SHYL-700X型 通信原理实验系统

SHYL-700X型 通信原理实验系统

设备性质：设计型

一、  简介

整个系统采用基于方框图的模块化设计，以数学函数方框图形式来确定硬件基本模块，灵活组合模块以实现任何调制或编码技术，并可与虚拟仪器Labview结合，实现数据采集和频谱分析。

通信原理实验系统参考国外同类产品的实验方法和结构形式，以高校中广泛使用的《通信原理》（樊昌信）教材为理论依据。根据通信原理教学实验中的原理框图，利用基本功能模块的组合进行功能设计，可以完成各个实验中所需的信号的产生和信号处理等来很好地诠释相应的实验原理。基础型依托示波器可进行时域的分析颠覆了现在市场上通用验证型实验箱的设计思路，真正的设计型实验系统。

通过实验真正对原理的学习起到促进作用。

二、技术特点 1）按照“一个方框图=一个模块”的设计，可把复杂的系统方框图通过模块组合来实现。 2）扩展性与开放性：基本模块与新技术的不同组合，可保持与新技术的同步发展更新。部分模块留有接口，用户可自行扩展实验。 3）安全性：完全独立的信号系统和电源系统，避免学生实验中误操作。电源带自保护系统，可带点插拔。 4）真正意义上的设计型实验系统

 

三、技术指标

序号	货物名称	数量	单位	技术参数及要求
1	硬件主机		台	作为实验系统的核心设备，供不同实验模块插入使用，提供用于传统示波器测量的接口，并集成信号源、主时钟、电源、放大器、滤波器等模块。 技术指标要求如下： 1)输出模块供电电源：±12V,5V 2)模块卡槽数：17 3)★集成信号源： 同频：512K，128K，32K，8K，2K。载波输出，4V峰峰值 DDS函数信号输出，幅度、频率可调。4V峰峰值 PN伪随机码，速率可调。 PCM专用时隙，两路，0-31可设置。 同步时钟：512K、128K、32K、8K、2K、可选 时钟信号 4)★集成的数字示波器接口： 适用于数字示波器，两路可选测量通道 测量接口兼容传统示波器 5）语音输入、功率放大、喇叭语音终端设备 6）USB上位机通信接口 7）蓝牙、手机通信接口（可选）
2	基础实验模块		套	★包含缓冲放大器/可变直流电源、加法器、双模拟开关、乘法器、正交分相器/移相器、公共模块、AMI/HDB3线路码、压控振荡器 （2路）、可调低通滤波、判决器/比较器 （2路）、CVSD编译码、 PCM编译码、比特时钟重建器共15个基本模块。 可以完成以下实验内容： AM/DSB/SSB调制与解调，包络检波，相干检波，FM调制，FM同步解调，采样定理，时分复用，ASK,QASK调制与解调，FSK调制与解调，PSK,BPSK,DPSK,QPSK,调制与解调，CVSD编译码、PCM编译码、时钟提取、载波提取、锁相环、HDB3编解码等实验 ★模块供电电源来自主机背板，输入位于左侧，输出位于右侧。接线端区分数字与模拟信号。输入输出错接，系统自动保护以防损坏。模块可以热插拔。 ★模块详细参数见附件一《基础实验模块详细参数》
3	附件		套	每套包含连接导线若干、使用说明书、电源线等

附件一《基础实验模块详细参数》

1．缓冲放大器/可变直流电源

缓冲放大器

带宽：从直流至大约1MHz。

增益：0~10。

可变直流电源

电源范围：±2.5V直流。

短时稳定度：小于2mv/h。

分辨率：大约20mV。

输出电流:小于5mA2.模块使用介绍

2．加法器

增益范围：0< \* MERGEFORMAT <2,0< \* MERGEFORMAT <2.

带宽： 1MHz.

输出直流偏移量：开路输入时小于10mV。

大输出值，线性，极性翻转，相位偏移。

3．双模拟开关

模拟输入带宽：＞ 300kHz.

大控制时钟速率：＞ 100kHz。

控制输入电平： TTL。

大模拟输入电平：+4V。

4．乘法器

带宽：约1MHz

特性：kX(t)Y(t)。

k：约为1/2。

5．正交分相器/移相器

正交分相器：

频率范围：200Hz~10kHz。

相位响应：输出端相移相差90度。

移向器：

带宽：<1MHz。

频率范围：HI 100kHz； LO 2kHz。

粗调：约180°相移

细调：约20°相移

6．公共模块

比较器

工作范围：＞ 500kHz。

TTL输出上升时间：100ns。

整流器

带宽：DC至500kHz

（3）RC低通

LPF,-3dB，2.8kHz

7．AMI/HDB3线路码

AMI/HDB3编曲译码。

8．压控振荡器  2路

频率范围：1.5kHz

70kHz

输入电压：-3V

增益G.:1

中心频率电压范围：-3V

Vfc是内部加到G.Vin的直流电压

9．可调低通滤波

本模块根据滤波范围和输入信号的不同，有V1，V3和V4两种指标。

V1，V3的指标

滤波范围：900Hz

2.0kHz

每一范围都是连续可变的。

滤波器阶数：7阶椭圆函数滤波器

阻带衰减：＞ 50dB。

通带纹波：＜ 0.5dB。

时钟：CLK/880= \* MERGEFORMAT ,NORMAL;

CLK/360= \* MERGEFORMAT ,WIDE;

 (2)V4的基本指标

    滤波范围：200Hz

      200kHz

每一范围都是连续可变的。

滤波器阶数：5阶椭圆函数滤波器

阻带衰减：＞ 50dB。

通带纹波：＜ 0.5dB。

大输入电压：-5V~+5V(使用TTL电平输入信号)

时钟：CLK/100= \* MERGEFORMAT ,NORMAL和WIDE 

10．判决器/比较器  2路

数字波形输入：IN1，IN2。

数字波形输出：OUT1，OUT2。

输入/输出电平依赖于波形模式选择：TTL+5v，0；单极性+2v，0；双极性±2v。

波形选择模式

比特时钟输入：TTL电平，标称值2kHz.

