抖动,帧同步信号错位对数字信号传输的影响
4.理解时分复用数字调制系统和时分复用数字基带通信系统的关系。
二实验内容
1.画出时分复用数字调制通信系统的原理框图。
2.根据框图来构建仿真时分复用数字调制通信系统模型。
3.观察整个系统中数据信号,位同步信号,帧同步信号的关系。
4.理解调制与解调在时分复用数字调制通信系统中的位置与重要性。
三实验原理
四系统设计与仿真
五仿真说明
从波形上我可以看到数据终端的数据又很大的延时,这是由电路结构本身所决定的,我们可以比较上节时分复用数字基带通信系统的波形,会发现这里的延时更大了,这是由于电路系统添加了调制和解调部分,电路更加复杂的缘故。
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- 082339 通信 原理 实验
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