通信原理综合实验报告

通信原理综合实验报告（精选6篇）

篇1：通信原理综合实验报告

实 验 报 告

课程名称： 通信原理综合设计实验 学生姓名： 学 号： 专业班级：

2016年 06月21日

实验一 7位伪随机码1110010设计

一、实验目的

1、了解数字信号的波形特点

2、掌握D触发器延时设计数字电路的原理及方；

3、熟悉Multisim 13.0软件的使用

二、设计要求

设计7位伪随机码1110010，要求输出波形没有毛刺和抖动，波形稳定效果较好，可用于后续的综合设计实验。

三、实验原理与仿真电路及结果

要求产生7位伪随机码，根据M=2-1=7,所以n=3，需要3个D触发器，在32KHz正弦波或方波的时钟信号触发下，第三个D触发器输出端产生1110010的7位伪随机绝对码。仿真电路及波形结果如下：

n

图

一、7位伪随机码1110010产生电路

图

二、7位伪随机码1110010波形

观察结果波形发现，伪随机码波形频率较之信号源波形（32KHz）减小了，但幅值不变 仍为5v.四、实验心得与体会

本实验原理较为简单，通过本次设计实验，我重新复习了数字电路逻辑设计中的D触发器产生特定数字序列的知识，老师也给出了提示，基本上是直接改动电路图就能实现，只要电路图搭建正确，原理符合逻辑，基本上都能仿真出来。伪随机码在后续实验中经常用到，模拟随机信号，但不是真正的随机信号，在通信中应用研究中很有意义，也为我们后续综合设计实验提供基本的信号。

实验二

一、实验目的

调制、解调电路综合设计

2FSK1、掌握2FSK调制和解调的工作原理及电路组成

2、学会低通滤波器和放大器的设计

3、掌握LM311设计抽样判决器的方法、判决门限的合理设定

4、进一步熟悉Multisim13.0的使用

二、设计要求

设计2FSK调制解调电路，载波f1=32KHz，f2=64KHz，基带信号位7位伪随机绝对码（1110010）要求调制的信号波形失真小，不会被解调电路影响，并且解调出来的基带信号尽量延时小、判决准确。

三、实验电路与结果

3.1实验总电路图

图

一、FSK调制、解调总电路

3.2调制电路

1）实验所用的32KHz和64KHz载波正弦信号由对应频率的方波通过高低通滤波得到，子电路如下：

图

二、32KHz正弦载波信号生成电路

图

三、64KHz正弦载波信号生成电路

2）实验基带信号7位伪随机码子电路（同实验一）如下：

图

四、基带信号1110010生成子电路

3）32KHz、64KHz载波信号、基带信号、已调信号波形：

图

五、载波、基带及已调信号波形

3.3解调电路 1）解调部分电路如下：

图

六、FSK解调电路

以上电路中，解调运用的仍是4066芯片的开关特性来实现：将已调信号接入4066中并分别用32KHz、64KHz的信号源方波“识别”出已调信号中的32KHz和64KHz频率的正弦信号，然后经过两个相同的32KHz（生成伪随机码的信号源频率）的低通滤波器，滤出含有基带信号的“混合”波形，最后将这两路信号接入LM311比较器，根据课本知识，这 一步实现的是两路信号的比较，谁大输出谁，最终输出解调信号。

电路中，LM311比较器处接了两个上拉电阻和下拉电阻，作用分别是使解调信号可正常输出和矫正美观解调波形。另32KHz的低通滤波器电路及最终所得的解调信号波形见下图：

图

七、32KHz低通滤波器

图

八、FSK解调信号与基带信号波形对比

以上蓝色是解调出来的波形，黄色为伪随机码输出，观察波形结果发现，开始仿真时会有一两个判决错误，可能是滤波电路没有达到稳定的原因，后面稳定之后，波形就很好了，信号得到了较好的解调，基本恢复了基带信号（上方为基带信号，下方为解调信号）。不过 解调信号与基带信号存在一定的相位差，这可能是由电路中的某些器件引起的，如：电路中4066、LM311芯片的触发可能导致信号延时；滤波电路中，电阻和电容也可能对相位产生影响，使信号延时。总体来说，FSK对基带信号的调制和解调结果是比较合理的，实验具有一定的准确性。

