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通信原理实验报告

通信原理实验报告实验一抽样定理实验二 CVSD编译码系统实验实验一抽样定理一、实验目的所谓抽样。

就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔T 抽取一个瞬时幅度值(样值),即x(t)*s(t)=x(t)s(t)。

在一个频带限制在(0,f h)内的时间连续信号f(t),如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样,那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。

抽样定理告诉我们:如果对某一带宽有限的时间连续信号(模拟信号)进行抽样,且抽样速率达到一定数值时,那么根据这些抽样值就能准确地还原信号。

这就是说,若要传输模拟信号,不一定要传输模拟信号本身,可以只传输按抽样定理得到的抽样值。

二、功能模块介绍1.DDS 信号源:位于实验箱的左侧(1)它可以提供正弦波、三角波等信号,通过连接P03 测试点至PAM 脉冲调幅模块的32P010 作为脉冲幅度调制器的调制信号x(t)。

抽样脉冲信号则是通过P09 测试点连至PAM 脉冲调幅模块。

(2)按下复合式按键旋钮SS01,可切换不同的信号输出状态,例如D04D03D02D01=0010对应的是输出正弦波,每种LED 状态对应一种信号输出,具体实验板上可见。

(3)旋转复合式按键旋钮SS01,可步进式调节输出信号的频率,顺时针旋转频率每步增加100Hz,逆时针减小100Hz。

(4)调节调幅旋钮W01,可改变P03 输出的各种信号幅度。

2.抽样脉冲形成电路模块它提供有限高度,不同宽度和频率的抽样脉冲序列,可通过P09 测试点连线送到PAM 脉冲调幅模块32P02,作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲s(t)。

P09 测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。

该模块提供的抽样脉冲频率可通过旋转SS01 进行调节,占空比为50%。

3.PAM 脉冲调幅模块它采用模拟开关CD4066 实现脉冲幅度调制。

抽样脉冲序列为高电平时,模拟开关导通,有调制信号输出;抽样脉冲序列为低电平,模拟开关断开,无信号输出。

因此,本模块实现的是自然抽样。

在32TP01 测试点可以测量到已调信号波形。

调制信号和抽样脉冲都需要外接连线输入。

已调信号经过PAM 模拟信道(模拟实际信道的惰性)的传输,从32P03 铆孔输出,可能会产生波形失真。

PAM 模拟信道电路示意图如下图所示,32W01(R1)电位器可改变模拟信道的传输特性。

4.接收滤波器与功放模块接收滤波器低通带宽有2.6KHZ 和5KHZ 两种,分别由开关K601 上位和中位控制,实验时需将开关拨至上位或中位。

接收滤波器的作用是恢复原调制信号。

铆孔P14 是接收滤波器与功放的输入端,实验时需用外接导线将32P03 与P14 连接。

铆孔P15 是输出端,可用于测量经过低通滤波器恢复出来的信号。

三、实验步骤1.插入有关实验模块在关闭系统电源的情况下,按照下表放置实验模块:对应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”,注意模块插头与底板插座的一致。

2.信号线连接:使用专用导线按照下表格进行信号线连接:3.加电打开系统电源开关,底板的电源指示灯正常显示。

若电源指示灯显示不正常,请立即关闭电源,查找异常原因。

4.输入模拟信号观察调节DDS 信号源产生三角波,即D04,D03,D02,D01=0011(模拟信号最好用复杂信号,如三角波,根据本实验平台恢复滤波器带宽,三角波频率选1.5KHZ 较好),送入PAM 脉冲幅度调制模块的32P01 点,用示波器在32P01 处观察,调节电位器W01,使该点三角波信号幅度约2V(峰-峰值)。

5.抽样脉冲观察调节DDS 信号源处于“抽样”状态时,即D04D03D02D01=0001,旋转SS01 可改变取样脉冲的频率。

示波器接在32P02 上,可观察取样脉冲波形。

考虑到1.5KHZ 三角波有效带宽不低于4.5KHZ(三次谐波),因此抽样频率要大于9KHz,选择10KHz 的频率。

6.抽样信号观察示波器接在32TP01 上,可观察PAM 取样信号,示波器接在32P03 上,调节“PAM 脉冲幅度调制”模块上的32W01(即模拟信道电路中R1 的大小)可改变PAM 信号模拟传输信道的特性,PAM 取样信号波形会发生改变。

当R1C1=R2C2 时,理论上无失真,即32TP01 和32P03观察到的信号波形相同。

7.取样恢复信号观察PAM 解调用的低通滤波器电路(接收端滤波放大模块,信号从P14 输入)设有两组参数,其截止频率分别为2.6KHZ、5KHZ。

打开K601 开关,用示波器观测截止频率不同时P15 点波形,保存波形图样。

8.改变模拟信号和抽样脉冲参数修改模拟信号的频率及类型,修改抽样脉冲的频率,重复上述操作。

尝试下表所示组合,观察模拟信号的频谱,保存时域及频域波形,分析实验结果:10.关机拆线实验结束,关闭电源,拆除信号连线,并按要求放置好实验模块。

四、实验结果和遇到的问题在实验中,我们一上来就遇到了问题:我们组的示波器连接电脑时,电脑显示成功安装驱动,但使用Ultrascope for DS1000E Series 软件时,一直显示没有接入设备,无法显示示波器的图样。

