一、通信原理实验箱概述

通信原理实验箱系统强化了多个关键实验内容，包括模拟信号的数字化处理、各类数字信号的复接与解复接技术、信源及信道的编解码技术，以及信息的数字化调制与解调技术、模拟与数字锁相等。为了更高效地利用有限的软硬件资源，并突出教学重点，系统对原设计进行了合理的取舍。

具体而言，系统进一步强化了软件无线电技术，通过FPGA与DSP的协同工作，实现了双向信号的编解码处理以及信息的数字化调制与解调处理。同时，系统舍弃了一些非关键的技术内容，如电话接口电路、电话交换模块等，以使资源更加集中于核心实验内容。
为了满足实验中的双向信源需求，系统采用了可任意改变信号频率和幅度的内置函数信号发生器以及数字码型发生器作为替代方案。这样，学生可以通过双踪示波器或误码检测仪等设备直观地观察传输效果，从而更深入地理解和掌握通信原理的相关知识。

通信原理实验箱配套的共有9个基本功能模块模块，基本电路设计合理，信源编码包括PAM、ADPAM、PCM、CVSD等，信道编码包括HDB3码、CMI码等；调制解调方式涵盖FSK、BPSK、DBPSK、QPSK、DQPSK、OQPSK、MSK、GMSK、π/4QPSK等；另有模拟调制解调模块（AM、FM）与模拟及数字锁相环等，可配合信号源模块独立地进行相关实验；

本系统的先进设计理念使基本模块可任意拆卸，教师可根据课程需要任意灵活组合电路，构建不同的通信系统。今后还将陆续提供可选扩展模块汉明纠错编解码模块、卷积编解码模块、CDMA原理性扩频解扩模块、OFDM调制解调模块等，使系统功能不断扩展完善。9个功能模块可组成完整的无线通信子系统和有线通信子系统，通过系统实验使学生熟悉现代通信系统的组成，并对通信系统中最新的关键技术有更深的了解。

模块化设计还便于产品维护。设备出现故障或系统升级仅需现场或邮寄更换个别相关模块，一般不会影响系统设备中其它部件的正常使用。

系统多处采用FPGA，FPGA与DSP均预留开放的配置接口，可供师生进行大量的软件二次开发，同时也便于系统升级。因此，系统除了用于通信原理课程的实验，还可以作为一个开放的硬件平台，用于包括FPGA、DSP、单片机编程在内的各类课程设计和毕业设计。

二、电路硬件平台的基本组成

通信原理实验箱系统由函数信号源模块、PCM/PAM模块、复接/解复接模块、线路编/解码及锁相环模块、CVSD编/解码模块、FPGA与DSP初始化模块、数字信号处理模块、AD/DA与调制/解调模块以及显示控制模块（人机界面）等9个基本功能模块组成，学生通过自行连接信号线贯通各基本模块，构建完整的通信系统，检验和调整各个关键点的信号，可大大加深对现代通信系统概念和结构的理解。

在本系统中，包含两套不对称的传输信道，这样做的目的是为了尽可能多的涵盖通信传输系统各方面的技术：

（1）主要体现无线信道传输技术的传输信道，信号流程为：模拟函数信号源→CVSD话音编码（或误码仪的码型信号发生器）→数字调制→信道→数字解调→CVSD话音译码→示波器显示（或误码仪的误码检测器）。

（2）主要体现有线信道传输技术的信号支路，信号流程为：模拟函数信号源→PCM话音编码→信道复接→线路编码（HDB3/CMI）→线路译码→信道解复接→PCM话音译码→示波器显示。

函数信号源模块输出正弦波和方波，TPAO1S、TPAO2S分别为输出端口，VS102调节方波输出大小，调节范围：0～5V。VS103调节正弦波输出大小，调节范围：0～5V；信号输出有高低两个频段：JS01跳线插入、JS02跳线不插输出高频信号，输出信号频率范围20KHz～350KHz；JS01跳线不插、JS02跳线插入，输出低频信号，输出信号频率范围300Hz～2KHz。

三、通信原理实验箱主要包括的通信原理实验内容：

1.PAM信源编/译码实验

2.PCM信源编/译码实验

3.ADPCM信源编/译码实验

4.帧成形与帧传输实验

5.CVSD信源编/译码实验

6.AMI/HDB3线路码型变换原理实验

7.HDB3线路编码通信系统综合实验

8.CMI码型变换原理实验

9.CMI线路编码通信系统综合实验

10.汉明纠错编/译码原理实验(正在开发)

11.AM-FM调制/解调原理实验(正在开发)

12.二进频移键控FSK传输系统调制、解调实验及系统性能测试         

13.二进相移键控BPSK传输系统调制、解调实验及系统性能测试

14.差分二进制相移键控传输DBPSK系统的调制、解调实验

15.四相相移键控QPSK传输系统的调制、解调实验

16.差分四相相移键控DQPSK传输系统的调制、解调实验

17.四相交错相移键控OQPSK传输系统的调制、解调实验

18.最小频移键控MSK传输系统的调制、解调实验

19.高斯最小频移键控传输GMSK系统的调制、解调实验

20.π/4差分四相相移键控π/4DQPSK传输系统调制、解调实验

21.模拟锁相环载波同步实验

22.模拟锁相环时钟提取实验

23.数字锁相环位同步实验

24.帧同步提取系统实验

25.RS422平衡数字传输接口实验

26.通过FPGA或DSP的预留编程配置接口进行二次开发，内容主要包括：

⑴ 显示控制模块CPU（89C51系列）键盘扫描程序编制实验

⑵ CPU驱动液晶显示器的应用实验

⑶ 显示控制模块中用户操作界面的编程实验

⑷ 通过JTAG接口对DSP编程进行DSP信号处理实验

⑸ 通过JTAG接口对FPGA编程进行DDS波形生成实验

⑹ 通过JTAG接口对FPGA编程实现帧成形实验

⑺ 通过JTAG接口对FPGA编程实现帧同步实验

⑻ 通过JTAG接口对FPGA、DSP进行综合编程实现AM（有能力还可延伸到QAM、CDMA等）调制/解调实验

四、实验仪器参考配置：（标配20台）