通信原理实验教学大纲.doc
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《通信原理》课程实验教学大纲
课程编号：
032031
课程总学时：
80实验学时：
8
课程总学分：
4.5
适用专业：
物联网工程，网络工程
一、本课程实验的主要目的与任务
通信原理是物联网工程专业必修的一门专业必修课。
本课程的任务是使学生获得通信技术的基本理论与技术，目的在于培养学生分析问题和解决问题的能力以及实践动手能力。
实验是提高同学们深入理解课堂内容的重要环节。
本实验课是配合理论学习单独开出的课程，要学习独立分析和设计基本单元电路，简单的通信系统，培养学生的实际动手能力和分析处理问题的能力，提高调试电路的能力。
通信原理实验是为今后的课程设计和毕业设计奠定基础。
通过实验可巩固和加深对通信原理、通信电路理论的理解。
。
通过实验教学，使学生进一步加强对通信原理中的基本单元电路的了解，搞清调幅、调频等电路的基本原理和实际电路。
基本任务是：
了解每个实验的目的，理解实验方案、实验步骤的合理性，理解实验原理，弄清实验电路的结构和组成。
有效测出所需数据和波形，判别数据和波形的正确性；能应用理论对测得的数据和波形进行分析、整理，并根据实验目的作出结论。
将上述各项要求及实验结果编写成实验报告。
二、本课程实验项目
序号
实验项目名称
学时
类型
必做/选做
所需主要设备
1
幅度调制及解调
2
验证
必做
实验箱+示波器
2
FM调制及解调实验
2
验证
必做
实验箱+示波器
3
调幅及FDM频分复用传输实验
2
验证
必做
实验箱+示波器
4
FSK调制及解调实验
2
验证
必做
实验箱+示波器
注：
1、类型---指验证性、综合性、设计性；2、该表格不够可拓展。
三、各实验项目主要实验内容和基本要求
实验一幅度调制及解调实验
（一）、实验目的
研究已调波与调制信号的关系。
掌握AM、DSB调制。
（二）、实验器材
主控&信号源、1号、17号模块各一块
双踪示波器一台
连接线若干
（三）、实验原理
本实验由信号源模块产生幅度调制信号，通过17号模块进行解调。
其中，幅度调制载波为20KHz正弦波，可在主控模块的【信号源】中设置【输出频率】来改变载频；音频信号为主控模块上MUSIC端口的1K+3K正弦合成波或音乐信号。
信号源中可选择设置调制方式：
DSBFC为全载波双边带调幅、DSBSC为抑制载波双边带调幅
（四）、实验步骤
实验项目幅度调制解调实验
概述：
该项目通过改变输入信号的波形和幅度，观测幅度调制和解调输出波形，了解幅度调制与解调的基本原理。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
信号源：
A-OUT
模块17：
TH1（信道输入）
将信号送入低通信道
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理综合实验系统】→【模拟调幅及解调实验】。
选择【信号源】【DSBFC】，即DSBFC全载波调制。
3、此时系统初始状态应设置为：
A-OUT为调制信号，其中以20KHz正弦波作为载波，1K+3K正弦合成信号作为待调制信号。
4、实验操作及波形观测。
（1）用示波器对比观测信号源MUSIC和输出已调制信号A-out。
（2）用示波器对比观测MUSIC和17号模块信道输出解调信号。
（3）关电，保持以上连线不变，再连接17号模块信道输出与1号模块音频输入。
（4）开电，设置【主菜单】→【通信原理综合实验系统】→【模拟调幅及解调实验】。
体会解调输出后扬声效果。
（5）设置模拟信号源调节音乐输出为音乐1/音乐2，再体会音乐效果。
（6）选择【信号源】→【输出波形】【DSBSC】，将DSBFC波形改成DSBSC波形，重复上述步骤。
对比观测两种调制输出波形。
思考：
分析两种调制输出有何异同。
（五）、实验报告
1、完成实验并思考实验中的思考题。
2、分析实验电路工作原理，简述其工作过程。
实验二FM调制及解调实验
（一）、实验目的
了解调频解调特性及测量方法。
熟悉FM解调工作原理。
（二）、实验器材
主控&信号源、17号模块各一块
双踪示波器一台
连接线若干
（三）、实验原理
本实验由信号源模块产生FM调制信号，通过17号模块进行FM解调。
其中，FM调制信号的载频为20KHz，音频信号设置为1K+3K正弦合成波。
（四）、实验步骤
实验项目FM解调实验
概述：
该项目通过改变输入信号的波形和幅度，观测FM解调输出波形，了解FM解调原理。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
信号源：
A-OUT
模块17：
TH1（信道输入）
将信号送入低通信道
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理综合实验系统】→【模拟调频及解调实验】。
选择并【信号源】的【模拟输出】使其输出【FM信号】
3、此时系统初始状态为：
A-OUT输出FM信号，其载波频率为20KHz，待调制信号由音乐输出端口提供1K+3K正弦合成波。
（待调制信号也可自行调节输出音乐1或2。
）
4、实验操作及波形观测。
（1）用示波器观测MUSIC和A-out的FM信号。
（2）对比观测MUSIC和17号模块信道输出解调信号。
思考：
FM调制解调的原理。
（3）关电，保持以上连线不变，再连接17号模块信道输出与1号模块音频输入。
（4）开电，设置主控菜单，选择【通信原理综合实验系统】→【模拟调频及解调实验】。
此时可以听到蜂鸣声.
