开发平台介绍
实验箱名称：LTE-TX-02E通信原理综合实验系统； 实验平台的开发单位：湖北武汉凌特电子技术有限公司 地址：武汉市洪山区卓刀南路3-21号 联系电话：027-87800788
实验箱为模块化结构，外形图如图1所示：
图1 通信原理实验箱外观图
实验一 信号源生成实验
一、实验目的
1、熟悉各种时钟信号的特点及波形； 2、熟悉各种数字信号的特点及波形。 二、实验内容
1、熟悉CPLD可编程信号发生器各测量点波形； 2、测量并分析各测量点波形及数据； 3、学习 CPLD可编程器件的编程操作。 三、实验仪器
1、信号源模块 一块 2、连接线 若干 3、20M 双踪示波器 一台 四、实验原理
CPLD可编程模块用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号。它由CPLD可编程器件ALTERA公司的EPM240T100C5、下载接口电路和一块晶振组成。晶振JZ1用来产生系统内的32.768MHz主时钟。本实验要求参加实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法，才可通过CPLD可编程器件的二次开发生成这些信号，理论联系实验，提高实际操作能力。 1、CPLD数字信号发生器，包括以下五个部分 ①时钟信号产生电路； ②伪随机码产生电路； ③帧同步信号产生电路；
④NRZ码复用电路及码选信号产生电路； ⑤终端接收解复用电路。 2、24位NRZ码产生电路
本单元产生NRZ信号，信号速率可根据输入时钟不同自行选择，帧结构如下图所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16路为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。LED亮状态表示1码，熄状态表示0码。
图1.1 播码开关设置
五、实验框图
图1.2 实验框图
六、实验步骤
1、将信号源模块固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好，打开电源；
2、观测时钟信号输出波形
信号源输出两组时钟信号，对应输出点为“CLK1”和“CLK2”，拨码开关S4的作用是改变第一组时钟“CLK1”的输出频率，拨码开关S5的作用是改变第二组时钟“CLK2”的输出频率。拨码开关拨上为1，拨下为0。
（1）根据码型与频率对照表改变S4，用示波器观测第一组时钟信号“CLK1”的输出波形；
（2）根据码型与频率对照表改变S5，用示波器观测第二组时钟信号“CLK2”的输出波形；
3、用示波器观测帧同步信号输出波形
信号源提供脉冲编码调制的帧同步信号，在点“FS”输出，一般时钟设置为2.048M、256K，在后面实验中有用到。将拨码开关S4分别设置为“0100”、“0111” ，用示波器观测“FS”的输出波形。 4、用示波器观测伪随机信号输出波形
伪随机信号码型为[**************]，码速率和第一组时钟速率相同，由S4控制。根据码型与频率对照表改变S4，用示波器观测“PN”的输出波形。 5、观测NRZ码输出波形
信号源提供24位NRZ码，码型由拨码开关S1，S2，S3控制，码速率和第二组时钟速率相同，由S5控制。 （1）将拨码开关S1，S2，S3设置为01110010 11001100 10101010，S5设为1010，用示波器观测“NRZ”输出波形；
（2）保持码型不变，改变码速率（改变S5），用示波器观测“NRZ”输出波形； （3）保持码速率不变，改变码型（改变S1、S2、S3），用示波器观测“NRZ”输出波形。
6、实验结束关闭电源，整理数据完成实验报告。
图 1.3 参考波形
实验二 PSK/DPSK调制与解调
一、实验目的
1、掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法； 2、掌握用键控法产生PSK/DPSK信号的方法； 3、掌握PSK/DPSK相干解调的原理； 4、掌握相对码波形与PSK信号波形之间的关系以及绝对码波形与DPSK信号波形之间的关系。 二、实验内容
1、观察绝对码和相对码的波形；
2、观察PSK/DPSK调制调信号波形； 3、观察PSK/DPSK解调调信号波形。 三、实验仪器
1、信号源模块 2、模块3 3、模块4
4、模块7 可选 5、20M 双踪示波器 一台 6、连接线 若干 四、实验原理
1、2PSK/2DPSK调制原理
PSK调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优先于ASK移幅键控和FSK移频键控。因此，PSK技术在中、高速数据传输中得到了十分广泛的应用。
PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传1和传0，其时域波形示意图如下图：
图2.1 PSK时域波形
设二进制单极性码为an，其对应的双极性二进制码为bn，则2PSK信号的一般时域数学表达式为：
⎡⎤
S2PSK(t)=⎢∑bng(t-nTs)⎥cosωct (2.1)
⎣n⎦
则上式可变为：
⎧⎡⎤
g(t-nT)s⎥cos(ωct+π)⎪⎢∑⎪⎣n⎦
（t）＝⎨ S2PSK
⎪⎡g(t-nT)⎤cos(ωt+0)
s⎥c⎢∑⎪⎦⎩⎣n
当an=0
(2.2)
当an=1
2PSK信号是一种双边带信号，我们知道，2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某
一个相位作为基准的，因而在接收系统也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会与发送的数字信息完全相反，从而造成错误的恢复。这种现象常称为2PSK的“倒π”现象，因此，实际中一般不采用2PSK方式，而采用差分移相（2DPSK）方式。
2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。
下图为对同一组二进制信号调制后的2PSK与2DPSK波形。
数字信息（绝对码）
0 0 1 1 1 0 0 1
PSK波形
DPSK波形
相对码0 0 0 1 0 1 1 1 0
图2.2 二进制信号调制后的2PSK与2DPSK波形
