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SB5001-4通信原理實(shí)驗箱
1、概述
上海碩博科教設備有限公司經(jīng)過(guò)充分的市場(chǎng)調研和技術(shù)分析，在保留公司原有產(chǎn)品通信原理實(shí)驗系統特點(diǎn)的基礎上，推出了通信原理實(shí)驗系統，通信教學(xué)實(shí)驗系統根據當前各大專(zhuān)院校通信原理課程的教學(xué)重點(diǎn)，以現代數字傳輸技術(shù)和軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)為主要實(shí)驗方向，強化了有關(guān)模擬信號的數字化、各類(lèi)數字信號的復接與解復接、信源及信道編解碼、信息的數字化調制與解調、模擬與數字鎖相等內容。為突出重點(diǎn)，集中利用有限的軟硬件資源，須對原系統的設計進(jìn)行合理的取舍，具體做法是進(jìn)一步強化了軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，通過(guò)FPGA與DSP的協(xié)同工作進(jìn)行雙向信號的編解碼處理、信息的數字化調制與解調處理，而舍棄了電話(huà)接口電路、電話(huà)交換模塊等非關(guān)鍵的技術(shù)內容。實(shí)驗中必需的雙向信源則采用可任意改變信號頻率、信號幅度的內置函數信號發(fā)生器以及數字碼型發(fā)生器代替，通過(guò)雙蹤示波器或誤碼檢測儀等設備觀(guān)察傳輸效果。
同時(shí)，本系統又繼承了實(shí)驗系統的模塊化設計特點(diǎn)，我公司為其配套的共有9個(gè)基本功能模塊模塊，基本電路設計合理，信源編碼包括PAM、ADPAM、PCM、CVSD等，信道編碼包括HDB3碼、CMI碼等；調制解調方式涵蓋FSK、BPSK、DBPSK、QPSK、DQPSK、OQPSK、MSK、GMSK、π/4QPSK等；另有模擬調制解調模塊（AM、FM）與模擬及數字鎖相環(huán)等，可配合信號源模塊獨立地進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗；
本系統的先進(jìn)設計理念使基本模塊可任意拆卸，教師可根據課程需要任意靈活組合電路，構建不同的通信系統。今后還將陸續提供可選擴展模塊漢明糾錯編解碼模塊、卷積編解碼模塊、CDMA原理性擴頻解擴模塊、OFDM調制解調模塊等，使系統功能不斷擴展完善。9個(gè)功能模塊可組成完整的無(wú)線(xiàn)通信子系統和有線(xiàn)通信子系統，通過(guò)系統實(shí)驗使學(xué)生熟悉現代通信系統的組成，并對通信系統中最新的關(guān)鍵技術(shù)有更深的了解。
模塊化設計還便于產(chǎn)品維護。設備出現故障或系統升級僅需現場(chǎng)或郵寄更換個(gè)別相關(guān)模塊，一般不會(huì )影響系統設備中其它部件的正常使用。
系統多處采用FPGA，FPGA與DSP均預留開(kāi)放的配置接口，可供師生進(jìn)行大量的軟件二次開(kāi)發(fā)，同時(shí)也便于系統升級。因此，系統除了用于通信原理課程的實(shí)驗，還可以作為一個(gè)開(kāi)放的硬件平臺，用于包括FPGA、DSP、單片機編程在內的各類(lèi)課程設計和畢業(yè)設計。
2、電路硬件平臺的基本組成
通信原理實(shí)驗系統由函數信號源模塊、PCM/PAM模塊、復接/解復接模塊、線(xiàn)路編/解碼及鎖相環(huán)模塊、CVSD編/解碼模塊、FPGA與DSP初始化模塊、數字信號處理模塊、AD/DA與調制/解調模塊以及顯示控制模塊（人機界面）等9個(gè)基本功能模塊組成，學(xué)生通過(guò)自行連接信號線(xiàn)貫通各基本模塊，構建完整的通信系統，檢驗和調整各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的信號，可大大加深對現代通信系統概念和結構的理解。
