通信電路實驗PPT課件

1、通信電路實驗通信電路實驗概述概述實驗設(shè)備及儀器使用實驗設(shè)備及儀器使用實驗內(nèi)容及安排實驗內(nèi)容及安排實驗室規(guī)章制度及考核辦法實驗室規(guī)章制度及考核辦法2012年年02月月26日日概述l通信電路實驗目的通信電路實驗目的l通信系統(tǒng)專業(yè)基礎(chǔ)實驗l模擬通信系統(tǒng)l數(shù)字通信系統(tǒng)初步l提高動手能力l通信電路實驗的特點通信電路實驗的特點l非線性電路l學習測量方法及動手做l頻譜分析的廣泛應用l學習方法學習方法l物理概念與物理圖像l與理論課的關(guān)系l興趣非線性電路l非線性電路的特點l非線性電路的分析方法l通信電路中的非線性電路v(t)vD(t)RCRsttvD(t)v(t)圖16 包絡(luò)檢波DSBSCVCO-/2LPFLP

2、FLPFinmessagecarrier outloop filteru1u2u3u4u5u6u7圖5C8 Costas環(huán)提取DSB信號載波通信電路的測量方法l通信電路的基本參數(shù)和性能指標l信噪比及誤碼率（實驗一、實驗三）信噪比及誤碼率（實驗一、實驗三）l振蕩器的頻率穩(wěn)定度（阿論方差）振蕩器的頻率穩(wěn)定度（阿論方差） （實驗二）（實驗二）l信號頻譜特性及信號帶寬（全部實驗）信號頻譜特性及信號帶寬（全部實驗）l非線性失真系數(shù)（實驗二）非線性失真系數(shù)（實驗二）l測量方法l選擇適當?shù)臏y量參數(shù)選擇適當?shù)臏y量參數(shù)l正確使用儀器正確使用儀器l正規(guī)準確的數(shù)據(jù)處理正規(guī)準確的數(shù)據(jù)處理l分析歸納測量結(jié)果分析歸納測量

3、結(jié)果通信電路實驗中頻譜分析的廣泛應用l頻譜分析原理l頻譜分析在分析測量中應用的必要性l舉例l調(diào)制信號頻譜調(diào)制信號頻譜l失真信號頻譜失真信號頻譜l信號頻率和信號頻率和信號功率在頻譜中直觀顯示信號功率在頻譜中直觀顯示l信號帶寬信號帶寬l本實驗中虛擬儀器測頻譜，演示實驗中頻譜分析儀的使用動手能力的提高l做為通信電路實驗的目的l實驗的設(shè)計力求為提高動手能力搭建平臺實驗的設(shè)計力求為提高動手能力搭建平臺l實驗二到實驗四，同學動手焊一個通信單元電路實驗二到實驗四，同學動手焊一個通信單元電路l循序漸進循序漸進l理論與實驗結(jié)合l仔細觀察實驗現(xiàn)象并用學過的理論知識分析。l動手與動腦結(jié)合實驗設(shè)備及儀器lTIMS通信

4、原理實驗系統(tǒng)lNI虛擬儀器l示波器及信號發(fā)生器l自制頻率計l誤碼率測試儀l演示實驗用到的儀器l無線電綜合測試無線電綜合測試l頻譜分析儀頻譜分析儀l射頻信號發(fā)生器射頻信號發(fā)生器l矢量信號發(fā)生器矢量信號發(fā)生器l矢量信號分析儀矢量信號分析儀TIMS實驗系統(tǒng)lTIMSTIMS通信教學實驗系統(tǒng)通信教學實驗系統(tǒng) (Telecommunications Instructional Modeling System)(Telecommunications Instructional Modeling System)lTIMS主機箱：TIMS-3891FlTIMS模塊22種26套使用TIMS系統(tǒng)做AM實驗l模塊連

5、接l儀器測量波形頻譜模塊電路圖l相關(guān)電子版文檔 TIMS.PDFl例如TIMS-148lAUDIO OSCILLATORTIMS實驗系統(tǒng)模塊TIMS實驗系統(tǒng)模塊TIMS-148AUDIOOSCILLATORcos(t)SYNCTT Lsin(t)fSCOPE-TRIGSELECTORAABBTIMS-147ADDERAGA+gBBGgLINE-CODEENCODERDATARZ-AMIM.CLKB.CLKTIMS-406LINE-CODEDATARZ-AMIB.CLKDECODERTIMS-407SEQUENCEGENERATORCLKXSYNCTTLTIMS-153TIMS-150MULTI

6、PLIERXkXYYDCACTIMS-156UTILITIESREFCOMPARATORCLIPPERRECTIFIERDIODE+LPFRC LPFNORMTIMS-154TUNEABLECLKTUNEGAININLPFWIDEOUTTIMS-425QUARDRATUREADDERGA+gBUTILITIESMULTIPLIER1MULTIPLIER2kXYkXYXYABXYTIMS-409WIDEBAND10VDC OUTIN2V200mVAC+DCACTRUE RMS VOLTSTRUE RMSMETERTIMS-408NOISE10VOUTPUTNOISE LEVEL dB2VAC+D