从图中可以看出，2DPSK信号波形与2PSK的不同。2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。这说明，解调2DPSK信号时并不依赖于某一固定的载波相位参考值。只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个关系就可以正确恢复数字信息，这就避免了2PSK方式中的“倒π”现象发生。同时我们也可以看到，单纯从波形上看，2PSK与2DPSK信号是无法分辨的。这说明，一方面，只有已知移相键控方式是绝对的还是相对的，才能正确判定原信息；另一方面，相对移相信号可以看成是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对
移相而形成。
2、2DPSK解调原理
2DPSK解调最常用的方法是极性比较法和相位比较法，这里采用的是极性比较法对2DPSK信号进行解调，原理框图如下图所示。（a）为极性比较法，（b）相位比较法。
(a)
(b)
图2.3 2DPSK信号解调原理框图
五、实验框图
图2.4调制电路框图
图2.5解调电路框图
六、实验步骤
（一）PSK/DPSK调制实验
1、将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、按照下表进行实验连线：
表2.1 连线
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源
3、将开关K3拨到“PSK”端，以信号输入点“PSK-NRZ”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“PSK-NRZ”与“PSK-OUT”输出的波形。 4、不改变PSK调制实验连线。将开关K3拨到“DPSK”端，增加连线：
表2.2连线
5、以信号输入点“PSK-NRZ”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“PSK-NRZ”与“PSK-OUT”输出的波形。
6、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，重复上述实验。
7、实验结束关闭电源。 （二）PSK/DPSK解调实验
1、恢复PSK调制实验的连线，K3拨到“PSK”端，然后增加以下连线：
表2.3 连线
* 检查连线是否正确，检查无误后再次打开电源 2、将模块7上的拨码开关S2拨为“0110”，观察模块4上信号输出点“PSK-DOUT”处的波形。并调节模块4上的电位器W4（逆时针拧到最大），直到在该点观察到稳定的PN码。
3、用示波器双踪分别观察模块3上的“PSK-NRZ”和模块四上的“OUT3”处的波形。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，重复上述实验。
5、DPSK解调与PSK解调相同，它多了一个逆差分变换的过程，注意通过开关K1选择DPSK方式解调。
6、实验结束关闭电源，拆除连线，整理实验数据及波形完成实验报告。
实验三 FSK调制与解调实验
一、实验目的
1、掌握用键控法产生FSK信号的方法； 2、掌握2FSK过零检测解调的原理。 二、实验内容
1、观察FSK调制信号波形； 2、观察FSK解调信号波形；
3、观察FSK过零检测解调器各点波形。 三、实验仪器 1、信号源模块
2、模块3 3、模块4
4、模块7 可选 5、20M 双踪示波器 一台 6、连接线 若干 四、实验原理
1、2FSK调制原理
2FSK信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为f0时代表传0，载频为f1时代表传1。显然，2FSK信号完全可以看成两个分别以f0和f1为载频、以 an 和 ~an 为被传二进制序列的两种2ASK信号的合成。
2FSK信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。在这里，我们采用的是频率选择法。 2、2FSK解调原理
FSK有多种方法解调，如包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等。这里采用的是过零检测法对FSK调制信号进行解调。大家知道，2FSK信号的过零点数随不同载频而异，故检出过零点数就可以得到关于频率的差异，这就是过零检测法的基本思想。
五、实验框图
图3.1 FSK调试原理框图
图3.2 FSK解调原理框图
六、实验步骤 （一）FSK调制实验
1、将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、按照下表进行实验连线
表3.1 连线
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源
3、将模块3上拨码开关S1都拨上。以信号输入点“FSK-NRZ”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“ FSK-NRZ”和点“FSK-OUT”输出的波形。 4、单独将S1拨为“01”或“10”，在“FSK-OUT”处观测单独载波调制波形。 5、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，同时改变载波频率，重复上述实验。 6、实验结束关闭电源。
（二）FSK解调实验
1、接着上面FSK调制实验继续连线：
表3.2连线
* 检查连线是否正确，检查无误后再次打开电源 2、将模块7上的拨码开关S2拨为“1000”，观察模块4上信号输出点“FSK-DOUT”处的波形，并调节模块4上的电位器W5（顺时针拧到最大），直到在该点观察到稳定的PN码。
3、用示波器双踪分别观察模块3上的“FSK-NRZ”和模块四上的“OUT2”处的波形，将“OUT2”处FSK解调信号与信号源产生的PN码进行比较。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，同时改变载波频率，重复上述实验。
5、实验结束关闭电源，拆除连线，整理实验数据及波形完成实验报告。 附：实验参考波形
图3.3 FSK调制结果图
图3.4 FSK解调结果图
实验四 眼图观测实验
一、实验目的
1、了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义； 2、掌握眼图观测的方法并记录研究。 二、实验内容
1、观测眼图并记录分析。 三、实验器材 1、信号源模块 2、模块３ 3、模块４
4、20M双踪示波器 四、实验原理
