JH5001通信原理实验系统

南京捷辉科技有限公司@jiehuikj.com通信原理实验捷辉科技南京捷辉科技有限公司依托中国人民解放军理工大学全军卫星重点实验室雄厚师资和科研队伍，围绕当前高等院校通信实验室改革的核心问题，着眼现代通信技术高素质人才的培养，坚持“源于教育、服务教育、追求卓越、争创一流”的宗旨，不断开发新产品，为我国高校提供一流的通信教学仪器。JH5001型通信原理综合实验系统实验内容第一部分锁相环实验第二部分数字调制技术第三部分语音编码技术第四部分码型变换技术第五部分数字复接技术第六部分电话接口技术第七部分数据接口技术第八部分通信系统及综合测试第九部分二次开发第一部分锁相环实验实验一模拟锁相环模块实验二数字锁相环模块返回实验一模拟锁相环模块实验目的1.熟悉模拟锁相环的基本工作原理2.掌握模拟字锁相环的基本参数及设计实验内容1.VCO自由振荡频率测量2.锁定状态测量3.锁定频率测量和分频比计算4.环路锁定过程观测5.锁定检测信号观测6.同步带测量7.捕捉带测量8.VCO压控灵敏度测量返回VCO自由振荡频率测量实验步骤：1.将J007接地,把函数信号发生器方式设置为计数,闸门时间放在100ms或1s,测量TPP04点的VCO输出振荡频率f0.记录闸门每次闪动的频率读数(其读数不太稳定).2.求VCO在频率512KHZ时的短期频率稳定度△f/f0.返回锁定状态测量实验步骤：1.用函数信号发生器从测试信号输入端口J007送入一个256KHz的TTL方波信号。测量TPP03、TPP05的相位关系。环路锁定该两信号将不存在相差。2.将KP01设置在1_2位置，重复上述测量步骤。返回锁定频率测量和分频比计算实验步骤：将函数信号发生器设置在记数状态（频率计）参见右图模拟锁相环模块的框图测量各频率。记录测量结果计算分频比。f0=256KHz64KHzUP04UP03BUP02UP01512KHz分频器4分频器8HDB3环路滤波器放大器图2.1.1模拟锁相环组成框图TPP02TEST跳线器KP02VCOTPP03TPP06TPP04TPP05256KbitpsTPP07带通滤波器TPP01UP03A64KHz返回环路锁定过程观测实验步骤：用函数信号发生器从J007送入一256KHz的TTL方波信号。观测TPP03、TPP05的相位关系，并用TPP03同步；反复断开和接入测试信号，让锁相环进行重新锁定状态。此时，观察它们的变化过程（锁相过程）。返回锁定检测信号观测实验步骤：将KP01设置在2_3位置，用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入J007，观测锁定检测点TPP07的波形。调整函数信号发生器输出频率使环路失锁和锁定，记录TPP07点的波形变化。返回同步带测量实验步骤1.用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入J007。测量J007、TPP04的相位关系，用J007同步；正常时环路锁定，该两信号应为同步。2.缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至J007、TPP04两点波形失步，记录下失步前的频率。3.调整函数信号发生器频率为256KHz，使环路锁定。缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至J007\TPP04两点波形失步，记录下失步前的频率。4.计算同步带。返回捕捉带测量实验步骤1.用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入J007测量J007、TPP04的相位关系，用J007同步；正常时环路锁定，该两信号应为同步。2.增加函数信号发生器输出频率，使J007、TPP04两点波形失步；然后缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至J007、TPP04两点波形同步。记录下同步一刻的频率。3.降低函数信号发生器输出频率，使J007、TPP04两点波形失步；然后缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至J007、TPP04两点波形同步。