通信原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案

　　通信原理實(shí)驗(yàn)箱,通信系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)備采用設(shè)計(jì)型開(kāi)放式設(shè)計(jì)理念，跟以往驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)設(shè)備有本質(zhì)區(qū)別。整個(gè)系統(tǒng)采用基于方框圖的模塊化設(shè)計(jì)，以數(shù)學(xué)函數(shù)方框圖形式來(lái)確定硬件基本模塊，靈活組合模塊以實(shí)現(xiàn)任何調(diào)制或編碼技術(shù)。

　　根據(jù)原理框圖，利用基本功能模塊的組合進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，可以完成各個(gè)實(shí)驗(yàn)中所需的信號(hào)的產(chǎn)生和信號(hào)處理等來(lái)很好地詮釋相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理。顛覆了現(xiàn)在市場(chǎng)上通用驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)思路，真正的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)真正對(duì)原理的學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用。 意義一：按照"一個(gè)方框圖=一個(gè)模塊"的設(shè)計(jì)，可把復(fù)雜的系統(tǒng)方框圖通過(guò)模塊組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，加深對(duì)通信系統(tǒng)原理的學(xué)習(xí)。

　　意義二：基本模塊與新技術(shù)的不同組合，可保持與新技術(shù)的同步發(fā)展更新。部分模塊留有接口，用戶(hù)可自行擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)?？砷_(kāi)展對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。

　　設(shè)備性質(zhì)：設(shè)計(jì)型

　　一、通信原理實(shí)驗(yàn)箱簡(jiǎn)介

　　通信原理實(shí)驗(yàn)箱,通信系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,整個(gè)系統(tǒng)采用基于方框圖的模塊化設(shè)計(jì)，以數(shù)學(xué)函數(shù)方框圖形式來(lái)確定硬件基本模塊，靈活組合模塊以實(shí)現(xiàn)任何調(diào)制或編碼技術(shù)，并可與虛擬儀器Labview結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和頻譜分析。

　　通信原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參考國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)構(gòu)形式，以高校中廣泛使用的《通信原理》(樊昌信)教材為理論依據(jù)。根據(jù)通信原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的原理框圖，利用基本功能模塊的組合進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，可以完成各個(gè)實(shí)驗(yàn)中所需的信號(hào)的產(chǎn)生和信號(hào)處理等來(lái)很好地詮釋相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理?；A(chǔ)型依托示波器可進(jìn)行時(shí)域的分析

　　顛覆了現(xiàn)在市場(chǎng)上通用驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)思路，真正的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)真正對(duì)原理的學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用。

　　二、技術(shù)特點(diǎn)

　　1)按照"一個(gè)方框圖=一個(gè)模塊"的設(shè)計(jì)，可把復(fù)雜的系統(tǒng)方框圖通過(guò)模塊組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　2)擴(kuò)展性與開(kāi)放性：基本模塊與新技術(shù)的不同組合，可保持與新技術(shù)的同步發(fā)展更新。部分模塊留有接口，用戶(hù)可自行擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。

　　3)安全性：完全獨(dú)立的信號(hào)系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，避免學(xué)生實(shí)驗(yàn)中誤操作。電源帶自保護(hù)系統(tǒng)，可帶點(diǎn)插拔。

　　4)真正意義上的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

　　三、技術(shù)指標(biāo)

　　序號(hào) 貨物名稱(chēng) 數(shù)量 單位 技術(shù)參數(shù)及要求 1硬件主機(jī)臺(tái)作為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的核心設(shè)備，供不同實(shí)驗(yàn)?zāi)K插入使用，提供用于傳統(tǒng)示波器測(cè)量的接口，并集成信號(hào)源、主時(shí)鐘、電源、放大器、濾波器等模塊。

