本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是針對(duì)全國(guó)各高等院校通信與電子類(lèi)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)際情況所開(kāi)發(fā)的新一代通信原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
一、產(chǎn)品特點(diǎn)
● 采用嵌入式模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊既獨(dú)立又相互構(gòu)成系統(tǒng)，較方便地安裝與組合；各個(gè)模塊采用先進(jìn)透明盒，既能保護(hù)電路，又能觀察到相應(yīng)電路。同時(shí)可供用戶根據(jù)自己的需求購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的模塊，升級(jí)方便，節(jié)約經(jīng)費(fèi)；
● 該實(shí)驗(yàn)箱可以通過(guò)不同的模塊組合成基帶傳輸系統(tǒng)、載波傳輸系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、擴(kuò)頻通信系統(tǒng)等多種通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。有利于培養(yǎng)學(xué)生建立通信系統(tǒng)的整體概念；
● 二次開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放性強(qiáng)，可二次開(kāi)發(fā)器件類(lèi)別多，既有單片機(jī)、DSP，也有CPLD、模擬可編程電路等，完全可以滿足課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求；
● 該產(chǎn)品不僅可以開(kāi)設(shè)《通信原理》課程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，而且還可以開(kāi)設(shè)《數(shù)字通信原理》、《移動(dòng)通信》、《擴(kuò)頻通信》等課程的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解更多的現(xiàn)代通信技術(shù)。
● 該實(shí)驗(yàn)箱是一個(gè)開(kāi)放式的平臺(tái)，不僅可以滿足學(xué)生做課程實(shí)驗(yàn)，而且還可以用于課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)大賽等，同時(shí)教師也可以利用該平臺(tái)做一些研究開(kāi)發(fā)工作；
二、產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)
● 首次在通信原理實(shí)驗(yàn)箱中實(shí)現(xiàn)了多路DS-CDMA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
● 在實(shí)驗(yàn)箱中實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)易的頻譜分析功能，能用普通雙蹤示波器觀測(cè)、分析實(shí)驗(yàn)信號(hào)的頻譜特性。
● 實(shí)現(xiàn)了多種調(diào)制解調(diào)技術(shù)，既有普通的ASK、FSK、PSK等二進(jìn)制調(diào)制解調(diào)，還可完成GSM系統(tǒng)中使用的GMSK，CDMA2000系統(tǒng)中使用的π/4正交差分相移鍵控（π/4—DQPSK）等多種調(diào)制解調(diào)。
● 采用時(shí)分復(fù)用方式在實(shí)驗(yàn)箱中實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的全雙工數(shù)字通信。
三、實(shí)驗(yàn)箱功能
信號(hào)源部分為整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供配套的各種數(shù)字和模擬信號(hào)以及語(yǔ)音信號(hào)；終端部分用來(lái)定性判斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通信質(zhì)量的好壞。
（1）模擬信號(hào)源：
頻率、幅度可調(diào)，帶頻率顯示；
正弦波、方波、三角波、鋸齒波：1Hz～50KHz；
幅 度：最大可達(dá)20Vpp。
（2）點(diǎn)頻正弦波輸出： 32KHz、64KHz、1MHz，幅度可調(diào)，最大可達(dá)4V。
（3）NRZ碼：碼元、碼速率可調(diào)（24位碼通過(guò)碼型設(shè)置開(kāi)關(guān)設(shè)置碼型，通過(guò)分頻設(shè)置選擇碼速率，分頻比為1～9999）；
（4）點(diǎn)頻方波信號(hào)：P8KHz、8KHz、32KHz、64KHz、256KHz、1024KHz、24M；
（5）位同步信號(hào)BS：頻率可控；
（6）2BS信號(hào)：2倍位同步信號(hào)；
（7）幀同步信號(hào)FS：窄脈沖頻率是位同步信號(hào)頻率的1/24；
（8）PN碼：偽隨機(jī)碼，N=15、N=31、N=511的m序列；
（9）語(yǔ)音信號(hào)：話筒插座，音樂(lè)片信號(hào)，語(yǔ)音放大，耳機(jī)或揚(yáng)聲器；可通過(guò)與原始語(yǔ)音信號(hào)聲音的對(duì)比來(lái)判斷通信質(zhì)量的好壞。
