通信原理實驗系統(tǒng),通信原理教學(xué)實驗系統(tǒng)
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ZR-SD14 通信原理實訓(xùn)系統(tǒng)
1、基礎(chǔ)簡介
ZR-SD14通信原理實訓(xùn)系統(tǒng)系統(tǒng)是按照當(dāng)前各職教高教學(xué)校通信原理課程的教學(xué)重點，以現(xiàn)代數(shù)字傳輸技術(shù)和系統(tǒng)無線電技術(shù)為主要實訓(xùn)方向，強化了有關(guān)模仿信號的數(shù)字化、各類數(shù)字信號的復(fù)接與解復(fù)接、信源及信道編解碼、信息的數(shù)字化調(diào)制與解調(diào)、模仿與數(shù)字鎖相等內(nèi)容。為突出重點，集中運用有限的軟硬件資源，須對原系統(tǒng)的設(shè)計實行合理的取舍，具體做法是進一步強化了系統(tǒng)無線電技術(shù)，經(jīng)過FPGA與DSP的協(xié)同作業(yè)實行雙向信號的編解碼處置整理、信息的數(shù)字化調(diào)制與解調(diào)處置整理，而舍棄了電話連連接口電子線路、電話交換模型塊等非關(guān)鍵的技術(shù)內(nèi)容。實訓(xùn)中必需的雙向信源則應(yīng)用可隨意改變信號頻率、信號幅度的內(nèi)置函數(shù)信號發(fā)生器以及數(shù)字碼型發(fā)生器代替，經(jīng)過雙蹤示波器或誤碼檢驗測量試驗儀等設(shè)備查看傳輸效果。
實訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用模型塊化設(shè)計， 為其配套的共有9個基礎(chǔ)功能模型塊模型塊，基礎(chǔ)電子線路設(shè)計合理，信源編碼含有概括PAM、ADPAM、PCM、CVSD等，信道編碼含有概括HZR3碼、CMI碼等；調(diào)制解調(diào)方法涵蓋FSK、BPSK、ZRPSK、QPSK、DQPSK、OQPSK、MSK、GMSK、π/4QPSK等；另有模仿調(diào)制解調(diào)模型塊（AM、FM）與模仿及數(shù)字鎖相環(huán)等，可協(xié)作信號源模型塊單獨地實行相關(guān)實訓(xùn)；
本系統(tǒng)的先進設(shè)計理念使基礎(chǔ)模型塊可隨意拆卸，教師可按照課程需要隨意靈活集合電子線路，組建不一樣的通信系統(tǒng)。今后還將陸續(xù)提供可選拓展模型塊漢明糾錯編解碼模型塊、卷積編解碼模型塊、CDMA原理性擴頻解擴模型塊、OFDM調(diào)制解調(diào)模型塊等，使系統(tǒng)功能不斷拓展完善。9個功能模型塊可包括完整的無線通信子系統(tǒng)和有線通信子系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)實訓(xùn)使學(xué)員熟悉現(xiàn)代通信系統(tǒng)的包括，并對通信系統(tǒng)中新的關(guān)鍵技術(shù)有更深的理解。
模型塊化設(shè)計還便利設(shè)備維護。設(shè)備出現(xiàn)故障或系統(tǒng)升級僅需現(xiàn)場或郵寄更換個別相關(guān)模型塊，一般不會影響系統(tǒng)設(shè)備中其它部位件的正常使用。
系統(tǒng)多處應(yīng)用FPGA，F(xiàn)PGA與DSP均預(yù)留開放的配備裝備連連接口，可供師生實行大量的系統(tǒng)二次研發(fā)，同時也便利系統(tǒng)升級。--系統(tǒng)除了用來通信原理課程的實訓(xùn)，還可以作為一個開放的硬件平臺，用來含有概括FPGA、DSP、單片機編程在內(nèi)的各類課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。
2、電子線路硬件平臺的基礎(chǔ)包括
通信原理實訓(xùn)系統(tǒng)由函數(shù)信號源模型塊、PCM/PAM模型塊、復(fù)接/解復(fù)接模型塊、線路編/解碼及鎖相環(huán)模型塊、CVSD編/解碼模型塊、FPGA與DSP初始化模型塊、數(shù)字信號處置整理模型塊、AD/DA與調(diào)制/解調(diào)模型塊以及顯露控制模型塊（人機界面HMIHMI）等9個基礎(chǔ)功能模型塊包括，學(xué)員經(jīng)過自行連接信號線貫通各基礎(chǔ)模型塊，組建完整的通信系統(tǒng)，檢驗和調(diào)動各個關(guān)鍵點的信號，可大大深入對現(xiàn)代通信系統(tǒng)概念和構(gòu)造的理解。
