KH-8621D通信原理綜合實驗箱(增強型)在原有基本原理實驗的基礎上,擴展了PCM時分復用、解復用及幀定位模塊功能,增加了噪聲源模塊、卷積編譯碼模塊、鍵盤液晶顯示模塊、MODEM通信接口和計算機通信接口模塊,加強了模塊間的系統(tǒng)性實驗;在CPU的統(tǒng)一管理下,既可以完成各模塊單一性實驗,也可完成模塊間的系統(tǒng)性實驗,實驗用的基帶數(shù)據(jù)可由鍵盤和液晶用人機對話方式設定,增強學生實驗的主動性。盡可能多地用硬件實現(xiàn)各實驗功能,這對學生加深原理的理解很有幫助。同時在電路板上加有機玻璃罩保護。與開放型實驗教學:高職高專、本科等層次。
一、通信原理綜合實驗箱(增強型)特點:
1、帶內置電源:+5V,+12V,-5V,-12V,無需再外配置電源。
2、帶模擬信號源:有同步信號、非同步信號(正弦波、三角波、方波)、電話語音信號、音樂信號,滿足實驗需求,無需再外配信號源。
3、帶數(shù)字信號源:采用CPLD可編程數(shù)字邏輯器件,編程輸出多種數(shù)據(jù)信號,滿足實驗需求,無需再外配信號源。
4、實驗方式人性化:實驗參數(shù)通過液晶鍵盤同步顯示管理,避免了因實驗參數(shù)多引起的跳線設置易錯的麻煩;模擬信號終端通過連接線進行人工輸入輸出,便于實驗者對實驗流程的整體把握。
5、電路板正面主要是PLCC與DIP雙列直插封裝的集成塊元器件,反面是貼片封裝分立元器件,布局合理美觀。
6、各實驗模塊可設置多種實驗參數(shù),能生動觀測到各中間過程的波形,便于學生理解理論知識。
7、帶液晶顯示屏及鍵盤,同步顯示管理實驗模塊,操作直觀方便。
8、實驗箱配有PC機通信接口:可完成PC機數(shù)據(jù)的調制傳輸(這部分可設計完成一臺計算機的數(shù)據(jù)自環(huán)通信,或兩臺計算機間的雙工數(shù)據(jù)通信)。
9、實驗箱配有MODEM通信接口,實現(xiàn)實驗箱間雙工通信綜合性實驗。
10、實驗箱配有全開放的CPLD可編程器件EPM240,可用于學生二次開發(fā)編程使用,參與系統(tǒng)功能實現(xiàn)。
11、帶有線信道衰減:做BPSK.DPSK實驗可加入3dB有線信道衰減,更加貼近實際。
12、帶噪聲源:可在FSK、PSK調制/解調實驗的已調信號上加入噪聲,模擬現(xiàn)實信道傳輸中的噪聲干擾。
13、眼圖觀察:可完成無干擾噪聲眼圖觀察實驗和有無干擾噪聲眼圖觀察實驗,效果明顯。
14、音頻功放輸出:可直觀辨別實驗參數(shù)對通信質量的影響。
15、模塊間的系統(tǒng)實驗綜合性強:可設計完成多種通信原理系統(tǒng)綜合實驗。
16、做數(shù)字通信編譯碼實驗,可用20MHz示波器代替數(shù)字存貯示波器,數(shù)字編碼波形穩(wěn)定。
17、適用于傳統(tǒng)型與開放型實驗教學:高職高專、本科與研究生等層次。
二、技術指標:
1、交流電源:220V/0.6A
2、直流電源:5V/4A+12V/1A-12V/0.5A
3、信號源:模擬信號:
4、同步正弦信號:頻率2KHz,幅度0-10V連續(xù)可調
5、非同步正弦、三角波、方波信號:頻率300Hz-10KHz,幅度、頻率連續(xù)可調
6、音樂信號
7、模擬電話信號
8、數(shù)字信號源:時鐘、隨機碼、窄脈沖信號、手工編制數(shù)字信號等
9、外形尺寸:515×340×145;重量:5kg
三、實驗模塊組成及內容:
本實驗系統(tǒng)共由24個實驗功能模塊組成,各模塊功能獨立,便于實驗和調試??煞譃樾盘栐茨K、終端編譯碼模塊、線路編譯碼模塊、信道調制解調模塊、二次開發(fā)模塊、各種測量通信接口模塊,以及控制顯示模塊等。
1、液晶顯示模塊:顯示實驗模塊及其工作方式以供選擇
2、鍵盤控制模塊:選擇實驗模塊及其工作方式學生可自己編制數(shù)字信號輸入,進行編碼或調制實驗
3、模擬信號源模塊:提供同步正弦波、非同步正弦波、音樂信號等模擬信號,可通過連接線發(fā)送到各終端編碼模塊
4、用戶電話接口模塊:提供用戶電話接口,可發(fā)送話音信號,接收語音信號
