通信原理实验报告 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】学院实验报告课程名称：姓名：学号：班级：指导教师：2017年6月1日目录实验网络和实验板简介 (3)实验1 数字基带信号与 AMI/HDB3编译码 (4)1.1 实验目的 (4)1.2 基本原理 (4)1.3 实验步骤及实验结果 (5)1.4 实验思考题 (10)实验2 数字调制 (12)2.1 实验目的 (12)2.2 实验原理 (12)2.3 实验步骤及实验结果 (12)2.4 实验思考题 (14)实验3 模拟锁相环与载波同步 (15)3.1 实验目的 (15)3.2 实验原理 (15)3.3 实验步骤及实验结果 (15)3.4 实验思考题 (18)实验4 数字解调与眼图 (18)4.1 实验目的 (18)4.2 实验原理 (18)4.3 实验步骤及实验结果 (19)4. 2FSK解调实验 (21)4.4 实验思考题 (22)实验5 数字锁相环与位同步 (22)5.1 实验目的 (22)5.2 实验原理 (22)5.3 实验步骤及实验结果 (23)5.4 实验思考题 (24)实验6 帧同步 (25)6.1 实验目的 (25)6.2 实验原理 (25)6.3 实验步骤及实验结果 (26)6.4 实验思考题 (28)实验 7 时分复用数字基带通信系统 (28)7.1 实验目的 (28)7.2 实验原理 (29)7.3 实验步骤及实验结果 (30)7.4 实验思考题 (31)实验 8 时分复用 2DPSK、2FSK 通信系统 (31)8.1 实验目的 (31)8.2 实验原理 (32)8.3 实验步骤及实验结果 (32)8.4 实验思考题 (33)实验小结 (34)实验网络和实验板简介现代通信包括传输、复用、交换、网络等技术。

通信原理课程主要介绍传输及复用技术。

本实验系统涵盖了数字信号传输的主要内容及时分复用技术,其设计思路是如图所示的两路时分复用 PCM/2DPSK 数字电话系统。

两路PCM/2DPSK数字电话通信系统图中 STA、STB分别为发端的两路模拟话音信号，BS 为时钟信号，SLA、SLB 为抽样信号，F为帧同步码，AK 为绝对码，BK 为相对码。

在收端，CP 为位同步信号，FS为帧同步信号，F1、F2为两个路同步信号，SRA、SRB 为两个PCM 译码器输出的模拟话音信号。

下图为我们实验板子布局显示图实验1 数字基带信号与 AMI/HDB3编译码1.1 实验目的1、掌握单极性码、双极性码、归零码、非归零码等基带信号波形特点。

2、掌握 AMI、HDB3码的编码规则。

3、掌握从 HDB3码信号中提取位同步信号的方法。

4、掌握集中插入帧同步码同步时分复用信号的帧结构特点。

5、了解 AMI/HDB3编译码集成电路 CD22103。

1.2 基本原理1、数字信源模块本模块有以下信号测试点及输出点：CLK 晶振信号测试点BS-OUT 信源位定时信号测试点/输出点FS 信源帧定时信号测试点NRZ-OUT(AK) NRZ 信号(绝对码 AK) 测试点/输出点2. AMI/HDB3编译码模块NRZ 译码器输出信号测试点BS-R 锁相环输出的位同步信号测试点AMI-HDB3 编码器输出信号测试点BPF 带通滤波器输出信号测试点DET 整流器输出信号测试点3. AMI/HDB3编码原理AMI（Alternative Mark Inversion）码的全称是传号交替反转码，其编码规则是将消息码的“1”交替的变换为“+1”和“-1”，而“0”保持不变。

AMI码的优点是，没有直流成分，且高低频分量少，能量集中在频率为1/2码速处；HDB3 全称是三阶高密度双极型码，它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI 码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过三个，其编码规则如下：（1）检查消息码中“0”的个数。

当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1和-1交替；（2）当连“0”数目超过3个时，将每4个化作一小节，定义为B00V,称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，B称为调节脉冲；（3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同，并且要求和相邻的V码之间极性必须交替（4）B的取值可选0，+1，-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；（5）V码后面的传号码极性也要交替。

1.3 实验步骤及实验结果1、熟悉数字信源模块和 AMI/HDB3编译码模块的工作原理，接好电源线，打开实验设备电源开关。

2、用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。

3、用示波器观察 AMI/HDB3编译码模块的各种波形（1）示波器的两个探头 CH1 和 CH2 分别接信源模块的测试点 NRZ-OUT 和AMI/HDB3 模块的测试点 AMI-HDB3，将信源模块的 K1、K2、K3 每一位都置1，观察全 1 码对应的 AMI 码（开关 K4 置于左方 AMI 端）波形和 HDB3码（开关 K4 置于右方 HDB3端）波形。