在本系統(tǒng)中，含有兩套不對稱的傳輸信道，這樣做的目的是為了盡可能多的涵蓋通信傳輸系統(tǒng)各方面的技術(shù)：
（1）主要體現(xiàn)無線信道傳輸技術(shù)的傳輸信道，信號流程為：模仿函數(shù)信號源→CVSD話音編碼（或誤碼儀的碼型信號發(fā)生器）→數(shù)字調(diào)制→信道→數(shù)字解調(diào)→CVSD話音譯碼→示波器顯露（或誤碼儀的誤碼檢驗測量試驗器）。
（2）主要體現(xiàn)有線信道傳輸技術(shù)的信號支路，信號流程為：模仿函數(shù)信號源→PCM話音編碼→信道復(fù)接→線路編碼（HZR3/CMI）→線路譯碼→信道解復(fù)接→PCM話音譯碼→示波器顯露。
函數(shù)信號源模型塊輸出正弦波和方波，TPAO1S、TPAO2S分別為輸出端口，VS102調(diào)動方波輸出大小，調(diào)動界限：0～5V。VS103調(diào)動正弦波輸出大小，調(diào)動界限：0～5V；信號輸出有高低兩個頻段：JS01跳線插入、JS02跳線不插輸出高頻信號，輸出信號頻率界限20KHz～350KHz；JS01跳線不插、JS02跳線插入，輸出低頻信號，輸出信號頻率界限300Hz～2KHz。
3、實訓(xùn)內(nèi)容：
1. PAM信源編/譯碼實訓(xùn)
2. PCM信源編/譯碼實訓(xùn)
3. ADPCM信源編/譯碼實訓(xùn)
4. 幀成形與幀傳輸實訓(xùn)
5. CVSD信源編/譯碼實訓(xùn)
6. AMI/HZR3線路碼型變換原理實訓(xùn)
7. HZR3線路編碼通信系統(tǒng)綜合實訓(xùn)
8. CMI碼型變換原理實訓(xùn)
9. CMI線路編碼通信系統(tǒng)綜合實訓(xùn)
10. 漢明糾錯編/譯碼原理實訓(xùn)(選配)
11. AM-FM調(diào)制/解調(diào)原理實訓(xùn)
12. 二進頻移鍵控FSK傳輸系統(tǒng)調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)及系統(tǒng)功能測量試驗
13. 二進相移鍵控BPSK傳輸系統(tǒng)調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)及系統(tǒng)功能測量試驗
14. 差分二進制相移鍵控傳輸ZRPSK系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
15. 四相相移鍵控QPSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
16. 差分四相相移鍵控DQPSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
17. 四相交錯相移鍵控OQPSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
18. 小頻移鍵控MSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
19. 高斯小頻移鍵控傳輸GMSK系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
20. π/4差分四相相移鍵控π/4DQPSK傳輸系統(tǒng)調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
21. 模仿鎖相環(huán)載波同步實訓(xùn)
22. 模仿鎖相環(huán)時鐘提取實訓(xùn)
23. 數(shù)字鎖相環(huán)位同步實訓(xùn)
24. 幀同步提取系統(tǒng)實訓(xùn)
25. RS422平衡數(shù)字傳輸連連接口實訓(xùn)
26. 經(jīng)過FPGA或DSP的預(yù)留編程配備裝備連連接口實行二次研發(fā)，內(nèi)容主要含有概括：
⑴顯露控制模型塊CPU（89C51系列）鍵盤掃描程序編制實訓(xùn)
⑵CPU驅(qū)動液晶顯露器的應(yīng)用實訓(xùn)
⑶顯露控制模型塊中用戶實操界面的編程實訓(xùn)
⑷經(jīng)過JTAG連連接口對DSP編程實行DSP信號處置整理實訓(xùn)
⑸經(jīng)過JTAG連連接口對FPGA編程實行DDS波動線生成實訓(xùn)
⑹ 經(jīng)過JTAG連連接口對FPGA編程完成幀成形實訓(xùn)
⑺ 經(jīng)過JTAG連連接口對FPGA編程完成幀同步實訓(xùn)
