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)?衫盟ㄐ缘赜^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。