YL-1033 通信原理實驗箱（新模塊化）

本實驗系統(tǒng)是針對全國各高等院校通信與電子類及相關(guān)專業(yè)的實際情況所開發(fā)的新一代通信原理實驗設(shè)備。

一、通信原理實驗箱（新模塊化）產(chǎn)品特點

● 采用嵌入式模塊化設(shè)計，各個模塊既獨立又相互構(gòu)成系統(tǒng)，較方便地安裝與組合；各個模塊采用先進透明盒，既能保護電路，又能觀察到相應(yīng)電路。同時可供用戶根據(jù)自己的需求購買相應(yīng)的模塊，升級方便，節(jié)約經(jīng)費；

● 該實驗箱可以通過不同的模塊組合成基帶傳輸系統(tǒng)、載波傳輸系統(tǒng)、計算機數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、擴頻通信系統(tǒng)等多種通信實驗系統(tǒng)。有利于培養(yǎng)學(xué)生建立通信系統(tǒng)的整體概念；

● 二次開發(fā)實驗開放性強，可二次開發(fā)器件類別多，既有單片機、DSP，也有CPLD、模擬可編程電路等，完全可以滿足課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計的要求；
● 該產(chǎn)品不僅可以開設(shè)《通信原理》課程的相關(guān)實驗，而且還可以開設(shè)《數(shù)字通信原理》、《移動通信》、《擴頻通信》等課程的實驗，讓學(xué)生了解更多的現(xiàn)代通信技術(shù)。
● 該實驗箱是一個開放式的平臺，不僅可以滿足學(xué)生做課程實驗，而且還可以用于課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、電子設(shè)計大賽等，同時教師也可以利用該平臺做一些研究開發(fā)工作；

二、通信原理實驗箱（新模塊化）產(chǎn)品創(chuàng)新點

● 首次在通信原理實驗箱中實現(xiàn)了多路DS-CDMA實驗系統(tǒng)。

● 在實驗箱中實現(xiàn)了簡易的頻譜分析功能，能用普通雙蹤示波器觀測、分析實驗信號的頻譜特性。

● 實現(xiàn)了多種調(diào)制解調(diào)技術(shù)，既有普通的ASK、FSK、PSK等二進制調(diào)制解調(diào)，還可完成GSM系統(tǒng)中使用的GMSK，CDMA2000系統(tǒng)中使用的π/4正交差分相移鍵控（π/4—DQPSK）等多種調(diào)制解調(diào)。

● 采用時分復(fù)用方式在實驗箱中實現(xiàn)了兩臺計算機之間的全雙工數(shù)字通信。

三、實驗箱功能

信號源部分為整個實驗系統(tǒng)提供配套的各種數(shù)字和模擬信號以及語音信號；終端部分用來定性判斷實驗系統(tǒng)通信質(zhì)量的好壞。

（1）模擬信號源：

頻率、幅度可調(diào)，帶頻率顯示；

正弦波、方波、三角波、鋸齒波：1Hz～50KHz；

幅  度：最大可達20Vpp。

（2）點頻正弦波輸出： 32KHz、64KHz、1MHz，幅度可調(diào)，最大可達4V。

（3）NRZ碼：碼元、碼速率可調(diào)（24位碼通過碼型設(shè)置開關(guān)設(shè)置碼型，通過分頻設(shè)置選擇碼速率，分頻比為1～9999）；

（4）點頻方波信號：P8KHz、8KHz、32KHz、64KHz、256KHz、1024KHz、24M；

（5）位同步信號BS：頻率可控；

（6）2BS信號：2倍位同步信號；

（7）幀同步信號FS：窄脈沖頻率是位同步信號頻率的1/24；

（8）PN碼：偽隨機碼，N=15、N=31、N=511的m序列；

（9）語音信號：話筒插座，音樂片信號，語音放大，耳機或揚聲器；可通過與原始語音信號聲音的對比來判斷通信質(zhì)量的好壞。

（10）數(shù)字終端：用發(fā)光二極管同時顯示兩路24位以下的NRZ碼；可將原始的數(shù)字基帶信號與接收到的數(shù)字基帶信號分別用兩路發(fā)光二極管同時顯示，根據(jù)兩組發(fā)光二極管的亮滅情況來判斷接收到的數(shù)字信號中是否出現(xiàn)了誤碼，進而判斷整個通信系統(tǒng)通信質(zhì)量的好壞；