　　技術(shù)指標(biāo)要求如下：

　　1)輸出模塊供電電源：±12V,5V

　　2)模塊卡槽數(shù)：17

　　3)★集成信號(hào)源：

　　同頻：512K，128K，32K，8K，2K。載波輸出，4V峰峰值

　　DDS函數(shù)信號(hào)輸出，幅度、頻率可調(diào)。4V峰峰值

　　PN偽隨機(jī)碼，速率可調(diào)。

　　PCM專(zhuān)用時(shí)隙，兩路，0-31可設(shè)置。

　　同步時(shí)鐘：512K、128K、32K、8K、2K、可選 時(shí)鐘信號(hào)

　　4)★集成的數(shù)字示波器接口：

　　適用于數(shù)字示波器，兩路可選測(cè)量通道

　　測(cè)量接口兼容傳統(tǒng)示波器

　　5)語(yǔ)音輸入、功率放大、喇叭語(yǔ)音終端設(shè)備

　　6)USB上位機(jī)通信接口

　　7)藍(lán)牙、手機(jī)通信接口(可選)2基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K套★包含緩沖放大器/可變直流電源、加法器、雙模擬開(kāi)關(guān)、乘法器、正交分相器/移相器、公共模塊、AMI/H3線路碼、壓控振蕩器 (2路)、可調(diào)低通濾波、判決器/比較器 (2路)、CVSD編譯碼、PCM編譯碼、比特時(shí)鐘重建器共15個(gè)基本模塊。

　　可以完成以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

　　AM/DSB/SSB調(diào)制與解調(diào)，包絡(luò)檢波，相干檢波，F(xiàn)M調(diào)制，F(xiàn)M同步解調(diào)，采樣定理，時(shí)分復(fù)用，ASK,QASK調(diào)制與解調(diào)，F(xiàn)SK調(diào)制與解調(diào)，PSK,BPSK,DPSK,QPSK,調(diào)制與解調(diào)，CVSD編譯碼、PCM編譯碼、時(shí)鐘提取、載波提取、鎖相環(huán)、H3編解碼等實(shí)驗(yàn)

　　★模塊供電電源來(lái)自主機(jī)背板，輸入位于左側(cè)，輸出位于右側(cè)。接線端區(qū)分?jǐn)?shù)字與模擬信號(hào)。輸入輸出錯(cuò)接，系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)以防損壞。模塊可以熱插拔。

　　★模塊詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)附件一《基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K詳細(xì)參數(shù)》3附件套每套包含連接導(dǎo)線若干、使用說(shuō)明書(shū)、電源線等

　　附件一《基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K詳細(xì)參數(shù)》

　　1.緩沖放大器/可變直流電源

　　緩沖放大器

　　帶寬：從直流至大約1MHz。

　　增益：0~10。

　　可變直流電源

　　電源范圍：±2.5V直流。

　　短時(shí)穩(wěn)定度：小于2mv/h。

　　分辨率：大約20mV。

　　輸出電流:小于5mA2.模塊使用介紹

　　2.加法器

　　增益范圍：0<<2,0<<2.

　　帶寬：1MHz.

　　輸出直流偏移量：開(kāi)路輸入時(shí)小于10mV。

　　最大輸出值，線性，極性翻轉(zhuǎn)，相位偏移。

　　3.雙模擬開(kāi)關(guān)

　　模擬輸入帶寬：>300kHz.

　　最大控制時(shí)鐘速率：>100kHz。

　　控制輸入電平：TTL。

　　最大模擬輸入電平：+4V。

　　4.乘法器

　　帶寬：約1MHz

　　特性：kX(t)Y(t)。

　　k：約為1/2。

　　5.正交分相器/移相器

　　正交分相器：

　　頻率范圍：200Hz~10kHz。

　　相位響應(yīng)：輸出端相移相差90度。

　　移向器：

　　帶寬：<1MHz。

　　頻率范圍：HI 100kHz;LO 2kHz。

　　粗調(diào)：約180°相移

　　細(xì)調(diào)：約20°相移

　　6.公共模塊

　　比較器

　　工作范圍：>500kHz。

　　TTL輸出上升時(shí)間：100ns。

　　整流器

　　帶寬：DC至500kHz

　　(3)RC低通

　　LPF,-3，2.8kHz

　　7.AMI/H3線路碼

　　AMI/H3編曲譯碼。

　　8.壓控振蕩器 2路

　　頻率范圍：1.5kHz

　　輸入電壓：-3V

　　增益G.:1

　　中心頻率電壓范圍：-3V

　　9.可調(diào)低通濾波

　　本模塊根據(jù)濾波范圍和輸入信號(hào)的不同，有V1，V3和V4兩種指標(biāo)。

　　V1，V3的指標(biāo)

