第一篇：通信原理實驗二

實驗二：PCM系統仿真

班級： 學號： 姓名： 實驗室： 實驗時間： 指導老師：

實驗目的：

1、掌握脈沖編碼調制原理；

2、理解量化級數、量化方法與量化信噪比的關系。

3、理解非均勻量化的優點。

實驗內容：

對模擬信號進行抽樣和均勻量化，改變量化級數和信號大小，根據MATLAB仿真獲得量化誤差和量化信噪比。

實驗步驟：

1)產生一個周期的正弦波x(t)??cos ?2 ??pi ?t ?，以1000Hz頻率進行采樣，并進行8級均勻量化，用plot函數在同一張圖上繪出原信號和量化后的信號。代碼及圖見附錄。

2)以32Hz的抽樣頻率對x(t)進行抽樣，并進行8級均勻量化。繪出正弦波波形(用plot函數)、樣值圖，量化后的樣值圖、量化誤差圖(后三個用stem函數)。代碼及圖見附錄。

3)以2000Hz對x(t)進行采樣，改變量化級數，分別仿真得到編碼位數為2～8位時的量化信噪比，繪出量化信噪比隨編碼位數變化的曲線。另外繪出理論的量化信噪比曲線進行比較。代碼及圖見附錄。

4)在編碼位數為8和12時采用均勻量化，在輸入信號衰減為0～50 dB時，以均勻間隔5 dB仿真得到均勻量化的量化信噪比，繪出量化信噪比隨信號衰減變化的圖形。注意，輸入信號減小時，量化范圍不變；抽樣頻率為2000 Hz。代碼及圖見附錄。

實驗思考題：

1.圖2-3表明均勻量化信噪比與量化級數(或編碼位數)的關系是怎樣的？

答：量化信噪比隨著量化級數的增加而提高，當量化級數較小是不能滿足通信質量的要求。

2.分析圖2-5，A律壓縮量化相比均勻量化的優勢是什么？

答：量化信噪比隨著量化級數的增加而提高，當量化級數較小是不能滿足通信質量的要求

心得體會：

附錄：

ＰＣＭ代碼：

輸入信號和量化信號代碼及波形：

采樣樣值和8級均勻量化后的樣值，量化誤差代碼及波形

均勻量化信噪比隨編碼位數變化

量化信噪比隨信號衰減的變化情況

第二篇：通信原理實驗二

通信原理實驗二

數字鎖相環

一實驗目的

1、了解數字鎖相環的基本概念

2、熟悉數字鎖相環與模擬鎖相環的指標

3、掌握全數字鎖相環的設計

二 實驗儀器

1、JH5001 通信原理綜合實驗系統 2、20MHz 雙蹤示波器

3、函數信號發生器

三 實驗原理和電路說明

數字鎖相環的結構如圖2.2.1 所示，其主要由四大部分組成：參考時鐘、多模分頻器（一般為三種模式：超前分頻、正常分頻、滯后分頻）、相位比較（雙路相位比較）、高倍時鐘振蕩器（一般為參考時鐘的整數倍，此倍數大于20）等。數字鎖相環均在FPGA 內部實現，其工作過程如圖2.2.2 所示。

在圖2.2.1，采樣器1、2 構成一個數字鑒相器，時鐘信號E、F 對D 信號進行采樣，如果采樣值為01，則數字鎖相環不進行調整（÷64）；如果采樣值為00，則下一個分頻系數為（1/63）；如果采樣值為11，則下一分頻系數為（÷65）。數字鎖相環調整的最終結果使本地分頻時鐘鎖在輸入的信道時鐘上。

在圖2.2.2 中也給出了數字鎖相環的基本鎖相過程與數字鎖相環的基本特征。在鎖相環開始工作之前的T1 時該，圖2.2.2 中D 點的時鐘與輸入參考時鐘C 沒有確定的相關系，鑒相輸出為00，則下一時刻分頻器為÷63 模式，這樣使D 點信號前沿提前。在T2 時刻，鑒相輸出為01，則下一時刻分頻器為÷64 模式。由于振蕩器為自由方式，因而在T3 時刻，鑒相輸出為11，則下一時刻分頻器為÷65 模式，這樣使D 點信號前沿滯后。這樣，可變分頻器不斷在三種模式之間進行切換，其最終目的使D 點時鐘信號的時鐘沿在E、F 時鐘上升沿之間，從而使D點信號與外部參考信號達到同步。在該模塊中，各測試點定義如下：