记录下同步一刻的频率4.计算捕捉带。返回VCO压控灵敏度测量实验步骤用函数信号发生器产生一个256KHz的TTL信号送入J007，将示波器放在DC输入位置，设置＜500mv/DIV用示波器检测VCO输入的压控电压（TPP06）。缓慢增加函数信号发生器输出频率到276KHz，记录此时TPP05的电压值V1；缓慢降低函数信号发生器输出频率到236KHz，记录此时TPP05的电压值V2。计算压控灵敏度40KHz/（V1-V2）。返回VCO自由振荡频率测量测量TPP04点的VCO输出振荡频率为549.4KHZ到549.6KHZ△f/f0≈0.2/549.5=3.6×10-4返回锁定状态测量存在一定的相差不存在相差返回锁定频率测量和分频比计算这一部分的具体点频率测量请学生自己完成，并可将测得的各点频率与学生用书上的图2.1.1参考来对比.返回环路锁定过程观测注释:上左图是断开测试信号,存在相差未锁定;上右图是接入信号锁定后,总是上升沿对齐返回锁定检测信号观测锁定状态TPP07失锁状态TPP07注释:上左图是锁定状态时,VCO的压控输出电压为最小;当失锁时,失锁频率偏离中心频率越大,VCO的输出电压越大,TPP07的幅度也就越大.返回同步带测量注释:上左图是锁定状态,右图则是当频率加到278.7KHZ时失锁图,左下图则是减少到149.7KHZ时失锁图,同步带=278.7-149.7=129KHZ返回捕捉带测量注释:上左图是由低频往上增加正要锁定时的状态,此时频率为191KHZ,右图则是由高频率向下减时正要锁定的状态,此时频率为276KHZ,所以捕捉带=276-191=85KHZ返回VCO压控灵敏度测量根据测量可得出V1=0.56v,V2=0.08v.则压控灵敏度=40KHZ/(0.56-0.08)=83.33KHZ/V返回实验二数字锁相环模块实验目的1.了解数字锁相环的基本概念2.熟悉数字锁相环与模拟锁相环的指标3.掌握全数字锁相环的设计实验内容1.数字锁相环锁定状态测量2.数字锁相环的相位抖动特性测量3.数字锁相环锁定频率测量和分频比计算4.数字锁相环锁定过程观测5.数字锁相环同步带测量6.数字锁相环捕捉带测量7.调整信号脉冲观测返回数字锁相环锁定状态测量实验步骤:测量TPMZ03、TPMZ02的相位关系，用TPMZ03同步；在理论上，环路锁定时该两信号应为上升沿对齐.返回数字锁相环的相位抖动特性测量实验步骤:以TPMZ03为同步信号，测量TPMZ02，调整示波器时基，使示波器刚好容纳TPMZ02的一个半周期，观察其上升沿。可以观察到其上升较粗（抖动），其宽度与TPMZ02周期的比值的一半即为数字锁相环的时钟抖动。返回数字锁相环锁定频率测量和分频比计算实验步骤:将函数信号发生器设置在记数状态（频率计）。参见数字锁相环的结构如图的结构，测量各点频率。记录测量结果，计算分频比。BCAHGFED本地时钟14336KHz外部测试64KHz倍频÷63÷64÷65÷28÷4延时10ns采样1采样2UM01：FPGATPMZ03TPMZ05图2.2.1数字锁相环的结构TPMZ04TPMZ02÷8TPMZ01返回数字锁相环锁定过程观测实验步骤:1.观测TPMZ03、TPMZ02的相位关系，用TPMZ03同步；复位通信原理综合实验系统，则FPGA进行初始化，数字锁相环进行重锁状态。此时，观察它们的变化过程（锁相过程）。2.测量TPMZ05波形，复位通信原理综合实验系统，观察调整的变化过程。返回数字锁相环同步带测量实验步骤:1.用函数信号发生器产生一个64KHz的TTL信号送入J007。测量TPMZ03、TPMZ02的相位关系，用TPMZ03同步；正常时环路锁定，该两信号应为上升沿对齐2.缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02两点波形失步，记录下失步前的频率。3.调整函数信号发生器频率，使环路锁定。缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02两点波形失步，记录下失步前的频率。4.计算同步带。返回数字锁相环捕捉带测量实验步骤:1.用函数信号发生器产生一个64KHz的TTL信号送入J007。