SG-8621D型通信原理綜合實驗箱（增強型）

時間：2022-02-19 11:43:30

一、概述：
在多年積累的教學經(jīng)驗和學校使用反饋意見的基礎上，在原有基本原理實驗的基礎上，擴展了PCM時分復用、解復用及幀定位模塊功能，增加了噪聲源模塊、卷積編譯碼模塊、鍵盤液晶顯示模塊、MODEM通信接口和計算機通信接口模塊，加強了模塊間的系統(tǒng)性實驗；在中央CPU的統(tǒng)一管理下，既可以完成各模塊單一性實驗，也可完成模塊間的系統(tǒng)性實驗，實驗用的基帶數(shù)據(jù)可由鍵盤和液晶用人機對話方式設定，增強學生實驗的主動性。盡可能多地用硬件實現(xiàn)各實驗功能，這對學生加深原理的理解很有幫助。同時在電路板上加有機玻璃罩保護。與開放型實驗教學：高職高專、本科等層次。

二、產(chǎn)品特點
1.帶內置電源：＋5V，＋12V，－5V，－12V，無需再外配置電源。
2.帶模擬信號源：有同步信號、非同步信號（正弦波、三角波、方波）、電話語音信號、音樂信號，滿足實驗需求，無需再外配信號源。
3.帶數(shù)字信號源：采用CPLD可編程數(shù)字邏輯器件，編程輸出多種數(shù)據(jù)信號，滿足實驗需求，無需再外配信號源。
4.實驗方式人性化：實驗參數(shù)通過液晶鍵盤同步顯示管理，避免了因實驗參數(shù)多引起的跳線設置易錯的麻煩；模擬信號終端通過連接線進行人工輸入輸出，便于實驗者對實驗流程的整體把握。
5.電路板正面主要是PLCC與DIP雙列直插封裝的集成塊元器件，反面是貼片封裝分立元器件，布局合理美觀。
6.各實驗模塊可設置多種實驗參數(shù)，能生動觀測到各中間過程的波形，便于學生理解理論知識。
7.帶液晶顯示屏及鍵盤，同步顯示管理實驗模塊，操作直觀方便。
8.實驗箱配有PC機通信接口：可完成PC機數(shù)據(jù)的調制傳輸（這部分可設計完成一臺計算機的數(shù)據(jù)自環(huán)通信，或兩臺計算機間的雙工數(shù)據(jù)通信）。
9.實驗箱配有MODEM通信接口，實現(xiàn)實驗箱間雙工通信綜合性實驗。
10.實驗箱配有全開放的CPLD可編程器件EPM240，可用于學生二次開發(fā)編程使用，參與系統(tǒng)功能實現(xiàn)。
11.帶有線信道衰減：做BPSK.DPSK實驗可加入3dB有線信道衰減，更加貼近實際。
12.帶噪聲源：可在FSK、PSK調制/解調實驗的已調信號上加入噪聲，模擬現(xiàn)實信道傳輸中的噪聲干擾。
13.眼圖觀察：可完成無干擾噪聲眼圖觀察實驗和有無干擾噪聲眼圖觀察實驗，效果明顯。
14.音頻功放輸出：可直觀辨別實驗參數(shù)對通信質量的影響。
15.模塊間的系統(tǒng)實驗綜合性強：可設計完成多種通信原理系統(tǒng)綜合實驗。
16.做數(shù)字通信編譯碼實驗，可用20MHz示波器代替數(shù)字存貯示波器，數(shù)字編碼波形穩(wěn)定。
17.適用于傳統(tǒng)型與開放型實驗教學：高職高專、本科與研究生等層次。

三、技術指標
交流電源： 220V /0.6A
直流電源： 5V/4A +12V/1A -12V/0.5A
信號源：模擬信號：
同步正弦信號：頻率2KHz，幅度0-10V連續(xù)可調
非同步正弦、三角波、方波信號：頻率300Hz-10KHz，幅度、頻率連續(xù)可調
音樂信號
模擬電話信號
數(shù)字信號源：時鐘、隨機碼、窄脈沖信號、手工編制數(shù)字信號等
外形尺寸： 515×340×145；重量：5kg