四、实验心得体会：

本实验是FSK调制与解调的综合性设计实验，首先载波信号调用实验一中的方波高低通生成正弦波方法得到，基带信号调用实验四中的伪随机码方法生成。另外实验增加的难度在于，运用4066和LM311芯片实现已调信号的解调。首先充分利用了4066芯片的开关特性，“识别”出已调信号中两个载波频率的波形并进行低通滤波得到两路初解调信号，然后利用LM311芯片完成两路信号的比较，同课本介绍的包络检波一样，输出较大的一路，完成信号的解调。实验过程中出现不少问题，我碰到的问题比较奇葩，用子电路组成大电路仿真总是达不到理想效果，所以直接简单粗暴在一个电路图里将调制解调全做完。自己做仿真一定要将原理想清楚，遇到问题冷静分析和查找问题出处，总的来说这个实验还是比较容易实现的，基本都在调滤波器的参数，其他部分都是现成的电路。

实验完成后，我思考的问题是，为什么要通过比较器来得到解调信号。4066开关电路不像实验五中的科斯塔斯环一样锁定频率精准，锁住了频率即输出1，否则输出0。对于32kHz的信号，利用64KHz的方波控制开关也同样会有部分信号流过，且这部分信号低通滤波较难滤除干净，所以采用比较信号大小的方法来决定信号的输出，剔除掉这部分干扰信号完成解调。在实验一2KHz低通滤波器设计的基础上，将其修改成所需截至频率的滤波器较容易实现，一般经验性的操作是将电容调小一个数量级，然后再观察波形调整电阻来实现。总之实验下来让我更加熟练了multisim仿真操作、不同截至频率滤波器的调节技巧以及FSK调制与解调理论知识的理解。实践结合起理论知识，使得我们更清晰的理解理论并提高了动手操作能力，受益略多。

实验三 PSK、2DPSK调制、解调电路综合设计

一、实验目的

1、掌握2DPSK调制和解调的工作原理及电路组成

2、了解实现信号0相和π相波形间转换的电路

3、掌握低通滤波器的参数设置和LM311抽样判决器的判决电压设置

4、熟练运用Multisim13.0,学会用软件实现简单的电路调试

二、设计要求

1.设计2DPSK调制解调电路，载波f=512KHz，基带信号位7位伪随机相对码。要求调制的信号波形失真小，不会被解调电路影响，并且解调出的基带信号尽量延时小，判决准确。

2.采用子电路设计方法。3.用4066芯片实现解调信号。

三、实验电路与结果

3.1实验总电路图

图

一、PSK调制、解调总电路

3.2调制电路

1）实验所用1024KHz的载波正弦信号由对应频率的方波通过高低通滤波得到，子电路如下图所示：

图

二、1024KHz正弦载波信号生成电路

2）实验基带信号7位伪随机码子电路（同实验一）如下：

图

三、基带信号1110010生成子电路

3）实验中同、反相子电路图：

图

四、同相放大电路

图

五、反相子电路

4）1024KHz载波信号、同、反相信号、基带信号：

图

六、1024KHz载波、同、反相信号、基带信号波形图

其中，图一为1024KHz载波波形，中间红色波形分别为同相和反相信号波形。5）已调信号波形：

图

七、已调信号波形

3.3解调电路 1）解调部分电路如下：

图

八、PSK解调电路

以上电路中，解调运用的仍是4066芯片的开关特性来实现：将已调信号接入4066中并用512KHz的信号源方波“识别”出已调信号中的同反相1024KHz频率的正弦信号，然后经过两个相同截至频率的低通滤波器（理论值为32KHz，即与生成伪随机码的信号源频率一致），滤出含有基带信号的“混合”波形。参考“混合”波形的幅值设置一个合理的判决门限电压值（本实验中给的是1v），与所得的“混合”信号一起接入LM311比较器中比较，最后得到解调信号。

电路中，LM311比较器处接了下拉电阻，作用是使解调信号可正常输出解调波形。另解调低通滤波器电路及最终所得的解调信号波形见下图：

图

九、解调低通滤波器电路

图

十、判决前后波形对比

图

十一、PSK解调信号与基带信号波形对比

观察波形结果发现，信号得到了较好的解调，基本恢复了基带信号（上方为基带信号，下方为解调信号）。但解调信号与基带信号间存在一定的相位差，这与FSK实验中一样，可能是由电路中的某些器件引起的，如：电路中4066、LM311芯片的触发可能导致信号延时；滤波电路中，电阻和电容也可能对相位产生影响，使信号延时。总体来说，PSK对基带信号的调制和解调结果是比较合理的，实验具有一定的准确性。

