通信原理實驗箱

BC-1033通信原理實驗箱（新模塊化）

    本實驗系統是針對全國各高等院校通信與電子類及相關專業的實際情況所開發的新一代通信原理實驗設備。
一、通信原理實驗箱特點
● 采用嵌入式模塊化設計，各個模塊既獨立又相互構成系統，較方便地安裝與組合；各個模塊采用先進透明盒，既能保護電路，又能觀察到相應電路。同時可供用戶根據自己的需求購買相應的模塊，升級方便，節約經費；
● 該實驗箱可以通過不同的模塊組合成基帶傳輸系統、載波傳輸系統、計算機數據通信系統、擴頻通信系統等多種通信實驗系統。有利于培養學生建立通信系統的整體概念；
● 二次開發實驗開放性強，可二次開發器件類別多，既有單片機、DSP，也有CPLD、模擬可編程電路等，完全可以滿足課程設計、畢業設計的要求；
● 該產品不僅可以開設《通信原理》課程的相關實驗，而且還可以開設《數字通信原理》、《移動通信》、《擴頻通信》等課程的實驗，讓學生了解更多的現代通信技術。
● 該實驗箱是一個開放式的平臺，不僅可以滿足學生做課程實驗，而且還可以用于課程設計、畢業設計、電子設計大賽等，同時教師也可以利用該平臺做一些研究開發工作；
二、通信原理實驗箱創新點
● 首次在通信原理實驗箱中實現了多路DS-CDMA實驗系統。
● 在實驗箱中實現了簡易的頻譜分析功能，能用普通雙蹤示波器觀測、分析實驗信號的頻譜特性。
● 實現了多種調制解調技術，既有普通的ASK、FSK、PSK等二進制調制解調，還可完成GSM系統中使用的GMSK，CDMA2000系統中使用的π/4正交差分相移鍵控（π/4-DQPSK）等多種調制解調。
● 采用時分復用方式在實驗箱中實現了兩臺計算機之間的全雙工數字通信。
三、實驗箱功能
信號源部分為整個實驗系統提供配套的各種數字和模擬信號以及語音信號；終端部分用來定性判斷實驗系統通信質量的好壞。
（1）模擬信號源：
          頻率、幅度可調，帶頻率顯示；
          正弦波、方波、三角波、鋸齒波：1Hz～50KHz；
          幅  度：可達20Vpp。
（2）點頻正弦波輸出： 32KHz、64KHz、1MHz，幅度可調，可達4V。
（3）NRZ碼：碼元、碼速率可調（24位碼通過碼型設置開關設置碼型，通過分頻設置選擇碼速率，分頻比為1～9999）；
（4）點頻方波信號：P8KHz、8KHz、32KHz、64KHz、256KHz、1024KHz、24M；
（5）位同步信號BS：頻率可控；
（6）2BS信號：2倍位同步信號；
（7）幀同步信號FS：窄脈沖頻率是位同步信號頻率的1/24；
（8）PN碼：偽隨機碼，N=15、N=31、N=511的m序列；
（9）語音信號：話筒插座，音樂片信號，語音放大，耳機或揚聲器；可通過與原始語音信號聲音的對比來判斷通信質量的好壞。
（10）數字終端：用發光二極管同時顯示兩路24位以下的NRZ碼；可將原始的數字基帶信號與接收到的數字基帶信號分別用兩路發光二極管同時顯示，根據兩組發光二極管的亮滅情況來判斷接收到的數字信號中是否出現了誤碼，進而判斷整個通信系統通信質量的好壞；
（11）電源：提供實驗所用+12V/1A、-12V/1A、+5V/3A、-5V/1A電源。
1、基礎原理性實驗
（1）頻譜分析模塊
功能、特點：
用來分析各實驗信號的頻譜及進行高速、高精度數據采集。
①高速（可達20M）、高精度（10位）數據采集；
②可通過串口與PC機通信；
③預留CPLD、DSP擴展端口，便于二次開發。
（2）PAM/AM模塊
實驗內容：
①抽樣定理驗證實驗。
②脈沖幅度調制與解調實驗（PAM）；
③常規雙邊帶調制與解調實驗（AM）；  
④抑制載波雙邊帶調制（DSB-SC）；
⑤二極管包絡檢波特性測試；
⑥常規雙邊帶調制與抑制載波調制特性比較。
（3）模擬信號數字化模塊
實驗內容：
①脈沖編碼調制與解調（PCM）實驗；
②增量調制與解調（CVSD）實驗；
③自適應差分脈沖編碼調制與解調（ADPCM）實驗。
（4）碼型變換模塊
功能、特點：
多種典型基帶碼型的變換與反變換。
實驗內容：
①RZ碼變換與反變換實驗；
②BRZ碼變換與反變換實驗；
③BNRZ碼變換與反變換實驗；
④CMI碼變換與反變換實驗； 
⑤HDB3碼變換與反變換實驗；
⑥BPH碼變換與反變換實驗；
⑦AMI碼變換與反變換實驗；
⑧預留CPLD擴展端口，便于二次開發。
（5）信道模擬模塊
模擬多種典型信道,用DSP進行實時差錯控制編碼。
實驗內容：
①理想信道模擬實驗；
②高斯白噪聲信道模擬實驗；
③帶限信道模擬實驗；
④固定干擾信道模擬實驗；     
⑤眼圖實驗；
⑥差錯控制編碼（漢明碼）實驗；
⑦其它二次開發實驗（如卷積編譯碼實驗等），預留CPLD、DSP擴展端口，便于二次開發。
（6）數字調制模塊
實驗內容：
①二進制振幅鍵控調制（2ASK）實驗；
②二進制移頻鍵控調制（2FSK）實驗； 
③二進制移相鍵控調制（2PSK）實驗；
④二進制差分移相鍵控調制（2DPSK）實驗。
（7）數字解調模塊
   實驗內容：
①二進制振幅鍵控解調（2ASK）實驗；
②二進制移頻鍵控解調（2FSK）實驗； 
③二進制移相鍵控解調（2PSK）實驗；
④二進制差分移相鍵控解調（2DPSK）實驗。
（8鎖相環模塊
實驗內容：
①555時鐘產生器實驗；
②基本鎖相環實驗（可觀察同步態、捕捉態、跟蹤態）；
③數字頻率合成器實驗（分頻比1～999）。
（9）同步提取模塊
用純數字鎖相環提取位同步、幀同步信號，用科斯塔斯環提取同步載波信號。
 
