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SB-101CN通信原理實(shí)驗系統方案
數字通信技術(shù)實(shí)驗系統方案,數字通信技術(shù)實(shí)驗箱,通信原理實(shí)驗箱,通信系統原理實(shí)驗室主要設備采用設計型開(kāi)放式設計理念，跟以往驗證型實(shí)驗設備有本質(zhì)區別。整個(gè)系統采用基于方框圖的模塊化設計，以數學(xué)函數方框圖形式來(lái)確定硬件基本模塊，靈活組合模塊以實(shí)現任何調制或編碼技術(shù)。
根據原理框圖，利用基本功能模塊的組合進(jìn)行功能設計，可以完成各個(gè)實(shí)驗中所需的信號的產(chǎn)生和信號處理等來(lái)很好地詮釋相應的實(shí)驗原理。顛覆了現在市場(chǎng)上通用驗證型實(shí)驗箱的設計思路，真正的設計型實(shí)驗系統。通過(guò)實(shí)驗真正對原理的學(xué)習起到促進(jìn)作用。
意義一：按照"一個(gè)方框圖=一個(gè)模塊"的設計，可把復雜的系統方框圖通過(guò)模塊組合來(lái)實(shí)現，加深對通信系統原理的學(xué)習。
意義二：基本模塊與新技術(shù)的不同組合，可保持與新技術(shù)的同步發(fā)展更新。部分模塊留有接口，用戶(hù)可自行擴展實(shí)驗�？砷_(kāi)展對現代通信技術(shù)知識點(diǎn)的學(xué)習。
設備性質(zhì)：設計型
一、通信原理實(shí)驗箱簡(jiǎn)介
通信原理實(shí)驗箱,通信系統原理實(shí)驗室設備,整個(gè)系統采用基于方框圖的模塊化設計，以數學(xué)函數方框圖形式來(lái)確定硬件基本模塊，靈活組合模塊以實(shí)現任何調制或編碼技術(shù)，并可與虛擬儀器Labview結合，實(shí)現數據采集和頻譜分析。
通信原理實(shí)驗系統參考國外同類(lèi)產(chǎn)品的實(shí)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(xué)實(shí)驗中的原理框圖，利用基本功能模塊的組合進(jìn)行功能設計，可以完成各個(gè)實(shí)驗中所需的信號的產(chǎn)生和信號處理等來(lái)很好地詮釋相應的實(shí)驗原理�；A型依托示波器可進(jìn)行時(shí)域的分析
顛覆了現在市場(chǎng)上通用驗證型實(shí)驗箱的設計思路，真正的設計型實(shí)驗系統。
通過(guò)實(shí)驗真正對原理的學(xué)習起到促進(jìn)作用。
二、技術(shù)特點(diǎn)
1）按照"一個(gè)方框圖=一個(gè)模塊"的設計，可把復雜的系統方框圖通過(guò)模塊組合來(lái)實(shí)現。
2）擴展性與開(kāi)放性：基本模塊與新技術(shù)的不同組合，可保持與新技術(shù)的同步發(fā)展更新。部分模塊留有接口，用戶(hù)可自行擴展實(shí)驗。
3）安全性：完全獨立的信號系統和電源系統，避免學(xué)生實(shí)驗中誤操作。電源帶自保護系統，可帶點(diǎn)插拔。
4）真正意義上的設計型實(shí)驗系統
三、技術(shù)指標
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序號 |
貨物名稱(chēng) |
數量 |
單位 |
技術(shù)參數及要求 |
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1 |
硬件主機 |
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臺 |