四、实验心得体会：

本实验是PSK调制与解调的综合性设计实验，相比FSK调制解调设计实验，本实验相对简单一些。实验的重点在于：运用4066和LM311芯片实现已调信号的解调。首先充分利用了4066芯片的开关特性，“识别”出已调信号中同反相的两个载波信号并经过低通滤波得到初解调信号。通过参考初解调信号的幅值给定一个合理的判决门限电压值，然后与初解调信号一起接入LM311芯片进行信号比较，得到解调信号。实验完成后，我思考的问题是，通过给定一个判决门限值与初解调信号比较是怎样实现信号解调的。接入4066解调芯片的信号都是含有1024KHz频率的信号，故开关电路一直都会有信号流过。但是已调信号的相位跳变点正是直接携带基带信号信息的，当这个跳变点遇上1024KHz的方波时，经过开关电路即会产生幅值的前后变化，故我们可以设置一个处于幅值变化之间的某个电压值作为判决门限值，这样即可实现同反相载波的区分，解调出基带信号的，我选择的判决电平是0V，信号刚好在0电平上下变化。

篇2：通信原理综合实验报告

中南大学

《通信原理》实验报告

姓 名 班 级 学 号

课程名称 指导教师

通信原理 董健

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目录

通信原理实验报告

实验一 数字基带信号

一、实验目的

1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。

2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。

3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。

4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。

5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。

二、实验内容

1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。

2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形

三、实验步骤

1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线，打开电源开关。

2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。

用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察：

（1）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；

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（2）用开关K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。

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3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。

（1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3，将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1，观察全1码对应的AMI码（开关K4置于左方AMI端）波形和HDB3码（开关K4置于右方HDB3端）波形。再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察时应注意AMI、HDB3码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。编码输出AMI-HDB3比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。

全1码对应的AMI码

全1码对应的HDB3码

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全0码对应的AMI码

（2）将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI码

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和HDB3码。

AMI码

HDB3码

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（3）将K1、K2、K3置于任意状态，K4先置左方（AMI）端再置右方（HDB3）端，CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ，观察这些信号波形。

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的DET

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET HDB3

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BPF

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BPF

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BS-R

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BS-R

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的NRZ

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的NRZ

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四、根据实验现象回答

1.根据实验观察和纪录回答：

（1）不归零码和归零码的特点是什么？

不归零码特点：脉冲宽度τ 等于码元宽度Ts 归零码特点：τ ＜Ts（2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？为什么？ 与信源代码中的“1”码对应的AMI 码及HDB3 码不一定相同。因信源代码中的 “1”码对应的AMI 码“1”、“-1”相间出现，而HDB3 码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。

举例： 信源代码：

***001 AMI: 10000-110000-1000001 HDB3：10001-11-100-100010-1 2.总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。HDB3位同步信号

整流窄带带通滤波器整形移相

HDB3中不含有离散谱fS(fS在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于0.5的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱fS成分，故可 通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。

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实验二 数字调制

一、实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。

3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。

4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。

三、实验步骤

本实验使用数字信源单元及数字调制单元。

1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N（NRZ）端。

2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK（即调制器的输入），CH2接数字调制单元的BK，信源单元的K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律 AK波形

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BK波形

3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。

CH1接2DPSK，CH2接AK

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CH1接2DPSK，CH2接BK

4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）示波器CH1接AK、CH2接2FSK

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示波器CH1接AK、CH2接2ASK

四、实验总结

1、设绝对码为全

1、全0或1001 1010，求相对码。

2、设相对码为全

1、全0或1001 1010，求绝对码。

3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。

4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。

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实验三 模拟锁相环与载波同步

一、实验目的

1.掌握模拟锁相环的工作原理，以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。

2.掌握用平方环法从2DPSK信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计方法。

3.了解相干载波相位模糊现象产生的原因。

二、实验内容

1.观察模拟锁相环的锁定状态、失锁状态及捕捉过程。2.观察环路的捕捉带和同步带。

3.用平方环法从2DPSK信号中提取载波同步信号，观察相位模糊现象。

三、实验步骤

本实验使用数字信源单元、数字调制单元和载波同步单元。

1.熟悉载波同步单元的工作原理。接好电源线，打开实验箱电源开关。

2.检查要用到的数字信源单元和数字调制单元是否工作正常（用示波器观察信源NRZ-OUT(AK)和调制2DPSK信号有无，两者逻辑关系正确与否）。

3.用示波器观察载波同步模块锁相环的锁定状态、失锁状态，测量环路的同步带、捕捉带。

（1）观察锁定状态与失锁状态

打开电源后用示波器观察ud，若ud为直流，则调节载波同步模块上的可变电容C34，ud随C34减小而减小，随C34增大而增大（为什么？请思考），这说明环路处于锁定状态。用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT，可以看到两个信号频率相等。若有频率计则可分别测量CAR和CAR-OUT频率。在锁定状态下，向某一方向变化C34，可使ud由直流变为交流，CAR和CAR-OUT频率不再相等，环路由锁定状态变为失锁。