實驗內容：
①純數字鎖相環實驗；
②位同步信號提取實驗；  
③幀同步信號提取實驗以及假同步對信息傳輸影響；
④同步載波信號提取實驗。
（10）時分復用模塊
包含二路脈沖編碼調制與解調，時分復用與解復用；
實驗內容：
①二路脈沖編碼調制與解調（PCM）實驗；
②兩路脈沖編碼調制信號時分復用實驗；     
③時分復用信號解復用實驗；
④預留CPLD擴展端口，便于二次開發。
2、通信系統特色實驗（綜合性實驗）
（1）現代數字調制模塊
預留CPLD二次開發端口，便于二次開發。
實驗內容：
①小頻移鍵控（MSK）調制實驗；
②高斯濾波小頻移鍵控（GMSK）調制實驗（有BbTs=0.3，BbTs=0.5兩種形式）；
③四相相移鍵控（QPSK）調制實驗（A、B兩種方式）；
④交錯正交四相相移鍵控（OQPSK）調制實驗（A、B兩種方式）；
⑤四相相對相移鍵控（DQPSK）調制（A、B兩種方式）；
⑥π/4正交差分相移鍵控（π/4－DQPSK）調制實驗；
⑦二次開發實驗 
（2）現代數字解調模塊
預留CPLD二次開發端口，便于二次開發。
實驗內容：
①小頻移鍵控（MSK）解調實驗；
②高斯濾波小頻移鍵控（GMSK）解調實驗（有BbTs=0.3，BbTs=0.5兩種形式）；
③四相相移鍵控（QPSK）解調實驗（A、B兩種方式）；
④交錯正交四相相移鍵控（OQPSK）解調實驗（A、B兩種方式）；
⑤四相相對相移鍵控（DQPSK）解調實驗（A、B兩種方式）；
⑥π/4正交差分相移鍵控（π/4－DQPSK）解調實驗；
⑦二次開發實驗。
（3）電話及計算機數據通信模塊
有兩個電話接口，利用模擬信號數字化和時分復用模塊可實現用一個信道進行兩部電話全雙工數字通信；有兩個PC機串口，利用時分復用模塊可實現用一個信道進行兩臺PC機全雙工通信。
實驗內容：
①電話接口實驗；
②計算機接口實驗；  
③電話通信實驗；
④計算機數據通信實驗。
3、移動通信基礎實驗
移動通信基礎模塊CDMA
用glod序列擴頻與解擴；兩路信號擴頻調制后疊加，在接收端選擇不同的gold序列可分別解調出這兩路信號，實現真正的碼分多址；
實驗內容：
①m序列和Gold序列的特性；
②Gold序列的自相關和互相關特性的觀察；
③延遲滯后鎖相環（DLL）的鑒相特性曲線；
④擴頻碼的捕獲與跟蹤（無固有頻差的情況下）；
⑤擴頻碼的捕獲與跟蹤（有固有頻差的情況下）；
⑥觀察基帶信號擴頻前后的譜變化；     
⑦觀察擴頻后PSK調制的譜及波形；
⑧觀察兩路擴頻信號疊加后的譜及波形；
⑨擴頻、解擴與基帶解調；
⑩碼分多址；
⑾擴頻碼定時偏移對解擴的影響；
⑿窄帶干擾信號對解擴的影響。
注意事項：必須配合數字解調模塊中PSK解調部分使用。



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