一个实际的基带传输系统，尽管经过了十分精心的设计，但要使其传输特性完全符合理想情况是困难的，甚至是不可能的。因此，码间干扰也就不可能完全避免。码间干扰问题与发送滤波器特性、信道特性、接收滤波器特性等因素有关，因而计算由于这些因素所引起的误码率就非常困难，尤其在信道特性不能完全确知的情况下，甚至得不到一种合适的定量分析方法。在码间干扰和噪声同时存在的情况下，系统性能的定量分析，就是想得到一个近似的结果都是非常繁杂的。 下面我们介绍能够利用实验手段方便的估计系统性能的一种方法。这种方法的具体做法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步。这时就可以从示波器显示的图形上，观察出码间干扰和噪声的影响，从而估计出系统性能的优劣程度。所谓眼图是指示波器显示的这种波形，因为在传输二进制信号波形时，它很像人的眼睛。
一台
图4.1 眼图
该图表述下列意思：
（1）最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻；
（2）对定时误差的灵敏度可由眼图的斜边之斜率决定，斜率越陡，对定时误差
就越灵敏；
（3）图的阴影区的垂直高度表示信号幅度畸变范围； （4）图中央的横轴位置对应判决门限电平； （5）在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声容限（或称噪声边际），即若噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决。 眼图观测的波形如下图所示：
图4.2 观测到的眼图
眼图是在同步状态下，各个周期的随机信码波形重叠在一起所构成的动态波
形图，其形状类似一个眼睛故名眼图，它是用于观察是否存在码间干扰的最简单直观的方法。
实际上眼图就是随机信号在反复扫描的过程中叠加在一起的综合反应。眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响，当输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼图的张开度就可以估算出码间干扰的大小。 五、实验步骤
（一）ASK调制解调观察眼图
1、将信号源模块和模块3、4固定在主机箱上，将塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、关闭电源。按照下表完成实验连线：
表4.1 连线
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源
3、打开电源，并打开模块3、4的电源开关，以信号输入点“ASK-NRZ”的信号为内触发源，观察信号输出点“ASK-DOUT”处的波形，并调节的电位器W1，确定在该点观察到稳定的PN序列；
4、以信号源模块时钟“CLK1”的信号触发，用示波器观察信号输出点“TH2”处的波形，即为眼图的观测点。调节电位器W3，改变滤波器截至频率，观察眼图波形的变化；
5、实验结束拆除连线，关闭模块电源开关和实验箱电源。 （二）FSK、PSK/DPSK调制解调观察眼图
1、FSK、PSK/DPSK调制解调的连线参考“实验十 移频键控（FSK）调制与解
调实验”以及“实验十一 移相键控（PSK/DPSK）调制与解调实验”，FSK眼图的观测点为“TH11”，PSK/DPSK眼图的观测点为“TH20”，调节电位器W5、W4改变滤波器的截止频率,可观测眼图张开度变化。 2、实验结束完成实验报告。
实验五 脉冲编码调制与解调
一、实验目的
1、掌握脉冲编码调制与解调的原理；
2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法； 3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性；
4、了解大规模集成电路TP3067的使用方法。 二、实验内容
1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系； 2、改变基带信号幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况； 3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况； 4、改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。 三、实验仪器
1、信号源模块 一块 2、模块2 一块 3、20M 双踪示波器 一台 4、立体声耳机 一副 5、连接线 若干 四、实验原理
（一）基本原理
模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。
脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。国际标准化的PCM码组（电话语音）是用八位码组代表一个抽样值。编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300Hz～3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。
在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。通常，用信噪比S/N来表示。国际电报电话咨询委员会（ITU-T）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s，使用A律或律编码律。
1、量化
y=Q(x)=Q{xk
k=1,2,3,,L (5.1)
从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。如图4-2所示，量化器Q输出L个量化值，k=1，2，3，„，L。 yk 常称为重建电平或量化电平。当量化器输入信号幅度x落在 xk与 xk+1之间时，量化器输出电平为yk 。这个量化过程可以表达为：∆k=xk+1-xk，这里xk 称为分层电平或判决阈值。通常称为量化间隔。
均匀量化的主要缺点是，无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。
实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是μ压缩律和A压缩律。美国采用μ压缩律，我国和欧洲各国均采用A压缩律，因此，本实验模块采用的PCM编码方式也是A压缩律。
2、编码
所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。当然，这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。
