"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國(guó)、支持教育事業(yè)"
SB-101CN通信原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案
通信原理實(shí)驗(yàn)箱,通信系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)備采用設(shè)計(jì)型開放式設(shè)計(jì)理念，跟以往驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)設(shè)備有本質(zhì)區(qū)別。整個(gè)系統(tǒng)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)。
根據(jù)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。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。
意義一：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)，加深對(duì)通信系統(tǒng)原理的學(xué)習(xí)。
意義二：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)。可開展對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。
設(shè)備性質(zhì)：設(shè)計(jì)型
一、通信原理實(shí)驗(yàn)箱簡(jiǎn)介
通信原理實(shí)驗(yàn)箱,通信系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,整個(gè)系統(tǒng)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)，并可與虛擬儀器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。
二、技術(shù)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)
三、技術(shù)指標(biāo)
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序號(hào) |
貨物名稱 |
數(shù)量 |
單位 |
技術(shù)參數(shù)及要求 |
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1 |
硬件主機(jī) |
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臺(tái) |
作為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的核心設(shè)備，供不同實(shí)驗(yàn)?zāi)K插入使用，提供用于傳統(tǒng)示波器測(cè)量的接口，并集成信號(hào)源、主時(shí)鐘、電源、放大器、濾波器等模塊。 技術(shù)指標(biāo)要求如下： 1) 輸出模塊供電電源：±12V,5V 2) 模塊卡槽數(shù)：17 3) ★集成信號(hào)源： 同頻：512K，128K，32K，8K，2K。載波輸出，4V峰峰值 DDS函數(shù)信號(hào)輸出，幅度、頻率可調(diào)。4V峰峰值 PN偽隨機(jī)碼，速率可調(diào)。 PCM專用時(shí)隙，兩路，0-31可設(shè)置。 同步時(shí)鐘：512K、128K、32K、8K、2K、可選 時(shí)鐘信號(hào) 4) ★集成的數(shù)字示波器接口： 適用于數(shù)字示波器，兩路可選測(cè)量通道 測(cè)量接口兼容傳統(tǒng)示波器 5）語(yǔ)音輸入、功率放大、喇叭語(yǔ)音終端設(shè)備 6）USB上位機(jī)通信接口 7）藍(lán)牙、手機(jī)通信接口（可選） |
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2 |
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K |
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套 |
★包含緩沖放大器/可變直流電源、加法器、雙模擬開關(guān)、乘法器、正交分相器/移相器、公共模塊、AMI/HDB3線路碼、壓控振蕩器 （2路）、可調(diào)低通濾波、判決器/比較器 （2路）、CVSD編譯碼、 PCM編譯碼、比特時(shí)鐘重建器共15個(gè)基本模塊。 可以完成以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： AM/DSB/SSB調(diào)制與解調(diào)，包絡(luò)檢波，相干檢波，FM調(diào)制，FM同步解調(diào)，采樣定理，時(shí)分復(fù)用，ASK,QASK調(diào)制與解調(diào)，FSK調(diào)制與解調(diào)，PSK,BPSK,DPSK,QPSK,調(diào)制與解調(diào)，CVSD編譯碼、PCM編譯碼、時(shí)鐘提取、載波提取、鎖相環(huán)、HDB3編解碼等實(shí)驗(yàn) ★模塊供電電源來(lái)自主機(jī)背板，輸入位于左側(cè)，輸出位于右側(cè)。接線端區(qū)分?jǐn)?shù)字與模擬信號(hào)。輸入輸出錯(cuò)接，系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)以防損壞。模塊可以熱插拔。 ★模塊詳細(xì)參數(shù)見附件一《基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K詳細(xì)參數(shù)》 |
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3 |
附件 |
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套 |
每套包含連接導(dǎo)線若干、使用說(shuō)明書、電源線等 |
附件一《基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K詳細(xì)參數(shù)》
1．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(shí)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
2．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(shí)小于10mV。
最大輸出值，線性，極性翻轉(zhuǎn)，相位偏移。
3．雙模擬開關(guān)
模擬輸入帶寬：＞ 300kHz.