⑻ 經(jīng)過JTAG連連接口對FPGA、DSP實行綜合編程完成AM（有能力還可延伸到QAM、CDMA等）調(diào)制/解調(diào)實訓(xùn)
ZR-SD14通信原理實訓(xùn)系統(tǒng)系統(tǒng)是按照當(dāng)前各職教高教學(xué)校通信原理課程的教學(xué)重點，以現(xiàn)代數(shù)字傳輸技術(shù)和系統(tǒng)無線電技術(shù)為主要實訓(xùn)方向，強化了有關(guān)模仿信號的數(shù)字化、各類數(shù)字信號的復(fù)接與解復(fù)接、信源及信道編解碼、信息的數(shù)字化調(diào)制與解調(diào)、模仿與數(shù)字鎖相等內(nèi)容。為突出重點，集中運用有限的軟硬件資源，須對原系統(tǒng)的設(shè)計實行合理的取舍，具體做法是進一步強化了系統(tǒng)無線電技術(shù)，經(jīng)過FPGA與DSP的協(xié)同作業(yè)實行雙向信號的編解碼處置整理、信息的數(shù)字化調(diào)制與解調(diào)處置整理，而舍棄了電話連連接口電子線路、電話交換模型塊等非關(guān)鍵的技術(shù)內(nèi)容。實訓(xùn)中必需的雙向信源則應(yīng)用可隨意改變信號頻率、信號幅度的內(nèi)置函數(shù)信號發(fā)生器以及數(shù)字碼型發(fā)生器代替，經(jīng)過雙蹤示波器或誤碼檢驗測量試驗儀等設(shè)備查看傳輸效果。
實訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用模型塊化設(shè)計， 為其配套的共有9個基礎(chǔ)功能模型塊模型塊，基礎(chǔ)電子線路設(shè)計合理，信源編碼含有概括PAM、ADPAM、PCM、CVSD等，信道編碼含有概括HZR3碼、CMI碼等；調(diào)制解調(diào)方法涵蓋FSK、BPSK、ZRPSK、QPSK、DQPSK、OQPSK、MSK、GMSK、π/4QPSK等；另有模仿調(diào)制解調(diào)模型塊（AM、FM）與模仿及數(shù)字鎖相環(huán)等，可協(xié)作信號源模型塊單獨地實行相關(guān)實訓(xùn)；
本系統(tǒng)的先進設(shè)計理念使基礎(chǔ)模型塊可隨意拆卸，教師可按照課程需要隨意靈活集合電子線路，組建不一樣的通信系統(tǒng)。今后還將陸續(xù)提供可選拓展模型塊漢明糾錯編解碼模型塊、卷積編解碼模型塊、CDMA原理性擴頻解擴模型塊、OFDM調(diào)制解調(diào)模型塊等，使系統(tǒng)功能不斷拓展完善。9個功能模型塊可包括完整的無線通信子系統(tǒng)和有線通信子系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)實訓(xùn)使學(xué)員熟悉現(xiàn)代通信系統(tǒng)的包括，并對通信系統(tǒng)中新的關(guān)鍵技術(shù)有更深的理解。
模型塊化設(shè)計還便利設(shè)備維護。設(shè)備出現(xiàn)故障或系統(tǒng)升級僅需現(xiàn)場或郵寄更換個別相關(guān)模型塊，一般不會影響系統(tǒng)設(shè)備中其它部位件的正常使用。
系統(tǒng)多處應(yīng)用FPGA，F(xiàn)PGA與DSP均預(yù)留開放的配備裝備連連接口，可供師生實行大量的系統(tǒng)二次研發(fā)，同時也便利系統(tǒng)升級。--系統(tǒng)除了用來通信原理課程的實訓(xùn)，還可以作為一個開放的硬件平臺，用來含有概括FPGA、DSP、單片機編程在內(nèi)的各類課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。
2、電子線路硬件平臺的基礎(chǔ)包括
通信原理實訓(xùn)系統(tǒng)由函數(shù)信號源模型塊、PCM/PAM模型塊、復(fù)接/解復(fù)接模型塊、線路編/解碼及鎖相環(huán)模型塊、CVSD編/解碼模型塊、FPGA與DSP初始化模型塊、數(shù)字信號處置整理模型塊、AD/DA與調(diào)制/解調(diào)模型塊以及顯露控制模型塊（人機界面HMIHMI）等9個基礎(chǔ)功能模型塊包括，學(xué)員經(jīng)過自行連接信號線貫通各基礎(chǔ)模型塊，組建完整的通信系統(tǒng)，檢驗和調(diào)動各個關(guān)鍵點的信號，可大大深入對現(xiàn)代通信系統(tǒng)概念和構(gòu)造的理解。
