SB2016X新型通信原理實驗箱

一、簡介

整個系統采用基于方框圖的模塊化設計，以數學函數方框圖形式來確定硬件基本模塊，靈活組合模塊以實現任何調制或編碼技術，并與虛擬儀器Labview結合，實現數據采集和頻譜分析。

通信原理實驗系統參考國外同類產品的實驗方法和結構形式，以高校中廣泛使用的《通信原理》（樊昌信）教材為理論依據。根據通信原理教學實驗中的原理框圖，利用基本功能模塊的組合進行功能設計，可以完成各個實驗中所需的信號的產生和信號處理等來很好地詮釋相應的實驗原理。基礎型依托示波器可進行時域的分析

顛覆了現在市場上通用驗證型實驗箱的設計思路，真正的設計型實驗系統。

通過實驗真正對原理的學習起到促進作用。

二、技術特點

1）按照"一個方框圖=一個模塊"的設計，可把復雜的系統方框圖通過模塊組合來實現。

2）擴展性與開放性：基本模塊與新技術的不同組合，可保持與新技術的同步發展更新。部分模塊留有接口，用戶可自行擴展實驗。

3）安全性：完全獨立的信號系統和電源系統，避免學生實驗中誤操作。電源帶自保護系統，可帶點插拔。

4）真正意義上的設計型實驗系統

三、主機及功能模塊介紹   

1．主機

包括齒條卡槽（可同時插入12個模塊）、示波器顯示選擇器、電源。

2．主信號發生器

輸出頻率：載頻為100kHz；采樣時鐘為8.333kHz;音頻（載波分頻）為2.083kHz。

輸出電平：模擬信號的峰-峰值為4V；數字信號為TTL電平。

失真：小于0.1%（僅對模擬輸出信號）。

音頻振蕩器：

頻率范圍：500Hz~10KHz。

模擬輸出電平：峰-峰值為4V。

失真率：小于0.1%（僅對模擬輸出）

數字輸出：TTL電平。

3．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。

短時穩定度：小于2mv/h。

分辨率：大約20mV。

輸出電流:小于5mA2.模塊使用介紹

4．加法器

增益范圍：0<<2,0<<2.

帶寬： 1MHz.

輸出直流偏移量：開路輸入時小于10mV。

最大輸出值，線性，極性翻轉，相位偏移。

5． 雙模擬開關

模擬輸入帶寬：＞ 300kHz.

最大控制時鐘速率：＞ 100kHz。

控制輸入電平： TTL。

最大模擬輸入電平：+4V。

6．乘法器

帶寬：約1MHz

特性：kX(t)Y(t)。

k：約為1/2。

7．正交分相器/移相器

正交分相器：

頻率范圍：200Hz~10kHz。

相位響應：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：約180°相移

細調：約20°相移

8．公共模塊

比較器

工作范圍：＞ 500kHz。

TTL輸出上升時間：100ns。

整流器

帶寬：DC至500kHz

（3）RC低通

LPF,-3dB，2.8kHz

9．序列碼發生器

輸入時鐘頻率范圍：TTL 1Hz~1MHz；模擬500Hz~10kHz。

序列數：4對。

序列長度：

同步信號：標志序列的開始

10．雙脈沖發生器

TWIN 模式

時鐘頻率范圍：小于50kHz.

脈沖寬度：   3us<tW <25us。

脈沖延時間Q2-Q1:    10s<tD <120s。

出錯標志：    2tW+tD>tCLK

SINGLE模式

時鐘頻率范圍：小于200k赫茲。

脈沖寬度：3s< tW<25s.

11．壓控振蕩器

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是內部加到G.Vin的直流電壓

12．可調低通濾波

本模塊根據濾波范圍和輸入信號的不同，有V1，V3和V4兩種指標。

V1，V3的指標

濾波范圍：900Hz<NORMAL<5kHz；

          2.0kHz<WIDE<12kHz;

每一范圍都是連續可變的。

濾波器階數：7階橢圓函數濾波器

阻帶衰減：＞ 50dB。

通帶紋波：＜ 0.5dB。

時鐘：CLK/880=,NORMAL;CLK/360=,WIDE;

(2)V4的基本指標

濾波范圍：200Hz<NORMAL<5kHz；200kHz<WIDE<12kHz;

每一范圍都是連續可變的。

濾波器階數：5階橢圓函數濾波器

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)

時鐘：CLK/100=,NORMAL和WIDE 

13．判決模塊

數字波形輸入：IN1，IN2。

數字波形輸出：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

比特時鐘輸入：TTL電平，標稱值2kHz.