测量TPMZ03、TPMZ02的相位关系，用TPMZ03同步；在理论上，环路锁定时该两信号应为上升沿对齐。2.增加函数信号发生器输出频率，使TPMZ03、TPMZ02两点波形失步；然后缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02两点波形同步。记录下同步一刻的频率。3.降低函数信号发生器输出频率，使TPMZ03、TPMZ02两点波形失步；然后缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02两点波形同步。记录下同步一刻的频率。4.计算捕捉带。返回调整信号脉冲观测实验步骤:1.用函数信号发生器产生一个64KHz的TTL信号送入J007。观测数字锁相环调整信号TPMZ05处波形。2.增加或降低函数信号发生器输出频率，观测TPMZ05处波形的变化规律。返回数字锁相环锁定状态测量TPMZ03与TPMZ02上升沿返回用示波器观测时,存在相位抖动返回数字锁相环锁定频率测量和分频比计算这一部分的具体点频率测量请学生自己完成，并可将测得的各点频率与学生用书上的图2.2.1参考来对比.返回数字锁相环锁定过程观测锁定后，TPMZ03与TPMZ02锁定后，TPMZ05波形返回数字锁相环同步带测量注释:上左图为降低频率至62KHZ时刚失步图形,右图为增加频率至66KHZ时刚失步的图形,同步带宽为:66-62=4KHZ返回数字锁相环捕捉带测量注释:上左图为低频率提高至62KHZ时刚要同步图形,右图为高频率调至66KHZ时刚要同步的图形,捕捉带宽为:66-62=4KHZ,数字锁相环的同步带和捕捉带是一样的.返回调整信号脉冲观测注释:上左图是64KHZ时TPMZ05的波形,上右图是提高信号发生器发频率后TPMZ05的图形,左下图则是降低频率后TPMZ05的图形.返回第二部分数字调制技术实验一FSK传输系统实验实验二BPSK传输系统实验实验三DBPSK传输系统实验实验四汉明码系统返回实验一FSK传输系统实验一.FSK调制1.FSK基带信号观测2.发端同相支路和正交支路信号时域波形观测3.发端同相支路和正交支路信号的李沙育(x-y)波形观测4.连续相位FSK调制基带信号观测5.FSK调制中频信号波形观测二.FSK解调1.解调基带FSK信号观测2.解调基带信号的李沙育(x-y)波形观测3.接收位同步信号相位抖动观测4.抽样判决点波形观测5.解调器位定时恢复与最佳抽样判决点波形观测6.位定时锁定和位定时调整观测7.观察在各种输入码字下FSK的输入/输出数据返回FSK基带信号观测实验步骤：1.选择1码，观察测试点TPi03,测量FSK基带波形周期2.选择0码,再测一次.返回发端同相支路和正交支路信号时域波形观测实验步骤：观测TPi03与TPi04两点的波形,分别输入全1(或全0码),测量其两信号是否满足正交关系.返回发端同相支路和正交支路信号的李沙育(x-y)波形观测实验步骤：将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的正交性，其李沙育应为一个圆。通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量。返回连续相位FSK调制基带信号观测实验步骤：1.TPM02是发送数据信号，TPi03是基带FSK波形。通过菜单选择为0/1码输入数据信号，以TPM02作为同步信号。观测TPM02与TPi03点波形应有明确的信号对应关系。并且，在码元的切换点发送波形的相位连续。2.通过菜单选择为特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤.返回FSK调制中频信号波形观测实验步骤：1.选择0/1码输入数据信号，以TPM02作为同步信号,观测TPM02与TPK03点波形有明确的信号对应关系。2.选择特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤。3.断开跳线器Ki01或Ki02，重复上述测量步骤。观测信号波形的变化，分析变化原因。返回FSK基带信号观测1码的基带信号.0码的基带信号返回发端同相支路和正交支路信号时域波形观测TPi03和TPi04满足正交关系返回发端同相支