四、實驗模塊組成及內容
本實驗系統(tǒng)共由24個實驗功能模塊組成，各模塊功能獨立，便于實驗和調試?？煞譃樾盘栐茨K、終端編譯碼模塊、線路編譯碼模塊、信道調制解調模塊、二次開發(fā)模塊、各種測量通信接口模塊，以及控制顯示模塊等
1、液晶顯示模塊
顯示實驗模塊及其工作方式以供選擇
2、鍵盤控制模塊
選擇實驗模塊及其工作方式
學生可自己編制數(shù)字信號輸入，進行編碼或調制實驗
3、模擬信號源模塊
提供同步正弦波、非同步正弦波、音樂信號等模擬信號,可通過連接線發(fā)送到各終端編碼模塊
4、用戶電話接口模塊
提供用戶電話接口，可發(fā)送話音信號，接收語音信號
5、數(shù)字信號源模塊
EPM240芯片，可編程輸出各種數(shù)字信號
通過計算機輸入數(shù)字數(shù)據(jù)信號
薄膜鍵盤鍵入編制數(shù)字信號
EPM240芯片，學生二次開發(fā)編程輸出各種數(shù)字信號
6、噪聲源模塊
提供白噪聲信號，可加入到調制信道中模仿信道噪聲干擾
7、抽樣定理與PAM實驗系統(tǒng)
完成抽樣定理的驗證實驗，及PAM通信系統(tǒng)實驗；
注：提供多種頻率的方波及窄脈沖信號抽樣
8、PCM編譯碼系統(tǒng)模塊
完成PCM的編碼、譯碼實驗。
完成兩路PCM編碼數(shù)字信號時分“線與”復用及解復用實驗
配合其它模塊，實現(xiàn)包括PCM編碼、偽隨機數(shù)據(jù)、手工編制數(shù)據(jù)等在內的時分復用（以后可進行軟件升級）；
注：可改變時分復用的時隙位置，及時分可復用路數(shù)，加深學生對時分復用概念的理解
9、增量調制的編碼模塊
完成增量調制的編碼實驗
注：提供了多種編碼時鐘
10、增量調制的譯碼模塊
完成增量調制的譯碼實驗
注：提供了對應的譯碼時鐘
11、AMI/HDB3編譯碼系統(tǒng)模塊
完成AMI編譯碼功能、HDB3編譯碼功能
注：提供對全“1”、全“0”、偽隨機碼、手工編制數(shù)字信號、時分復用數(shù)據(jù)等進行編碼譯碼
12、卷積編碼實驗模塊
完成卷積編碼實驗
注：通過對地址開關撥動編制數(shù)字信號輸入，可模擬在信道中插入誤碼，分析卷積編譯碼的糾錯能力
13、卷積譯碼實驗模塊
完成卷積譯碼實驗
注：通過發(fā)光二極管顯示譯碼輸出信號，也可通過示波器觀測對比。
14、VCO數(shù)字頻率合成器模塊
完成對多種頻率信號和外加數(shù)字信號的倍頻輸出，
15、頻率鍵控FSK調制模塊
完成頻率鍵控FSK調制實驗，ASK調制實驗
注：①可對方波，偽隨機碼，手工編制數(shù)字信號等信號的調制輸出；
②可對已調信號進行放大或衰減輸出；
③可在已調信號中加入噪聲，模擬信道干擾
④可完成本實驗箱的自環(huán)單工通信實驗，也可完成兩臺實驗箱間的雙工通信實驗
16、頻率鍵控FSK解調模塊
完成頻率鍵控FSK解調實驗，ASK的解調實驗
17、相位鍵控BPSK（DPSK）調制模塊
完成相位鍵控BPSK（DPSK）調制實驗
注：①可對方波，偽隨機碼，手工編制數(shù)字信號及計算機數(shù)據(jù)等信號進行調制輸出；
②可對已調信號進行放大或衰減輸出；
③可在已調信號中加入噪聲，模擬信道干擾
④可完成本實驗箱的自環(huán)單工通信實驗，也可完成兩臺實驗箱間的雙工通信實驗
18、相位鍵控BPSK（DPSK）調制模塊
完成相位鍵控BPSK（DPSK）解調實驗
19、數(shù)字同步提取及眼圖觀察模塊
(1) 完成對CPLD產(chǎn)生的偽隨機碼，PSK解調的基帶信號等信號同步時鐘的提取，信碼再生、相對碼與絕對碼的轉換等實驗。
（2）完成時分復用數(shù)據(jù)的幀捕捉、幀定位、解復用、開關量數(shù)據(jù)顯示等（以后可進行軟件升級）
(3)完成信道眼圖觀察實驗。可改變接收濾波器性能，實現(xiàn)各種狀態(tài)的眼圖觀察。
20、音頻功放模塊
完成對終端模擬信號的功率放大，喇叭播放功能，可直觀判斷通信質量的優(yōu)劣
21、誤碼測試接口模塊
完成測試FSK、PSK信道誤碼率時，在中央處理器的控制下，誤碼數(shù)據(jù)的輸入輸出，同步時鐘的輸入輸出等功能
22、中央處理器模塊
完成鍵盤的掃描，液晶顯示的控制，信號輸入輸出的控制等功能
23、CPLD可編程全開放系統(tǒng)模塊
可獨立開發(fā)應用；也可在中央處理器的控制下，切換運行學生的CPLD程序，實現(xiàn)實驗平臺上的各模塊功能。
24、計算機接口，MODEM通信接口模塊
配合上列功能模塊，完成的系統(tǒng)實驗有：計算機與實驗箱間通信，實驗箱間的通信，計算機間的通信，電話語音的雙工通信等實驗

