YUY-X新型通信原理實(shí)驗(yàn)箱
一、簡(jiǎn)介
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、主機(jī)及功能模塊介紹
1．主機(jī)
包括齒條卡槽（可同時(shí)插入12個(gè)模塊）、示波器顯示選擇器、電源。
2．主信號(hào)發(fā)生器
輸出頻率：載頻為100kHz；采樣時(shí)鐘為8.333kHz;音頻（載波分頻）為2.083kHz。
輸出電平：模擬信號(hào)的峰-峰值為4V；數(shù)字信號(hào)為T(mén)TL電平。
失真：小于0.1%（僅對(duì)模擬輸出信號(hào)）。
音頻振蕩器：
頻率范圍：500Hz~10KHz。
模擬輸出電平：峰-峰值為4V。
失真率：小于0.1%（僅對(duì)模擬輸出）
數(shù)字輸出：TTL電平。
3．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
4．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。
5．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。
6．乘法器
帶寬：約1MHz
特性：kX(t)Y(t)。
k：約為1/2。
7．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
8．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,-3dB，2.8kHz
9．序列碼發(fā)生器
輸入時(shí)鐘頻率范圍：TTL 1Hz~1MHz；模擬500Hz~10kHz。
序列數(shù)：4對(duì)。
序列長(zhǎng)度：
同步信號(hào)：標(biāo)志序列的開(kāi)始
10．雙脈沖發(fā)生器
TWIN 模式
時(shí)鐘頻率范圍：小于50kHz.
脈沖寬度： 3us<tW <25us。
脈沖延時(shí)間Q2-Q1: 10s<tD <120s。
出錯(cuò)標(biāo)志： 2tW+tD>tCLK
SINGLE模式
時(shí)鐘頻率范圍：小于200k赫茲。
脈沖寬度：3s< tW<25s.
11．壓控振蕩器
頻率范圍：
1.5kHz<LO<17kHz，正弦和TTL；外部輸入電壓Vin的頻率<300Hz;
70kHz<HI<130kHz,正弦和TTL。
輸入電壓：-3V<Vin<3V.
增益G.:1<G<2
中心頻率電壓范圍：-3V<Vfc<3V;
Vfc是內(nèi)部加到G.Vin的直流電壓
12．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<NORMAL<5kHz；
2.0kHz<WIDE<12kHz;
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：＞ 50dB。
通帶紋波：＜ 0.5dB。
時(shí)鐘：
CLK/880=,NORMAL;
CLK/360=,WIDE;
(2)V4的基本指標(biāo)
濾波范圍：
200Hz<NORMAL<5kHz；
200kHz<WIDE<12kHz;
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：＞ 50dB。
通帶紋波：＜ 0.5dB。
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
13．判決模塊
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)。
14．線路編碼器
NRZ-L 非歸0 雙極性碼:
NRZ-M 不歸0 雙極性相對(duì)碼:
UNI-RZ 單極型歸0碼 單極性
BIP-RZ 雙極型歸0 三電平
RZ-AMI 歸0碼 三電平
BIO-L Manchester碼 雙極性
DICODE-NRZ Dicode不歸0碼 三電平
15．線路解碼器
輸入
比特時(shí)鐘：TTL電平比特時(shí)鐘。
與輸入數(shù)據(jù)的最大時(shí)鐘頻率：f（max）>100kHz。
解碼信號(hào)輸入：詳細(xì)請(qǐng)看本書(shū)編碼模塊部分
輸出
數(shù)據(jù)信號(hào)：解碼的TTL電平數(shù)據(jù)
選通信號(hào)：TTL電平信號(hào)。
16．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)源的第一類(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：3dB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；正弦信號(hào)輸出：標(biāo)準(zhǔn)雙極TIMS電平始終與時(shí)鐘信號(hào)同步；信號(hào)頻率：通過(guò)PCB開(kāi)關(guān)選擇時(shí)鐘比——1:32, 1:64, 1:128, 1:256；TDM模式：雙通道TDM系統(tǒng)，帶PCM編碼器模塊主從控制功能
18．PCM譯碼模塊
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，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；輸出信號(hào)：+/-2Vpk,直流耦合；幀同步：線性模式和嵌入模式；線性模式：同步信號(hào)與幀的最低有效位同步；嵌入模式：搜索并抽取最低有效位按“0-1-0-1”變化的幀；嵌入模式搜索：32, 64, 128和256連續(xù)幀同步位(PCB開(kāi)關(guān))；TDM模式：雙通道TDM系統(tǒng)，帶兩個(gè)PCM解碼器模塊主從控制功能
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)制包絡(luò)檢波
實(shí)驗(yàn)五載波提取
實(shí)驗(yàn)六相干解調(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)鐘提到實(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）
五、配置表
|
序號(hào) |
模塊名稱(chēng) |
說(shuō)明 |
備注 |
|
1 |
主機(jī) |
標(biāo)準(zhǔn)配置 |
產(chǎn)品包含配件有：
1、信號(hào)連接線
2、電源線
3、實(shí)驗(yàn)手冊(cè) |
|
2 |
主信號(hào)發(fā)生器 |
|
3 |
緩沖放大器/可變直流電源 |
|
4 |
加法器 |
|
5 |
雙模擬開(kāi)關(guān) |
|
6 |
乘法器 |
|
7 |
正交分相器/移相器 |
|
8 |
公共模塊 |
|
9 |
序列碼發(fā)生器 |
|
10 |
雙脈沖發(fā)生器 |
|
11 |
壓控振蕩器 |
|
12 |
可調(diào)低通濾波 |
|
13 |
判決模塊 |
|
14 |
線路編碼器 |
|
15 |
線路解碼器 |
|
16 |
比特時(shí)鐘重建器 |
|
17 |
PCM編碼模塊 |
|
18 |
PCM譯碼模塊 |
|
19 |
增量調(diào)制編碼模塊 |
|
20 |
增量調(diào)制譯碼模塊 |
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