（5）设置模拟信号源调节音乐输出为音乐1或音乐2，感受FM调制解调的效果。
（五）、实验报告
1、完成实验并思考实验中提出来的问题。
2、分析实验电路工作原理，简述其工作过程。
实验三调幅及FDM频分复用传输实验
（一）、实验目的
1、掌握FDM频分复用的原理和常用方法。
2、掌握AM调制解调原理和方法。
（二）、实验仪器
主控&信号源、调幅及频分复用模块S8模块各一块
双踪示波器一台
连接线若干
（三）、实验原理
1、实验原理框图
AM调制解调及频分复用实验框图
2、实验框图说明
该实验主要由三部分组成。
调制单元：
由信号源提供音频信号以及128K、256K载波信号，送入调制单元，进行AM幅度调制。
复用单元：
使两路已调信号复用在同一信道中进行传输。
解复用和解调单元：
利用带通滤波器将两路已调信号解复用并检波恢复成原调制信号输出。
本实验采用的是包络解调。
3、可调器件说明
W1：
调节载波频点为128K的已调幅波的调制度；
W2：
调节载波频点为256K的已调幅波的调制度；
（四）、实验步骤
实验项目一、AM调制及解调观测
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
信号源：
128KHz
模块S8：
P1（载波输入1）
提供载波输入
信号源：
A-OUT
模块S8：
P2（模拟输入1）
提供音频输入
模块S8：
P5（调制输出1）
模块S8：
P10（输入）
送入解调端
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理综合实验系统】→【调幅及频分复用实验】。
3、此时系统初始状态为：
A-OUT提供音频信号为1KHz正弦波。
调节主控模块的W1，使得A-OUT输出1V；调节W2和W3使“128KHz”和“256KHz”为5V。
4、用示波器观测TP2（模拟输入1）和TP5（调制输出1），对比观测AM调制前后波形。
调节模块S8电位器W1，改变调制度，再观测调制波形变化情况。
5、用示波器观测TP2（模拟输入1）和TP16（解调输出1），调节模块S8的W1，对比观测原始信号和恢复信号的波形。
6、用示波器观测TP12和TP14，观测解调端中间过程点。
实验四FSK调制及解调实验
（一）、实验目的
掌握用键控法产生FSK信号的方法。
掌握FSK非相干解调的原理。
（二）、实验器材
主控&信号源、9号模块各一块
双踪示波器一台
连接线若干
（三）、实验原理
1、实验原理框图
FSK调制及解调实验原理框图
2、实验框图说明
基带信号与一路载波相乘得到1电平的ASK调制信号，基带信号取反后再与二路载波相乘得到0电平的ASK调制信号，然后相加合成FSK调制输出；已调信号经过过零检测来识别信号中载波频率的变化情况，通过上、下沿单稳触发电路再相加输出，最后经过低通滤波和门限判决，得到原始基带信号。
（四）、实验步骤
实验项目一FSK调制
概述：
FSK调制实验中，信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态。
本项目中，通过调节输入PN序列频率对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证FSK调制原理。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
信号源：
PN15
模块9：
TH1（基带信号）
调制信号输入
信号源：
128KHz（载波）
模块9：
TH14（载波1）
载波1输入
信号源：
256KHz（载波）
模块9：
TH3（载波2）
载波2输入
模块9：
TH4（调制输出）
模块9：
TH7（解调输出）
解调信号输入
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理综合实验系统】→【FSK数字调制解调】。
将9号模块的S1拨为0000。
3、此时系统初始状态为：
PN序列输出频率32KHz，128K载波信号的幅度3V，256K载波信号的幅度3V。
4、实验操作及波形观测。
（1）示波器CH1接9号模块TH1基带信号，CH2接9号模块TH4调制输出，以CH1为触发对比观测FSK调制输入及输出，验证FSK调制原理。
（2）将PN序列输出频率改为64K，观察载波个数是否发生变化。
实验项目二FSK解调
概述：
FSK解调实验中，采用的是非相干解调法对FSK调制信号进行解调。
实验中通过对比观测调制输入与解调输出，观察波形是否有延时现象，并验证FSK解调原理。
观测解调输出的中间观测点如TP6单稳相加输出，TP7LPF-FSK，深入理解FSK解调过程。
1、保持实验项目一中的连线及初始状态。
2、示波器CH1接9号模块TH1基带信号，CH2接9号模块TH8FSK解调输出，以CH1为触发对比观测FSK调制输入及输出，验证FSK调制原理。
3、以信号源的BS为触发，测9号模块LPF-FSK，观测眼图。
（五）、实验报告
1、分析实验电路的工作原理，简述其工作过程；
2、分析FSK调制解调原理。
四、实验成绩考核与评定办法
从以下几个方面对每个实验进行考核：
1、实验操作
能够正确的连接好电路,并可以通过示波器看到处理好的信号。
2、实验报告
内容全面，字迹清晰工整；包含电路图。
针对电路图说明，为什么会有这样的实验现象。
五、主要参考书目
1、《高频电子线路》，曾兴雯等编，高等教育业出版社，第1版，2004.1
2、《通信电路原理》，董在望等编，清华大学出版社，1999.2
3、《高频电子线路（第三版）》.张肃文,陆兆熊编.高等教育出版社,1993
4、《高频电子线路实验指导书》，清华科教仪器厂编著，2000
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