接通电源后ud也可能是差拍信号，表示环路已处于失锁状态。失锁时ud的最大值和最小值就是锁定状态下ud的变化范围（对应于环路的同步范围）。环路处于失锁状态时，CAR和CAR-OUT频率不相等。调节C34使ud的差拍频率降低，当频率降低到某一程度时ud会突然变成直流，环路由失锁状态变为锁定状态。

4.观察环路的捕捉过程

先使环路处于失锁定状态，慢慢调节C34，使环路刚刚进入锁定状态后，关闭电源开关，然后再打开电源，用示波器观察ud，可以发现ud由差拍信号变为直流的变化瞬态过程。ud的这种变化表示了环路的捕捉过程。

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5.观察相干载波相位模糊现象

使环路锁定，用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT信号，反复断开、接通电源可以发现这两个信号有时同相、有时反相。

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四、实验总结

1.总结锁相环锁定状态及失锁状态的特点。

答：模拟锁相环锁定的特点：输入信号频率与反馈信号的频率相等，鉴相器输出电压为直流。模拟锁相环失锁的特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电压。2.设K0=18 HZ/V，根据实验结果计算环路同步带ΔfH及捕捉带ΔfP。答：代入指导书“3式”计算得：v112v，则

fH186108Hz；v28v，则fp18472Hz

3.由公式nRCKdKo及6811n计算环路参数ωn和ζ，式中 Kd=6

2(R25R68)C114

-6 V/rad，Ko=2π×18 rad/s.v，R25=2×10，R68=5×10，C11=2.2×10F。（fn=ωn/2π应远小于码速率，ζ应大于0.5)。

答：nn2186.5fn17.6Hz远小于码速率 ；111rad4362(210510)2.21051032.2106170.5（波特）；1110.6

24.总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因。

答：平方运算输出信号中有2fc离散谱，模拟环输出信号频率等于2fc，二分频，滤波后得到干扰波；2电路有两个初始状态，导致提取的相干载波有两种相反的相位状态 5.设VCO固有振荡频率f0 不变，环路输入信号频率可以改变，试拟订测量环路同步带及捕捉带的步骤。

答：环路处于锁定状态后，慢慢增大C34，使ud增大到锁定状态下的最大值ud1（此值不大于+12V）；

① ud增大到锁定状态下的最大值ud1值为： 4.8 V

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②

继续增大C34，ud变为交流（上宽下窄的周期信号）。③ 环路失锁。再反向调节减小C34，ud的频率逐渐变低，不对称程度越来越大。

④ 直至变为直流。记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2；继续减小C34，使ud减小到锁定状态下的最小值ud3；

环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2为：2.4 V ud减小到锁定状态下的最小值ud3为 ：1.6 V ⑤ 再继续减小C34，ud变为交流（下宽上窄的周期信号），环路再次失锁。然后反向增大C34，记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4。环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4的值为：4.4 V

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实验四 数字解调与眼图

一、实验目的

1.掌握2DPSK相干解调原理。

2.掌握2FSK过零检测解调原理。

二、实验内容

1.用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。

2.用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。3．用示波器观察眼图。

三、实验步骤

1.复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理，接通实验箱电源。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。

2.检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常，保证载波同步单元处于同步态！

3.2DPSK解调实验

（1）将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的BK，CH2（建议使用示波器探头的x10衰减档）接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图4-3所示的理论波形。

（2）示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF，可看到LPF与MU同相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号电平与0电平对称，否则不对称

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（3）示波器的CH1接VC，调节电位器R39，保证VC处在0电平（当BK中“1”与“0”等概时LPF的中值即为0电平），此即为抽样判决器的最佳门限。

（4）观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字信源单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。BK与 2DPSK 的MU

BK与 2DPSK 的LPF

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BK与 2DPSK 的BK

AK与 2DPSK 的MU

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AK与 2DPSK 的LPF

AK与 2DPSK 的BK

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AK与 2DPSK 的AK-OUT

（6）将数字调制单元单刀双掷开关K7置于右方（M序列）端，此时数字调制器输入的基带信号是伪随机序列（本系统中是M序列）信号。用示波器观察2DPSK解调单元LPF点，即可看到无噪声状态下的眼图。

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4.2FSK解调实验

将数字调制单元单刀双掷开关K7还原置于左方NRZ端。将数字信源单元的BS-OUT用信号连线换接到2FSK解调单元的BS-IN点,示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别接2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，观察2FSK过零检测解调器的解调过程（注意：低通及整形2都有倒相作用）。LPF的波形应接近图4-4所示的理论波形。