（11）電源：提供實驗所用+12V/1A、-12V/1A、+5V/3A、-5V/1A電源。

1、基礎(chǔ)原理性實驗

（1）頻譜分析模塊 

功能、特點：

用來分析各實驗信號的頻譜及進行高速、高精度數(shù)據(jù)采集。

①高速（最高可達20M）、高精度（10位）數(shù)據(jù)采集；

②可通過串口與PC機通信；

③預(yù)留CPLD、DSP擴展端口，便于二次開發(fā)。

（2）PAM/AM模塊

實驗內(nèi)容：

①抽樣定理驗證實驗。 ②脈沖幅度調(diào)制與解調(diào)實驗（PAM）； ③常規(guī)雙邊帶調(diào)制與解調(diào)實驗（AM）；

④抑制載波雙邊帶調(diào)制（DSB-SC）； ⑤二極管包絡(luò)檢波特性測試； ⑥常規(guī)雙邊帶調(diào)制與抑制載波調(diào)制特性比較。

（3）模擬信號數(shù)字化模塊

實驗內(nèi)容：

①脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（PCM）實驗；

②增量調(diào)制與解調(diào)（CVSD）實驗；

③自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（ADPCM）實驗。

（4）碼型變換模塊

功能、特點：

多種典型基帶碼型的變換與反變換。

實驗內(nèi)容：

①RZ碼變換與反變換實驗； ②BRZ碼變換與反變換實驗； ③BNRZ碼變換與反變換實驗； ④CMI碼變換與反變換實驗；

⑤HDB3碼變換與反變換實驗； ⑥BPH碼變換與反變換實驗； ⑦AMI碼變換與反變換實驗； ⑧預(yù)留CPLD擴展端口，便于二次開發(fā)。

（5）信道模擬模塊

模擬多種典型信道,用DSP進行實時差錯控制編碼。

實驗內(nèi)容：

①理想信道模擬實驗； ②高斯白噪聲信道模擬實驗； ③帶限信道模擬實驗； ④固定干擾信道模擬實驗；

⑤眼圖實驗； ⑥差錯控制編碼（漢明碼）實驗； ⑦其它二次開發(fā)實驗（如卷積編譯碼實驗等），預(yù)留CPLD、DSP擴展端口，便于二次開發(fā)。

（6）數(shù)字調(diào)制模塊

實驗內(nèi)容：

①二進制振幅鍵控調(diào)制（2ASK）實驗； ②二進制移頻鍵控調(diào)制（2FSK）實驗；

③二進制移相鍵控調(diào)制（2PSK）實驗； ④二進制差分移相鍵控調(diào)制（2DPSK）實驗。

（7）數(shù)字解調(diào)模塊

   實驗內(nèi)容：

①二進制振幅鍵控解調(diào)（2ASK）實驗； ②二進制移頻鍵控解調(diào)（2FSK）實驗；

③二進制移相鍵控解調(diào)（2PSK）實驗； ④二進制差分移相鍵控解調(diào)（2DPSK）實驗。

（8鎖相環(huán)模塊

實驗內(nèi)容：

①555時鐘產(chǎn)生器實驗；

②基本鎖相環(huán)實驗（可觀察同步態(tài)、捕捉態(tài)、跟蹤態(tài)）；

③數(shù)字頻率合成器實驗（分頻比1～999）。

（9）同步提取模塊

用純數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步、幀同步信號，用科斯塔斯環(huán)提取同步載波信號。

 