最大控制時(shí)鐘速率：＞ 100kHz。
控制輸入電平： TTL。
最大模擬輸入電平：+4V。
4．乘法器
帶寬：約1MHz
特性：kX(t)Y(t)。
k：約為1/2。
5．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
6．公共模塊
比較器
工作范圍：＞ 500kHz。
TTL輸出上升時(shí)間：100ns。
整流器
帶寬：DC至500kHz
（3）RC低通
LPF,-3dB，2.8kHz
7． AMI/HDB3線路碼
AMI/HDB3編曲譯碼。
8．壓控振蕩器 2路
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
9．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)。
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(shí)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。
最大輸入電壓：-5V~+5V(使用TTL電平輸入信號(hào))
時(shí)鐘：CLK/100=,NORMAL和WIDE
10．判決器/比較器 2路
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(shí)鐘輸入：TTL電平，標(biāo)稱值2kHz.
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。
判決點(diǎn)跨度：大于90% 2kHz比特時(shí)鐘碼元寬度。
判決點(diǎn)控制選擇：
比特時(shí)鐘：典型值為2kHz�？捎弥餍盘�(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)。
11．CVSD編譯碼
增量調(diào)制編譯碼。
12． PCM編譯碼
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。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。
13．比特時(shí)鐘重建器
N分頻
輸入/輸出：TTL電平，數(shù)字信號(hào)。
時(shí)鐘輸入：小于1MHz.
除數(shù)：-1,2,4,8，開關(guān)選擇
電平跳變檢測(cè)器
輸入輸出 ：TTL電平，數(shù)字信號(hào)
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(hào)
類型：典型的無(wú)源的第一類二階環(huán)路濾波器結(jié)構(gòu)
特性：要求實(shí)驗(yàn)者來(lái)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(yàn)平臺(tái)電平的模擬信號(hào)
數(shù)量：2個(gè)
類型：3dB通帶波紋的四階契比夫?yàn)V波器
Q值：大約為22，固定。
調(diào)諧時(shí)鐘與濾波器中心頻率的比率：50。
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
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。
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。
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
（1）線性模擬調(diào)制系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)一、線性幅度調(diào)制（AM）
實(shí)驗(yàn)二、雙邊帶調(diào)制（DSB）
實(shí)驗(yàn)三、單邊帶調(diào)制（SSB）
實(shí)驗(yàn)四、AM調(diào)制非相干解調(diào)
實(shí)驗(yàn)五、相干解調(diào)
（2）非線性模擬調(diào)制系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)六、頻率調(diào)制實(shí)驗(yàn)（FM）
實(shí)驗(yàn)七、頻率解調(diào)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)八、載波同步實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)九、頻分復(fù)用實(shí)驗(yàn)
（3）模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)一、抽樣定理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二、PCM編、譯碼實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三、增量調(diào)制編、譯碼實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四、時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)
（4）數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)一、常見數(shù)字基帶信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二、數(shù)字基帶信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三、眼圖實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四、時(shí)域均衡實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)五、位同步實(shí)驗(yàn)
（5）數(shù)字信號(hào)的載波傳輸
實(shí)驗(yàn)一、二進(jìn)制幅移鍵控（2ASK）
實(shí)驗(yàn)二、二進(jìn)制頻移移鍵控（2FSK）
實(shí)驗(yàn)三、二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）
實(shí)驗(yàn)四、二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）
（6）同步功能
實(shí)驗(yàn)一、時(shí)鐘提取實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)二、載波提取實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三、VCO與鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四、判決器實(shí)驗(yàn)
（７）通信系統(tǒng)考核
實(shí)驗(yàn)一、雙方語(yǔ)音CVSD編碼PSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核
實(shí)驗(yàn)二、雙方語(yǔ)音PCM編碼FSK傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核
實(shí)驗(yàn)三、模擬傳輸及解調(diào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核
實(shí)驗(yàn)三、載波提取實(shí)驗(yàn)考核
實(shí)驗(yàn)四、最大判決器實(shí)驗(yàn)考核
