KH-1031通信原理实验箱（新模块化）

本实验系统是针对全国各高等院校通信与电子类及相关专业的实际情况所开发的新一代通信原理实验设备。

  

一、产品特点 

● 采用嵌入式模块化设计，各个模块既独立又相互构成系统，较方便地安装与组合；各个模块采用先进透明盒，既能保护电路，又能观察到相应电路。同时可供用户根据自己的需求购买相应的模块，升级方便，节约经费；

● 该实验箱可以通过不同的模块组合成基带传输系统、载波传输系统、计算机数据通信系统、扩频通信系统等多种通信实验系统。有利于培养学生建立通信系统的整体概念；

● 二次开发实验开放性强，可二次开发器件类别多，既有单片机、DSP，也有CPLD、模拟可编程电路等，完全可以满足课程设计、毕业设计的要求；

● 该产品不仅可以开设《通信原理》课程的相关实验，而且还可以开设《数字通信原理》、《移动通信》、《扩频通信》等课程的实验，让学生了解更多的现代通信技术。

● 该实验箱是一个开放式的平台，不仅可以满足学生做课程实验，而且还可以用于课程设计、毕业设计、电子设计大赛等，同时教师也可以利用该平台做一些研究开发工作；

二、产品创新点

● 首次在通信原理实验箱中实现了多路DS-CDMA实验系统。

● 在实验箱中实现了简易的频谱分析功能，能用普通双踪示波器观测、分析实验信号的频谱特性。

● 实现了多种调制解调技术，既有普通的ASK、FSK、PSK等二进制调制解调，还可完成GSM系统中使用的GMSK，CDMA2000系统中使用的π/4正交差分相移键控（π/4—DQPSK）等多种调制解调。

● 采用时分复用方式在实验箱中实现了两台计算机之间的全双工数字通信。

三、实验箱功能

信号源部分为整个实验系统提供配套的各种数字和模拟信号以及语音信号；终端部分用来定性判断实验系统通信质量的好坏。

（1）模拟信号源：

频率、幅度可调，带频率显示；

正弦波、方波、三角波、锯齿波：1Hz～50KHz；

幅  度：最大可达20Vpp。

（2）点频正弦波输出： 32KHz、64KHz、1MHz，幅度可调，最大可达4V。

（3）NRZ码：码元、码速率可调（24位码通过码型设置开关设置码型，通过分频设置选择码速率，分频比为1～9999）；

（4）点频方波信号：P8KHz、8KHz、32KHz、64KHz、256KHz、1024KHz、24M；

（5）位同步信号BS：频率可控；

（6）2BS信号：2倍位同步信号；

（7）帧同步信号FS：窄脉冲频率是位同步信号频率的1/24；

（8）PN码：伪随机码，N=15、N=31、N=511的m序列；

（9）语音信号：话筒插座，音乐片信号，语音放大，耳机或扬声器；可通过与原始语音信号声音的对比来判断通信质量的好坏。

（10）数字终端：用发光二极管同时显示两路24位以下的NRZ码；可将原始的数字基带信号与接收到的数字基带信号分别用两路发光二极管同时显示，根据两组发光二极管的亮灭情况来判断接收到的数字信号中是否出现了误码，进而判断整个通信系统通信质量的好坏；