作為實(shí)驗系統的核心設備，供不同實(shí)驗模塊插入使用，提供用于傳統示波器測量的接口，并集成信號源、主時(shí)鐘、電源、放大器、濾波器等模塊。 技術(shù)指標要求如下： 1) 輸出模塊供電電源：±12V,5V 2) 模塊卡槽數：17 3) ★集成信號源： 同頻：512K，128K，32K，8K，2K。載波輸出，4V峰峰值 DDS函數信號輸出，幅度、頻率可調。4V峰峰值 PN偽隨機碼，速率可調。 PCM專(zhuān)用時(shí)隙，兩路，0-31可設置。 同步時(shí)鐘：512K、128K、32K、8K、2K、可選 時(shí)鐘信號 4) ★集成的數字示波器接口： 適用于數字示波器，兩路可選測量通道 測量接口兼容傳統示波器 5）語(yǔ)音輸入、功率放大、喇叭語(yǔ)音終端設備 6）USB上位機通信接口 7）藍牙、手機通信接口（可選） |
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2 |
基礎實(shí)驗模塊 |
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套 |
★包含緩沖放大器/可變直流電源、加法器、雙模擬開(kāi)關(guān)、乘法器、正交分相器/移相器、公共模塊、AMI/HDB3線(xiàn)路碼、壓控振蕩器 （2路）、可調低通濾波、判決器/比較器 （2路）、CVSD編譯碼、 PCM編譯碼、比特時(shí)鐘重建器共15個(gè)基本模塊。 可以完成以下實(shí)驗內容： AM/DSB/SSB調制與解調，包絡(luò )檢波，相干檢波，FM調制，FM同步解調，采樣定理，時(shí)分復用，ASK,QASK調制與解調，FSK調制與解調，PSK,BPSK,DPSK,QPSK,調制與解調，CVSD編譯碼、PCM編譯碼、時(shí)鐘提取、載波提取、鎖相環(huán)、HDB3編解碼等實(shí)驗 ★模塊供電電源來(lái)自主機背板，輸入位于左側，輸出位于右側。接線(xiàn)端區分數字與模擬信號。輸入輸出錯接，系統自動(dòng)保護以防損壞。模塊可以熱插拔。 ★模塊詳細參數見(jiàn)附件一《基礎實(shí)驗模塊詳細參數》 |
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3 |
附件 |
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套 |
每套包含連接導線(xiàn)若干、使用說(shuō)明書(shū)、電源線(xiàn)等 |
附件一《基礎實(shí)驗模塊詳細參數》
1．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(shí)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
2．加法器
增益范圍：0<
<2,0<
<2.
帶寬： 1MHz.
輸出直流偏移量：開(kāi)路輸入時(shí)小于10mV。
最大輸出值，線(xiàn)性，極性翻轉，相位偏移。
3．雙模擬開(kāi)關(guān)
模擬輸入帶寬：＞ 300kHz.
最大控制時(shí)鐘速率：＞ 100kHz。
控制輸入電平： TTL。
最大模擬輸入電平：+4V。
4．乘法器
帶寬：約1MHz
特性：kX(t)Y(t)。
k：約為1/2。
5．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
6．公共模塊
比較器
工作范圍：＞ 500kHz。
TTL輸出上升時(shí)間：100ns。
整流器
帶寬：DC至500kHz
（3）RC低通
LPF,-3dB，2.8kHz
7． AMI/HDB3線(xiàn)路碼
AMI/HDB3編曲譯碼。
8．壓控振蕩器 2路
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
9．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(shí)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(shí)鐘：CLK/100=,NORMAL和WIDE
10．判決器/比較器 2路
數字波形輸入：IN1，IN2。
數字波形輸出：OUT1，OUT2。
輸入/輸出電平依賴(lài)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(shí)鐘輸入：TTL電平，標稱(chēng)值2kHz.