7、CACGENERATOR+12+14+16+18+20+22+24+2+4+6+8+10HITIMS-157VCOTTLGAINFoVINLODATAsin(t)TIMS-424DIGITAL+5VUTILITIES443322TIMS-420BIT CLOCKREGENDIVIDE BY NTRANSITIONDETECTORLOOP FILTERDUAL BPFSEXT CLKBPF1BPF2TIMS-149DUALANALOGCONTROL 1IN 2OUTSWITCHIN 1CONTROL 2TIMS-151PHASECOARSEFINEINSHIFTER+/-180OUTTIMS-1

8、55TWIN PULSEQ2WIDTHDELAYCLKGENERATORQ1ERRORTIMS-402DECISIONZ-MODDECISION POINTB.CLKMAKEROUT1IN1B.CLKVINOUT2IN2TIMS-405ERRORx103CLKCOUNTINGGATEA+BAUTILITIESACTIVEx104x105x106PULSE COUNTBCLKTRIGTIMS-410100kHzINCHANNELOUTFILTERSCHANNEL SELECT123DCACTIMS-422M-LEVELCLKENCODERibranchCONSTELLATIONSELECT4-p

9、oint8-point16-pointDATAqbranchTIMS-423M-LEVELCLKDECODER4816DATAqiQIHUNTDECISION POINTNI(National Instruments )虛擬儀器l虛擬儀器在實驗中主要做為頻譜分析儀使用lADC分辨率12bit，最大采樣率1.25MS/s，實驗中用1.0MS/sCB-68LPPCI-6251示波器、信號發(fā)生器l示波器示波器 Tektronix TDS1002Tektronix TDS1002Two Channel Digital Two Channel Digital Storage Oscilloscope S

10、torage Oscilloscope 60MHz 1GS/s60MHz 1GS/sl信號發(fā)生器信號發(fā)生器 Tektronix Tektronix AFG3021AFG3021Single Channel Single Channel Arbitrary/Function Arbitrary/Function Generator 250MS/s 25MHzGenerator 250MS/s 25MHz自制頻率計lCH1:10Hz-60MHz 1Mohm -10dBmCH1:10Hz-60MHz 1Mohm -10dBmlCH2:50MHz-1.1GHz 50ohm -20dBmCH2:50MH

11、z-1.1GHz 50ohm -20dBmlPower Input:Power Input: +8V+30V +8V+30V自制誤碼率測試儀l數(shù)字信源數(shù)字信源l數(shù)字信源數(shù)字信源m m序列（序列（9 9階，階，1515階，階，2121階可選）階可選）l有同步輸出，用于示波器顯示同步，同步點可變有同步輸出，用于示波器顯示同步，同步點可變l16bit16bit固定碼波特率可選固定碼波特率可選l誤碼率測試誤碼率測試l可顯示誤碼率；誤碼數(shù)；可顯示誤碼率；誤碼數(shù)；l測試碼總數(shù)可主動加入誤碼（測試碼總數(shù)可主動加入誤碼（1e-2,1e-3,1e-41e-2,1e-3,1e-4可選）可選）l實驗板實驗板+5V+

12、5V電源有一路電源有一路+5V+5V電源輸出（電源輸出（max 2Amax 2A）l單電源輸入單電源輸入+8V+8V+30V DC input+30V DC input演示實驗用到的儀器lAgilent 8920B 0.4Agilent 8920B 0.41000MHz 1000MHz RF COMMUNICATIONS TEST SETRF COMMUNICATIONS TEST SET無線電綜合測試儀無線電綜合測試儀lAgilent E4403B 9kHzAgilent E4403B 9kHz3.0GHz 3.0GHz ESA-L SERIES SPECTRUM ANALYERESA-L

13、SERIES SPECTRUM ANALYER頻譜分析儀頻譜分析儀lAgilent E4432B 250kHzAgilent E4432B 250kHz3.0GHz 3.0GHz ESD-D SERIES SIGNAL GENERATORESD-D SERIES SIGNAL GENERATOR射頻信號發(fā)生器射頻信號發(fā)生器演示實驗用到的儀器lAgilent E4438B 250kHzAgilent E4438B 250kHz3.0GHz3.0GHzESG VECTOR SIGNAL GENERATORESG VECTOR SIGNAL GENERATOR矢量信號發(fā)生器矢量信號發(fā)生器 lAgil

14、ent 89441A DCAgilent 89441A DC2650MHz 2650MHz VECTOR SIGNAL ANALYER IFVECTOR SIGNAL ANALYER IFlAgilent 89441A RF SECTIONAgilent 89441A RF SECTION矢量信號分析儀矢量信號分析儀 其他儀器及實驗器材簡介l功率合成器l功率衰減器l假負載l直流電源、萬用表等實驗內(nèi)容l實驗一、幅度調(diào)制與解調(diào)實驗一、幅度調(diào)制與解調(diào)l實驗二、頻率調(diào)制與解調(diào)實驗二、頻率調(diào)制與解調(diào)l實驗三、實驗三、HDB3HDB3編解碼編解碼l實驗四、實驗四、2FSK2FSK調(diào)制與解調(diào)調(diào)制與解調(diào)l實驗