我们换了几次插口,重启了几次也不行,老师也说不知道,我们试来试去,耽误了很多时间。

后来老师告诉我们,全教室有三台电脑和我们一样,是将示波器识别为存储设备,所以软件才提示没有连接设备。

这块儿让我们耽误了很多时间,导致之后的步骤没有完全完成。

以下是我们的实验结果。

正弦波:抽样信号观察恢复信号观察:三角波恢复信号观察:实验二 CVSD 编译码系统实验一、实验原理信号输入系统首先进行增量调制,并通过本地解码恢复出来,将恢复出来的信号与原始信号进行比较得到误差信号,若差值中出现长连1 或长连0 时,说明阶梯波上升阶梯过小,斜率不能满足原始信号的要求,此时通过极性一致脉冲来检测,即当出现3 个或3 个以上长连1 或者长连0 时,产生低脉冲信号,其他时刻均为高脉冲,将此信号反馈给积分运算放大器,积分运算放大器由此提高增益,使之斜率变大,达到提高量化阶距的效果。

极性一致脉冲:即当编码数字信号出现三个连0 或三个连1 时,一致脉冲信号输出负电平,其他情况都是输出正电平。

最终获得解码信号时,解码信号不再送回本地解码信号端,而是直接送入接收滤波器从而获得信号的输出。

增量调制编译码模块介绍:6W01:积分量阶的大小控制电位器。

7W01:译码输出积分网络调整电位器。

6P01:模拟信号输入铆孔。

输入300~3400Hz 的模拟信号,若幅度过大,当信号的实际斜率超过译码器的最大跟踪斜率时,本地译码波形跟踪不上信号的变化,将造成过载噪声。

因此信号波形幅度尽量小一些。

方法是:改变相应信号源输出幅度的大小。

6TP01:增量调制编码电路的本地译码信号(阶梯波形)输出测试点。

波形不好可调节6W01 电位器。

6P03:增量调制编码电路输出数字编码信号连接铆孔。

6TP02:一致脉冲信号输出测试点。

它随输入信号波形的变化而变化。

当编码数字信号出现三个连0(或三个连1)时,一致脉冲信号输出负电平,直至连0(或连1)现象结束,返回正电平输出。

6P02:增量调制编码时钟输出铆孔,工作频率由时钟与基带数据发生模块拨码器4SW02控制。

4SW02 设置为“00100”时,时钟为8K;设置为“00101”:16K;设置为“00110”:32K;设置为“00111”:64K。

7P01:增量调制译码电路接收编码信号输入铆孔。

7P02:经过二次积分网络后的本地译码波形输出铆孔,可调节7W01 电位器。

二、实验步骤1.插入有关实验模块在关闭系统电源的情况下,按照下表放置实验模块:对应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”,注意模块插头与底板插座的防呆口一致。

2.信号线连接使用专用导线按照下表格进行信号线连接:3.加电打开系统电源开关,底板的电源指示灯正常显示。

若电源指示灯显示不正常,请立即关闭电源,查找异常原因。

4.增量调制的编码时钟设定拨码器4SW02 设置“00110”,即增量调制的编译码时钟为32KHZ(也可设置其它时钟)。

5.正弦波幅度调节及监测DDS 信号源设置为正弦波状态(通常频率设置为1KHZ),幅度由W01 电位器调节。

6.时钟为32KHZ,正弦波为2KHZ 与阶梯波观察调节正弦波幅度峰峰值800mV 左右,双踪示波器探头分别接在测量点6P01 和6TP01,观察正弦波及本地译码输出的阶梯波。

调整6W01 电位器,使阶梯波与正弦波误差越小越好(此时呈现匀称的阶梯波)。

若6W01 电位器调整不当或正弦波幅度过大,阶梯波可能变成三角波,此时为严重的过载量化失真。

调整6W01 电位器,使测量点6TP01 为匀称的阶梯波。

7.时钟为32KHZ,增量调制编码数据观察调节正弦波幅度峰峰值800mV 左右,双踪示波器探头分别接在测量点6P01 和6P03,观察正弦波及增量调制编码器输出数据。

并且,调节W01 电位器,改变正弦波幅度,增量调制编码器输出数据也作相应变化。

严重过载量化失真时,增量调制编码器输出交替的长连“1”、长连“0”码。

8. 时钟为32KHZ,阶梯波及增量调制编码数据观察调节正弦波幅度峰峰值800mV 左右,双踪示波器探头分别接在测量点6TP01 和6P03,观察阶梯波及增量调制编码器输出数据。

阶梯波上升,对应“1”码;阶梯波下降,对应“0”码。

并且,调节W01 电位器,改变正弦波幅度,阶梯波及增量调制编码器输出数据都作相应变化。

9. 时钟为32KHZ,增量调制编码数据及负极性一致脉冲信号输出观察双踪示波器探头分别接在测量点6P03 和6TP02,观察增量调制编码数据及负极性一致脉冲信号输出。

调节W01 电位器,改变正弦波幅度,当没有长连“0”或长连“1”码时,6TP02 始终为高电位;当增量调制编码数据出现3 个及3 个以上长连“0”或长连“1”码时,6TP02 为低电位,即产生负极性一致脉冲,并且长连“0”或长连“1”个数越多,则负极性一致脉冲宽度也越宽。

10.时钟为32KHZ,编码阶梯波及译码阶梯波观察双踪示波器探头分别接在测量点6TP01 和7P02,调整7W01 电位器,使译码端测量点7P02输出阶梯波形,它应与编码端6TP01 阶梯波形相近似。

11.时钟为32KHZ,输入正弦波及译码恢复正弦波观察双踪示波器探头分别接在测量点P03 和P15 观察输入正弦波及译码恢复正弦波,是否有明显失真(收端低通滤波器频率为2.6KHZ,P14 为滤波器输入点)。

13.时钟为64KHZ,16KHZ,增量调制编码、译码测量改变编、译码工作时钟为64KHZ,16KHZ,再重复上述6—13 步骤实验,比较不同工作时钟下的通信效果。

14.关机拆线实验结束,关闭电源,拆除信号连线,并按要求放置好实验模块。

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