　　濾波范圍：900Hz

　　每一范圍都是連續(xù)可變的。

　　濾波器階數(shù)：7階橢圓函數(shù)濾波器

　　阻帶衰減：>50。

　　通帶紋波：<0.5。

　　時(shí)鐘：CLK/880=,NORMAL;

　　CLK/360=,WIDE;

　　(2)V4的基本指標(biāo)

　　濾波范圍：200Hz

　　每一范圍都是連續(xù)可變的。

　　濾波器階數(shù)：5階橢圓函數(shù)濾波器

　　阻帶衰減：>50。

　　通帶紋波：<0.5。

　　最大輸入電壓：-5V~+5V(使用TTL電平輸入信號(hào))

　　時(shí)鐘：CLK/100=,NORMAL和WIDE

　　10.判決器/比較器 2路

　　數(shù)字波形輸入：IN1，IN2。

　　數(shù)字波形輸出：OUT1，OUT2。

　　輸入/輸出電平依賴(lài)于波形模式選擇：TTL+5v，0;單極性+2v，0;雙極性±2v。

　　波形選擇模式

　　比特時(shí)鐘輸入：TTL電平，標(biāo)稱(chēng)值2kHz.

　　比特時(shí)鐘輸出：與輸出波形同步，時(shí)鐘下降沿產(chǎn)生新的輸出比特。

　　判決點(diǎn)跨度：大于90% 2kHz比特時(shí)鐘碼元寬度。

　　判決點(diǎn)控制選擇：

　　比特時(shí)鐘：典型值為2kHz?？捎弥餍盘?hào)模塊中的2.083kHz正弦波發(fā)生器，經(jīng)過(guò) 模塊的 比較器將其轉(zhuǎn)換為T(mén)TL信號(hào);或者用8.33kHz的TTL信號(hào)經(jīng)線路編碼模塊的4分頻電路，將其轉(zhuǎn)換為2.083kHz的時(shí)鐘信號(hào)。

　　11.CVSD編譯碼

　　增量調(diào)制編譯碼。

　　12.PCM編譯碼

　　輸入Vin +/-2Vpk,直流耦合;時(shí)鐘輸入<10kHz, TTL電平;輸出信號(hào)為T(mén)TL電平的偏移二進(jìn)制數(shù)據(jù)流;輸出格式為8比特?cái)?shù)據(jù)，zui低有效位為幀同步比特位;數(shù)據(jù)化格式：7位線性碼，4位線性碼，4位壓縮碼;幀同步：FS幀同步信號(hào)與幀的最低有效位同步。輸入PCM數(shù)據(jù)：TTL電平偏移二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)流;輸入格式：8位，最低有效位為幀同步位;數(shù)字化格式：7位線性碼，4位線性碼。

　　13.比特時(shí)鐘重建器

　　N分頻

　　輸入/輸出：TTL電平，數(shù)字信號(hào)。

　　時(shí)鐘輸入：小于1MHz.

　　除數(shù)：-1,2,4,8，開(kāi)關(guān)選擇

　　電平跳變檢測(cè)器

　　輸入輸出 ：TTL電平，數(shù)字信號(hào)

　　輸出脈沖寬度：固定脈沖寬度(大約250us)

　　可調(diào)脈沖寬度(可調(diào)范圍大約是10~500us)。

　　環(huán)路濾波器

　　輸入輸出：標(biāo)準(zhǔn)電平的模擬信號(hào)

　　類(lèi)型：典型的無(wú)源的第yi類(lèi)二階環(huán)路濾波器結(jié)構(gòu)