1、TPMZ01：本地經數字鎖相環之后輸出時鐘（56KHz）

2、TPMZ02：本地經數字鎖相環之后輸出時鐘（16KHz）

3、TPMZ03：外部輸入時鐘÷4 分頻后信號（16KHz）

4、TPMZ04：外部輸入時鐘÷4 分頻后延時信號（16KHz）

5、TPMZ05：數字鎖相環調整信號

四 實驗內容以及觀測結果

準備工作：用函數信號發生器產生一個64KHz 的TTL 信號送入數字數字信號測試端口J007（實驗箱左端）。1.鎖定狀態測量

用示波器同時測量TPMZ03、TPMZ02 的相位關系，測量時用TPMZ03 同步；

由上圖可看出，將64KHz 的TTL 信號送入端口J007時，TPMZ03、TPMZ02上升沿對齊，環路鎖定。

2.數字鎖相環的相位抖動特性測量 數字鎖相環在鎖定時，輸出信號存在相位抖動是數字鎖相環的固有特征。測量時，以TPMZ03 為示波器的同步信號，用示波器測量TPMZ02，仔細調整示波器時基，使示波器剛好容納TPMZ02 的一個半周期，觀察其上升沿。可以觀察到其上升較粗（抖動），其寬度與TPMZ02 周期的比值的一半即為數字鎖相環的時鐘抖動。

由上圖可看出上升較粗（抖動）寬度約為0.45格，整個周期約是6.2格，因而數字鎖相環的時鐘抖動為0.45/(6.2*2)=0.0363。

3.鎖定過程觀測

用示波器同時觀測TPMZ03、TPMZ02 的相位關系，測量時用TPMZ03 同步； 復位通信原理綜合實驗系統，則FPGA 進行初始化，數字鎖相環進行重鎖狀態。此時，觀察它們的變化過程（鎖相過程）。

在第一項實驗內容鎖相狀態測量時，觀測TPMZ03、TPMZ02 的波形上升沿對齊，環路鎖定。復位通信原理綜合實驗系統，波形隨即變為兩直線，如上圖，然后幾秒后又重新恢復鎖定狀態。4.同步帶測量

（1）用函數信號發生器產生一個64KHz 的TTL 信號送入數字信號測試端口J007。用示波器同時測量TPMZ03、TPMZ02 的相位關系，測量時用TPMZ03 同步；正常時環路鎖定，該兩信號應為上升沿對齊。

（2）緩慢增加函數信號發生器輸出頻率，直至TPMZ03、TPMZ02 兩點波形失步，記錄下失步前的頻率。

（3）調整函數信號發生器頻率，使環路鎖定。緩慢降低函數信號發生器輸出頻率，直至TPMZ03、TPMZ02 兩點波形失步，記錄下失步前的頻率。

（4）計算同步帶。

同步帶=66.12KHz-61.88 KHz=4.24 KHz。

5.捕捉帶測量

（1）用函數信號發生器產生一個64KHz 的TTL 信號送入數字信號測試端口J0007。用示波器同時測量TPMZ03、TPMZ02 的相位關系，測量時用TPMZ03同步；在理論上，環路鎖定時該兩信號應為上升沿對齊。

（2）增加函數信號發生器輸出頻率，使TPMZ03、TPMZ02 兩點波形失步；然后緩慢降低函數信號發生器輸出頻率，直至TPMZ03、TPMZ02 兩點波形同步。記錄下同步一刻的頻率。

上圖同步一刻的頻率是66.03KHz。

（3）降低函數信號發生器輸出頻率，使TPMZ03、TPMZ02 兩點波形失步；然后緩慢增加函數信號發生器輸出頻率，直至TPMZ03、TPMZ02 兩點波形同步。記錄下同步一刻的頻率。

