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通信與信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室

（一）LG-TX04型 通信原理實(shí)驗(yàn)裝置

一、概述
LG-TX04型 通信原理實(shí)驗(yàn)箱根據(jù)當(dāng)前各大專院校通信原理課程的教學(xué)重點(diǎn)，以現(xiàn)代數(shù)字傳輸技術(shù)和軟件無(wú)線電技術(shù)為主要實(shí)驗(yàn)方向，強(qiáng)化了有關(guān)模擬信號(hào)的數(shù)字化、各類數(shù)字信號(hào)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)、模擬與數(shù)字鎖相等內(nèi)容。為突出重點(diǎn)，集中利用有限的軟硬件資源，具體做法是進(jìn)一步強(qiáng)化了軟件無(wú)線電技術(shù)，通過(guò)FPGA與DSP的協(xié)同工作進(jìn)行雙向信號(hào)的編解碼處理、信息的數(shù)字化調(diào)制與解調(diào)處理，而舍棄了電話接口電路、電話交換模塊等非關(guān)鍵的技術(shù)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)中必需的雙向信源則采用可任意改變信號(hào)頻率、信號(hào)幅度的內(nèi)置函數(shù)信號(hào)發(fā)生器以及數(shù)字碼型發(fā)生器代替，通過(guò)雙蹤示波器或誤碼檢測(cè)儀等設(shè)備觀察傳輸效果。
同時(shí)，本系統(tǒng)又繼承了現(xiàn)代通信技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)，我公司為其配套的共有9個(gè)基本功能模塊模塊，基本電路設(shè)計(jì)合理，信源編碼包括PAM、ADPAM、PCM、CVSD等，信道編碼包括HDB3碼、CMI碼等；調(diào)制解調(diào)方式涵蓋FSK、BPSK、DBPSK、QPSK、DQPSK、OQPSK、MSK、GMSK、π/4QPSK等；另有模擬調(diào)制解調(diào)模塊（AM、FM）與模擬及數(shù)字鎖相環(huán)等，可配合信號(hào)源模塊獨(dú)立地進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)；
本系統(tǒng)的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念使基本模塊可任意拆卸，教師可根據(jù)課程需要任意靈活組合電路，構(gòu)建不同的通信系統(tǒng)。今后還將陸續(xù)提供可選擴(kuò)展模塊漢明糾錯(cuò)編解碼模塊、卷積編解碼模塊、CDMA原理性擴(kuò)頻解擴(kuò)模塊、OFDM調(diào)制解調(diào)模塊等，使系統(tǒng)功能不斷擴(kuò)展完善。9個(gè)功能模塊可組成完整的無(wú)線通信子系統(tǒng)和有線通信子系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生熟悉現(xiàn)代通信系統(tǒng)的組成，并對(duì)通信系統(tǒng)中最新的關(guān)鍵技術(shù)有更深的了解。
模塊化設(shè)計(jì)還便于產(chǎn)品維護(hù)。設(shè)備出現(xiàn)故障或系統(tǒng)升級(jí)僅需現(xiàn)場(chǎng)或郵寄更換個(gè)別相關(guān)模塊，一般不會(huì)影響系統(tǒng)設(shè)備中其它部件的正常使用。
系統(tǒng)多處采用FPGA，F(xiàn)PGA與DSP均預(yù)留開(kāi)放的配置接口，可供師生進(jìn)行大量的軟件二次開(kāi)發(fā)，同時(shí)也便于系統(tǒng)升級(jí)。因此，系統(tǒng)除了用于通信原理課程的實(shí)驗(yàn)，還可以作為一個(gè)開(kāi)放的硬件平臺(tái)，用于包括FPGA、DSP、單片機(jī)編程在內(nèi)的各類課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。
二、電路硬件平臺(tái)的基本組成
通信技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由函數(shù)信號(hào)源模塊、PCM/PAM模塊、復(fù)接/解復(fù)接模塊、線路編/解碼及鎖相環(huán)模塊、CVSD編/解碼模塊、FPGA與DSP初始化模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、AD/DA與調(diào)制/解調(diào)模塊以及顯示控制模塊（人機(jī)界面）等9個(gè)基本功能模塊組成，學(xué)生通過(guò)自行連接信號(hào)線貫通各基本模塊，構(gòu)建完整的通信系統(tǒng)，檢驗(yàn)和調(diào)整各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的信號(hào)，可大大加深對(duì)現(xiàn)代通信系統(tǒng)概念和結(jié)構(gòu)的理解。