比特时钟输出：与输出波形同步，时钟下降沿产生新的输出比特。

判决点跨度：大于90% 2kHz比特时钟码元宽度。

判决点控制选择：

比特时钟：典型值为2kHz。可用主信号模块中的2.083kHz正弦波发生器，经过 模块的 比较器将其转换为TTL信号；或者用8.33kHz的TTL信号经线路编码模块的4分频电路，将其转换为2.083kHz的时钟信号。

11．CVSD编译码

增量调制编译码。

12． PCM编译码

输入Vin +/-2Vpk, 直流耦合；时钟输入<10kHz, TTL电平；输出信号为TTL电平的偏移二进制数据流；输出格式为8比特数据，低有效位为帧同步比特位；数据化格式：7位线性码，4位线性码，4位压缩码；帧同步：FS帧同步信号与帧的低有效位同步。输入PCM数据：TTL电平偏移二进制格式的数据流；输入格式：8位，低有效位为帧同步位；数字化格式：7位线性码，4位线性码。

13．比特时钟重建器

N分频

输入/输出：TTL电平，数字信号。

    时钟输入：小于1MHz.

除数：-1,2,4,8，开关选择

电平跳变检测器

输入输出 ：TTL电平，数字信号

输出脉冲宽度：固定脉冲宽度（大约250us）

可调脉冲宽度（可调范围大约是10~500us）。

环路滤波器

输入输出：标准电平的模拟信号

类型：典型的无源的第一类二阶环路滤波器结构

特性：要求实验者来确定

缓冲器：有源的，

双带通滤波器

输入输出：标准实验平台电平的模拟信号

数量：2个

类型：3dB通带波纹的四阶契比夫滤波器

Q值：大约为22，固定。

调谐时钟与滤波器中心频率的比率：50。

内部时钟频率：104kHz,晶振，给定的2.083kHz的滤波器的中心频率

外部时钟频率范围:50~250kHz,TTL电平。

17．PCM编码模块

输入Vin +/-2Vpk, 直流耦合；时钟输入<10kHz, TTL电平；输出信号为TTL电平的偏移二进制数据流；输出格式为8比特数据，低有效位为帧同步比特位；数据化格式：7位线性码，4位线性码，4位压缩码；帧同步：FS帧同步信号与帧的低有效位同步，每帧低有效位值按“0-1-0-1”变化。

输入PCM数据：TTL电平偏移二进制格式的数据流；输入格式：8位，低有效位为帧同步位；数字化格式：7位线性码，4位线性码，4位压缩码；压缩格式：TIMS 4位A4-Law和TIMS 4位 u4-Law(PCB可选)；时钟输入<10kHz, TTL电平，上升沿与PCM数据同步。

四、实验内容

（1）线性模拟调制系统

实验一、线性幅度调制（AM）

实验二、双边带调制（DSB）

实验三、单边带调制（SSB）

实验四、AM调制非相干解调

实验五、相干解调

（2）非线性模拟调制系统

实验六、频率调制实验（FM）

实验七、频率解调实验

实验八、载波同步实验

实验九、频分复用实验

（3）模拟信号的数字传输系统

实验一、抽样定理实验

实验二、PCM编、译码实验

实验三、增量调制编、译码实验

实验四、时分复用实验

（4）数字信号的基带传输系统

实验一、常见数字基带信号测试实验

实验二、数字基带信号传输与码间串扰实验

实验三、眼图实验

实验四、时域均衡实验

实验五、位同步实验

（5）数字信号的载波传输

实验一、二进制幅移键控（2ASK）

实验二、二进制频移移键控（2FSK）

实验三、二进制相移键控（2PSK）

实验四、二进制差分相移键控（2DPSK）

（6）同步功能

实验一、时钟提取实验

实验二、载波提取实验

实验三、VCO与锁相环实验

实验四、判决器实验

（７）通信系统考核

实验一、双方语音CVSD编码PSK传输系统实验考核

实验二、双方语音PCM编码FSK传输系统实验考核

实验三、模拟传输及解调系统实验考核

实验三、载波提取实验考核

实验四、大判决器实验考核

通信系统原理实验室主要设备采用设计型开放式设计理念，跟以往验证型实验设备有本质区别。整个系统采用基于方框图的模块化设计，以数学函数方框图形式来确定硬件基本模块，灵活组合模块以实现任何调制或编码技术。

    根据原理框图，利用基本功能模块的组合进行功能设计，可以完成各个实验中所需的信号的产生和信号处理等来很好地诠释相应的实验原理。颠覆了现在市场上通用验证型实验箱的设计思路，真正的设计型实验系统。通过实验真正对原理的学习起到促进作用。  
意义一：按照“一个方框图=一个模块”的设计，可把复杂的系统方框图通过模块组合来实现，加深对通信系统原理的学习。   
意义二：基本模块与新技术的不同组合，可保持与新技术的同步发展更新。部分模块留有接口，用户可自行扩展实验。可开展对现代通信技术知识点的学习。