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2022年3月9日

通信教学实验系统,通信原理实验箱

SB5001-4通信原理实验箱

 

1、概述

上海硕博科教设备有限公司经过充分的市场调研和技术分析,在保留公司原有产品通信原理实验系统特点的基础上,推出了通信原理实验系统,通信教学实验系统根据当前各大专院校通信原理课程的教学重点,以现代数字传输技术和软件无线电技术为主要实验方向,强化了有关模拟信号的数字化、各类数字信号的复接与解复接、信源及信道编解码、信息的数字化调制与解调、模拟与数字锁相等内容。为突出重点,集中利用有限的软硬件资源,须对原系统的设计进行合理的取舍,具体做法是进一步强化了软件无线电技术,通过FPGADSP的协同工作进行双向信号的编解码处理、信息的数字化调制与解调处理,而舍弃了电话接口电路、电话交换模块等非关键的技术内容。实验中必需的双向信源则采用可任意改变信号频率、信号幅度的内置函数信号发生器以及数字码型发生器代替,通过双踪示波器或误码检测仪等设备观察传输效果。

同时,本系统又继承了实验系统的模块化设计特点,我公司为其配套的共有9个基本功能模块模块,基本电路设计合理,信源编码包括PAMADPAMPCMCVSD等,信道编码包括HDB3码、CMI码等;调制解调方式涵盖FSKBPSKDBPSKQPSKDQPSKOQPSKMSKGMSKπ/4QPSK等;另有模拟调制解调模块(AMFM)与模拟及数字锁相环等,可配合信号源模块独立地进行相关实验;

本系统的先进设计理念使基本模块可任意拆卸,教师可根据课程需要任意灵活组合电路,构建不同的通信系统。今后还将陆续提供可选扩展模块汉明纠错编解码模块、卷积编解码模块、CDMA原理性扩频解扩模块、OFDM调制解调模块等,使系统功能不断扩展完善。9个功能模块可组成完整的无线通信子系统和有线通信子系统,通过系统实验使学生熟悉现代通信系统的组成,并对通信系统中最新的关键技术有更深的了解。

模块化设计还便于产品维护。设备出现故障或系统升级仅需现场或邮寄更换个别相关模块,一般不会影响系统设备中其它部件的正常使用。

系统多处采用FPGAFPGADSP均预留开放的配置接口,可供师生进行大量的软件二次开发,同时也便于系统升级。因此,系统除了用于通信原理课程的实验,还可以作为一个开放的硬件平台,用于包括FPGADSP、单片机编程在内的各类课程设计和毕业设计。

2、电路硬件平台的基本组成

通信原理实验系统由函数信号源模块、PCM/PAM模块、复接/解复接模块、线路编/解码及锁相环模块、CVSD/解码模块、FPGADSP初始化模块、数字信号处理模块、AD/DA与调制/解调模块以及显示控制模块(人机界面)等9个基本功能模块组成,学生通过自行连接信号线贯通各基本模块,构建完整的通信系统,检验和调整各个关键点的信号,可大大加深对现代通信系统概念和结构的理解。

在本系统中,包含两套不对称的传输信道,这样做的目的是为了尽可能多的涵盖通信传输系统各方面的技术:

1)主要体现无线信道传输技术的传输信道,信号流程为:模拟函数信号源→CVSD话音编码(或误码仪的码型信号发生器)数字调制信道数字解调→CVSD话音译码示波器显示(或误码仪的误码检测器)。

2)主要体现有线信道传输技术的信号支路,信号流程为:模拟函数信号源→PCM话音编码信道复接线路编码(HDB3/CMI线路译码信道解复接→PCM话音译码示波器显示。

函数信号源模块输出正弦波和方波,TPAO1STPAO2S分别为输出端口,VS102调节方波输出大小,调节范围:05VVS103调节正弦波输出大小,调节范围:05V;信号输出有高低两个频段:JS01跳线插入、JS02跳线不插输出高频信号,输出信号频率范围20KHz350KHzJS01跳线不插、JS02跳线插入,输出低频信号,输出信号频率范围300Hz2KHz

3、主要包括的通信原理实验内容:

1.PAM信源编/译码实验

2.PCM信源编/译码实验

3.ADPCM信源编/译码实验

4.帧成形与帧传输实验

5.CVSD信源编/译码实验

6.AMI/HDB3线路码型变换原理实验

7.HDB3线路编码通信系统综合实验

8.CMI码型变换原理实验

9.CMI线路编码通信系统综合实验

10.汉明纠错编/译码原理实验(选配)

11.AM-FM调制/解调原理实验

12.二进频移键控FSK传输系统调制、解调实验及系统性能测试        

13.二进相移键控BPSK传输系统调制、解调实验及系统性能测试

14.差分二进制相移键控传输DBPSK系统的调制、解调实验

15.四相相移键控QPSK传输系统的调制、解调实验

16.差分四相相移键控DQPSK传输系统的调制、解调实验

17.四相交错相移键控OQPSK传输系统的调制、解调实验

18.最小频移键控MSK传输系统的调制、解调实验

19.高斯最小频移键控传输GMSK系统的调制、解调实验

20.π/4差分四相相移键控π/4DQPSK传输系统调制、解调实验

21.模拟锁相环载波同步实验

22.模拟锁相环时钟提取实验

23.数字锁相环位同步实验

24.帧同步提取系统实验

25.RS422平衡数字传输接口实验

26.通过FPGADSP的预留编程配置接口进行二次开发,内容主要包括:

⑴显示控制模块CPU89C51系列)键盘扫描程序编制实验

CPU驱动液晶显示器的应用实验

⑶显示控制模块中用户操作界面的编程实验

⑷通过JTAG接口对DSP编程进行DSP信号处理实验

⑸通过JTAG接口对FPGA编程进行DDS波形生成实验

⑹通过JTAG接口对FPGA编程实现帧成形实验

⑺通过JTAG接口对FPGA编程实现帧同步实验

⑻通过JTAG接口对FPGADSP进行综合编程实现AM(有能力还可延伸到QAMCDMA等)调制/解调实验

 

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