（五）、綜合性實驗：
1、單臺實驗箱通信系統(tǒng)綜合實驗
2、電話接口/電話水晶頭/電話通信
3、單工/雙工通信系統(tǒng)綜合實驗
4、眼圖觀察/仿真眼圖觀察比較
①語音信號（如：電話）---CVSD編碼模塊編碼---移相鍵控PSK調制模塊調制---MODEM通信接口輸出或自環(huán)---移相鍵控PSK解調模塊解調----同步提取與信碼再生（眼圖觀察）----CVSD譯碼模塊譯碼---音頻功放----喇叭輸出；
注:若使用兩臺同型號實驗箱,可連接實現(xiàn)雙方語音的雙工通信系統(tǒng)（例如：設計完成電話間的有線雙工通信）；
②語音信號A、B---PCM編碼模塊編碼（時分復用數(shù)據(jù)）---AMI/HDB3編碼模塊編碼----AMI/HDB3譯碼模塊譯碼---PCM譯碼模塊譯碼---還原語音信號A、B----音頻功放
③語音信號A ---PCM編碼模塊編碼+偽隨機序列+手工編制數(shù)據(jù)等復接---AMI/HDB3編碼模塊編碼----AMI/HDB3譯碼模塊譯碼---同步模塊進行幀定位、分接數(shù)據(jù)——PCM譯碼模塊譯碼/偽隨機碼觀測/開關量數(shù)據(jù)顯示---還原語音信號A ----音頻功放
④計算機---鍵入發(fā)送的數(shù)據(jù)---PSK調制系統(tǒng)--- MODEM通信接口輸出或自環(huán)--- PSK解調系統(tǒng)---同步提取與信碼再生---計算機接收顯示（誤碼測試）
注：可完成單個計算機數(shù)據(jù)的自環(huán)通信實驗，也可完成兩臺計算機間數(shù)據(jù)的雙工通信實驗
5、輸入接口/接口技術/編程下載
6、RS232通信傳輸/接口技術

（六）、課題設計、二次開發(fā)實驗：
1、利用CPLD可編程器件實現(xiàn)m序列，各種時鐘的產(chǎn)生。
2、利用CPLD可編程器件實現(xiàn)PCM編譯碼系統(tǒng)控制時序及時分復用的應用設計。
3、利用CPLD可編程器件實現(xiàn)RZ、BNRZ、BRZ 、CMI、曼徹斯特、密勒、PST、 AMI、HDB等。
4、利用CPLD可編程器件實現(xiàn)2DPSK的絕對碼與相對碼轉換。
5、利用CPLD可編程器件實現(xiàn)處理器并口的擴展及控制（液晶顯示）。
6、基于CPLD可編程器件實現(xiàn)數(shù)字通信系統(tǒng)建模與設計
7、動手搭試電路，實現(xiàn)PAM、PCM、FSK等小課題，鍛煉學生硬件的動手實踐能力（也可選配：小課題設計實驗箱RZ8630）。
8、與計算機相連接，實現(xiàn)串口通信程序的設計。

五、實驗項目
實驗1 CPLD可編程數(shù)字信號發(fā)生器實驗
實驗2 各種模擬信號源實驗
實驗3 話路終端信號的發(fā)送和接收實驗
實驗4 抽樣定理與PAM調制解調實驗
實驗5 脈沖編碼調制PCM
實驗6 卷積編碼實驗
實驗7 卷積碼的維特比譯碼
實驗8 增量調制編譯碼系統(tǒng)實驗
實驗9 VCO鎖相環(huán)電路實驗
實驗10 FSK調制解調實驗
實驗11 二相PSK調制解調實驗
實驗12 數(shù)字同步技術實驗
實驗13 眼圖觀察測量實驗
實驗14 AMI / HDB3編譯碼過程實驗
實驗15 通信信道誤碼測試實驗
實驗16 通信系統(tǒng)綜合實驗
實驗17 計算機通信接口實驗
實驗18 液晶顯示接口擴展實驗
實驗19 鍵盤電路擴展實驗
實驗20 通信終端編譯碼系統(tǒng)指標測試實驗
實驗21 CPLD開放實驗
其余擴展性實驗

六、通信實驗室常規(guī)配置方案（與產(chǎn)品裝箱單無關，方案僅供參考）

序號	設備名稱	推薦型號	備注
1	通信原理綜合實驗平臺	8621D	每組一臺
2	20MHz雙蹤示波器	————	每組一臺
3	萬用表（指針式，如500型）	————	每5組一臺或根據(jù)情配置
4	函數(shù)信號發(fā)生器	————	每5組一臺或根據(jù)情配置
5	電話單機	————	每組一部
6	微機	————	選配
7	誤碼測試儀	88521	每5組一臺或根據(jù)實情配置

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SG-8621D型通信原理綜合實驗箱（增強型）