在现有的编码方法中，若按编码的速度来分，大致可分为两大类：低速编码和高速编码。通信中一般都采用第二类。编码器的种类大体上可以归结为三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。本实验模块中的编码芯片TP3067采用的是逐次比较型。在逐次比较型编码方式中，无论采用几位码，一般均按极性码、段落码、段内码的顺序排列。下面结合13折线的量化来加以说明。
在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）进行编码。若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落
的起点电平。其它四位表示段内码，它的16种可能状态来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。这样处理的结果，8个段落被划分成27＝128个量化级。可见，上述编码方法是把压缩、量化和编码合为一体的方法。 （二）实验电路说明
本实验采用大规模集成电路TP3067对语音信号进行PCM编、解码。TP3067在一个芯片内部集成了编码电路和译码电路，是一个单路编译码器。其编码速率为2.048MHz，每一帧数据为8位，帧同步信号为8KHz。模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到PCM编码信号。在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧（32个时隙）里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM编码信号）里才从外部接收PCM编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器、放大器后输出。 五、实验框图
图5.1 实验框图
六、实验步骤
1、将信号源模块和模块2固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，将信号源模块和模块2的电源开关拨下，观察指示灯是否点亮，红灯为+5V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯，黄色为+12V电源指示灯。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，再打开电源做实验，不要带电连线）。 3、观测PCM编、译码波形。
（1）用示波器测量信号源板上“2K同步正弦波”点，调节信号源板上手调电位器W1使输出信号峰-峰值在3V左右
（2）将信号源板上S4设为0111（时钟速率为256K），S5设为0100(时钟速率为2.048M)。
（3）关闭系统电源，进行如下连线：
表5.1 连线
（4）用示波器观测各测试点以及PCM编码输出点“PCMOUT-A”和解调信号输出点“SIN OUT-A”输出的波形。
（5）改变位时钟为2.048M（将S4设为0100），观测PCM调制和解调波形。 4、把2K同步正弦波改成非同步正弦波输入，调节W4改变输入正弦信号的频率，使其频率分别大于3400Hz或小于300Hz，观察点“PCMOUT-A”、“SIN OUT-A”的输出波形，记录下来（应可观察到，当输入正弦波的频率大于3400Hz或小于300Hz时，PCM解码信号的幅度急剧减小）。
5 实验结束。
图5.2部分参考实验波形
实验六 ASK调制与解调实验
一、实验目的
1、掌握用键控法产生ASK信号的方法； 2、掌握ASK非相干解调的原理。 二、实验内容
1、观察ASK调制信号波形； 2、观察ASK解调信号波形。 三、实验仪器
1、信号源模块 2、模块3、4、7
3、连接线 若干 4、20M 双踪示波器 一台 四、实验原理
调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制。由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量，当用二进制信号分别调制这三种参量时，就形成了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控（2FSK）、二进制移相键控(2PSK)三种最基本的数字频带调制信号，而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。
1、2ASK调制原理
在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控（OOK）。
2ASK信号的产生方法比较简单。首先，因2ASK信号的特征是对载波的“通－断键控”，用一个模拟开关作为调制载波的输出通/断控制门，由二进制序列 s(t) 控制门的通断, s(t) ＝1时开关导通；s(t)＝0时开关截止，这种调制方式称为通－断键控法。其次，2ASK信号可视为 s(t) 与载波的乘积，故用模拟乘法器实现2ASK调制也是很容易想到的另一种方式，称其为乘积法。
2、2ASK解调原理
2ASK解调有非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）两种方法。
五、实验框图
图6.1 ASK调制原理
图6.2 ASK解调原理
六、实验步骤
（一）ASK调制实验
1、将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源
3、以信号输入点“ASK-NRZ”的信号为内触发源，用示波器观察点 “ASK-OUT”输出的波形，即为PN码经过ASK调制后的波形。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，同时改变载波频率，重复上述实验。实验结束关闭电源。 （二）ASK解调实验
1
* 检查连线是否正确，检查无误后再次打开电源
2、将模块7上的拨码开关S2拨为“1000”，观察模块4上信号输出点
实验六 ASK调制与解调实验
“ASK-DOUT”处的波形，把电位器W3顺时针拧到最大，并调节的电位器W1（改变判决门限），直到在“ASK-DOUT”处观察到稳定的PN码。
3、观察ASK解调输出“OUT1”处波形，并与信号源产生的PN码进行比较。调制前的信号与解调后的信号应相同，相位有一定偏移。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，同时改变载波频率，重复上述实验。
5、实验结束关闭电源，拆除连线，整理实验数据与波形，完成实验报告。