實驗內(nèi)容：

①純數(shù)字鎖相環(huán)實驗； ②位同步信號提取實驗；

③幀同步信號提取實驗以及假同步對信息傳輸影響； ④同步載波信號提取實驗。

（10）時分復(fù)用模塊

包含二路脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)，時分復(fù)用與解復(fù)用；

實驗內(nèi)容：

①二路脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（PCM）實驗； ②兩路脈沖編碼調(diào)制信號時分復(fù)用實驗；

③時分復(fù)用信號解復(fù)用實驗； ④預(yù)留CPLD擴展端口，便于二次開發(fā)。

2、通信系統(tǒng)特色實驗（綜合性實驗）

（1）現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制模塊

預(yù)留CPLD二次開發(fā)端口，便于二次開發(fā)。

實驗內(nèi)容：

①最小頻移鍵控（MSK）調(diào)制實驗；

②高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）調(diào)制實驗（有BbTs=0.3，BbTs=0.5兩種形式）；

③四相相移鍵控（QPSK）調(diào)制實驗（A、B兩種方式）；

④交錯正交四相相移鍵控（OQPSK）調(diào)制實驗（A、B兩種方式）；

⑤四相相對相移鍵控（DQPSK）調(diào)制（A、B兩種方式）；

⑥π/4正交差分相移鍵控（π/4－DQPSK）調(diào)制實驗；

⑦二次開發(fā)實驗   

（2）現(xiàn)代數(shù)字解調(diào)模塊

預(yù)留CPLD二次開發(fā)端口，便于二次開發(fā)。

實驗內(nèi)容：

①最小頻移鍵控（MSK）解調(diào)實驗；

②高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）解調(diào)實驗（有BbTs=0.3，BbTs=0.5兩種形式）；

③四相相移鍵控（QPSK）解調(diào)實驗（A、B兩種方式）；

④交錯正交四相相移鍵控（OQPSK）解調(diào)實驗（A、B兩種方式）；

⑤四相相對相移鍵控（DQPSK）解調(diào)實驗（A、B兩種方式）；

⑥π/4正交差分相移鍵控（π/4－DQPSK）解調(diào)實驗；

⑦二次開發(fā)實驗。

（3）電話及計算機數(shù)據(jù)通信模塊

有兩個電話接口，利用模擬信號數(shù)字化和時分復(fù)用模塊可實現(xiàn)用一個信道進行兩部電話全雙工數(shù)字通信；有兩個PC機串口，利用時分復(fù)用模塊可實現(xiàn)用一個信道進行兩臺PC機全雙工通信。

實驗內(nèi)容：

①電話接口實驗； ②計算機接口實驗；

③電話通信實驗； ④計算機數(shù)據(jù)通信實驗。

3、移動通信基礎(chǔ)實驗

移動通信基礎(chǔ)模塊CDMA

用glod序列擴頻與解擴；兩路信號擴頻調(diào)制后疊加，在接收端選擇不同的gold序列可分別解調(diào)出這兩路信號，實現(xiàn)真正的碼分多址；

實驗內(nèi)容：

①m序列和Gold序列的特性； ②Gold序列的自相關(guān)和互相關(guān)特性的觀察； ③延遲滯后鎖相環(huán)（DLL）的鑒相特性曲線； ④擴頻碼的捕獲與跟蹤（無固有頻差的情況下）； ⑤擴頻碼的捕獲與跟蹤（有固有頻差的情況下）； ⑥觀察基帶信號擴頻前后的譜變化；

⑦觀察擴頻后PSK調(diào)制的譜及波形； ⑧觀察兩路擴頻信號疊加后的譜及波形； ⑨擴頻、解擴與基帶解調(diào)； ⑩碼分多址； ⑾擴頻碼定時偏移對解擴的影響； ⑿窄帶干擾信號對解擴的影響。

注意事項：必須配合數(shù)字解調(diào)模塊中PSK解調(diào)部分使用。