（4）計算捕捉帶。

捕捉帶=66.03-62.07=3.96KHz。

六 實驗總結

（1）分析總結數字鎖相環與模擬鎖相環同步帶和捕捉帶的大致關系。

對于這次數字鎖相環實驗，由實驗內容2，還有查閱相關資料，可以了解到數字鎖相環在鎖定時，輸出信號存在相位抖動是數字鎖相環的固有特征。也正是由于這個相位抖動特性，使得數字鎖相環的同步帶和捕捉帶的帶寬相對較窄，有實驗內容4、5加以驗證，而且同步帶與捕捉帶大致相等。

第一次實驗模擬鎖相環，同步帶，捕捉帶的寬度都很大，而且我測得的同步帶帶寬要比捕捉帶帶寬大了約5KHz，數字鎖相環的同步帶捕捉帶還沒有5KHz。（2）實驗心得體會

這次實驗是緊承著上一次實驗的，我覺得自己做實驗過程中沒有遇到太大障礙，就是在實驗原理方面掌握的不是太好,自己覺得對雙蹤示波器和函數信號發生器的操作還是挺熟練的，沒有在波形顯示上遇到問題。

第三篇：計算機通信網絡原理實驗二

實驗二 局域網共享介質訪問控制方式CSMA/CD模擬

【實驗目的】

了解局域網共享介質訪問控制方式的必要性和重要性，掌握此類算法分析和設計的基本思路；進一步理解、掌握算法CSMA/CD基本原理，理解CSMA/CD算法；掌握所選的編程環境及編程調試的方法。

【實驗內容】

用MATLAB編寫一個仿真站點隨機訪問共享10Mbps信道的CSMA訪問控制程序。要求畫圖分析比較站點數（即網絡負載）對網絡吞吐量的影響。

【實驗原理】

CSMA/CD原理（參見教材）。

【實驗步驟】

1.復習CSMA工作原理，掌握此種局域網共享介質訪問控制方式工作過程；

2.按實驗內容要求設計程序框圖；

3.按程序框圖進行編碼調試；

4.運行程序，觀察分析實驗結果，并進行必要的改進；

5.撰寫實驗報告。

請大家自行安裝MATLAB軟件

實驗報告中給出代碼，仿真圖，并作出必要的分析

第四篇：通信原理實驗感想

通信原理實驗感想

郝昆 1243064

首先對這學期做的通信原理實驗做一個總結。這學期我們做了模擬鎖相環實驗、CMI碼型變換實驗、驗證抽樣定理實驗、2ASK系統調制與解調實驗、2PSK系統解調實驗等，通過實驗，我們在理論和實際應用方面都有了一定的提高，我們了解了單極性碼、雙極性碼、歸零碼等波形特點并掌握AMI、HDB3碼的編碼規則，我們掌握絕對碼、相對碼概念及它們之間的變換關系，掌握了相對波形與2PSK信號波形之間的關系、絕對碼波形與2DPSK信號波形之間的關系，并對2ASK、2FSK、2DPSK信號有了進一步了解。通過模擬鎖相環的實驗，我們熟悉了模擬鎖相環的基本工作原理，掌握模擬字鎖相環的基本參數及設計。

在通信原理實驗的學習中，我們也收獲了很多。實驗之前要做好預習工作，只有在課前充分了解了實驗原理，才能在課上更好的學習，收獲的更多、掌握的更多。實驗培養了我們的動手能力。實驗的每個步驟都必須親自去做，親自去調試，動手能力得到了很大提高。實驗是檢驗理論正確與否的試金石，通過實驗我們懂得了探索出真知，為了要使你的理論被人接受，你必須用實驗來證明。雖然我們的通信原理實驗基本上都是驗證性實驗，但是對于我們這些知識能力還不夠的學生來說，這些探索也是很有價值的。對于這些實驗，我們在探索中學習、在模仿中理解、在實踐中掌握。通信原理實驗讓我在探索、自我學習中獲得知識。

當然，經過一學期通信原理實驗課的學習，也發現了自身存在的很多不足。自己的理論知識并不是很強，有些實驗結果無法得到透徹的解釋；我的思維、思考方式還需要提高，一些復雜的實驗時我還不能很快很好的完成，每個實驗后相關的思考題也不能得到很好的解決。

最后，我覺得我們做的實驗都是驗證性試驗，雖然對知識的理解會有很大幫助，但缺乏自主創新性，希望以后能在通信原理實驗課上適當增加一點微創新性實驗。總之，通信原理的實驗讓我收獲很多，希望自己在以后的學習中可以靈活使用這些知識，得到更大提升！