（10）數(shù)字終端：用發(fā)光二極管同時(shí)顯示兩路24位以下的NRZ碼；可將原始的數(shù)字基帶信號(hào)與接收到的數(shù)字基帶信號(hào)分別用兩路發(fā)光二極管同時(shí)顯示，根據(jù)兩組發(fā)光二極管的亮滅情況來(lái)判斷接收到的數(shù)字信號(hào)中是否出現(xiàn)了誤碼，進(jìn)而判斷整個(gè)通信系統(tǒng)通信質(zhì)量的好壞；
（11）電源：提供實(shí)驗(yàn)所用+12V/1A、-12V/1A、+5V/3A、-5V/1A電源。
1、基礎(chǔ)原理性實(shí)驗(yàn)
（1）頻譜分析模塊
功能、特點(diǎn)：
用來(lái)分析各實(shí)驗(yàn)信號(hào)的頻譜及進(jìn)行高速、高精度數(shù)據(jù)采集。
①高速（最高可達(dá)20M）、高精度（10位）數(shù)據(jù)采集；
②可通過(guò)串口與PC機(jī)通信；
③預(yù)留CPLD、DSP擴(kuò)展端口，便于二次開(kāi)發(fā)。
（2）PAM/AM模塊
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
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①RZ碼變換與反變換實(shí)驗(yàn)；
②BRZ碼變換與反變換實(shí)驗(yàn)；
③BNRZ碼變換與反變換實(shí)驗(yàn)；
④CMI碼變換與反變換實(shí)驗(yàn)； |
⑤HDB3碼變換與反變換實(shí)驗(yàn)；
⑥BPH碼變換與反變換實(shí)驗(yàn)；
⑦AMI碼變換與反變換實(shí)驗(yàn)；
⑧預(yù)留CPLD擴(kuò)展端口，便于二次開(kāi)發(fā)。 |
（5）信道模擬模塊
模擬多種典型信道,用DSP進(jìn)行實(shí)時(shí)差錯(cuò)控制編碼。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
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①理想信道模擬實(shí)驗(yàn)；
②高斯白噪聲信道模擬實(shí)驗(yàn)；
③帶限信道模擬實(shí)驗(yàn)；
④固定干擾信道模擬實(shí)驗(yàn)； |
⑤眼圖實(shí)驗(yàn)；
⑥差錯(cuò)控制編碼（漢明碼）實(shí)驗(yàn)；
⑦其它二次開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)（如卷積編譯碼實(shí)驗(yàn)等），預(yù)留CPLD、DSP擴(kuò)展端口，便于二次開(kāi)發(fā)。 |
（6）數(shù)字調(diào)制模塊
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
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①二進(jìn)制振幅鍵控調(diào)制（2ASK）實(shí)驗(yàn)；
②二進(jìn)制移頻鍵控調(diào)制（2FSK）實(shí)驗(yàn)； |
③二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制（2PSK）實(shí)驗(yàn)；
④二進(jìn)制差分移相鍵控調(diào)制（2DPSK）實(shí)驗(yàn)。 |
（7）數(shù)字解調(diào)模塊
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
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①二進(jìn)制振幅鍵控解調(diào)（2ASK）實(shí)驗(yàn)；
②二進(jìn)制移頻鍵控解調(diào)（2FSK）實(shí)驗(yàn)； |
③二進(jìn)制移相鍵控解調(diào)（2PSK）實(shí)驗(yàn)；
④二進(jìn)制差分移相鍵控解調(diào)（2DPSK）實(shí)驗(yàn)。 |
（8鎖相環(huán)模塊
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
①555時(shí)鐘產(chǎn)生器實(shí)驗(yàn)；
②基本鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)（可觀察同步態(tài)、捕捉態(tài)、跟蹤態(tài)）；
③數(shù)字頻率合成器實(shí)驗(yàn)（分頻比1～999）。
（9）同步提取模塊
用純數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步、幀同步信號(hào)，用科斯塔斯環(huán)提取同步載波信號(hào)。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
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①純數(shù)字鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)；
②位同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)； |
③幀同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)以及假同步對(duì)信息傳輸影響；
④同步載波信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)。 |
（10）時(shí)分復(fù)用模塊