15、五、鎖相環(huán)實驗實驗五、鎖相環(huán)實驗l實驗六、收發(fā)信機主要特性參數(shù)測試（演示）實驗六、收發(fā)信機主要特性參數(shù)測試（演示）實驗一、幅度調(diào)制與解調(diào)l實驗目的實驗目的 本實驗要求熟悉幅度調(diào)制的基本原理和類型，掌握實現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)的基本方法，能對已調(diào)信號的波形、頻譜、信噪比進行測量。l實驗原理實驗原理l實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容AM調(diào)制原理圖AM信號時域圖用TIMS模塊包絡(luò)檢波調(diào)幅信號實驗二、頻率調(diào)制與解調(diào)l實驗目的實驗目的 了解頻率調(diào)制與解調(diào)的基本原理，掌握采用LC壓控振蕩器實現(xiàn)頻率調(diào)制(FM)和用比例鑒頻器實現(xiàn)頻率解調(diào)的基本方法，學會一些器件和波形參數(shù)的測量方法。l實驗原理實驗原理l實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容l1.用TIMS

16、模塊產(chǎn)生FM調(diào)頻信號l2.采用西勒型正弦波振蕩器及變?nèi)荻O管實現(xiàn)頻率調(diào)制l3.設(shè)計并完成一個比例鑒頻器電路l4.將頻率調(diào)制器和比例鑒頻器進行級聯(lián)調(diào)頻信號時域波形RCRb1Rb2CbBCEQ1REC1C2C3C4L1VCC西勒型電容三點式振蕩器電容耦合比例鑒頻器原理圖實驗三、HDB3編解碼l實驗目的實驗目的 了解常用的數(shù)字基帶傳輸碼型及其特點，掌握AMI碼和HDB3碼的編解碼實現(xiàn)方法。l實驗原理實驗原理l實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容l1.用TIMS模塊實現(xiàn)AMI碼的編碼與解碼，初步了解AMI碼的波形特點l2.使用CD22103實現(xiàn)AMI和HDB3的編解碼?；鶐鬏斚到y(tǒng)基本結(jié)構(gòu)用TIMS模塊實現(xiàn)AMI碼的編碼

17、與解碼使用CD22103做HDB3編解碼實驗框圖實驗四、2FSK調(diào)制與解調(diào)l實驗目的實驗目的 了解數(shù)字調(diào)制的目的，掌握2FSK調(diào)制解調(diào)的原理與實現(xiàn)方法。l實驗原理實驗原理l實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容l1.運用TIMS模塊實現(xiàn)2FSK信號的產(chǎn)生和解調(diào)方法；l2.運用MC3105專用芯片實現(xiàn)2FSK的調(diào)制解調(diào)；l3.用虛擬儀器測量頻譜計算帶寬；l*4.數(shù)字傳輸系統(tǒng)的誤碼率測量方法2FSK信號的產(chǎn)生2FSK信號相干解調(diào)2FSK信號非相干解調(diào)實驗五、鎖相環(huán)實驗l實驗目的實驗目的熟悉鎖相環(huán)的基本原理，掌握鎖相環(huán)的設(shè)計方法和主要技術(shù)指標的測量方法l實驗原理實驗原理l實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容LPFin(t)out(t)VCO

18、SCOPE- TRI GBSELECTORABA接示波器C H 1輸入外接輸入C H 2輸入HITIMS-157VCOTTLGAINFoVINLODATAsin(t)TIMS-156UTILITIESREFCOMPARATORCLIPPERRECTIFIERDIODE+LPFRC LPFTIMS-150MULTIPLIERXkXYYDCAC100kHz實驗六、收發(fā)信機主要特性參數(shù)測試（演示）l實驗目的實驗目的 本實驗要求熟悉無線電收發(fā)信機的基本結(jié)構(gòu)，通過演示實驗了解他們主要的性能指標。l實驗原理實驗原理 無線電臺收發(fā)信機是無線通信中的重要設(shè)備，其性能指標直接影響到使用條件及通信質(zhì)量。了解它們之間的制約關(guān)系對理解無線通信系統(tǒng)設(shè)計當中遇到的問題是非常重要的。 因為收發(fā)信機的性能指標的重要性，所以使學習測量方法及技術(shù)對通信專業(yè)的同學具有很大意義。 本實驗主要針對窄帶調(diào)頻電臺的主要性能指標進行測試。 使用的主要儀器有：Agilent 8920B無線電綜測儀、Agilent E4403B 頻譜分析儀、Agilent E4432B 射頻信號發(fā)生器，還有直流電源、假負載、衰減器、功率合成器等。l實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容l1.傳輸線特性實驗l2.數(shù)字信號調(diào)制與解調(diào)l3.發(fā)射機主要參數(shù)測試l4.接收機主要參數(shù)測試被測電臺：日精數(shù)傳電臺ND882實驗安排l實驗講義：教材中心購買l上課地點：理科2號樓2548