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KH-2017A新型通信原理實(shí)驗(yàn)箱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。
一、新型通信原理實(shí)驗(yàn)箱特點(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)
二、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:
（1）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。
（2）輸出電平：模擬信號(hào)的峰-峰值為4V；數(shù)字信號(hào)為TTL電平。
（3）失真：小于0.1%（僅對(duì)模擬輸出信號(hào)）。
（4）音頻振蕩器：
（5）頻率范圍：500Hz~10KHz。
（6）模擬輸出電平：峰-峰值為4V。
（7）失真率：小于0.1%（僅對(duì)模擬輸出）
（8）數(shù)字輸出：TTL電平。
3、緩沖放大器/可變直流電源：
3.1緩沖放大器：
（1）帶寬：從直流至大約1MHz。
（2）增益：0~10。
3.2可變直流電源：
（1）電源范圍：±2.5V直流。
（2）短時(shí)穩(wěn)定度：小于2mv/h。
（3）分辨率：大約20mV。
（4）輸出電流:小于5mA2.模塊使用介紹
4、加法器：
（1）增益范圍：0<<2,0<<2.
（2）帶寬：1MHz.
（3）輸出直流偏移量：開(kāi)路輸入時(shí)小于10mV。
（4）最大輸出值，線性，極性翻轉(zhuǎn)，相位偏移。
5、雙模擬開(kāi)關(guān)：
（1）模擬輸入帶寬：＞300kHz.
（2）最大控制時(shí)鐘速率：＞100kHz。
（3）控制輸入電平：TTL。
（4）最大模擬輸入電平：+4V。
6、乘法器：
（1）帶寬：約1MHz
（2）特性：kX(t)Y(t)。
（3）k：約為1/2。
7、正交分相器/移相器：
7.1正交分相器：
（1）頻率范圍：200Hz~10kHz。
（2）相位響應(yīng)：輸出端相移相差90度。
7.2移向器：
（1）帶寬：<1MHz。
（2）頻率范圍：HI 100kHz； LO 2kHz。
（3）粗調(diào)：約180°相移
（4）細(xì)調(diào)：約20°相移
8、公共模塊：
（1）比較器工作范圍：＞ 500kHz。
（2）TTL輸出上升時(shí)間：100ns。
（3）整流器帶寬：DC至500kHz
（4）RC低通：LPF,-3dB，2.8kHz
9、序列碼發(fā)生器：
（1）輸入時(shí)鐘頻率范圍：TTL 1Hz~1MHz；模擬500Hz~10kHz。
（2）序列數(shù)：4對(duì)。
（3）序列長(zhǎng)度：
（4）同步信號(hào)：標(biāo)志序列的開(kāi)始
10、雙脈沖發(fā)生器：
10.1TWIN模式：
（1）時(shí)鐘頻率范圍：小于50kHz.
（2）脈沖寬度：3us
（3）脈沖延時(shí)間Q2-Q1:10s
（4）出錯(cuò)標(biāo)志：2tW+tD>tCLK
10.2SINGLE模式：
（1）時(shí)鐘頻率范圍：小于200k赫茲。
（2）脈沖寬度：3s< tW<25s.
11、壓控振蕩器：
（1）頻率范圍：1.5kHz 70kHz
（2）輸入電壓：-3V
（3）增益G.:1
（4）中心頻率電壓范圍：-3V
（5）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)。
12.1 V1，V3的指標(biāo)：
（1）濾波范圍：900Hz 2.0kHz每一范圍都是連續(xù)可變的。
（2）濾波器階數(shù)：7階橢圓函數(shù)濾波器
（3）阻帶衰減：＞ 50dB。
（4）通帶紋波：＜ 0.5dB。
（5）時(shí)鐘：CLK/880=,NORMAL;
（6）CLK/360=,WIDE;
12.2 V4的基本指標(biāo)：
（1）濾波范圍：200Hz 200kHz每一范圍都是連續(xù)可變的。
（2）濾波器階數(shù)：5階橢圓函數(shù)濾波器
（3）阻帶衰減：＞ 50dB。
（4）通帶紋波：＜ 0.5dB。
（5）最大輸入電壓：-5V~+5V(使用TTL電平輸入信號(hào))
（6）時(shí)鐘：CLK/100=,NORMAL和WIDE
13、判決模塊：
（1）數(shù)字波形輸入：IN1，IN2。
（2）數(shù)字波形輸出：OUT1，OUT2。
（3）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。
13.1波形選擇模式：
（1）比特時(shí)鐘輸入：TTL電平，標(biāo)稱值2kHz.