图6.3 部分试验结果图
3
开发平台介绍
实验箱名称：LTE-TX-02E通信原理综合实验系统； 实验平台的开发单位：湖北武汉凌特电子技术有限公司 地址：武汉市洪山区卓刀南路3-21号 联系电话：027-87800788
实验箱为模块化结构，外形图如图1所示：
图1 通信原理实验箱外观图
实验一 信号源生成实验
一、实验目的
1、熟悉各种时钟信号的特点及波形； 2、熟悉各种数字信号的特点及波形。 二、实验内容
1、熟悉CPLD可编程信号发生器各测量点波形； 2、测量并分析各测量点波形及数据； 3、学习 CPLD可编程器件的编程操作。 三、实验仪器
1、信号源模块 一块 2、连接线 若干 3、20M 双踪示波器 一台 四、实验原理
CPLD可编程模块用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号。它由CPLD可编程器件ALTERA公司的EPM240T100C5、下载接口电路和一块晶振组成。晶振JZ1用来产生系统内的32.768MHz主时钟。本实验要求参加实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法，才可通过CPLD可编程器件的二次开发生成这些信号，理论联系实验，提高实际操作能力。 1、CPLD数字信号发生器，包括以下五个部分 ①时钟信号产生电路； ②伪随机码产生电路； ③帧同步信号产生电路；
④NRZ码复用电路及码选信号产生电路； ⑤终端接收解复用电路。 2、24位NRZ码产生电路
本单元产生NRZ信号，信号速率可根据输入时钟不同自行选择，帧结构如下图所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16路为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。LED亮状态表示1码，熄状态表示0码。
图1.1 播码开关设置
五、实验框图
图1.2 实验框图
六、实验步骤
1、将信号源模块固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好，打开电源；
2、观测时钟信号输出波形
信号源输出两组时钟信号，对应输出点为“CLK1”和“CLK2”，拨码开关S4的作用是改变第一组时钟“CLK1”的输出频率，拨码开关S5的作用是改变第二组时钟“CLK2”的输出频率。拨码开关拨上为1，拨下为0。
（1）根据码型与频率对照表改变S4，用示波器观测第一组时钟信号“CLK1”的输出波形；
（2）根据码型与频率对照表改变S5，用示波器观测第二组时钟信号“CLK2”的输出波形；
3、用示波器观测帧同步信号输出波形
信号源提供脉冲编码调制的帧同步信号，在点“FS”输出，一般时钟设置为2.048M、256K，在后面实验中有用到。将拨码开关S4分别设置为“0100”、“0111” ，用示波器观测“FS”的输出波形。 4、用示波器观测伪随机信号输出波形
伪随机信号码型为[**************]，码速率和第一组时钟速率相同，由S4控制。根据码型与频率对照表改变S4，用示波器观测“PN”的输出波形。 5、观测NRZ码输出波形
信号源提供24位NRZ码，码型由拨码开关S1，S2，S3控制，码速率和第二组时钟速率相同，由S5控制。 （1）将拨码开关S1，S2，S3设置为01110010 11001100 10101010，S5设为1010，用示波器观测“NRZ”输出波形；
（2）保持码型不变，改变码速率（改变S5），用示波器观测“NRZ”输出波形； （3）保持码速率不变，改变码型（改变S1、S2、S3），用示波器观测“NRZ”输出波形。
6、实验结束关闭电源，整理数据完成实验报告。
图 1.3 参考波形
实验二 PSK/DPSK调制与解调
一、实验目的
1、掌握绝对码、相对码的概念以及它们之间的变换关系和变换方法； 2、掌握用键控法产生PSK/DPSK信号的方法； 3、掌握PSK/DPSK相干解调的原理； 4、掌握相对码波形与PSK信号波形之间的关系以及绝对码波形与DPSK信号波形之间的关系。 二、实验内容
1、观察绝对码和相对码的波形；
2、观察PSK/DPSK调制调信号波形； 3、观察PSK/DPSK解调调信号波形。 三、实验仪器
1、信号源模块 2、模块3 3、模块4
4、模块7 可选 5、20M 双踪示波器 一台 6、连接线 若干 四、实验原理
1、2PSK/2DPSK调制原理
PSK调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优先于ASK移幅键控和FSK移频键控。因此，PSK技术在中、高速数据传输中得到了十分广泛的应用。
PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传1和传0，其时域波形示意图如下图：
图2.1 PSK时域波形
设二进制单极性码为an，其对应的双极性二进制码为bn，则2PSK信号的一般时域数学表达式为：
⎡⎤
S2PSK(t)=⎢∑bng(t-nTs)⎥cosωct (2.1)
⎣n⎦
则上式可变为：
⎧⎡⎤
g(t-nT)s⎥cos(ωct+π)⎪⎢∑⎪⎣n⎦
（t）＝⎨ S2PSK
⎪⎡g(t-nT)⎤cos(ωt+0)
s⎥c⎢∑⎪⎦⎩⎣n
当an=0
(2.2)
当an=1
2PSK信号是一种双边带信号，我们知道，2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在这种绝对移相的方式中，由于发送端是以某
一个相位作为基准的，因而在接收系统也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会与发送的数字信息完全相反，从而造成错误的恢复。这种现象常称为2PSK的“倒π”现象，因此，实际中一般不采用2PSK方式，而采用差分移相（2DPSK）方式。
2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。
下图为对同一组二进制信号调制后的2PSK与2DPSK波形。
数字信息（绝对码）
0 0 1 1 1 0 0 1
PSK波形
DPSK波形
相对码0 0 0 1 0 1 1 1 0
图2.2 二进制信号调制后的2PSK与2DPSK波形