　　特性：要求實(shí)驗(yàn)者來(lái)確定

　　緩沖器：有源的，

　　雙帶通濾波器

　　輸入輸出：標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)電平的模擬信號(hào)

　　數(shù)量：2個(gè)

　　類(lèi)型：3通帶波紋的四階契比夫?yàn)V波器

　　Q值：大約為22，固定。

　　調(diào)諧時(shí)鐘與濾波器中心頻率的比率：50。

　　內(nèi)部時(shí)鐘頻率：104kHz,晶振，給定的2.083kHz的濾波器的中心頻率

　　外部時(shí)鐘頻率范圍:50~250kHz,TTL電平。

　　17.PCM編碼模塊

　　輸入Vin +/-2Vpk,直流耦合;時(shí)鐘輸入<10kHz, TTL電平;輸出信號(hào)為T(mén)TL電平的偏移二進(jìn)制數(shù)據(jù)流;輸出格式為8比特?cái)?shù)據(jù)，最低有效位為幀同步比特位;數(shù)據(jù)化格式：7位線性碼，4位線性碼，4位壓縮碼;幀同步：FS幀同步信號(hào)與幀的最低有效位同步，每幀最低有效位值按“0-1-0-1”變化。

　　輸入PCM數(shù)據(jù)：TTL電平偏移二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)流;輸入格式：8位，zui低有效位為幀同步位;數(shù)字化格式：7位線性碼，4位線性碼，4位壓縮碼;壓縮格式：TIMS 4位A4-Law和TIMS 4位u4-Law(PCB可選);時(shí)鐘輸入<10kHz, TTL電平，上升沿與PCM數(shù)據(jù)同步。

　　四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

　　(1)線性模擬調(diào)制系統(tǒng)

　　實(shí)驗(yàn)一、線性幅度調(diào)制(AM)

　　實(shí)驗(yàn)二、雙邊帶調(diào)制(DSB)

　　實(shí)驗(yàn)三、單邊帶調(diào)制(SSB)

　　實(shí)驗(yàn)四、AM調(diào)制非相干解調(diào)

　　實(shí)驗(yàn)五、相干解調(diào)

　　(2)非線性模擬調(diào)制系統(tǒng)

　　實(shí)驗(yàn)六、頻率調(diào)制實(shí)驗(yàn)(FM)

　　實(shí)驗(yàn)七、頻率解調(diào)實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)八、載波同步實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)九、頻分復(fù)用實(shí)驗(yàn)

　　(3)模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)

　　實(shí)驗(yàn)一、抽樣定理實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)二、PCM編、譯碼實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)三、增量調(diào)制編、譯碼實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)四、時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)

　　(4)數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸系統(tǒng)

　　實(shí)驗(yàn)一、常見(jiàn)數(shù)字基帶信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)二、數(shù)字基帶信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)三、眼圖實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)四、時(shí)域均衡實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)五、位同步實(shí)驗(yàn)

　　(5)數(shù)字信號(hào)的載波傳輸

　　實(shí)驗(yàn)一、二進(jìn)制幅移鍵控(2ASK)

　　實(shí)驗(yàn)二、二進(jìn)制頻移移鍵控(2FSK)

　　實(shí)驗(yàn)三、二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)

　　實(shí)驗(yàn)四、二進(jìn)制差分相移鍵控(2DPSK)

　　(6)同步功能

　　實(shí)驗(yàn)一、時(shí)鐘提取實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)二、載波提取實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)三、VCO與鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)四、判決器實(shí)驗(yàn)

　　(7)通信系統(tǒng)考核

　　實(shí)驗(yàn)一、雙方語(yǔ)音CVSD編碼PSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核

　　實(shí)驗(yàn)二、雙方語(yǔ)音PCM編碼FSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核

　　實(shí)驗(yàn)三、模擬傳輸及解調(diào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核

　　實(shí)驗(yàn)三、載波提取實(shí)驗(yàn)考核

　　實(shí)驗(yàn)四、最大判決器實(shí)驗(yàn)考核

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