AK与 2FSK的 FD

AK与 2FSK的 LPF

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AK与 2FSK的 AK-OUT

四、实验总结

1.设绝对码为1001101，根据实验观察得到的规律，画出如果相干载波频率等于码速率的1.5倍，在CAR-OUT与CAR同相、反相时2DPSK相干解调MU、LPF、BS、BK、AK波形示意图，总结2DPSK克服相位模糊现象的机理。

篇3：通信原理实验教学改革探析

实验教学作为高等学校教学工作的重要组成部分,对培养学生的动手能力、分析解决问题的能力、正确的思维方法及严谨的工作作风等方面起着不可替代的作用,它是培养实践型人才的重要途径。基于上述认识,实验课程应与现代科技同步发展,从而制订出实验课教学改革的具体实施方案。

1 通信原理实验课程特点

通信原理是通信、电子工程等专业的主干课程之一,是移动通信、光纤通信、卫星通信、计算机通信等后继专业课程的基础,也是许多高校研究生入学考试的课程之一。课程主要讲述信号传输的基本原理、方法和性能,结合实际的有线与无线通信系统的工作原理,使学生系统地了解和掌握现代通信的基础理论和设计思想。该课程内容丰富、理论抽象,对工程数学及其应用能力要求高,从而导致学生学习的难度偏大,很容易“畏难而退”。通过开设通信原理实验课程,使理论与实践的结合,既有助于提高学生的学习兴趣,加强理论知识的掌握,又可以培养学生的动手能力,将大大提升通信工程专业人才的培养质量。

鉴于目前通信原理实验课程的内容单一,以验证性实验为主,效果一般,重新规划通信原理实验课程,从教学资源和教学方法两个方面进行整合改革。

2 多种实验平台的整合

基于通信原理课程的特点以及实验设计的目的,实验平台的选择是至关重要的。在现有条件下,适合应用在通信原理实验当中的平台主要有通信原理实验箱、计算机仿真平台以及设计平台。在操作不同类型的通信原理实验过程中,这些平台各有优缺点,应针对各种实验方式的特点进行设计,达到最佳效果。

2.1 实验箱平台

实验箱平台一直是通信原理实验使用的传统教学方式,这种平台对验证性实验比较适用,有利于加深通信原理单个知识点的理解。对实验箱的使用,需着重考虑实验课和理论课的协调配合,避免出现实验内容与理论内容脱节,超前或滞后的方式,针对这一问题,在具体教学中可采用课程组长负责制,由课程组长整体协调理论课和实验课内容,以达到最佳实验效果。

2.2 软件仿真平台

可用于通信原理实验的仿真软件主要有两款:Systemview和Matlab。这两款软件都可进行通信系统的仿真设计与分析,有助于学生构建系统整体概念,是对理论课所学知识的一种综合应用。可让学生自己动手,对常用的模块自己编写文件,从具体模块的实现到整体系统的架构,可很好的加强学生对知识的掌握,有助于培养综合思维能力。

2.3 EDA的实验平台

EDA实验平台相对于传统的通过一些专用集成芯片搭建通信系统的实验方式,可以避免使用种类繁多的专用集成芯片,从而简化了电路。学生用硬件描述语言编写程序,可以在同一可编程逻辑器件上完成各种不同的通信技术,避免了连线的繁琐。并且可以在一个通用的基于EDA的硬件平台上,来实现所有的实验内容。而且要采用EDA技术,学生必须自己在充分掌握实验理论的基础上自己编写程序,这有别于传统实验中学生只需按照实验步骤连接电路甚至不需要了解原理也可以完成实验。这将大大调动学生的创造性和主观能动性,对提高学生的实验兴趣也有很大的帮助。

总体而言,实验平台的选择主要是充分利用学校现有的教学条件,尽量在现有条件下为学生提供更多的实验机会,充分培养学生的实践能力,提高学生的竞争力。

3 教学方法和内容的改革

实验开设是否成功和教学方法是分不开的。因此,为了融多种实验平台于通信原理的实验教学中,必须对传统的实验教学方法及内容进行相应的改革。从单一的验证性实验向多种实验模式相结合转变,从仅1个学期的单一通信原理实验,向穿插于整个大学时期的多种方式的混合实验课程转变。充分利用现有实验条件,将通信原理实验内容调整为验证性、综合性和创新性实验3部分。

