通信原理综合实验实验报告作者：学号：学院：电子工程与光电技术学院专业：电子信息工程班级：电信二班指导老师：年月日实验七HDB3码型变换实验一、实验目的1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。
2、掌握HDB3 码的编译规则。
3、了解滤波法位同步在的码型变换过程中的作用。
二、实验项目一HDB3 编译码（256KHz 归零码实验）1、用示波器分别观测编码输入的数据TH3和编码输出的数据TH1(HDB3输出)，观察记录波形，有数字示波器的可以观测编码输出信号频谱，验证HDB3编码规则。
图7.1 HDB3输出波形（左）输出信号频谱（右）（1）编码数据分析输入信息码：1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0HDB3码理论编码序列：+1 -1 0 +1 0 -1 +1 0 -1 +1 -1 0或：实验HDB3编码输出：通过对比可知，实验编码输出的HDB3码的后半部分（下划线部分）与理论值吻合，验证了其编码规则。
之所以不是全部匹配，是系统延时的缘故。
（2）输出信号频谱分析从谱分量（图7.1右）来看，输出信号频谱不包含离散谱分量，表明编码输出波形具有双极性的特点。
这与HDB3码有+1、-1交替码型的特点相一致。
图7.2 TH3与TP2波形（左）TH3与TP3波形（右）2、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP2 (HDB3-A1)，观察基带码元的变换波形。
观察结果：（图7.2左）中间测试点TP2的波形为单极性归零波形。
3、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP3 (HDB3-B1)，观察基带码元的变换波形。
观察结果：（图7.2右）中间测试点TP3的波形为单极性归零波形。
图7.3 TP2信号与TP3信号相减（左）TP2信号频谱（中）TP3信号频谱（右）4、用示波器分别观测模块8的TP2(HDB3-A1)和TP3(HDB3-B1)，可从频域角度观察信号所含256KHz频谱分量情况；或用示波器减法功能观察HDB3-A1与HDB3-B1相减后的波形情况,，并与HDB3编码输出波形相比较。
观察结果：(图7.3)TP2信号与TP3信号相减得到信号波形为双极性归零波形。
TP2和TP3均为单极性归零波形，因此的信号频谱结构相同，均含有直流离散分量和定时离散分量（奇数倍的f B）。
5、用示波器对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，观察记录HDB3译码波形与输入信号波形。
观察结果：由图7.4（左）可以看出，译码波形与输入波形相一致，延时约为10个码元宽度。
图7.4 HDB3编译码波形（左）TP4与TP8经电平变换后波形（右）6、用示波器分别观测TP4(HDB3-A2)和TP8(HDB3-B2)，从时域或频域角度了解HDB3码经电平变换后的波形情况。
观察结果：TP4与TP8均为单极性归零波形，二者同一时刻对应的电平相反。
图7.5 TH7频谱（左）TH6频谱（中）编译码时钟（右）7、用示波器分别观测模块8的TH7(HDB3输入)和TH6(单极性码)，从频域角度观测双极性码和单极性码的256KHz频谱分量情况。
观察结果：HDB3码输入信号频谱不含离散分量。
TH6处单极性码的频谱含有离散分量（奇数倍的f B）。
8、用示波器分别观测编码输入的时钟和译码输出的时钟，观察比较恢复出的位时钟波形与原始位时钟信号的波形。
观察结果：（图7.5右）编译码时钟存在一定的延时，这与5的结论相一致，正是由于位时钟的延迟导致了译码数据较编码数据有延迟。
思考：此处输入信号采用的单极性码，可较好的恢复出位时钟信号，如果输入信号采用的是双极性码，是否能观察到恢复的位时钟信号，为什么？答：不能。
因为双极性码的功率谱不含位定时分量（f=f B），无法提取位定时分量。
三、实验项目二HDB3 编译码（256KHz 非归零码实验）1、用示波器分别观测编码输入的数据TH3和编码输出的数据TH1(HDB3输出)，观察记录波形，有数字示波器的可以观测编码输出信号频谱，验证HDB3编码规则。
图7.6 HDB3输出波形（左）输出信号频谱（右）（1）编码数据分析输入信息码：1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1HDB3码理论编码序列：+1 0 0 0 +1 -1 0 +1 -1 0 0 0 -1 +1 -1 0 0 +1 0 -1 +1 -1 +1或：实验HDB3编码输出：通过对比可知，实验编码输出的HDB3码的后半部分（下划线部分）与理论值吻合，验证了其编码规则。
之所以不是全部匹配，是系统延时的缘故。
（2）输出信号频谱分析从谱分量（图7.6右）来看，输出信号频谱不包含离散谱分量，表明编码输出波形具有双极性的特点。
这与HDB3码有+1、-1交替码型的特点相一致。
图7.7 TH3与TP2波形（左）TH3与TP3波形（右）2、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP2 (HDB3-A1)，观察基带码元的变换波形。
观察结果：（图7.7左）中间测试点TP2的波形为单极性非归零波形。
3、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP3 (HDB3-B1)，观察基带码元的变换波形。
观察结果：（图7.7右）中间测试点TP3的波形为单极性非归零波形。