5、數(shù)字信號源模塊:EPM240芯片,可編程輸出各種數(shù)字信號,通過計算機輸入數(shù)字數(shù)據(jù)信號,薄膜鍵盤鍵入編制數(shù)字信號EPM240芯片,學生二次開發(fā)編程輸出各種數(shù)字信號
6、噪聲源模塊:
提供白噪聲信號,可加入到調制信道中模仿信道噪聲干擾
7、抽樣定理與PAM實驗系統(tǒng):完成抽樣定理的驗證實驗,及PAM通信系統(tǒng)實驗;
注:提供多種頻率的方波及窄脈沖信號抽樣
8、PCM編譯碼系統(tǒng)模塊:完成PCM的編碼、譯碼實驗。完成兩路PCM編碼數(shù)字信號時分“線與”復用及解復用實驗,配合其它模塊,實現(xiàn)包括PCM編碼、偽隨機數(shù)據(jù)、手工編制數(shù)據(jù)等在內的時分復用(以后可進行軟件升級);
注:可改變時分復用的時隙位置,及時分可復用路數(shù),加深學生對時分復用概念的理解
9、增量調制的編碼模塊:完成增量調制的編碼實驗
注:提供了多種編碼時鐘
10、增量調制的譯碼模塊:完成增量調制的譯碼實驗
注:提供了對應的譯碼時鐘
11、AMI/HDB3編譯碼系統(tǒng)模塊:完成AMI編譯碼功能、HDB3編譯碼功能
注:提供對全“1”、全“0”、偽隨機碼、手工編制數(shù)字信號、時分復用數(shù)據(jù)等進行編碼譯碼
12、卷積編碼實驗模塊:完成卷積編碼實驗
注:通過對地址開關撥動編制數(shù)字信號輸入,可模擬在信道中插入誤碼,分析卷積編譯碼的糾錯能力
13、卷積譯碼實驗模塊:完成卷積譯碼實驗
注:通過發(fā)光二極管顯示譯碼輸出信號,也可通過示波器觀測對比。
14、VCO數(shù)字頻率合成器模塊:完成對多種頻率信號和外加數(shù)字信號的倍頻輸出,
15、頻率鍵控FSK調制模塊:完成頻率鍵控FSK調制實驗,ASK調制實驗
注:①可對方波,偽隨機碼,手工編制數(shù)字信號等信號的調制輸出;
②可對已調信號進行放大或衰減輸出;
③可在已調信號中加入噪聲,模擬信道干擾
④可完成本實驗箱的自環(huán)單工通信實驗,也可完成兩臺實驗箱間的雙工通信實驗
16、頻率鍵控FSK解調模塊:完成頻率鍵控FSK解調實驗,ASK的解調實驗
17、相位鍵控BPSK(DPSK)調制模塊:完成相位鍵控BPSK(DPSK)調制實驗
注:①可對方波,偽隨機碼,手工編制數(shù)字信號及計算機數(shù)據(jù)等信號進行調制輸出;
②可對已調信號進行放大或衰減輸出;
③可在已調信號中加入噪聲,模擬信道干擾
④可完成本實驗箱的自環(huán)單工通信實驗,也可完成兩臺實驗箱間的雙工通信實驗
18、相位鍵控BPSK(DPSK)調制模塊:完成相位鍵控BPSK(DPSK)解調實驗
19、數(shù)字同步提取及眼圖觀察模塊:完成對CPLD產生的偽隨機碼,PSK解調的基帶信號等信號同步時鐘的提取,信碼再生、相對碼與碼的轉換等實驗。完成時分復用數(shù)據(jù)的幀捕捉、幀定位、解復用、開關量數(shù)據(jù)顯示等(以后可進行軟件升級)。完成信道眼圖觀察實驗。可改變接收濾波器性能,實現(xiàn)各種狀態(tài)的眼圖觀察。
20、音頻功放模塊:完成對終端模擬信號的功率放大,喇叭播放功能,可直觀判斷通信質量的優(yōu)劣
21、誤碼測試接口模塊:完成測試FSK、PSK信道誤碼率時,在處理器的控制下,誤碼數(shù)據(jù)的輸入輸出,同步時鐘的輸入輸出等功能
22、處理器模塊:完成鍵盤的掃描,液晶顯示的控制,信號輸入輸出的控制等功能
23、CPLD可編程全開放系統(tǒng)模塊:可獨立開發(fā)應用;也可在處理器的控制下,切換運行學生的CPLD程序,實現(xiàn)實驗平臺上的各模塊功能。
24、計算機接口,MODEM通信接口模塊:配合上列功能模塊,完成的系統(tǒng)實驗有:計算機與實驗箱間通信,實驗箱間的通信,計算機間的通信,電話語音的雙工通信等實驗
(一)綜合性實驗:
1、單臺實驗箱通信系統(tǒng)綜合實驗
2、電話接口/電話水晶頭/電話通信
3、單工/雙工通信系統(tǒng)綜合實驗