从图中可以看出，2DPSK信号波形与2PSK的不同。2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。这说明，解调2DPSK信号时并不依赖于某一固定的载波相位参考值。只要前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个关系就可以正确恢复数字信息，这就避免了2PSK方式中的“倒π”现象发生。同时我们也可以看到，单纯从波形上看，2PSK与2DPSK信号是无法分辨的。这说明，一方面，只有已知移相键控方式是绝对的还是相对的，才能正确判定原信息；另一方面，相对移相信号可以看成是把数字信息序列（绝对码）变换成相对码，然后再根据相对码进行绝对
移相而形成。
2、2DPSK解调原理
2DPSK解调最常用的方法是极性比较法和相位比较法，这里采用的是极性比较法对2DPSK信号进行解调，原理框图如下图所示。（a）为极性比较法，（b）相位比较法。
(a)
(b)
图2.3 2DPSK信号解调原理框图
五、实验框图
图2.4调制电路框图
图2.5解调电路框图
六、实验步骤
（一）PSK/DPSK调制实验
1、将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、按照下表进行实验连线：
表2.1 连线
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源
3、将开关K3拨到“PSK”端，以信号输入点“PSK-NRZ”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“PSK-NRZ”与“PSK-OUT”输出的波形。 4、不改变PSK调制实验连线。将开关K3拨到“DPSK”端，增加连线：
表2.2连线
5、以信号输入点“PSK-NRZ”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“PSK-NRZ”与“PSK-OUT”输出的波形。
6、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，重复上述实验。
7、实验结束关闭电源。 （二）PSK/DPSK解调实验
1、恢复PSK调制实验的连线，K3拨到“PSK”端，然后增加以下连线：
表2.3 连线
* 检查连线是否正确，检查无误后再次打开电源 2、将模块7上的拨码开关S2拨为“0110”，观察模块4上信号输出点“PSK-DOUT”处的波形。并调节模块4上的电位器W4（逆时针拧到最大），直到在该点观察到稳定的PN码。
3、用示波器双踪分别观察模块3上的“PSK-NRZ”和模块四上的“OUT3”处的波形。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，重复上述实验。
5、DPSK解调与PSK解调相同，它多了一个逆差分变换的过程，注意通过开关K1选择DPSK方式解调。
6、实验结束关闭电源，拆除连线，整理实验数据及波形完成实验报告。
实验三 FSK调制与解调实验
一、实验目的
1、掌握用键控法产生FSK信号的方法； 2、掌握2FSK过零检测解调的原理。 二、实验内容
1、观察FSK调制信号波形； 2、观察FSK解调信号波形；
3、观察FSK过零检测解调器各点波形。 三、实验仪器 1、信号源模块
2、模块3 3、模块4
4、模块7 可选 5、20M 双踪示波器 一台 6、连接线 若干 四、实验原理
1、2FSK调制原理
2FSK信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为f0时代表传0，载频为f1时代表传1。显然，2FSK信号完全可以看成两个分别以f0和f1为载频、以 an 和 ~an 为被传二进制序列的两种2ASK信号的合成。
2FSK信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。在这里，我们采用的是频率选择法。 2、2FSK解调原理
FSK有多种方法解调，如包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等。这里采用的是过零检测法对FSK调制信号进行解调。大家知道，2FSK信号的过零点数随不同载频而异，故检出过零点数就可以得到关于频率的差异，这就是过零检测法的基本思想。
五、实验框图
图3.1 FSK调试原理框图
图3.2 FSK解调原理框图
六、实验步骤 （一）FSK调制实验
1、将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、按照下表进行实验连线
表3.1 连线
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源
3、将模块3上拨码开关S1都拨上。以信号输入点“FSK-NRZ”的信号为内触发源，用双踪示波器同时观察点“ FSK-NRZ”和点“FSK-OUT”输出的波形。 4、单独将S1拨为“01”或“10”，在“FSK-OUT”处观测单独载波调制波形。 5、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，同时改变载波频率，重复上述实验。 6、实验结束关闭电源。
（二）FSK解调实验
1、接着上面FSK调制实验继续连线：
表3.2连线
* 检查连线是否正确，检查无误后再次打开电源 2、将模块7上的拨码开关S2拨为“1000”，观察模块4上信号输出点“FSK-DOUT”处的波形，并调节模块4上的电位器W5（顺时针拧到最大），直到在该点观察到稳定的PN码。
3、用示波器双踪分别观察模块3上的“FSK-NRZ”和模块四上的“OUT2”处的波形，将“OUT2”处FSK解调信号与信号源产生的PN码进行比较。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，同时改变载波频率，重复上述实验。
5、实验结束关闭电源，拆除连线，整理实验数据及波形完成实验报告。 附：实验参考波形
图3.3 FSK调制结果图
图3.4 FSK解调结果图
实验四 眼图观测实验
一、实验目的
1、了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义； 2、掌握眼图观测的方法并记录研究。 二、实验内容
1、观测眼图并记录分析。 三、实验器材 1、信号源模块 2、模块３ 3、模块４
4、20M双踪示波器 四、实验原理