在本系統(tǒng)中，含有兩套不對稱的傳輸信道，這樣做的目的是為了盡可能多的涵蓋通信傳輸系統(tǒng)各方面的技術(shù)：
（1）主要體現(xiàn)無線信道傳輸技術(shù)的傳輸信道，信號流程為：模仿函數(shù)信號源→CVSD話音編碼（或誤碼儀的碼型信號發(fā)生器）→數(shù)字調(diào)制→信道→數(shù)字解調(diào)→CVSD話音譯碼→示波器顯露（或誤碼儀的誤碼檢驗測量試驗器）。
（2）主要體現(xiàn)有線信道傳輸技術(shù)的信號支路，信號流程為：模仿函數(shù)信號源→PCM話音編碼→信道復(fù)接→線路編碼（HZR3/CMI）→線路譯碼→信道解復(fù)接→PCM話音譯碼→示波器顯露。
函數(shù)信號源模型塊輸出正弦波和方波，TPAO1S、TPAO2S分別為輸出端口，VS102調(diào)動方波輸出大小，調(diào)動界限：0～5V。VS103調(diào)動正弦波輸出大小，調(diào)動界限：0～5V；信號輸出有高低兩個頻段：JS01跳線插入、JS02跳線不插輸出高頻信號，輸出信號頻率界限20KHz～350KHz；JS01跳線不插、JS02跳線插入，輸出低頻信號，輸出信號頻率界限300Hz～2KHz。
3、實訓(xùn)內(nèi)容：
1. PAM信源編/譯碼實訓(xùn)
2. PCM信源編/譯碼實訓(xùn)
3. ADPCM信源編/譯碼實訓(xùn)
4. 幀成形與幀傳輸實訓(xùn)
5. CVSD信源編/譯碼實訓(xùn)
6. AMI/HZR3線路碼型變換原理實訓(xùn)
7. HZR3線路編碼通信系統(tǒng)綜合實訓(xùn)
8. CMI碼型變換原理實訓(xùn)
9. CMI線路編碼通信系統(tǒng)綜合實訓(xùn)
10. 漢明糾錯編/譯碼原理實訓(xùn)(選配)
11. AM-FM調(diào)制/解調(diào)原理實訓(xùn)
12. 二進頻移鍵控FSK傳輸系統(tǒng)調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)及系統(tǒng)功能測量試驗
13. 二進相移鍵控BPSK傳輸系統(tǒng)調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)及系統(tǒng)功能測量試驗
14. 差分二進制相移鍵控傳輸ZRPSK系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
15. 四相相移鍵控QPSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
16. 差分四相相移鍵控DQPSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
17. 四相交錯相移鍵控OQPSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
18. 小頻移鍵控MSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
19. 高斯小頻移鍵控傳輸GMSK系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
20. π/4差分四相相移鍵控π/4DQPSK傳輸系統(tǒng)調(diào)制、解調(diào)實訓(xùn)
21. 模仿鎖相環(huán)載波同步實訓(xùn)
22. 模仿鎖相環(huán)時鐘提取實訓(xùn)
23. 數(shù)字鎖相環(huán)位同步實訓(xùn)
24. 幀同步提取系統(tǒng)實訓(xùn)
25. RS422平衡數(shù)字傳輸連連接口實訓(xùn)
26. 經(jīng)過FPGA或DSP的預(yù)留編程配備裝備連連接口實行二次研發(fā)，內(nèi)容主要含有概括：
⑴顯露控制模型塊CPU（89C51系列）鍵盤掃描程序編制實訓(xùn)
⑵CPU驅(qū)動液晶顯露器的應(yīng)用實訓(xùn)
⑶顯露控制模型塊中用戶實操界面的編程實訓(xùn)
⑷經(jīng)過JTAG連連接口對DSP編程實行DSP信號處置整理實訓(xùn)
⑸經(jīng)過JTAG連連接口對FPGA編程實行DDS波動線生成實訓(xùn)
⑹ 經(jīng)過JTAG連連接口對FPGA編程完成幀成形實訓(xùn)
⑺ 經(jīng)過JTAG連連接口對FPGA編程完成幀同步實訓(xùn)
⑻ 經(jīng)過JTAG連連接口對FPGA、DSP實行綜合編程完成AM（有能力還可延伸到QAM、CDMA等）調(diào)制/解調(diào)實訓(xùn)