4、眼圖觀察/仿真眼圖觀察比較
①語音信號(如:電話)---CVSD編碼模塊編碼---移相鍵控PSK調制模塊調制---MODEM通信接口輸出或自環(huán)---移相鍵控PSK解調模塊解調----同步提取與信碼再生(眼圖觀察)----CVSD譯碼模塊譯碼---音頻功放----喇叭輸出;
注:若使用兩臺同型號實驗箱,可連接實現(xiàn)雙方語音的雙工通信系統(tǒng)(例如:設計完成電話間的有線雙工通信);
②語音信號A、B---PCM編碼模塊編碼(時分復用數(shù)據(jù))---AMI/HDB3編碼模塊編碼----AMI/HDB3譯碼模塊譯碼---PCM譯碼模塊譯碼---還原語音信號A、B----音頻功放
③語音信號A---PCM編碼模塊編碼+偽隨機序列+手工編制數(shù)據(jù)等復接---AMI/HDB3編碼模塊編碼----AMI/HDB3譯碼模塊譯碼---同步模塊進行幀定位、分接數(shù)據(jù)——PCM譯碼模塊譯碼/偽隨機碼觀測/開關量數(shù)據(jù)顯示---還原語音信號A----音頻功放
④計算機---鍵入發(fā)送的數(shù)據(jù)---PSK調制系統(tǒng)---MODEM通信接口輸出或自環(huán)---PSK解調系統(tǒng)---同步提取與信碼再生---計算機接收顯示(誤碼測試)
注:可完成單個計算機數(shù)據(jù)的自環(huán)通信實驗,也可完成兩臺計算機間數(shù)據(jù)的雙工通信實驗
5、輸入接口/接口技術/編程下載
6、RS232通信傳輸/接口技術
(二)課題設計、二次開發(fā)實驗:
1、利用CPLD可編程器件實現(xiàn)m序列,各種時鐘的產生。
2、利用CPLD可編程器件實現(xiàn)PCM編譯碼系統(tǒng)控制時序及時分復用的應用設計。
3、利用CPLD可編程器件實現(xiàn)RZ、BNRZ、BRZ、CMI、曼徹斯特、密勒、PST、AMI、HDB等。
4、利用CPLD可編程器件實現(xiàn)2DPSK的碼與相對碼轉換。
5、利用CPLD可編程器件實現(xiàn)處理器并口的擴展及控制(液晶顯示)。
6、基于CPLD可編程器件實現(xiàn)數(shù)字通信系統(tǒng)建模與設計
7、動手搭試電路,實現(xiàn)PAM、PCM、FSK等小課題,鍛煉學生硬件的動手實踐能力(也可選配:小課題設計實驗箱RZ8630)。
8、與計算機相連接,實現(xiàn)串口通信程序的設計。
四、實驗項目:
1.CPLD可編程數(shù)字信號發(fā)生器實驗
2.各種模擬信號源實驗
3.話路終端信號的發(fā)送和接收實驗
4.抽樣定理與PAM調制解調實驗
5.脈沖編碼調制PCM
6.卷積編碼實驗
7.卷積碼的維特比譯碼
8.增量調制編譯碼系統(tǒng)實驗
9.VCO鎖相環(huán)電路實驗
10.FSK調制解調實驗
11.二相PSK調制解調實驗
12.數(shù)字同步技術實驗
13.眼圖觀察測量實驗
14.AMI/HDB3編譯碼過程實驗
15.通信信道誤碼測試實驗
16.通信系統(tǒng)綜合實驗
17.計算機通信接口實驗
18.液晶顯示接口擴展實驗
19.鍵盤電路擴展實驗
20.通信終端編譯碼系統(tǒng)指標測試實驗
21.CPLD開放實驗
其余擴展性實驗
五、通信原理綜合實驗箱(增強型)常規(guī)配置方案:
序號 | 設備名稱 | 推薦型號 | 備注 |
1 | 通信原理綜合實驗平臺 | 8621D | 每組一臺 |
2 | 20MHz雙蹤示波器 | ———— | 每組一臺 |
3 | 萬用表(指針式,如500型) | ———— | 每5組一臺或根據(jù)情配置 |
4 | 函數(shù)信號發(fā)生器 | ———— | 每5組一臺或根據(jù)情配置 |
5 | 電話單機 | ———— | 每組一部 |
6 | 微機 | ———— | 選配 |
7 | 誤碼測試儀 | 88521 | 每5組一臺或根據(jù)實情配置 |
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