（11）电源：提供实验所用+12V/1A、-12V/1A、+5V/3A、-5V/1A电源。

1、基础原理性实验

（1）频谱分析模块 

功能、特点：

用来分析各实验信号的频谱及进行高速、高精度数据采集。

①高速（最高可达20M）、高精度（10位）数据采集；

②可通过串口与PC机通信；

③预留CPLD、DSP扩展端口，便于二次开发。

（2）PAM/AM模块

实验内容：

①抽样定理验证实验。 ②脉冲幅度调制与解调实验（PAM）； ③常规双边带调制与解调实验（AM）；

④抑制载波双边带调制（DSB-SC）； ⑤二极管包络检波特性测试； ⑥常规双边带调制与抑制载波调制特性比较。

（3）模拟信号数字化模块

实验内容：

①脉冲编码调制与解调（PCM）实验；

②增量调制与解调（CVSD）实验；

③自适应差分脉冲编码调制与解调（ADPCM）实验。

（4）码型变换模块

功能、特点：

多种典型基带码型的变换与反变换。

实验内容：

①RZ码变换与反变换实验； ②BRZ码变换与反变换实验； ③BNRZ码变换与反变换实验； ④CMI码变换与反变换实验；

⑤HDB3码变换与反变换实验； ⑥BPH码变换与反变换实验； ⑦AMI码变换与反变换实验； ⑧预留CPLD扩展端口，便于二次开发。

（5）信道模拟模块

模拟多种典型信道,用DSP进行实时差错控制编码。

实验内容：

①理想信道模拟实验； ②高斯白噪声信道模拟实验； ③带限信道模拟实验； ④固定干扰信道模拟实验；

⑤眼图实验； ⑥差错控制编码（汉明码）实验； ⑦其它二次开发实验（如卷积编译码实验等），预留CPLD、DSP扩展端口，便于二次开发。

（6）数字调制模块

实验内容：

①二进制振幅键控调制（2ASK）实验； ②二进制移频键控调制（2FSK）实验；

③二进制移相键控调制（2PSK）实验； ④二进制差分移相键控调制（2DPSK）实验。

（7）数字解调模块

   实验内容：

①二进制振幅键控解调（2ASK）实验； ②二进制移频键控解调（2FSK）实验；

③二进制移相键控解调（2PSK）实验； ④二进制差分移相键控解调（2DPSK）实验。

（8锁相环模块

实验内容：

①555时钟产生器实验；

②基本锁相环实验（可观察同步态、捕捉态、跟踪态）；

③数字频率合成器实验（分频比1～999）。

（9）同步提取模块

用纯数字锁相环提取位同步、帧同步信号，用科斯塔斯环提取同步载波信号。

实验内容：

①纯数字锁相环实验； ②位同步信号提取实验；

③帧同步信号提取实验以及假同步对信息传输影响； ④同步载波信号提取实验。

（10）时分复用模块

包含二路脉冲编码调制与解调，时分复用与解复用；

实验内容：

①二路脉冲编码调制与解调（PCM）实验； ②两路脉冲编码调制信号时分复用实验；

③时分复用信号解复用实验； ④预留CPLD扩展端口，便于二次开发。

2、通信系统特色实验（综合性实验）

（1）现代数字调制模块

预留CPLD二次开发端口，便于二次开发。

实验内容：

①最小频移键控（MSK）调制实验；

②高斯滤波最小频移键控（GMSK）调制实验（有BbTs=0.3，BbTs=0.5两种形式）；

③四相相移键控（QPSK）调制实验（A、B两种方式）；

④交错正交四相相移键控（OQPSK）调制实验（A、B两种方式）；

⑤四相相对相移键控（DQPSK）调制（A、B两种方式）；

⑥π/4正交差分相移键控（π/4－DQPSK）调制实验；

⑦二次开发实验   

（2）现代数字解调模块

预留CPLD二次开发端口，便于二次开发。

实验内容：

①最小频移键控（MSK）解调实验；

②高斯滤波最小频移键控（GMSK）解调实验（有BbTs=0.3，BbTs=0.5两种形式）；

③四相相移键控（QPSK）解调实验（A、B两种方式）；

④交错正交四相相移键控（OQPSK）解调实验（A、B两种方式）；

⑤四相相对相移键控（DQPSK）解调实验（A、B两种方式）；

⑥π/4正交差分相移键控（π/4－DQPSK）解调实验；

⑦二次开发实验。

（3）电话及计算机数据通信模块

有两个电话接口，利用模拟信号数字化和时分复用模块可实现用一个信道进行两部电话全双工数字通信；有两个PC机串口，利用时分复用模块可实现用一个信道进行两台PC机全双工通信。

实验内容：

①电话接口实验； ②计算机接口实验；

③电话通信实验； ④计算机数据通信实验。

3、移动通信基础实验

移动通信基础模块CDMA

用glod序列扩频与解扩；两路信号扩频调制后叠加，在接收端选择不同的gold序列可分别解调出这两路信号，实现真正的码分多址；

实验内容：

①m序列和Gold序列的特性； ②Gold序列的自相关和互相关特性的观察； ③延迟滞后锁相环（DLL）的鉴相特性曲线； ④扩频码的捕获与跟踪（无固有频差的情况下）； ⑤扩频码的捕获与跟踪（有固有频差的情况下）； ⑥观察基带信号扩频前后的谱变化；

