數(shù)字通信原理實(shí)驗(yàn)箱各種模擬信號(hào)源實(shí)驗(yàn)
一、數(shù)字通信原理實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br /> 1． 熟悉各種模擬信號(hào)的產(chǎn)生方法及其用途
2． 觀察分析各種模擬信號(hào)波形的特點(diǎn)
二、數(shù)字通信原理實(shí)驗(yàn)箱電路工作原理
模擬信號(hào)源電路用來(lái)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需的各種音頻信號(hào)：同步正弦波信號(hào)、非同步簡(jiǎn)易信號(hào)、話音信號(hào)、音樂(lè)信號(hào)，白噪聲等。
（一）同步信號(hào)源（同步正弦波發(fā)生器）
1．功用
同步信號(hào)源用來(lái)產(chǎn)生與編碼數(shù)字信號(hào)同步的2KHz正弦波信號(hào)，可作為抽樣定理PAM、增量調(diào)制CVSD編碼、PCM編碼實(shí)驗(yàn)的輸入音頻信號(hào)。在沒(méi)有數(shù)字存貯示波器的條件下，用它作為編碼實(shí)驗(yàn)的輸入信號(hào)，可在普通示波器上觀察到穩(wěn)定的編碼數(shù)字信號(hào)波形。
2． 電路原理
圖2-1為同步正弦信號(hào)發(fā)生器的電路圖。
它由2KHz方波信號(hào)產(chǎn)生器（圖2-1中SC2K表示）、低通濾波器和輸出放大電路三部分組成。
2KHz方波信號(hào)（SC2K）由CPLD可編程器件U101內(nèi)的邏輯電路通過(guò)編程產(chǎn)生。TP001為其測(cè)量點(diǎn)。U001A 及周邊的阻容網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)截止頻率為ωL的低通濾波器，用以濾除各次諧波,只輸出一個(gè)2KHz正弦波，TP002“同步輸出”銅鉚孔為其輸出點(diǎn)。2K正弦波通過(guò)銅鉚孔輸出可供PAM、PCM、CVSD（ M）模塊使用。
W001用來(lái)改變輸出同步正弦波的幅度。
（二）非同步信號(hào)源
1．功用
非同步信號(hào)源是一個(gè)簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器，它可產(chǎn)生頻率為0.3～10KHz頻率可調(diào)的正弦波信號(hào)、三角波信號(hào)和方波信號(hào)，輸出幅度為0～10V（一般使用范圍0～4V）連續(xù)可調(diào)。可利用它定性地觀察通信話路的頻率特性，同時(shí)用做PAM、PCM、CVSD（ M）模塊的音頻信號(hào)源，信號(hào)波形見(jiàn)圖2-7所示。
2． 工作原理
非同步信號(hào)源的電路圖如圖2-2所示。它由集成函數(shù)發(fā)生器ICL8038（或者XR2206，這里不做介紹）和一些外圍電路組成。ICL8038是大規(guī)模集成電路，它的內(nèi)部電路主要有矩形波、三角波或正弦波發(fā)生器電路，正弦波由管腳2輸出，三角波由管腳3輸出，矩形波管腳9輸出。管腳8為頻率調(diào)節(jié)（簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)頻）電壓輸入端。振蕩頻率與調(diào)頻電壓成正比，其線性度約為0.5%（詳細(xì)用法可到網(wǎng)上查找）。一般情況下，正弦波信號(hào)（頻率在0.3～3.4KHz間）易于觀察和分析，且完全滿足本平臺(tái)通信原理實(shí)驗(yàn)的需要，所以我們建議使用正弦波輸出作為非同步信號(hào)源。信號(hào)形式可由K002選擇輸出，調(diào)節(jié)W003可使其振蕩頻率在0.3～3.4KHz間變化，幅度由W002調(diào)節(jié)（可在0～4V間無(wú)失真變化），占空比由W004調(diào)節(jié)。TP003“非同步輸出”銅鉚孔為其輸出點(diǎn)。非同步正弦波通過(guò)銅鉚孔輸出可供PAM、PCM、CVSD（ M）模塊使用。
