通信原理實驗箱

一、通信原理實驗箱概述

經過充分的市場調研和技術分析，在保留公司原有產(chan) 品通信原理實驗係統特點的基礎上，推出了新型通信原理實驗係統，本係統根據當前各大專(zhuan) 院校通信原理課程的教學重點，以現代數字傳(chuan) 輸技術和軟件無線電技術為(wei) 主要實驗方向，強化了有關(guan) 模擬信號的數字化、各類數字信號的複接與(yu) 解複接、信源及信道編解碼、信息的數字化調製與(yu) 解調、模擬與(yu) 數字鎖相等內(nei) 容。為(wei) 突出重點，集中利用有限的軟硬件資源，須對原係統的設計進行合理的取舍，具體(ti) 做法是進一步強化了軟件無線電技術，通過FPGA與(yu) DSP的協同工作進行雙向信號的編解碼處理、信息的數字化調製與(yu) 解調處理，而舍棄了電話接口電路、電話交換模塊等非關(guan) 鍵的技術內(nei) 容。實驗中必需的雙向信源則采用可任意改變信號頻率、信號幅度的內(nei) 置函數信號發生器以及數字碼型發生器代替，通過雙蹤示波器或誤碼檢測儀(yi) 等設備觀察傳(chuan) 輸效果。

同時，本係統又繼承了原實驗係統的模塊化設計特點，我公司為(wei) 其配套的共有9個(ge) 基本功能模塊模塊，基本電路設計合理，信源編碼包括PAM、ADPAM、PCM、CVSD等，信道編碼包括HDB3碼、CMI碼等；調製解調方式涵蓋FSK、BPSK、DBPSK、QPSK、DQPSK、OQPSK、MSK、GMSK、π/4QPSK等；另有模擬調製解調模塊（AM、FM）與(yu) 模擬及數字鎖相環等，可配合信號源模塊獨立地進行相關(guan) 實驗；

本係統的*設計理念使基本模塊可任意拆卸，教師可根據課程需要任意靈活組合電路，構建不同的通信係統。今後還將陸續提供可選擴展模塊漢明糾錯編解碼模塊、卷積編解碼模塊、CDMA原理性擴頻解擴模塊、OFDM調製解調模塊等，使係統功能不斷擴展完善。9個(ge) 功能模塊可組成完整的無線通信子係統和有線通信子係統，通過係統實驗使學生熟悉現代通信係統的組成，並對通信係統中最新的關(guan) 鍵技術有更深的了解。

模塊化設計還便於(yu) 產(chan) 品維護。設備出現故障或係統升級僅(jin) 需現場或郵寄更換個(ge) 別相關(guan) 模塊，一般不會(hui) 影響係統設備中其它部件的正常使用。

係統多處采用FPGA，FPGA與(yu) DSP均預留開放的配置接口，可供師生進行大量的軟件二次開發，同時也便於(yu) 係統升級。因此，係統除了用於(yu) 通信原理課程的實驗，還可以作為(wei) 一個(ge) 開放的硬件平台，用於(yu) 包括FPGA、DSP、單片機編程在內(nei) 的各類課程設計和畢業(ye) 設計。

二、通信原理實驗箱電路硬件平台的基本組成

通信原理實驗係統由函數信號源模塊、PCM/PAM模塊、複接/解複接模塊、線路編/解碼及鎖相環模塊、CVSD編/解碼模塊、FPGA與(yu) DSP初始化模塊、數字信號處理模塊、AD/DA與(yu) 調製/解調模塊以及顯示控製模塊（人機界麵）等9個(ge) 基本功能模塊組成，學生通過自行連接信號線貫通各基本模塊，構建完整的通信係統，檢驗和調整各個(ge) 關(guan) 鍵點的信號，可大大加深對現代通信係統概念和結構的理解。

在本係統中，包含兩(liang) 套不對稱的傳(chuan) 輸信道，這樣做的目的是為(wei) 了盡可能多的涵蓋通信傳(chuan) 輸係統各方麵的技術：

（1）主要體(ti) 現無線信道傳(chuan) 輸技術的傳(chuan) 輸信道，信號流程為(wei) ：模擬函數信號源→CVSD話音編碼（或誤碼儀(yi) 的碼型信號發生器）→數字調製→信道→數字解調→CVSD話音譯碼→示波器顯示（或誤碼儀(yi) 的誤碼檢測器）。

（2）主要體(ti) 現有線信道傳(chuan) 輸技術的信號支路，信號流程為(wei) ：模擬函數信號源→PCM話音編碼→信道複接→線路編碼（HDB3/CMI）→線路譯碼→信道解複接→PCM話音譯碼→示波器顯示。

函數信號源模塊輸出正弦波和方波，TPAO1S、TPAO2S分別為(wei) 輸出端口，VS102調節方波輸出大小，調節範圍：0～5V。VS103調節正弦波輸出大小，調節範圍：0～5V；信號輸出有高低兩(liang) 個(ge) 頻段：JS01跳線插入、JS02跳線不插輸出高頻信號，輸出信號頻率範圍20KHz～350KHz；JS01跳線不插、JS02跳線插入，輸出低頻信號，輸出信號頻率範圍300Hz～2KHz。

三、主要包括的通信原理實驗內(nei) 容：

PAM信源編/譯碼實驗

PCM信源編/譯碼實驗

ADPCM信源編/譯碼實驗

幀成形與(yu) 幀傳(chuan) 輸實驗

CVSD信源編/譯碼實驗

AMI/HDB3線路碼型變換原理實驗

HDB3線路編碼通信係統綜合實驗

CMI碼型變換原理實驗

CMI線路編碼通信係統綜合實驗

漢明糾錯編/譯碼原理實驗(選配)

AM-FM調製/解調原理實驗

二進頻移鍵控FSK傳(chuan) 輸係統調製、解調實驗及係統性能測試         

二進相移鍵控BPSK傳(chuan) 輸係統調製、解調實驗及係統性能測試

差分二進製相移鍵控傳(chuan) 輸DBPSK係統的調製、解調實驗

四相相移鍵控QPSK傳(chuan) 輸係統的調製、解調實驗

差分四相相移鍵控DQPSK傳(chuan) 輸係統的調製、解調實驗

四相交錯相移鍵控OQPSK傳(chuan) 輸係統的調製、解調實驗

最小頻移鍵控MSK傳(chuan) 輸係統的調製、解調實驗

高斯最小頻移鍵控傳(chuan) 輸GMSK係統的調製、解調實驗

π/4差分四相相移鍵控π/4DQPSK傳(chuan) 輸係統調製、解調實驗

模擬鎖相環載波同步實驗

模擬鎖相環時鍾提取實驗

數字鎖相環位同步實驗

幀同步提取係統實驗

RS422平衡數字傳(chuan) 輸接口實驗

通過FPGA或DSP的預留編程配置接口進行二次開發，內(nei) 容主要包括：

⑴顯示控製模塊CPU（89C51係列）鍵盤掃描程序編製實驗

⑵CPU驅動液晶顯示器的應用實驗

⑶顯示控製模塊中用戶操作界麵的編程實驗

⑷通過JTAG接口對DSP編程進行DSP信號處理實驗

⑸通過JTAG接口對FPGA編程進行DDS波形生成實驗

⑹通過JTAG接口對FPGA編程實現幀成形實驗

⑺通過JTAG接口對FPGA編程實現幀同步實驗

⑻通過JTAG接口對FPGA、DSP進行綜合編程實現AM（有能力還可延伸到QAM、CDMA等）調製/解調實驗

四、實驗儀(yi) 器參考配置：（標配20台）