在本系統中，包含兩套不對稱(chēng)的傳輸信道，這樣做的目的是為了盡可能多的涵蓋通信傳輸系統各方面的技術(shù)：
（1）主要體現無(wú)線(xiàn)信道傳輸技術(shù)的傳輸信道，信號流程為：模擬函數信號源→CVSD話(huà)音編碼（或誤碼儀的碼型信號發(fā)生器）→數字調制→信道→數字解調→CVSD話(huà)音譯碼→示波器顯示（或誤碼儀的誤碼檢測器）。
（2）主要體現有線(xiàn)信道傳輸技術(shù)的信號支路，信號流程為：模擬函數信號源→PCM話(huà)音編碼→信道復接→線(xiàn)路編碼（HDB3/CMI）→線(xiàn)路譯碼→信道解復接→PCM話(huà)音譯碼→示波器顯示。
函數信號源模塊輸出正弦波和方波，TPAO1S、TPAO2S分別為輸出端口，VS102調節方波輸出大小，調節范圍：0～5V。VS103調節正弦波輸出大小，調節范圍：0～5V；信號輸出有高低兩個(gè)頻段：JS01跳線(xiàn)插入、JS02跳線(xiàn)不插輸出高頻信號，輸出信號頻率范圍20KHz～350KHz；JS01跳線(xiàn)不插、JS02跳線(xiàn)插入，輸出低頻信號，輸出信號頻率范圍300Hz～2KHz。
3、主要包括的通信原理實(shí)驗內容：
1.PAM信源編/譯碼實(shí)驗
2.PCM信源編/譯碼實(shí)驗
3.ADPCM信源編/譯碼實(shí)驗
4.幀成形與幀傳輸實(shí)驗
5.CVSD信源編/譯碼實(shí)驗
6.AMI/HDB3線(xiàn)路碼型變換原理實(shí)驗
7.HDB3線(xiàn)路編碼通信系統綜合實(shí)驗
8.CMI碼型變換原理實(shí)驗
9.CMI線(xiàn)路編碼通信系統綜合實(shí)驗
10.漢明糾錯編/譯碼原理實(shí)驗(選配)
11.AM-FM調制/解調原理實(shí)驗
12.二進(jìn)頻移鍵控FSK傳輸系統調制、解調實(shí)驗及系統性能測試
13.二進(jìn)相移鍵控BPSK傳輸系統調制、解調實(shí)驗及系統性能測試
14.差分二進(jìn)制相移鍵控傳輸DBPSK系統的調制、解調實(shí)驗
15.四相相移鍵控QPSK傳輸系統的調制、解調實(shí)驗
16.差分四相相移鍵控DQPSK傳輸系統的調制、解調實(shí)驗
17.四相交錯相移鍵控OQPSK傳輸系統的調制、解調實(shí)驗
18.最小頻移鍵控MSK傳輸系統的調制、解調實(shí)驗
19.高斯最小頻移鍵控傳輸GMSK系統的調制、解調實(shí)驗
20.π/4差分四相相移鍵控π/4DQPSK傳輸系統調制、解調實(shí)驗
21.模擬鎖相環(huán)載波同步實(shí)驗
22.模擬鎖相環(huán)時(shí)鐘提取實(shí)驗
23.數字鎖相環(huán)位同步實(shí)驗
24.幀同步提取系統實(shí)驗
25.RS422平衡數字傳輸接口實(shí)驗
26.通過(guò)FPGA或DSP的預留編程配置接口進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，內容主要包括：
⑴顯示控制模塊CPU（89C51系列）鍵盤(pán)掃描程序編制實(shí)驗
⑵CPU驅動(dòng)液晶顯示器的應用實(shí)驗
⑶顯示控制模塊中用戶(hù)操作界面的編程實(shí)驗
⑷通過(guò)JTAG接口對DSP編程進(jìn)行DSP信號處理實(shí)驗
⑸通過(guò)JTAG接口對FPGA編程進(jìn)行DDS波形生成實(shí)驗
⑹通過(guò)JTAG接口對FPGA編程實(shí)現幀成形實(shí)驗
⑺通過(guò)JTAG接口對FPGA編程實(shí)現幀同步實(shí)驗
⑻通過(guò)JTAG接口對FPGA、DSP進(jìn)行綜合編程實(shí)現AM（有能力還可延伸到QAM、CDMA等）調制/解調實(shí)驗