圖2-1 同步正弦信號(hào)發(fā)生器電路圖
（三）音樂(lè)信號(hào)產(chǎn)生電路
1．功用
音樂(lè)信號(hào)產(chǎn)生電路用來(lái)產(chǎn)生音樂(lè)信號(hào)送往音頻終端電路，以檢查話音信道的開(kāi)通情況及通話質(zhì)量。
2． 工作原理
音樂(lè)信號(hào)產(chǎn)生電路見(jiàn)圖2-3。音樂(lè)信號(hào)由U004音樂(lè)片厚膜集成電路產(chǎn)生。該片的1腳為電源端，2腳為控制端，3腳為輸出端，4腳為公共地端。VCC經(jīng)R018、D003向U004的1腳提供3.3V電源電壓，當(dāng)2腳通過(guò)SW001接觸開(kāi)關(guān)觸發(fā)輸入控制電壓+3.3V時(shí)，音樂(lè)片即有音樂(lè)信號(hào)從第3腳輸出，經(jīng)TP005“音樂(lè)輸出”銅鉚孔送往各實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
（四）外加模擬信號(hào)輸入電路
在一些特殊情況下，簡(jiǎn)易正弦波信號(hào)形式不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，就要用外加信號(hào)源提供所需信號(hào)。例如要定量地測(cè)試通信話路的頻率特性時(shí)需要使用頻率、電平與輸出阻抗都很穩(wěn)定的頻率范圍很寬的音頻測(cè)試信號(hào)，這就需要外接音頻信號(hào)產(chǎn)生器或函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。外加模擬信號(hào)輸入電路為它們提供了連接到實(shí)驗(yàn)的接口電路。外加模擬信號(hào)加入S02接口，由P01銅鉚孔“外加模擬輸出”輸出送往各實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
(五) 模擬電話輸入電路
圖2-4是專(zhuān)用電話集成電路組成的電話模塊電路。J01是電話機(jī)的水晶頭接口，D001為摘機(jī)檢測(cè)顯示，U003是PBL38710/1專(zhuān)用電話集成電路。它的工作原理是：
當(dāng)對(duì)電話機(jī)的送話器講話時(shí)，該話音信號(hào)從PBL38710/1的TIPX和RINGX引腳輸入，經(jīng)U003內(nèi)部話音信號(hào)傳輸處理后從第19引腳（VTX）輸出。由VTX引腳來(lái)的模擬電話輸出信號(hào)經(jīng)“電話模擬發(fā)”TP004T銅鉚孔送出，可作為語(yǔ)音信號(hào)輸出用
當(dāng)接收對(duì)方的話音時(shí)，送入U(xiǎn)003第16引腳（RSN）的對(duì)方模擬電話輸入信號(hào)可由“電話模擬收” TP004R銅鉚孔送入。有時(shí)輸入信號(hào)需要先經(jīng)過(guò)右下腳的“音頻功放”，再由TP007處通過(guò)鉚孔線連接送入銅鉚孔TP004R（功放電原理圖，如圖2-5）。
(六) 音頻功放電路
如圖2-5,U005為NE555芯片。在接收端，各種信號(hào)經(jīng)過(guò)連接線接入TP006“輸入”后，進(jìn)入功放電路。信號(hào)幅度可由W005進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后由揚(yáng)聲器輸出，其測(cè)量點(diǎn)為T(mén)P107。在TP007處用示波器觀察話音輸出波形，通過(guò)喇叭聽(tīng)話音，感性判斷該系統(tǒng)對(duì)話音信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
圖2-2 非同步正弦波信號(hào)發(fā)生器電路圖
圖2-3 音樂(lè)信號(hào)產(chǎn)生電路圖
圖2-4 電話模塊電原理圖
圖2-5 音頻功放電原理圖