比特時(shí)鐘輸出：與輸出波形同步，時(shí)鐘下降沿產(chǎn)生新的輸出比特。
判決點(diǎn)跨度：大于90% 2kHz比特時(shí)鐘碼元寬度。
判決點(diǎn)控制選擇：
比特時(shí)鐘：典型值為2kHz�？捎弥餍盘柲K中的2.083kHz正弦波發(fā)生器，經(jīng)過(guò) 模塊的 比較器將其轉換為TTL信號；或者用8.33kHz的TTL信號經(jīng)線(xiàn)路編碼模塊的4分頻電路，將其轉換為2.083kHz的時(shí)鐘信號。
11．CVSD編譯碼
增量調制編譯碼。
12． PCM編譯碼
輸入Vin +/-2Vpk, 直流耦合；時(shí)鐘輸入<10kHz, TTL電平；輸出信號為TTL電平的偏移二進(jìn)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(xiàn)性碼，4位線(xiàn)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。輸入PCM數據：TTL電平偏移二進(jìn)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(xiàn)性碼，4位線(xiàn)性碼。
13．比特時(shí)鐘重建器
N分頻
輸入/輸出：TTL電平，數字信號。
時(shí)鐘輸入：小于1MHz.
除數：-1,2,4,8，開(kāi)關(guān)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(huán)路濾波器
輸入輸出：標準電平的模擬信號
類(lèi)型：典型的無(wú)源的第一類(lèi)二階環(huán)路濾波器結構
特性：要求實(shí)驗者來(lái)確定
緩沖器：有源的，
雙帶通濾波器
輸入輸出：標準實(shí)驗平臺電平的模擬信號
數量：2個(gè)
類(lèi)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(shí)鐘與濾波器中心頻率的比率：50。
內部時(shí)鐘頻率：104kHz,晶振，給定的2.083kHz的濾波器的中心頻率
外部時(shí)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(shí)鐘輸入<10kHz, TTL電平；輸出信號為TTL電平的偏移二進(jìn)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(xiàn)性碼，4位線(xiàn)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。
輸入PCM數據：TTL電平偏移二進(jìn)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(xiàn)性碼，4位線(xiàn)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(shí)鐘輸入<10kHz, TTL電平，上升沿與PCM數據同步。
四、實(shí)驗內容
（1）線(xiàn)性模擬調制系統
實(shí)驗一、線(xiàn)性幅度調制（AM）
實(shí)驗二、雙邊帶調制（DSB）
實(shí)驗三、單邊帶調制（SSB）
實(shí)驗四、AM調制非相干解調
實(shí)驗五、相干解調
（2）非線(xiàn)性模擬調制系統
實(shí)驗六、頻率調制實(shí)驗（FM）
實(shí)驗七、頻率解調實(shí)驗
實(shí)驗八、載波同步實(shí)驗
實(shí)驗九、頻分復用實(shí)驗
（3）模擬信號的數字傳輸系統
實(shí)驗一、抽樣定理實(shí)驗
實(shí)驗二、PCM編、譯碼實(shí)驗
實(shí)驗三、增量調制編、譯碼實(shí)驗
實(shí)驗四、時(shí)分復用實(shí)驗
（4）數字信號的基帶傳輸系統
實(shí)驗一、常見(jiàn)數字基帶信號測試實(shí)驗
實(shí)驗二、數字基帶信號傳輸與碼間串擾實(shí)驗
實(shí)驗三、眼圖實(shí)驗
實(shí)驗四、時(shí)域均衡實(shí)驗
實(shí)驗五、位同步實(shí)驗
（5）數字信號的載波傳輸
實(shí)驗一、二進(jìn)制幅移鍵控（2ASK）
實(shí)驗二、二進(jìn)制頻移移鍵控（2FSK）
實(shí)驗三、二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）
實(shí)驗四、二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）
（6）同步功能
實(shí)驗一、時(shí)鐘提取實(shí)驗
實(shí)驗二、載波提取實(shí)驗
實(shí)驗三、VCO與鎖相環(huán)實(shí)驗
實(shí)驗四、判決器實(shí)驗
（７）通信系統考核
實(shí)驗一、雙方語(yǔ)音CVSD編碼PSK傳輸系統實(shí)驗考核
實(shí)驗二、雙方語(yǔ)音PCM編碼FSK傳輸系統實(shí)驗考核
實(shí)驗三、模擬傳輸及解調系統實(shí)驗考核
實(shí)驗三、載波提取實(shí)驗考核
實(shí)驗四、最大判決器實(shí)驗考核
