SG-2017A新型通信原理实验箱

时间：2022-02-18 15:37:30

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。

SG-2017A新型通信原理实验箱(图2)

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

SG-2017A新型通信原理实验箱(图4)

三、主机及功能模块介绍
1．主机
包括齿条卡槽（可同时插入12个模块）、示波器显示选择器、电源。
2．主信号发生器
输出频率：载频为100kHz；采样时钟为8.333kHz;音频（载波分频）为2.083kHz。
输出电平：模拟信号的峰-峰值为4V；数字信号为TTL电平。
失真：小于0.1%（仅对模拟输出信号）。
音频振荡器：
频率范围：500Hz~10KHz。
模拟输出电平：峰-峰值为4V。
失真率：小于0.1%（仅对模拟输出）
数字输出：TTL电平。
3．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
4．加法器
增益范围：0<<2,0<<2.
带宽： 1MHz.
输出直流偏移量：开路输入时小于10mV。
最大输出值，线性，极性翻转，相位偏移。
5．双模拟开关
模拟输入带宽：＞ 300kHz.
最大控制时钟速率：＞ 100kHz。
控制输入电平： TTL。
最大模拟输入电平：+4V。
6．乘法器
带宽：约1MHz
特性：kX(t)Y(t)。
k：约为1/2。
7．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
8．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
9．序列码发生器
输入时钟频率范围：TTL 1Hz~1MHz；模拟500Hz~10kHz。
序列数：4对。
序列长度：
同步信号：标志序列的开始
10．双脉冲发生器
TWIN 模式
时钟频率范围：小于50kHz.
脉冲宽度：3us
脉冲延时间Q2-Q1:10s
出错标志：2tW+tD>tCLK
SINGLE模式
时钟频率范围：小于200k赫兹。
脉冲宽度：3s< tW<25s.
11．压控振荡器
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
12．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=,NORMAL;
CLK/360=,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。
最大输入电压：-5V~+5V(使用TTL电平输入信号)
时钟：CLK/100=,NORMAL和WIDE
13．判决模块
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。
14．线路编码器
NRZ-L 非归0 双极性码:
NRZ-M 不归0  双极性相对码:
UNI-RZ 单极型归0码  单极性
BIP-RZ 双极型归0 三电平
RZ-AMI  归0码  三电平
BIO-L  Manchester码双极性
DICODE-NRZ  Dicode不归0码三电平
15．线路解码器
输入
比特时钟：TTL电平比特时钟。
与输入数据的最大时钟频率：f（max）>100kHz。
解码信号输入：详细请看本书编码模块部分
输出
数据信号：解码的TTL电平数据
选通信号：TTL电平信号。
16．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，最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帧同步信号与帧的最低有效位同步，每帧最低有效位值按“0-1-0-1”变化；正弦信号输出：标准双极TIMS电平始终与时钟信号同步；信号频率：通过PCB开关选择时钟比——1:32, 1:64, 1:128, 1:256；TDM模式：双通道TDM系统，带PCM编码器模块主从控制功能
18．PCM译码模块
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，最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；输出信号：+/-2Vpk, 直流耦合；帧同步：线性模式和嵌入模式；线性模式：同步信号与帧的最低有效位同步；嵌入模式：搜索并抽取最低有效位按“0-1-0-1”变化的帧；嵌入模式搜索：32, 64, 128和256连续帧同步位(PCB开关)；TDM模式：双通道TDM系统，带两个PCM解码器模块主从控制功能

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调制包络检波
实验五、载波提取
实验六、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、时钟提到实验
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）

五、配置表

序号	模块名称	说明	备注
1	主机	标准配置	产品包含配件有： 1、信号连接线 2、电源线 3、实验手册
2	主信号发生器
3	缓冲放大器/可变直流电源
4	加法器
5	双模拟开关
6	乘法器
7	正交分相器/移相器
8	公共模块
9	序列码发生器
10	双脉冲发生器
11	压控振荡器
12	可调低通滤波
13	判决模块
14	线路编码器
15	线路解码器
16	比特时钟重建器
17	PCM编码模块
18	PCM译码模块
19	增量调制编码模块
20	增量调制译码模块