3.1 验证性实验

验证性实验的关键是与理论知识的紧密结合,辅助学生理解掌握理论知识,因此从实验时间、实验方式、实验内容的安排上都应与理论课相协调,才能达到最好的实验效果。因此在验证性实验的改革调整中应贯穿这一原则,以期找到最佳的实验方案。针对这一情况,对验证性实验的教学内容以及实验方式进行改革。

(1)实验内容:验证性实验课应与理论课同步进行,紧密结合,实验时间应与理论课的主讲教师协调,灵活调整。实验内容应配合理论课的教学需要,着重对理论理解中的重点和难点进行实验,通过实验加强学生对理论知识的理解掌握。

(2)实验方法:可以采用学生动手和教师演示相结合的方式进行。学生以实验箱进行仿真实验为主,教师上课的过程可辅助以Matlab仿真结果,以加强学生对理论知识的理解掌握。实验箱除了验证通信原理理论知识外,还和通信原理知识的实际应用结合起来,譬如它还会要求学生对通信信号的时延和同步等问题进行分析,为实际通信电路的设计奠定较好的基础。

3.2 综合性实验

综合性实验的关键是让学生构建完整的通信系统概念,能将所学知识连贯起来,综合应用。因此在综合性实验的改革调整中应贯穿这一原则,以期找到最佳的实验方案。

(1)实验内容:综合性实验强调对通信系统整体的掌握。学生在理论课和验证性实验课上学习了通信系统各组成模块的内容,通过综合性实验,将信号的调制解调、编码解码、复用解复用、信道、滤波等多个环节结合在一起,构架一个完整的通信系统,完成信号的传输,培养综合运用能力。

(2)实验方法:以实验箱和仿真实验相结合的方式进行。对于一些简单的综合系统,可以利用实验箱完成,让学生利用之前做过验证性实验的模块,搭建一些简单的通信系统。对于大型通信系统,实验箱无法完成就可以采用软件仿真的方式进行。其中Systemview软件平台对设计综合性实验具有操作简单、贴切实际的硬件实现。因此,对大型的难度较大的通信系统,可以建议学生采用这个平台。但是对系统架构较简单的数字通信系统,建议学生采取Matlab的模块仿真加EDA设计进行操作,EDA实验平台对数字通信系统有很好的优势,也是结合实际工程设计的要求来进行。

3.3 设计性实验

通信原理课程的设计性实验主要目的是将理论与实际相结合,让学生根据给定的技术要求实现一些简单的通信模块,为以后的实际工作预演。

(1)实验内容:主要是按照要求的技术指标,设计实现具有一定功能的通信模块,比如实现一个用于普通电话机的话音信号编码器,或者实现一个具有一定增益要求的放大器等。

(2)实验方法:模块仿真和EDA设计相结合。当前在实际通信模块产品开发过程中,大多采用Matlab仿真加EDA或DSP设计工具实施,其中DSP工具对普通高等学校的学生来说难度较大,因此一般可考虑采用EDA设计工具,条件允许的情况下可为学生提供EDA和DSP两种平台,学生可以按照个人的兴趣自愿选择设计手段。譬如卷积编码模块的设计性实验,可以采用Matlab对确定的卷积编码器进行功能仿真,如果仿真和理论分析结果一致,则说明设计思路正确。在这基础上,再采用EDA开发系统或DSP开发系统对卷积编码器进行系统选型、实验和测试,并对其运行速率等性能进行分析,以便重新设置参数,进一步提高它的性能等。该实验过程可以缩短开发流程,降低开发成本,可以使学生掌握实际工程的设计方法,能更好地为今后的学习和工作做准备。

(3)教学安排:这部分实验不在实验教学学时内安排,目前主要以两种形式开展,一是作为毕业设计,二是在高年级开设专门的设计性实验课程,此时学生相关的软硬件知识已经学习了,通过设计性实验可以将各种知识整合,综合利用。在整个设计性实验过程中,实验室对学生全天候开放,学生可以在课余时间来实验室进行设计、制作和调试。此时学生没有其他因素干扰,可专心投入,收获较大,且对后面的就业非常有利。

设计性实验是偏重于应用的实验,通过实验过程,使学生具备一定的实践能力和创新能力,使实验教学真正成为培养学生实践能力的重要环节。

4 结束语

针对目前通信原理实验仅采用实验箱进行验证类实验,实验方式单一,效果较差,未充分利用现有的实验条件的情况,将多种类型的实验平台进行整合,在学院及系里教学规划和实验经费允许的情况下,将课程内容调整为验证性、综合性和创新性实验3部分,使实验内容既配合理论课程的教学,又与现代通信技术同步发展,使实验课程的教学从内容到形式上都有较大改观。