第五篇：現代通信原理實驗教案

現代通信原理

實驗教案

楊 斌

實驗一 數字基帶信號及傳輸

一、實驗目的：

1．了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、非歸零碼等基帶信號的產生原理及其波形的特點。

2．掌握ＡＭＩ碼、ＨＤＢ３碼、雙相碼的編碼規則。3．掌握插入幀同步碼時分復用信號的幀結構特點。4．學會設計簡單的時分多路信號傳輸系統。

二、實驗內容：

1．用示波器觀察單極性非歸零碼（ＮＲＺ），傳號交替反轉碼（ＡＭＩ），三階高密度雙極性碼(HDB3)。

2．改變碼序列，比較其單極性碼，ＡＭＩ碼，ＨＤＢ３碼波形，并驗證是否符合其編碼規則。3．觀察ＨＤＢ３編碼中的四連零檢測、補Ｖ、加Ｂ補奇、單／雙極性變換的波形，并驗證是否符合編碼規則。

4．觀察并比較單、雙極性碼（非歸零、歸零）、時鐘信號、時序信號及雙相碼的波形和相位特點。

5．分析電路，設計實驗方案，產生100％占空比的AMI碼，比較100％占空比AMI碼與50％占空比AMI碼的功率譜。（選作）6．分析電路，設計實驗方案，產生不同碼速率的信息。（選作）7．嘗試用信源電路的組合，產生其它碼型。（選作）

三、預習要求：

1．復習教材中有關基帶信號及時分復用的內容。2．認真預習本實驗指導書的工作原理和實驗內容。

3．熟悉有關器件的功能及其應用方法以及兩模塊框圖的信號流程和設計原理。4．對于選作實驗，自行設計實驗方案及測試步驟。

四、實驗儀器：、兩路3A直流穩壓電源

一臺

2、雙蹤示波器

一臺

3、頻率計

一臺

4、數字信源模塊

一塊

5、HDB3編譯碼模塊

一塊

6、頻譜儀

一臺（選做）2

五、基本實驗參考實驗步驟： 1．熟悉信源模塊的工作原理。

2．調整直流電源輸出分別為＋１２Ｖ，－１２Ｖ。3．用示波器觀察數字信源模塊上的各種波形。

（1）接通電源

用示波器觀察兩個通道探頭分別接Ｐ１０的２５６kHZ時鐘和Ｔ２０的單極性歸零碼并觀察其波形。

（2）用Ｕ２１產生Ｘ１１１００１０（Ｘ為任意碼，１１１００１０為７位幀同步碼）、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ２４產生任意信息代碼，并觀察本實驗中集中插入幀同步碼時分復用信號幀結構以及ＮＲＺ碼的特點。

（3）用示波器觀察P１９~P２１，P２２，P２３各點的波形。

（4）用示波器觀察AMI碼與單極性歸零碼的關系。（5）觀察T１、T２、T３、T４四路時序信號的相位關系。（6）觀察單極性非歸零碼與雙相碼的波形關系。

七、實驗報告要求：

１．根據實驗觀察和記錄各點波形（用座標紙繪），并分析波形與理論是否相符。２．比較不同信碼中的ＡＭＩ碼與ＨＤＢ３碼波形是否相同，為什么？

３．什么是時序信號，比較各時序信號的相位關系，并分析時序信號在信號合路時的作用。

實驗二

HDB3編、譯碼實驗

一、實驗目的： １． 加深對HDB3編、譯碼的工作原理的理解。２． 了解HDB3編碼與譯碼器的電路組成及工作過程。３． 了解HDB3碼信號中提取位同步信號（時鐘）的方法。

二、實驗內容： １． 觀察HDB3編碼器中的四連零檢測、補V、加B補奇、單／雙極性變換以及

HDB3碼的波形，并驗證是否符合編碼規則。２． 觀察HDB3譯碼器中的雙／單極性變換、Ｖ碼檢測及扣Ｖ扣Ｂ后的譯碼波形以及時鐘提取電路輸出的位同步信號波形。３． 手動加入誤碼時，觀察解碼輸入和檢錯顯示。４． 當輸入信碼為外加偽隨機信碼時，設計實驗方案觀察輸入信碼和HDB3碼的功率頻譜。（選做）５． 設計實驗方案，觀察與比較100％占空比HDB3碼與50％占空比HDB3碼的功率譜。（選做）