再将 K1、K2、K3 置为全 0，观察全 0 码对应的 AMI 码和 HDB3码波形。

观察时应注意：AMI 码和 HDB3码波形的占空比为 0.5；编码输出信号 AMI-HDB3比输入信号 NRZ-OUT 滞后了约 4 个码元。

1)全零 AMI 码2)全零 HDB3 码（2）将 K1、K2、K3 置于 0111 0010 0000 1100 0010 0000 态，观察并记录对应的 AMI 码和 HDB3码3)AMI码4)HDB3码（3）将 K1、K2、K3 置于任意状态，CH1 接信源模块的 NRZ-OUT。

K4 先置左方 AMI 端，CH2 依次接 AMI/HDB3模块的 DET、BPF、BS-R 和 NRZ，观察这些信号波形；再将 K4 置右方 HDB3端，再次观察 DET、BPF、BS-R 和 NRZ 等信号波形。

=========5)AMI/DET信号6)AMI/BPF信号7) AMI/BS-R信号8) AMI/NRZ信号9)HDB3/BPF信号10)HDB3/BS-R信号11)HDB3/DET信号12)HDB3/NRZ信号1.4 实验思考题1．集中插入帧同步码同步时分复用信号的帧结构有何特点？答：集中式插入，也称为连贯式插入，要求帧同步特殊码组具有优良的自相关特性，它将标志码组开始位置的群同步码插入于一个码组的前面。

接收端一旦检测到这个特定的码组就知道了这组信息码元起始位置。

所以这种方法建立同步。

为了长时间地保持同步，就需要周期性的将这个特定的码组插入于每组信息码元之前，从而保证信息传输的同步性。

2. 根据实验观察和纪录回答：（1）非归零码和归零码的特点是什么答：NRZ特点：脉冲宽度τ等于码元宽度TsRZ特点：τ＜Ts,有一定的占空比（2）与信源代码中的“1”码相对应的 AMI 码及 HDB3码是否一定相同为什么答：不一定相同。

因为信源代码中的“1”码对应的AMI 码“+1”“-1”相间出现，而HDB3码中的“+1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。

根据它的HDB3码的编码规则可以很容以得到3. 设信源代码为全“1”码或全“0”码或 0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出对应的AMI码及 HDB3码的代码和波形。

答：信息码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0AMI 0 1-1 1 0 0-1 0 0 0 0 0 1-1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 HDB3 0 1-1 1 0 0-1 0 0 0-1 0 1-1 1 0 0 1-1 0 0 0-1 04. 总结用滤波法从 HDB3码中提取位同步信号的原理。

答：HDB3中不含有离散谱fS成分。

先通过整流，整流后变为一个占空比等于 0.5 的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱 fS成分，故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。

5. 占空比为 0.5 的单极性归零码的功率谱密度公式为式中 fs=1/Ts，P 为“1”码的概率，G( f )=0.5TsSa(0.5f/fs) 。

试用此公式说明：为什么信息代码中的连“0”码越长，越难于从 AMI 码中提取位同步信号，而HDB3码则不存在此问题。

答：因为信号经过编码变换为HDB3码后，连“0”码最多不超过3个，而AMI码则与信息码的连0个数相同，故HDB3码不存在提取位同步信号随着连“0”个数的增多而难度加大。

实验2 数字调制2.1 实验目的1、掌握绝对码(AK)、相对码(BK)的概念以及它们之间的关系。

2、掌握用键控法产生 2ASK、2FSK、2DPSK 信号的方法。

3、掌握 BK 与 2PSK 信号波形之间的关系、AK 与 2DPSK 信号波形之间的关系。

4、了解 2ASK、2FSK、2DPSK 信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

2.2 实验原理数字调制模块上有以下信号测试点：CAR 2DPSK 和 2ASK 的载波信号测试点BK 相对码测试点2DPSK 2DPSK 信号测试点，VP-P>0.5V2FSK 2FSK 信号测试点，VP-P>0.5V2ASK 2ASK 信号测试点，VP-P>0.5V2.3 实验步骤及实验结果1、熟悉数字调制模块的工作原理2、将示波器置于外同步触发状态，用数字信源模块的 FS 信号作为示波器的外同步触发信号。

示波器 CH1 接信源模块的 NRZ-OUT(AK)， CH2 接数字调制模块的BK，信源模块的 K1、 K2、 K3置于任意状态（非全 0），观察 AK、 BK 波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。

1)0001 0000 AK信号2)0001 0000BK信号3、示波器 CH1 接 2DPSK，CH2 分别接 AK 及 BK，观察并总结 2DPSK 信号相位变化与绝对码的关系以及 2DPSK 信号相位变化与相对码的关系4、示波器 CH2 接 AK、CH1 依次接 2FSK 和 2ASK；观察这两个信号与 AK 的关系（“1”码与“0”码对应的 2FSK 信号的幅度可能略有不同）。

3)2ASK信号4) 2FSK信号5、用频谱议观察 AK、2ASK、2FSK、2DPSK 信号频谱（条件不具备时可不进行此项观察）。

2.4 实验思考题1、设绝对码为全 1、全 0 或 1001 1010，求相对码。

答：设相对码的初始值为0绝对码 11111，00000，10011010相对码 10101，00000，111011002、设相对码为全 1、全 0 或 1001 1010，求绝对码。