包含二路脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)，時(shí)分復(fù)用與解復(fù)用；
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
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①二路脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)（PCM）實(shí)驗(yàn)；
②兩路脈沖編碼調(diào)制信號(hào)時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)； |
③時(shí)分復(fù)用信號(hào)解復(fù)用實(shí)驗(yàn)；
④預(yù)留CPLD擴(kuò)展端口，便于二次開(kāi)發(fā)。 |
2、通信系統(tǒng)特色實(shí)驗(yàn)（綜合性實(shí)驗(yàn)）
（1）現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制模塊
預(yù)留CPLD二次開(kāi)發(fā)端口，便于二次開(kāi)發(fā)。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
①最小頻移鍵控（MSK）調(diào)制實(shí)驗(yàn)；
②高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）調(diào)制實(shí)驗(yàn)（有BbTs=0.3，BbTs=0.5兩種形式）；
③四相相移鍵控（QPSK）調(diào)制實(shí)驗(yàn)（A、B兩種方式）；
④交錯(cuò)正交四相相移鍵控（OQPSK）調(diào)制實(shí)驗(yàn)（A、B兩種方式）；
⑤四相相對(duì)相移鍵控（DQPSK）調(diào)制（A、B兩種方式）；
⑥π/4正交差分相移鍵控（π/4－DQPSK）調(diào)制實(shí)驗(yàn)；
⑦二次開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)
（2）現(xiàn)代數(shù)字解調(diào)模塊
預(yù)留CPLD二次開(kāi)發(fā)端口，便于二次開(kāi)發(fā)。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
①最小頻移鍵控（MSK）解調(diào)實(shí)驗(yàn)；
②高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）解調(diào)實(shí)驗(yàn)（有BbTs=0.3，BbTs=0.5兩種形式）；
③四相相移鍵控（QPSK）解調(diào)實(shí)驗(yàn)（A、B兩種方式）；
④交錯(cuò)正交四相相移鍵控（OQPSK）解調(diào)實(shí)驗(yàn)（A、B兩種方式）；
⑤四相相對(duì)相移鍵控（DQPSK）解調(diào)實(shí)驗(yàn)（A、B兩種方式）；
⑥π/4正交差分相移鍵控（π/4－DQPSK）解調(diào)實(shí)驗(yàn)；
⑦二次開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)。
（3）電話及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信模塊
有兩個(gè)電話接口，利用模擬信號(hào)數(shù)字化和時(shí)分復(fù)用模塊可實(shí)現(xiàn)用一個(gè)信道進(jìn)行兩部電話全雙工數(shù)字通信；有兩個(gè)PC機(jī)串口，利用時(shí)分復(fù)用模塊可實(shí)現(xiàn)用一個(gè)信道進(jìn)行兩臺(tái)PC機(jī)全雙工通信。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
①電話接口實(shí)驗(yàn)；
②計(jì)算機(jī)接口實(shí)驗(yàn)；
③電話通信實(shí)驗(yàn)；
④計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信實(shí)驗(yàn)。
3、移動(dòng)通信基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
移動(dòng)通信基礎(chǔ)模塊CDMA
用glod序列擴(kuò)頻與解擴(kuò)；兩路信號(hào)擴(kuò)頻調(diào)制后疊加，在接收端選擇不同的gold序列可分別解調(diào)出這兩路信號(hào)，實(shí)現(xiàn)真正的碼分多址；
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
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①m序列和Gold序列的特性；
②Gold序列的自相關(guān)和互相關(guān)特性的觀察；
③延遲滯后鎖相環(huán)（DLL）的鑒相特性曲線；
④擴(kuò)頻碼的捕獲與跟蹤（無(wú)固有頻差的情況下）；
⑤擴(kuò)頻碼的捕獲與跟蹤（有固有頻差的情況下）；
⑥觀察基帶信號(hào)擴(kuò)頻前后的譜變化； |
⑦觀察擴(kuò)頻后PSK調(diào)制的譜及波形；
⑧觀察兩路擴(kuò)頻信號(hào)疊加后的譜及波形；
⑨擴(kuò)頻、解擴(kuò)與基帶解調(diào)；
⑩碼分多址；
⑾擴(kuò)頻碼定時(shí)偏移對(duì)解擴(kuò)的影響；
⑿窄帶干擾信號(hào)對(duì)解擴(kuò)的影響。 |
注意事項(xiàng)：必須配合數(shù)字解調(diào)模塊中PSK解調(diào)部分使用。