三、預習及預習報告要求： １． 預習本實驗的工作原理和實驗內容。２． 對于選作實驗，自行設計實驗方案及測試步驟。

四、實驗儀器：、兩路3A直流穩壓電源

一臺

2、雙蹤示波器

一臺

3、頻率計

一臺

4、數字調制模塊

一塊

5、數字解調模塊

一塊

6、頻譜儀

一臺（選做）

五、實驗報告要求：

１．根據實驗觀察和記錄各點波形（用座標紙繪），要求繪出３２位碼的完整波形，并分析波形與理論上的是否相符。

２．若把對應的ＡＭＩ碼送入ＨＤＢ３譯碼中會出現什么現象？并說明道理。３．本實驗的誤碼檢測電路只能檢測哪類誤碼差錯，為什么？ ４．對本實驗有何體會，有何改進意見？

實驗三 數字調制與解調

2FSK調制與解調

一、實驗目的：

1、了解二進制移頻鍵控2FSK信號的產生過程及電路的實現方法。

2、了解非相干解調器過零檢測的工作原理及電路的實現方法。

3、了解相干解調器鎖相解調法的工作原理及電路的實現方法。

二、實驗內容：

1、了解相位不連續2FSK信號的頻譜特性，了解頻偏△f=(f1-f2)/2不同時，傳輸2FSK信號所需帶寬的情況與2ASK信號帶寬進行比較。

2、了解2FSK（相位不連續）調制，非相干、相干解調電路的組成及工作原理。

3、觀察2FSK調制，非相干、相干解調各點波形。

4、了解畸變信道模擬電路的原理，畸變信號送入過零檢測電路與鎖相解調電路，會產生如何結果。（選作）5、2FSK信號保持f1=1024KHz.改變f2使f2-f1=3fs時，改變f2使f2-f1=2fs時解調器解調效果。（選作）