（2）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。
（3）判決點(diǎn)跨度：大于90% 2kHz比特時(shí)鐘碼元寬度。
13.2判決點(diǎn)控制選擇：
比特時(shí)鐘：典型值為2kHz。可用主信號(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TTL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-LManchester碼雙極性；DICODE-NRZDicode不歸0碼三電平
15、線路解碼器：
15.1輸入：
（1）比特時(shí)鐘：TTL電平比特時(shí)鐘。
（2）與輸入數(shù)據(jù)的最大時(shí)鐘頻率：f（max）>100kHz。
（3）解碼信號(hào)輸入：詳細(xì)請(qǐng)看本書(shū)編碼模塊部分
15.2輸出：
（1）數(shù)據(jù)信號(hào)：解碼的TTL電平數(shù)據(jù)
（2）選通信號(hào)：TTL電平信號(hào)。
16、比特時(shí)鐘重建器：
16.1N分頻：
（1）輸入/輸出：TTL電平，數(shù)字信號(hào)。
（2）時(shí)鐘輸入：小于1MHz.
（3）除數(shù)：-1,2,4,8，開(kāi)關(guān)選擇
16.2電平跳變檢測(cè)器：
（1）輸入輸出 ：TTL電平，數(shù)字信號(hào)
（2）輸出脈沖寬度：固定脈沖寬度（大約250us）
（3）可調(diào)脈沖寬度（可調(diào)范圍大約是10~500us）。
16.3環(huán)路濾波器：
（1）輸入輸出：標(biāo)準(zhǔn)電平的模擬信號(hào)
（2）類型：典型的無(wú)源的第一類二階環(huán)路濾波器結(jié)構(gòu)
（3）特性：要求實(shí)驗(yàn)者來(lái)確定
（4）緩沖器：有源的，
16.4雙帶通濾波器：
（1）輸入輸出：標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)電平的模擬信號(hào)
（2）數(shù)量：2個(gè)
（3）類型：3dB通帶波紋的四階契比夫?yàn)V波器
（4）Q值：大約為22，固定。
（5）調(diào)諧時(shí)鐘與濾波器中心頻率的比率：50。
（6）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
（7）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TTL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
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
一）線性模擬調(diào)制系統(tǒng)：
1.線性幅度調(diào)制（AM）
2.雙邊帶調(diào)制（DSB）
3.單邊帶調(diào)制（SSB）
4.AM調(diào)制包絡(luò)檢波
5.載波提取
6.相干解調(diào)
二）非線性模擬調(diào)制系統(tǒng)：
6.頻率調(diào)制實(shí)驗(yàn)（FM）
7.頻率解調(diào)實(shí)驗(yàn)
8.載波同步實(shí)驗(yàn)
9.頻分復(fù)用實(shí)驗(yàn)
三）模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)：
1.抽樣定理實(shí)驗(yàn)
2.PCM編、譯碼實(shí)驗(yàn)
3.增量調(diào)制編、譯碼實(shí)驗(yàn)
4.時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)
四）數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸系統(tǒng)：
1.常見(jiàn)數(shù)字基帶信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
2.數(shù)字基帶信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_實(shí)驗(yàn)
3.眼圖實(shí)驗(yàn)
4.時(shí)鐘提到實(shí)驗(yàn)
5.位同步實(shí)驗(yàn)
五）數(shù)字信號(hào)的載波傳輸：
1.二進(jìn)制幅移鍵控（2ASK）
2.二進(jìn)制頻移移鍵控（2FSK）
3.二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）
4.二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）
四、新型通信原理實(shí)驗(yàn)箱配置清單：
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序號(hào)
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模塊名稱
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說(shuō)明
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備注
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1
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主機(jī)
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標(biāo)準(zhǔn)配置
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產(chǎn)品包含配件有信號(hào)連接線，電源線，實(shí)驗(yàn)手冊(cè)
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2
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主信號(hào)發(fā)生器
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3
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緩沖放大器/可變直流電源
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4
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加法器
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5
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雙模擬開(kāi)關(guān)
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6
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乘法器
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7
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正交分相器/移相器
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8
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公共模塊
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9
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序列碼發(fā)生器
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10
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雙脈沖發(fā)生器
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11
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壓控振蕩器
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12
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可調(diào)低通濾波
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13
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判決模塊
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14
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線路編碼器
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15
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線路解碼器
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16
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比特時(shí)鐘重建器
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17
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PCM編碼模塊
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18
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PCM譯碼模塊
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19
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增量調(diào)制編碼模塊
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20
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增量調(diào)制譯碼模塊
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