在本系統(tǒng)中，包含兩套不對(duì)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(wú)線信道傳輸技術(shù)的傳輸信道，信號(hào)流程為：模擬函數(shù)信號(hào)源→CVSD話音編碼（或誤碼儀的碼型信號(hào)發(fā)生器）→數(shù)字調(diào)制→信道→數(shù)字解調(diào)→CVSD話音譯碼→示波器顯示（或誤碼儀的誤碼檢測(cè)器）。
（2）主要體現(xiàn)有線信道傳輸技術(shù)的信號(hào)支路，信號(hào)流程為：模擬函數(shù)信號(hào)源→PCM話音編碼→信道復(fù)接→線路編碼（HDB3/CMI）→線路譯碼→信道解復(fù)接→PCM話音譯碼→示波器顯示。
函數(shù)信號(hào)源模塊輸出正弦波和方波，TPAO1S、TPAO2S分別為輸出端口，VS102調(diào)節(jié)方波輸出大小，調(diào)節(jié)范圍：0～5V。VS103調(diào)節(jié)正弦波輸出大小，調(diào)節(jié)范圍：0～5V；信號(hào)輸出有高低兩個(gè)頻段：JS01跳線插入、JS02跳線不插輸出高頻信號(hào)，輸出信號(hào)頻率范圍20KHz～350KHz；JS01跳線不插、JS02跳線插入，輸出低頻信號(hào)，輸出信號(hào)頻率范圍300Hz～2KHz。
三、通信原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
PAM信源編/譯碼實(shí)驗(yàn)
PCM信源編/譯碼實(shí)驗(yàn)
ADPCM信源編/譯碼實(shí)驗(yàn)
幀成形與幀傳輸實(shí)驗(yàn)
CVSD信源編/譯碼實(shí)驗(yàn)
AMI/HDB3線路碼型變換原理實(shí)驗(yàn)
HDB3線路編碼通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)
CMI碼型變換原理實(shí)驗(yàn)
CMI線路編碼通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)
漢明糾錯(cuò)編/譯碼原理實(shí)驗(yàn)(正在開(kāi)發(fā))
AM-FM調(diào)制/解調(diào)原理實(shí)驗(yàn)(正在開(kāi)發(fā))
二進(jìn)頻移鍵控FSK傳輸系統(tǒng)調(diào)制、解調(diào)實(shí)驗(yàn)及系統(tǒng)性能測(cè)試
二進(jìn)相移鍵控BPSK傳輸系統(tǒng)調(diào)制、解調(diào)實(shí)驗(yàn)及系統(tǒng)性能測(cè)試
差分二進(jìn)制相移鍵控傳輸DBPSK系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實(shí)驗(yàn)
四相相移鍵控QPSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實(shí)驗(yàn)
差分四相相移鍵控DQPSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實(shí)驗(yàn)
四相交錯(cuò)相移鍵控OQPSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實(shí)驗(yàn)
最小頻移鍵控MSK傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實(shí)驗(yàn)
高斯最小頻移鍵控傳輸GMSK系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)實(shí)驗(yàn)
π/4差分四相相移鍵控π/4DQPSK傳輸系統(tǒng)調(diào)制、解調(diào)實(shí)驗(yàn)
模擬鎖相環(huán)載波同步實(shí)驗(yàn)
模擬鎖相環(huán)時(shí)鐘提取實(shí)驗(yàn)
數(shù)字鎖相環(huán)位同步實(shí)驗(yàn)
幀同步提取系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
RS422平衡數(shù)字傳輸接口實(shí)驗(yàn)
通過(guò)FPGA或DSP的預(yù)留編程配置接口進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，內(nèi)容主要包括：
⑴顯示控制模塊CPU（89C51系列）鍵盤掃描程序編制實(shí)驗(yàn)
⑵CPU驅(qū)動(dòng)液晶顯示器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
⑶顯示控制模塊中用戶操作界面的編程實(shí)驗(yàn)
⑷通過(guò)JTAG接口對(duì)DSP編程進(jìn)行DSP信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)
⑸通過(guò)JTAG接口對(duì)FPGA編程進(jìn)行DDS波形生成實(shí)驗(yàn)
⑹通過(guò)JTAG接口對(duì)FPGA編程實(shí)現(xiàn)幀成形實(shí)驗(yàn)
⑺通過(guò)JTAG接口對(duì)FPGA編程實(shí)現(xiàn)幀同步實(shí)驗(yàn)
⑻通過(guò)JTAG接口對(duì)FPGA、DSP進(jìn)行綜合編程實(shí)現(xiàn)AM（有能力還可延伸到QAM、CDMA等）調(diào)制/解調(diào)實(shí)驗(yàn)