比特時鐘輸出：與輸出波形同步，時鐘下降沿產生新的輸出比特。

判決點跨度：大于90% 2kHz比特時鐘碼元寬度。

判決點控制選擇：

比特時鐘：典型值為2kHz。可用主信號模塊中的2.083kHz正弦波發生器，經過 模塊的 比較器將其轉換為TTL信號；或者用8.33kHz的TTL信號經線路編碼模塊的4分頻電路，將其轉換為2.083kHz的時鐘信號。

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-L  Manchester碼 雙極性

DICODE-NRZ  Dicode不歸0碼 三電平

15． 線路解碼器

輸入比特時鐘：TTL電平比特時鐘。

與輸入數據的最大時鐘頻率：f（max）>100kHz。

解碼信號輸入：詳細請看本書編碼模塊部分

輸出數據信號：解碼的TTL電平數據

選通信號：TTL電平信號。

16．比特時鐘重建器

N分頻

輸入/輸出：TTL電平，數字信號。

時鐘輸入：小于1MHz.

除數：-1,2,4,8，開關選擇

電平跳變檢測器

輸入輸出 ：TTL電平，數字信號

輸出脈沖寬度：固定脈沖寬度（大約250us）

可調脈沖寬度（可調范圍大約是10~500us）。

環路濾波器

輸入輸出：標準電平的模擬信號

類型：典型的無源的第一類二階環路濾波器結構

特性：要求實驗者來確定

緩沖器：有源的，

雙帶通濾波器

輸入輸出：標準實驗平臺電平的模擬信號

數量：2個

類型：3dB通帶波紋的四階契比夫濾波器

Q值：大約為22，固定。

調諧時鐘與濾波器中心頻率的比率：50。

內部時鐘頻率：104kHz,晶振，給定的2.083kHz的濾波器的中心頻率

外部時鐘頻率范圍:50~250kHz,TTL電平。

17．PCM編碼模塊

輸入Vin +/-2Vpk, 直流耦合；時鐘輸入<10kHz, TTL電平；輸出信號為TTL電平的偏移二進制數據流；輸出格式為8比特數據，最低有效位為幀同步比特位；數據化格式：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；正弦信號輸出：標準雙極TIMS電平始終與時鐘信號同步；信號頻率：通過PCB開關選擇時鐘比——1:32, 1:64, 1:128, 1:256；TDM模式：雙通道TDM系統，帶PCM編碼器模塊主從控制功能

18．PCM譯碼模塊

輸入PCM數據：TTL電平偏移二進制格式的數據流；輸入格式：8位，最低有效位為幀同步位；數字化格式：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)；時鐘輸入<10kHz, TTL電平，上升沿與PCM數據同步；輸出信號：+/-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連續幀同步位(PCB開關)；TDM模式：雙通道TDM系統，帶兩個PCM解碼器模塊主從控制功能

四、實驗內容

（1）線性模擬調制系統

實驗一、線性幅度調制（AM）

實驗二、雙邊帶調制（DSB）

實驗三、單邊帶調制（SSB）

實驗四、AM調制包絡檢波

實驗五、載波提取

實驗六、相干解調

（2）非線性模擬調制系統

實驗六、頻率調制實驗（FM）

實驗七、頻率解調實驗

實驗八、載波同步實驗

實驗九、頻分復用實驗

（3）模擬信號的數字傳輸系統

實驗一、抽樣定理實驗

實驗二、PCM編、譯碼實驗

實驗三、增量調制編、譯碼實驗

實驗四、時分復用實驗

（4）數字信號的基帶傳輸系統

實驗一、常見數字基帶信號測試實驗

實驗二、數字基帶信號傳輸與碼間串擾實驗

實驗三、眼圖實驗

實驗四、時鐘提到實驗

實驗五、位同步實驗

（5）數字信號的載波傳輸

實驗一、二進制幅移鍵控（2ASK）

實驗二、二進制頻移移鍵控（2FSK）

實驗三、二進制相移鍵控（2PSK）

實驗四、二進制差分相移鍵控（2DPSK）

五、配置表