图7.8 TP2信号与TP3信号相减（左）TP2信号频谱（中）TP3信号频谱（右）4、用示波器分别观测模块8的TP2(HDB3-A1)和TP3(HDB3-B1)，可从频域角度观察信号所含256KHz频谱分量情况；或用示波器减法功能观察HDB3-A1与HDB3-B1相减后的波形情况,，并与HDB3编码输出波形相比较。
观察结果：(图7.8)TP2信号与TP3信号相减得到信号波形为双极性非归零波形。
TP2和TP3均为单极性非归零波形，因此的信号频谱结构相同，均只含有直流离散分量（f=f B）。
5、用示波器对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，观察记录HDB3译码波形与输入信号波形。
观察结果：由图7.9（左）可以看出，译码波形与输入波形相一致，延时约为9个码元宽度。
图7.9 HDB3编译码波形（左）TP4与TP8经电平变换后波形（右）6、用示波器分别观测TP4(HDB3-A2)和TP8(HDB3-B2)，从时域或频域角度了解HDB3码经电平变换后的波形情况。
观察结果：TP4与TP8均为单极性非归零波形，二者同一时刻对应的电平相反。
图7.10 TH7频谱（左）TH6频谱（中）编译码时钟（右）7、用示波器分别观测模块8的TH7(HDB3输入)和TH6(单极性码)，从频域角度观测双极性码和单极性码的256KHz频谱分量情况。
观察结果：HDB3码波形为双极性非归零码，其频谱不含离散分量。
TH6处单极性码的频谱含有离散分量（奇数倍的f B）。
8、用示波器分别观测编码输入的时钟和译码输出的时钟，观察比较恢复出的位时钟波形与原始位时钟信号的波形。
观察结果：（图7.10右）编译码时钟存在一定的延时，图中不能够清楚观察到。
可能是由于位定时信号延时为码元宽度的整数倍。
四、实验项目三HDB3 码对连0信号的编码直流分量以及时钟信号提取观测1、观察含有长连0信号的HDB3编码波形。
用示波器观测模块8的TH3(编码输入-数据)和TH1(HDB3输出)，观察信号中出现长连0时的波形变化情况。
图7.11含有长连0信号的HDB3编码波形观察结果：输入的编码信号出现长连0时，HDB3码连0个数不超过三个。
思考：HDB3编码与AMI编码波形有什么差别？答：当输入编码信号出现长连0时，HDB3码连0个数不超过3个，在第四个电平处正负交替。
而AMI码一直不出现电平跳变，持续保持零电平。
2、观察HDB3编码信号中是否含有直流分量。
将模块2的开关S1、S2、S3、S4拨为00000000 00000000 00000000 00000011，用示波器分别观测编码输入数据和编码输出数据，编码输入时钟和译码输出时钟，调节示波器，将信号耦合状况置为交流，观察记录波形。
保持连线，拨码开关由0到1逐位拨起，直到模块2的拨动开关置为00111111 11111111 11111111 11111111，观察拨码过程中编码输入数据和编码输出数据波形的变化情况。
图7.12 编码输入输出（左）编译码时钟（中）耦合交流（右）图7.13 拨码开关0、1个数相等（左）拨码开关只有两个0（右）观察结果：HDB3码没有直流分量。
编译码时钟信号波形一致，存在延时。
耦合交流波形与原波形保持一致，且电平相同，由此也证明HDB3码无直流分量。
思考：HDB3码是否存在直流分量？答：无直流分量。
从信号功率谱角度来看，双极性码的功率谱不含离散谱分量，即也不存在f=0的直流谱分量。
3、观察HDB3编码信号所含时钟频谱分量。
将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置0，用示波器先分别观测编码输入数据和编码输出数据，再分别观测编码输入时钟和译码输出时钟，观察记录波形。
再将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置1，观察记录波形。
图7.14拨码开关全0（左）编译码时钟（中）拨码开关全1（右）观察结果：输入信号全为0时，相邻非0电平之间连0个数为2，且相邻电平相同；输入信号全1时，HDB3码电平持续跳变，编码信号不存在0电平。
完全符合HDB3码的编码规则。
编译码时钟波形一致，有延时。
思考：数据和时钟是否能恢复？有数字示波器的可以观测编码输出信号FFT频谱。
在恢复时钟方面HDB3码与AMI码比较有哪一个更好？比较不同输入信号时两种码型的时钟恢复情况并联系其编码信号频谱分析原因。
答：数据和时钟可以恢复。
HDB3码恢复时钟效果更好。
因为HDB3码的功率谱在1/2码速处的密度更大，能量更高。
实验十一BPSK调制及解调实验一、实验目的1、掌握BPSK 调制和解调的基本原理；2、熟悉典型电路及BPSK 载波恢复特点与位定时恢复的基本方法；；3、掌握滚降系数的概念及BPSK 调制载波包络的变化。
二、实验项目一BPSK 调制信号观测1、I通道波形2、Q通道波形3、观测“调制输出”图11.1 I通道（左）Q通道（中）调制输出（右）观察结果：BPSK信号可以看作是I、Q双通道的波形合成。
I、Q两通道的波形为2ASK 信号波形。
另外，BPSK信号波形（图11.1右）包络不恒定，主要是因为不同码元之间的相位不连续。
思考：分析以上观测的波形，分析与ASK有何关系？答：BPSK的产生方法与ASK基本一致。
BPSK可以看作是双极性波形下对载波信号进行调制输出。
而ASK信号是单极性调制波形下对载波信号的调制输出。
三、实验项目二BPSK 解调观测1、观测“SIN”2、观测“BPSK解调输出”图11.2“SIN”波形（左）解调输出复位前（中）解调输出复位后（右）观察结果：“SIN”处波形为正弦恢复载波。