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1．用示波器在相應(yīng)測(cè)試點(diǎn)上測(cè)量并熟悉各點(diǎn)波形：同步正弦波信號(hào)、非同步簡(jiǎn)易信號(hào)、電話語(yǔ)音輸出信號(hào)、音樂(lè)信號(hào)及外加模擬信號(hào)輸入電路等。
2．熟悉上述各種信號(hào)的產(chǎn)生方法，并了解信號(hào)流程。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1．打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)電源開(kāi)關(guān)，電源指示燈亮。
2．用示波器測(cè)量TP001、TP002、TP003、TP004T、TP004R、TP005等各點(diǎn)波形。
3．將各模擬信號(hào)由相應(yīng)銅鉚孔輸出，通過(guò)連接線接入TP006銅鉚孔，此時(shí)模擬信號(hào)可由喇叭輸出（K001的1-2連通），學(xué)生可直觀地感受各模擬信號(hào)間的差別
4．模擬信號(hào)源模塊有關(guān)器件接口介紹
TP002：同步正弦波輸出，頻率2KHZ。
TP003：非同步信號(hào)輸出，一般使用范圍300HZ～3.4KHZ。
TP005：音樂(lè)信號(hào)輸出，SW001觸發(fā)后產(chǎn)生。
TP004T：模擬電話信號(hào)發(fā)。
TP004R：模擬電話信號(hào)收。
TP006：功放輸入。
TP007：功放放大后輸出。
TP108：高斯白噪聲。
SW001：音樂(lè)信號(hào)觸發(fā)按鈕（有些無(wú)需觸發(fā)）。
K002：非同步信號(hào)形式選擇。
S01：外加數(shù)字信號(hào)輸入。
S02：外加模擬信號(hào)輸入。
S03：誤碼測(cè)試時(shí)鐘輸出接口。
S04：誤碼測(cè)試數(shù)據(jù)輸入接口。
SW03：誤碼測(cè)試模塊選擇，1-2：FSK，2-3：PSK。
電位器調(diào)節(jié)
W001：同步正弦波信號(hào)幅度調(diào)節(jié)。
W002：非同步信號(hào)幅度調(diào)節(jié)。
W003：非同步信號(hào)頻率調(diào)節(jié)。
W004：非同步信號(hào)占空比調(diào)節(jié)（某些型號(hào)不可調(diào)節(jié)）。
W005：功放放大幅度調(diào)節(jié)。
W101：噪聲幅度調(diào)節(jié)。
五、各測(cè)量點(diǎn)波形
TP001：2KHz方波，由EPM7128芯片編程產(chǎn)生。
TP002：與TP001工作時(shí)鐘同步輸出的2KHz的正弦波信號(hào)。
TP003：0.3~3.4KHz的非同步信號(hào)，可通過(guò)K002選擇正弦波、三角波和方波，通過(guò)W003來(lái)改變頻率，通過(guò)W002來(lái)改變其幅度。
TP004T：電話電路送往各編碼器模塊的模擬話音信號(hào)。作為電話電路的去話信號(hào)。
TP004R：作為電話電路的來(lái)話信號(hào)輸入接口。
TP005：音樂(lè)電路模塊輸出音樂(lè)信號(hào)，通過(guò)SW001觸發(fā)產(chǎn)生。
P01：外加模擬信號(hào)輸出。外加模擬信號(hào)由S02接口加入本實(shí)驗(yàn)箱，再由P01“外加模擬輸出”銅鉚孔輸出送往各實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
TP108：高斯白噪聲，噪聲幅度由W101調(diào)節(jié)。本模塊產(chǎn)生的原理這里就不做詳細(xì)介紹。
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1．畫(huà)出各測(cè)量點(diǎn)波形，并進(jìn)行分析。
2．畫(huà)出各模擬信號(hào)源的電路框圖，敘述其工作原理。
3．記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題并進(jìn)行分析。