6、改變f1、f2的頻率大小，觀察不同調制指數下的調制解調效果。（選作）

7、利用實驗模塊的電路，設計出其它解調方法，并自行驗證。（選作）

三、預習要求：

1、復習教材有關2FSK調制與解調的理論。

2、復習模擬鎖相環的原理和實驗方法。

3、認真預習本實驗指導書的工作原理和實驗內容。

1、對于選作實驗，自行設計實驗方案及測試步驟。

四、實驗儀器：、兩路3A直流穩壓電源

一臺

2、雙蹤示波器

一臺

3、頻率計

一臺

4、數字調制模塊

一塊

5、數字解調模塊

一塊

7、頻譜儀

一臺（選做）

五、實驗報告要求

1、將數字調制器、過零檢測器、鎖相解調器觀察輸出波形畫出，并給以必要的 說 明。

2、畫圖時將波形的相位關系正確表示出來，若波形之間產生相位差說明原因。

3、通過實驗說明各種解調方法各有什么優缺點。

4、本實驗有何收獲，請提出改進意見。

2PSK、2DPSK調制與解調

一、實驗目的

1、了解2PSK、2DPSK的調制原理及電路的實現方法；

2、掌握絕對碼、相對碼相互變換方法；

3、了解2PSK調制與解調存在的相位含糊問題；

4、了解2PSK、2DPSK的相干解調原理及電路的實現方法

二、實驗內容

1、用示波器觀察2PSK、2DPSK調制器信號波形與絕對碼比較是否符合調制規律；

2、用示波器觀察2PSK、2DPSK信號頻譜；

3、用示波器觀察2PSK、2DPSK信號解調器信號波形；

4、觀察相位含糊所產生的后果；

5、觀測絕/相、相/絕變換的規律，設計出另一種定義的絕/相、相/絕變換電路，并測試。（選作）

6、設計實驗方案，比較不同信道帶寬下調制解調的性能。（選作）

7、利用各種實驗模塊的電路，自行組合出差分非相干解調的實驗。（選作）

8、加入噪聲后，設計實驗方案測試誤碼情況。（選作）

三、預習要求：

1、復習教材有關2PSK、2DPSK的調制與解調的理論。

2、復習絕/相、相/絕變換的原理。

3、認真預習本實驗指導書的工作原理和實驗內容。

4、對于選作實驗，自行設計實驗方案及測試步驟。

四、實驗儀器

1、兩路3A直流穩壓電源一臺

2、頻率計一臺

3、雙蹤示波器一臺

4、數字調制模塊一塊

5、數字解調模塊一塊

6、頻譜儀一臺

7、連接線若干

五、實驗報告要求

1、畫出2DPSK調制器、相干解調器詳細方框圖。

2、根據實驗測試記錄依次畫絕對碼為11101100時2DPSK調制器、相干解調器各點波形，并作必要說明。

實驗四 P CM 基帶通話系統設計

一、實驗目的

1、將所做過的獨立實驗內容綜合運用，組成兩個采用PCM的2人可通話的基帶傳輸系統。

2、了解獨立實驗模塊在系統實驗中所起的作用。改變獨立實驗模塊的參數，直觀感受對系統的影響。

3、掌握獨立實驗模塊之間正確的連接方法。

二、實驗內容

1、掌握獨立實驗模塊之間正確的連接方法。

2、連接不用時域均衡器的PCM兩人通話的基帶傳輸系統。

3、連接使用時域均衡器的PCM兩人通話的基帶傳輸系統。（選作）

4、設計實驗方案，用其它線路碼進行基帶傳輸系統。（選作）

注意：以上實驗信號的流程是單向的。要實現2人通話，將耳機交叉后。

三、預習要求

1、復習教材前面相關各章節的理論。

2、認真預習本實驗指導書的工作原理和實驗內容。

3、對于選作實驗，自行設計實驗方案及測試步驟。

四、實驗儀器

1、兩路3A直流電源一臺

2、頻率計一臺

3、示波器一臺

4、數字信源模塊、數字調制模塊、載波、時鐘提取模塊、數字解調模塊、幀同步提取模塊、終端模塊、PCM編譯碼模塊各一塊。

5、連接線若干

五、實驗原理

1、不使用時域均衡器模塊的基帶傳輸系統：

該系統傳輸的HDB3碼是理想碼，即不產生畸變、也不需采取均衡措施。基帶傳輸系統發端：包括PCM編碼器、HDB3編碼器、復接器等。這些電路都以數字信源模塊的時鐘相位作為基準，因此PCM編碼器所需的時鐘、幀同步信號、主時鐘都是由信源模塊提供。其信號流程圖如下：

基帶傳輸系統收端：包括HDB3譯碼器、時鐘提取電路、幀同步提取模塊、終端模塊，這些電路都是后面模塊以前面模塊的時鐘相位作為基準。因此，PCM譯碼器需要外時鐘、外幀同步信號。而主時鐘可根據集成電路的要求，采用異步時鐘。我們采用PCM模塊自身的主時鐘2048KHz。其信號流程如下圖：

2、使用時域均衡器的基帶傳輸系統：

該系統所傳輸的HDB 3碼產生畸變。這是模擬傳輸線傳輸中的由于時延、衰減等等造成的信碼畸變。在收端必須采用均衡的辦法加以彌補。其信號流程如下圖：

基帶傳輸系統發端時相同的，收端則增加了時域均衡器。在時域均衡器內有信碼畸變電路，它應該屬于傳輸線部分。除此之外還有時鐘提取電路，它真實的反映了收端時鐘的產生過程。在收端同樣是后面的模塊以前面模塊的時鐘相位為基準。

使用時域均衡器模塊的基帶傳輸系統實驗，應該復習時域均衡器模塊實驗的內容和方法，當信碼畸變電路固定后，正確調整可變系數求和電路，使得眼圖波形張開最大。改變時鐘延時使其處于最佳取樣時刻，否則會產生大量誤碼使信號中斷。

六、實驗步驟

1、連接好整個系統的電源線和信號線

2、連接不使用時域均衡器的基帶傳輸系統

3、采用數等襯言源模塊、時域均衡器模塊，復習正確調試時域均衡器的方法

4、連接使用時域均衡器的基帶傳輸系統

七、實驗報告

1、畫出發端、收端關鍵波形，且繪出相位關系

2、畫出可通話2DPSK方框原理圖

3、分析聯調時所遇問題，寫出是如何解決。