YUY-X新型通信原理實(shí)驗箱

一、新型通信原理實(shí)驗箱簡介
整個系統(tǒng)采用基于方框圖的模塊化設(shè)計，以數(shù)學(xué)函數(shù)方框圖形式來確定硬件基本模塊，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)驗系統(tǒng)參考國外同類產(chǎn)品的實(shí)驗方法和結(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，可以完成各個實(shí)驗中所需的信號的產(chǎn)生和信號處理等來很好地詮釋相應(yīng)的實(shí)驗原理。基礎(chǔ)型依托示波器可進(jìn)行時域的分析
顛覆了現(xiàn)在市場上通用驗證型實(shí)驗箱的設(shè)計思路，真正的設(shè)計型實(shí)驗系統(tǒng)。
通過實(shí)驗真正對原理的學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用。

二、技術(shù)特點(diǎn)
1）按照"一個方框圖=一個模塊"的設(shè)計，可把復(fù)雜的系統(tǒng)方框圖通過模塊組合來實(shí)現(xiàn)。
2）擴(kuò)展性與開放性：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。
3）安全性：*獨(dú)立的信號系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，避免學(xué)生實(shí)驗中誤操作。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)計型實(shí)驗系統(tǒng)

三、主機(jī)及功能模塊介紹   
1．主機(jī)
包括齒條卡槽（可同時插入12個模塊）、示波器顯示選擇器、電源。
2．主信號發(fā)生器
輸出頻率：載頻為100kHz；采樣時鐘為8.333kHz;音頻（載波分頻）為2.083kHz。
輸出電平：模擬信號的峰-峰值為4V；數(shù)字信號為TTL電平。
失真：小于0.1%（僅對模擬輸出信號）。
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：開路輸入時小于10mV。
zui大輸出值，線性，極性翻轉(zhuǎn)，相位偏移。
5．雙模擬開關(guān)
模擬輸入帶寬：＞ 300kHz.
zui大控制時鐘速率：＞ 100kHz。
控制輸入電平： TTL。
zui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
輸入時鐘頻率范圍：TTL 1Hz~1MHz；模擬500Hz~10kHz。
序列數(shù)：4對。
序列長度：
同步信號：標(biāo)志序列的開始
10．雙脈沖發(fā)生器
TWIN 模式
時鐘頻率范圍：小于50kHz.
脈沖寬度：   3us<tW <25us。
脈沖延時間Q2-Q1:    10s<tD <120s。
出錯標(biāo)志：    2tW+tD>tCLK
SINGLE模式
時鐘頻率范圍：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。
zui大輸入電壓：-5V~+5V(使用TTL電平輸入信號)
時鐘：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
比特時鐘輸入：TTL電平，標(biāo)稱值2kHz.
比特時鐘輸出：與輸出波形同步，時鐘下降沿產(chǎn)生新的輸出比特。
判決點(diǎn)跨度：大于90% 2kHz比特時鐘碼元寬度。
判決點(diǎn)控制選擇：
比特時鐘：典型值為2kHz。可用主信號模塊中的2.083kHz正弦波發(fā)生器，經(jīng)過 模塊的 比較器將其轉(zhuǎn)換為TTL信號；或者用8.33kHz的TTL信號經(jīng)線路編碼模塊的4分頻電路，將其轉(zhuǎn)換為2.083kHz的時鐘信號。
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．線路解器
輸入
比特時鐘：TTL電平比特時鐘。
與輸入數(shù)據(jù)的zui大時鐘頻率：f（max）>100kHz。
解碼信號輸入：詳細(xì)請看本書編碼模塊部分
輸出
數(shù)據(jù)信號：解碼的TTL電平數(shù)據(jù)
選通信號：TTL電平信號。
16．比特時鐘重建器
N分頻
輸入/輸出：TTL電平，數(shù)字信號。
時鐘輸入：小于1MHz.
除數(shù)：-1,2,4,8，開關(guān)選擇
電平跳變檢測器
輸入輸出 ：TTL電平，數(shù)字信號
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
類型：典型的無源的*類二階環(huán)路濾波器結(jié)構(gòu)
特性：要求實(shí)驗者來確定
緩沖器：有源的，
雙帶通濾波器
輸入輸出：標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗平臺電平的模擬信號
數(shù)量：2個
類型：3dB通帶波紋的四階契比夫濾波器
Q值：大約為22，固定。
調(diào)諧時鐘與濾波器中心頻率的比率：50。
內(nèi)部時鐘頻率：104kHz,晶振，給定的2.083kHz的濾波器的中心頻率
外部時鐘頻率范圍:50~250kHz,TTL電平。
17．PCM編碼模塊
輸入Vin +/-2Vpk, 直流耦合；時鐘輸入<10kHz, TTL電平；輸出信號為TTL電平的偏移二進(jìn)制數(shù)據(jù)流；輸出格式為8比特數(shù)據(jù)，zui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幀同步信號與幀的zui低有效位同步，每幀zui低有效位值按“0-1-0-1”變化；正弦信號輸出：標(biāo)準(zhǔn)雙極TIMS電平始終與時鐘信號同步；信號頻率：通過PCB開關(guān)選擇時鐘比——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，zui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)；時鐘輸入<10kHz, TTL電平，上升沿與PCM數(shù)據(jù)同步；輸出信號：+/-2Vpk,直流耦合；幀同步：線性模式和嵌入模式；線性模式：同步信號與幀的zui低有效位同步；嵌入模式：搜索并抽取zui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開關(guān))；TDM模式：雙通道TDM系統(tǒng)，帶兩個PCM解器模塊主從控制功能
四、實(shí)驗內(nèi)容
（1）線性模擬調(diào)制系統(tǒng)
實(shí)驗一線性幅度調(diào)制（AM）
實(shí)驗二雙邊帶調(diào)制（DSB）
實(shí)驗三單邊帶調(diào)制（SSB）
實(shí)驗四AM調(diào)制包絡(luò)檢波
實(shí)驗五載波提取
實(shí)驗六相干解調(diào)
（2）非線性模擬調(diào)制系統(tǒng)
實(shí)驗六頻率調(diào)制實(shí)驗（FM）
實(shí)驗七頻率解調(diào)實(shí)驗
實(shí)驗八載波同步實(shí)驗
實(shí)驗九頻分復(fù)用實(shí)驗
（3）模擬信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)
實(shí)驗一抽樣定理實(shí)驗
實(shí)驗二PCM編、譯碼實(shí)驗
實(shí)驗三增量調(diào)制編、譯碼實(shí)驗
實(shí)驗四時分復(fù)用實(shí)驗
（4）數(shù)字信號的基帶傳輸系統(tǒng)
實(shí)驗一常見數(shù)字基帶信號測試實(shí)驗
實(shí)驗二數(shù)字基帶信號傳輸與碼間串?dāng)_實(shí)驗
實(shí)驗三眼圖實(shí)驗
實(shí)驗四時鐘提到實(shí)驗
實(shí)驗五位同步實(shí)驗
（5）數(shù)字信號的載波傳輸
實(shí)驗一 二進(jìn)制幅移鍵控（2ASK）
實(shí)驗二 二進(jìn)制頻移移鍵控（2FSK）
實(shí)驗三 二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）
實(shí)驗四 二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）
五、配置表