一个实际的基带传输系统，尽管经过了十分精心的设计，但要使其传输特性完全符合理想情况是困难的，甚至是不可能的。因此，码间干扰也就不可能完全避免。码间干扰问题与发送滤波器特性、信道特性、接收滤波器特性等因素有关，因而计算由于这些因素所引起的误码率就非常困难，尤其在信道特性不能完全确知的情况下，甚至得不到一种合适的定量分析方法。在码间干扰和噪声同时存在的情况下，系统性能的定量分析，就是想得到一个近似的结果都是非常繁杂的。 下面我们介绍能够利用实验手段方便的估计系统性能的一种方法。这种方法的具体做法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步。这时就可以从示波器显示的图形上，观察出码间干扰和噪声的影响，从而估计出系统性能的优劣程度。所谓眼图是指示波器显示的这种波形，因为在传输二进制信号波形时，它很像人的眼睛。
一台
图4.1 眼图
该图表述下列意思：
（1）最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻；
（2）对定时误差的灵敏度可由眼图的斜边之斜率决定，斜率越陡，对定时误差
就越灵敏；
（3）图的阴影区的垂直高度表示信号幅度畸变范围； （4）图中央的横轴位置对应判决门限电平； （5）在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声容限（或称噪声边际），即若噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决。 眼图观测的波形如下图所示：
图4.2 观测到的眼图
眼图是在同步状态下，各个周期的随机信码波形重叠在一起所构成的动态波
形图，其形状类似一个眼睛故名眼图，它是用于观察是否存在码间干扰的最简单直观的方法。
实际上眼图就是随机信号在反复扫描的过程中叠加在一起的综合反应。眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响，当输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼图的张开度就可以估算出码间干扰的大小。 五、实验步骤
（一）ASK调制解调观察眼图
1、将信号源模块和模块3、4固定在主机箱上，将塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、关闭电源。按照下表完成实验连线：
表4.1 连线
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源
3、打开电源，并打开模块3、4的电源开关，以信号输入点“ASK-NRZ”的信号为内触发源，观察信号输出点“ASK-DOUT”处的波形，并调节的电位器W1，确定在该点观察到稳定的PN序列；
4、以信号源模块时钟“CLK1”的信号触发，用示波器观察信号输出点“TH2”处的波形，即为眼图的观测点。调节电位器W3，改变滤波器截至频率，观察眼图波形的变化；
5、实验结束拆除连线，关闭模块电源开关和实验箱电源。 （二）FSK、PSK/DPSK调制解调观察眼图
1、FSK、PSK/DPSK调制解调的连线参考“实验十 移频键控（FSK）调制与解
调实验”以及“实验十一 移相键控（PSK/DPSK）调制与解调实验”，FSK眼图的观测点为“TH11”，PSK/DPSK眼图的观测点为“TH20”，调节电位器W5、W4改变滤波器的截止频率,可观测眼图张开度变化。 2、实验结束完成实验报告。
实验五 脉冲编码调制与解调
一、实验目的
1、掌握脉冲编码调制与解调的原理；
2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法； 3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性；
4、了解大规模集成电路TP3067的使用方法。 二、实验内容
1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系； 2、改变基带信号幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况； 3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况； 4、改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。 三、实验仪器
1、信号源模块 一块 2、模块2 一块 3、20M 双踪示波器 一台 4、立体声耳机 一副 5、连接线 若干 四、实验原理
（一）基本原理
模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。
脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。国际标准化的PCM码组（电话语音）是用八位码组代表一个抽样值。编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300Hz～3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。
在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。通常，用信噪比S/N来表示。国际电报电话咨询委员会（ITU-T）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s，使用A律或律编码律。
1、量化
y=Q(x)=Q{xk
k=1,2,3,,L (5.1)
从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。如图4-2所示，量化器Q输出L个量化值，k=1，2，3，„，L。 yk 常称为重建电平或量化电平。当量化器输入信号幅度x落在 xk与 xk+1之间时，量化器输出电平为yk 。这个量化过程可以表达为：∆k=xk+1-xk，这里xk 称为分层电平或判决阈值。通常称为量化间隔。
均匀量化的主要缺点是，无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。
实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是μ压缩律和A压缩律。美国采用μ压缩律，我国和欧洲各国均采用A压缩律，因此，本实验模块采用的PCM编码方式也是A压缩律。
2、编码
所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。当然，这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。