总之,通过采取多种实验模式相结合的灵活教学方法,最终目的只有一个,就是希望使学生经过大学4年的学习,成为具有扎实理论基础、较强动手能力的高素质人才,同时又具有较强的市场竞争力。

摘要：针对DSP原理与应用课程的特点,从教学内容、教学方法、教学手段和实践教学方面对DSP原理与应用课程的教学改革进行了探索与实践。通过改革,提升了教学效果,激发了学生的创新能力,提高了学生的实际动手能力,为学生毕业后从事DSP相关的工作奠定了良好的基础。

关键词：通信原理实验,教学改革,教学方法,设计性实验

参考文献

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[2]Liu Qingchong,Qiao Chunming,Mitchell Gregory,et al.Optical wireless communication networks for fi rst-and last-mile broadband access[J].Journal of Optical Networking,vo14,n12,2005,12:807～828

[3]Rockwell,David A,Mecherle G.Optical wireless:Low-cost,high-speed,optical access[J].Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering,2001

[4]张曙.基于RoF技术的EPON和WiMAX融合方案的研究[J].光通信技术,2010,16(3):53～54

[5]刘谦,丁敏英,陈林.正交频分复用在RoF系统中的应用研究[J].光通信技术,2010,8:55～57

篇4：通信原理综合实验报告

[关键词]通信原理实验 实验效果 改进

通信技术的快速发展，要求通信专业的学生和科技人员不但要掌握扎实的理论基础，还应具有较强的工程概念和动手能力及开拓创新和快速适应工作的综合能力。《通信原理》是通信工程专业的重要专业基础课，内容广、难度大，为保证课堂教学效果，让学生牢固掌握基础理论，扎实培养学生分析解决通信基本问题的能力和积累一定的方法，配有相应的实验课程。传统的本科通信原理实验课程多以实验箱进行验证性实验为主，只需学生在相应的接口中插入导线，按照实验指导书的步骤正确连接即可实现，使得学生的实践动手能力得不到充分的锻炼，也起不到通过实验加深理论的作用。针对这个问题，有部分高校进行了改革，如采用EDA平台进行通信系统仿真设计[1]和FPGA平台+单片机进行系统设计[2]，但由于学时、条件等方面的限制，往往不能在通信原理实验课程中实现，而只能在通信专业课程设计环节中完成这方面的教学工作，对实验课程的效果改进帮助不大。

通信原理实验教学改进的基本思路

通信原理实验的学时数多为16-20学时，实验时间是在课堂教的相关内容结束以后交叉进行，能够进行8个验证性实验和1个综合性实验，典型的实验内容为PAM调制与解调、PCM调制与解调、FSK调制等项目，由通信原理实验箱实现。

我们在通信原理实验课程中选用的实验箱是南京恒缔公司的HDB621B，该实验箱能够满足验证性实验的基本要求。为了进一步提高通信原理实验环节的教学效果，在现有的实验学时的条件下，需要挖掘原有的实验设备的潜力。HDB621B实验箱采用模块化的结构，单次实验中学生只能使用其中某一部分，还不能模拟设计一个接近真实的通信系统，学生的实验侧重在数字技术，对一些常用的模拟技术并不涉及，这跟现在的通信原理教学大纲不是很相符，也欠缺对学生的综合设计能力的训练。在实验过程中，学生按照该实验箱配套的实验指导书规定的步骤，可以完成一系列通信原理实验。由于众所周知的原因，验证性实验的主要缺点是扩展性、操作性不强，学生除了按照事先规定好的步骤完成实验外，并不能根据实验原理实现额外的操作，只能被动地实验，其结果是完成实验以后，学生可能记录了大量的实验数据和波形，但是对这些数据的产生原理和目的，却没有一个深入的理解，实验效果也就无从谈起。

针对上述问题，在不额外购置新实验设备的情况下，较好的作法是深入挖掘原有实验箱的潜力，结合通信原理课程的特色，对实验箱进行改进。例如，实验箱原有的各种载波信号都是固定不变的，而这些载波信号是由高频振荡电路生成并引入各个模块，于是可以将原有的高频振荡电路中的电容由固定电容替换成可变电容，以此来获取各种不同的载波信号，学生可以自己改变可变电容的值，获得各种欠调节或过调节信号，经过与理想调制信号相比较，能够有一个更加深入的实验效果。在每次实验之前，由实验指导教师，将改进之处的电路结构和原理解释清楚，并要求学生着重加强在改进步骤处的实验，同时，指导教师应该强调在实验报告中对这部分内容的总结，以达到更好的实验效果。