（二）UTD2102CEX示波器

1、100MHz帶寬，1GSa/s實(shí)時(shí)采樣率
2、2個(gè)模擬通道，存儲(chǔ)深度25kpts
3、波形捕獲率高達(dá)2,000wfms/s
4、低底噪，寬范圍垂直檔位1mV/div~20V/div
5、通過(guò)U盤可進(jìn)行系統(tǒng)軟件升級(jí)
6、可選配邏輯分析儀模塊
7、時(shí)基范圍2ns/div~50s/div
8、觸發(fā)類型標(biāo)配：邊沿觸發(fā)、脈寬觸發(fā)、交替觸發(fā)
9、支持同時(shí)打開(kāi)Y-T和X-Y模式，可觀測(cè)李沙育波形
10、配備標(biāo)準(zhǔn)接口：USB OTG
11、7英寸TFT LCD，WVGA（800×480）
技術(shù)參數(shù)：

型號(hào)		UTD2102CEX
通道數(shù)		2
帶寬		100MHz
最大采樣率		1 GS/s
上升時(shí)間		≤3.5ns
存儲(chǔ)深度		25kpts
波形捕獲率		≥2,000wfms/s
垂直靈敏度		1mV/div ~ 20V/div
時(shí)基范圍(s/div)		2ns/div~50s/div
存儲(chǔ)方式		設(shè)置、波形、位圖
觸發(fā)
觸發(fā)頻率計(jì)		6位觸發(fā)頻率計(jì)
觸發(fā)類型		邊沿、脈寬、交替
觸發(fā)電平范圍	內(nèi)部	距屏幕中心±5div
	EXT	±3V
釋抑范圍		80ns~1.5s
邊沿觸發(fā)
邊沿類型		上升、下降、上升&下降
脈寬觸發(fā)
觸發(fā)模式		正脈寬(大于,小于,等于)，負(fù)脈寬(大于,小于,等于)
脈沖寬度范圍		20ns~10s
交替觸發(fā)
CH1觸發(fā)		邊沿、脈寬
CH2觸發(fā)		邊沿、脈寬
測(cè)量
光標(biāo)	手動(dòng)模式	光標(biāo)間電壓差（ΔV)，光標(biāo)間時(shí)間差（ΔT)，ΔT的倒數(shù)（Hz）（1/ΔT)
	追蹤模式	波形點(diǎn)的電壓值和時(shí)間值
	自動(dòng)測(cè)量模式	允許在自動(dòng)測(cè)量時(shí)顯示光標(biāo)
自動(dòng)測(cè)量		峰峰值、幅值、最大值、最小值、頂端值、底端值、中間值、平均值、均方根值、周期平均值、周期均方根、過(guò)沖、預(yù)沖、頻率、周期、上升時(shí)間、下降時(shí)間、正脈寬、負(fù)脈寬、正占空比、負(fù)占空比、上升延遲、下降延遲
數(shù)學(xué)操作		加、減、乘、除、反相
存儲(chǔ)波形		20組波形、20種設(shè)置
FFT	Window	Hanning、Hamming、Blackman、 Rectangular
	采樣點(diǎn)	1024 points
李沙育	帶寬	50MHz/70MHz/100MHz
圖形
	相位差	±3 degrees
其它
接口功能		標(biāo)配：USB OTG
一般參數(shù)
電源		100V～240VACrms，50Hz/60Hz
LCD尺寸		7英寸TFT LCD ,WVGA(800×480)
機(jī)身顏色		象牙白+灰色
機(jī)身重量		2.2 kg
機(jī)身尺寸(W×H×D)		306mm×134mm×122mm
標(biāo)準(zhǔn)配件		探頭×2(1:1,10:1可切換)、電源線、USB連接線、軟件光盤
標(biāo)準(zhǔn)包裝		紙箱
標(biāo)準(zhǔn)包裝數(shù)量		2臺(tái)
標(biāo)準(zhǔn)包裝尺寸		450mm× 420mm × 280mm
標(biāo)準(zhǔn)包裝箱毛重		8.5 kg
可選配件		LA模塊：UT-M09

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