⑦观察扩频后PSK调制的谱及波形； ⑧观察两路扩频信号叠加后的谱及波形； ⑨扩频、解扩与基带解调； ⑩码分多址； ⑾扩频码定时偏移对解扩的影响； ⑿窄带干扰信号对解扩的影响。

 注意事项：必须配合数字解调模块中PSK解调部分使用。

KH-1034移动通信实验教学实验箱 

一、产品特点

 移动通信综合实验系统集基站收发信机、移动收发信机、中心控制与接续单元、有／无线接口、信令系统、调制与测试信号源、移动数据终端和LCD汉字显示等模块于一体，仅通过单一的实验系统即可完成移动通信工作方式、信令系统、多频道共用、频分多址(FDMA)、码分多址(TS-CDMA)、跳频码分多址(FH-CDMA)、混合多址等移动通信原理的教学，又可测试、剖析移动通信系统的组成，进行移动通信系统组网，完成入网、中继、选呼、群呼、频道切换等基本网络功能，以深刻理解移动通信网、交换与接续、组网干扰等移动通信特有的概念，最后通过GSM／GPRS短消息及移动数据传输实验，以掌握最新的移动数据通信知识。

特点如下：

1、采用模块化设计，集移动通信原理、系统、设备与组网实验于一体
2、真实再现了移动通信系统与组网的特点
3、配有标准化的有线接口，实现有线与无线的互连
4、可进行空中接口信令实验
5、配有900MHZ的GSM／GPRS模块可进行短信业务传输实验和AT命令实验
6、配有液晶显示模块，可进行实验项目的选取、实验系统工作模式(基站或移动台)的选择和跳频信道的显示
7、同时适用于GSM和CDMA方式的实验。可进行GSM的短信和数据业务、CDMA的DS-CDMA和FH-CDMA实验
8、实验系统之间可实现组网。将一台实验系统设置成基站方式，其余设置成移动台方式，每组可独立进行编号

 

二、实验内容

●原理篇

1．移动通信的工作方式了解移动通信系统常用的单工、双工、半双工工作方式及其特点。
2．信令系统(1)空中接口信令了解移动通信系统中信令系统的基本概念；掌握无线空中接口信令的功能、帧结构及传输协议等。
3．信令系统(2)有线接口信令了解移动通信系统与固定电话网的接口方式；观测掌握用户线接口方式时信令的种类及作用等：
4．多信道共用掌握移动通信系统多信道共用、空闲信道选取方式的原理及应用。
5．多址方式(1)频分多址(FDMA)了解FDMA(频分多址)移动通信的原理。
6．多址方式(2)时分多址(TDMA)了解TDMA(时分多址)移动通信的原理。
7．多址方式(3)直扩码分多址(DS-TDMA)了解DS-CDMA(直扩码分多址)移动通信的原理；了解常用的正交扩频序列-Walsh码序列。
8．多址方式(4)跳频码分多址(FH-CDMA)了解FH CDMA(跳频码分多址)移动通信的原理；了解常用的正交扩频序列-RS编码序列。

9．多址方式(5)混合多址了解DS／FH(直扩加跳频)、TD／FH(时分加跳频)等混合多址移动通信的原理。

●系统与设备篇

10．移动通信系统组成掌握移动通信系统的组成；了解移动通信系统的基本功能。
11．频率合成器掌握收发信机振荡源锁相频率合成器原理；了解锁相调频原理;了解锁相频率合成器，睦能指标及参数设计方法。
12．收信机了解二次混频超外差调频接收机电路及特点；理解掌握接收机灵敏度、接收机大信号信噪比等基本参数。
13．发信机了解调频发射机电路组成及原理；掌握发射频率、发射功率等基本参数的测量。
14．双工器了解双工器作用与原理；了解双工器特性曲线的测量。
15．移动通信系统组网了解移动通信网的入网、中继、选呼、群呼、频道切换等基本网络功能及其原理。
16．交换与接续了解移动通信系统中噪声干扰、同频道干扰、邻道干扰、互调干扰产生的原因及其降低措施。
18．短消息(SMS)了解GSM／GPRS模块的结构；观测短消息传送过程，了解短消息传送的原理及其编码。
19．移动数据传输实测GPRS数据传送过程，了解GPRS的基本原理。 

三、实验所需仪器仪表（另购）
1．40MHz双踪示波器 　每组一台
2．衰减器　　　　 　每组一台
3．高频信号源　　　 可选
4．频率计 　　　　　可选

KH-1032通信原理综合实验箱（模块化） 

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