在现有的编码方法中，若按编码的速度来分，大致可分为两大类：低速编码和高速编码。通信中一般都采用第二类。编码器的种类大体上可以归结为三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。本实验模块中的编码芯片TP3067采用的是逐次比较型。在逐次比较型编码方式中，无论采用几位码，一般均按极性码、段落码、段内码的顺序排列。下面结合13折线的量化来加以说明。
在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）进行编码。若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落
的起点电平。其它四位表示段内码，它的16种可能状态来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。这样处理的结果，8个段落被划分成27＝128个量化级。可见，上述编码方法是把压缩、量化和编码合为一体的方法。 （二）实验电路说明
本实验采用大规模集成电路TP3067对语音信号进行PCM编、解码。TP3067在一个芯片内部集成了编码电路和译码电路，是一个单路编译码器。其编码速率为2.048MHz，每一帧数据为8位，帧同步信号为8KHz。模拟信号在编码电路中，经过抽样、量化、编码，最后得到PCM编码信号。在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧（32个时隙）里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM编码信号）里才从外部接收PCM编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器、放大器后输出。 五、实验框图
图5.1 实验框图
六、实验步骤
1、将信号源模块和模块2固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，将信号源模块和模块2的电源开关拨下，观察指示灯是否点亮，红灯为+5V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯，黄色为+12V电源指示灯。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，再打开电源做实验，不要带电连线）。 3、观测PCM编、译码波形。
（1）用示波器测量信号源板上“2K同步正弦波”点，调节信号源板上手调电位器W1使输出信号峰-峰值在3V左右
（2）将信号源板上S4设为0111（时钟速率为256K），S5设为0100(时钟速率为2.048M)。
（3）关闭系统电源，进行如下连线：
表5.1 连线
（4）用示波器观测各测试点以及PCM编码输出点“PCMOUT-A”和解调信号输出点“SIN OUT-A”输出的波形。
（5）改变位时钟为2.048M（将S4设为0100），观测PCM调制和解调波形。 4、把2K同步正弦波改成非同步正弦波输入，调节W4改变输入正弦信号的频率，使其频率分别大于3400Hz或小于300Hz，观察点“PCMOUT-A”、“SIN OUT-A”的输出波形，记录下来（应可观察到，当输入正弦波的频率大于3400Hz或小于300Hz时，PCM解码信号的幅度急剧减小）。
5 实验结束。
图5.2部分参考实验波形
实验六 ASK调制与解调实验
一、实验目的
1、掌握用键控法产生ASK信号的方法； 2、掌握ASK非相干解调的原理。 二、实验内容
1、观察ASK调制信号波形； 2、观察ASK解调信号波形。 三、实验仪器
1、信号源模块 2、模块3、4、7
3、连接线 若干 4、20M 双踪示波器 一台 四、实验原理
调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制。由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量，当用二进制信号分别调制这三种参量时，就形成了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控（2FSK）、二进制移相键控(2PSK)三种最基本的数字频带调制信号，而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。
1、2ASK调制原理
在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控（OOK）。
2ASK信号的产生方法比较简单。首先，因2ASK信号的特征是对载波的“通－断键控”，用一个模拟开关作为调制载波的输出通/断控制门，由二进制序列 s(t) 控制门的通断, s(t) ＝1时开关导通；s(t)＝0时开关截止，这种调制方式称为通－断键控法。其次，2ASK信号可视为 s(t) 与载波的乘积，故用模拟乘法器实现2ASK调制也是很容易想到的另一种方式，称其为乘积法。
2、2ASK解调原理
2ASK解调有非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）两种方法。
五、实验框图
图6.1 ASK调制原理
图6.2 ASK解调原理
六、实验步骤
（一）ASK调制实验
1、将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保电源接触良好。
2
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源
3、以信号输入点“ASK-NRZ”的信号为内触发源，用示波器观察点 “ASK-OUT”输出的波形，即为PN码经过ASK调制后的波形。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，同时改变载波频率，重复上述实验。实验结束关闭电源。 （二）ASK解调实验
1
* 检查连线是否正确，检查无误后再次打开电源
2、将模块7上的拨码开关S2拨为“1000”，观察模块4上信号输出点
实验六 ASK调制与解调实验
“ASK-DOUT”处的波形，把电位器W3顺时针拧到最大，并调节的电位器W1（改变判决门限），直到在“ASK-DOUT”处观察到稳定的PN码。
3、观察ASK解调输出“OUT1”处波形，并与信号源产生的PN码进行比较。调制前的信号与解调后的信号应相同，相位有一定偏移。
4、通过信号源模块上的拨码开关S4控制产生PN码，改变送入的基带信号，同时改变载波频率，重复上述实验。
5、实验结束关闭电源，拆除连线，整理实验数据与波形，完成实验报告。
图6.3 部分试验结果图
3