对PAM实验的改进

PAM(Pulse Amplitude Modulation脉冲幅度调制)实验是通信原理实验的第一个系统性实验，下面将以这个实验为例说明本文所提及的对实验电路改进的方法。该实验的原理是利用抽样脉冲去调制基带信号，将幅度连续的模拟信号转换成幅度离散的已调信号，奈奎斯特低通抽样规定当抽样频率大于等于两倍的信号最高频率时，可以实现无失真抽样。在实验箱中，由555定时器生成了16kHz的方波信号作为抽样脉冲，但由于振荡电容固定，此方波信号的频率不可变。学生在做这部分实验的时候，只能得到一个16kHz的已调信号，过程和结果比较单调，不会产生很大的实验兴趣。

为了加深实验效果，可以将电路进行如下改进，将图1中CA601处的电容焊下，引出两个触点，在做PAM实验的时候提供一个可变电容箱给学生，要求他们在实验中将电容箱接入CA601对应的触点，并调节电容箱输出电容的大小，因为CA601电容是555定时器的输入振荡电容，就可获取多个不同频率的抽样脉冲，例如小于信号频率、约等于2倍信号频率和远大于两倍信号频率这3种信号，以这些抽样脉冲去调制原始信号，会产生过调、欠调和正好匹配的三种情况。于是，学生可以从实验结果波形(图2)明显感受到低通抽样定理的作用，实验效果良好。

图1 555定时器生成抽样脉冲电路图

（1）欠调信号 （2）过调信号 （3）适调信号

图2 PAM实验结果波形

在上述改进方法中，电路的改进只是一个方面，更为重要的一个环节是对学生的实验指导，任课教师在每次开始实验之前，应将改进的原因结合实验对应的通信基本原理进行详细说明，并要求学生按照实验原理自己设计频率范围，做到在实验的时候心中有数，而不是老师说什么学生就做什么，只有这样，才能更好的将实验与课程内容相结合，提高做实验的效果。

总结

本文主要论述了对通信原理实验的一些改进思路，归纳起来主要有以下几点：(1)综合考虑实验学时和设备的限制，在不对原有系统进行大规模更新的条件之下，对已有实验箱进行简单改造，成本低、见效快。(2)在验证性实验中依托通信原理的基本内容引入部分设计性元素，增强实验的操作性。(3)起到了良好的互动作用，可以部分地解决实验教学中以老师为中心的传统教学方法的缺点，充分调动学生的主动能动性，激发学生在实验之后主动去理解实验原理的热情。实践证明，在对通信原理实验进行改进之后，学生对通信原理实验的积极性和兴趣性都很高，从实验环节反馈到课堂教学环节的收获也有所提高，实验效果显著改善。

项目基金：贵州省科技基金(黔科合J字[2007]2201号),贵州省精品课程项目（2007）。

参考文献:

[1]张秀丽,鲍程红.通信原理综合性实验项目的设计与实践[J].宁波工程学院学报，2007，(12):14-17.

[2]寇艳红.通信原理开放性实验项目设计[J].实验技术与管理，2005，22(11):105-107.

[3]樊昌信，等.通信原理(第6版) [M]. 北京:国防工业出版社,2008.

篇5：通信报告通信原理实验心得体会

091180024代岳 通信工程

众所周知，《通信原理》是电子、通信、计算机、自控和信息处理等专业的重要基础课，所以我们通信工程专业的同学在本学期除了平时要上每周2次，每次2节的通信原理理论课程外，还要上每周1次持续3个小时的实验课来帮助我们理解通信原理课的知识，使同学们掌握和熟悉通信系统的基本理论和分析方法，为后续的学习打下良好的基础。

在做本学期的实验前,我以为跟以往的电子类实验差不多，以验证为主，不会很难做,就像以前做物理实验一样,课上按照要求做完实验,然后课后两下子就将实验报告写完，下次课上一交，就OK了。直到做完本学期所有的通信原理实验时,我才知道其实并不容易做,因为自主设计占了很大一部分，需要查找资料和跟不断跟同学讨论问题来解决难点，但学到的知识与难度成正比,使我获益良多.首先，在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就很可能会听不懂,这将使我们在做实验时的难度加大,浪费课上完成实验的宝贵时间。比如做BPSK自行设计的实验,你要清楚BPSK系统的传输特性以及输入输出序列的原理,如果我们不清楚,在做实验时才去探索讨论,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半。同时，做实验时,一定要亲力亲为,不要钻空子，务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,最好能理解明白。在完成实验后,还要进行一定的复习和思考。只有这样,你的才会印象深刻,记得牢固。否则,过后不久，也许是半个学期，就会忘得一干二净,这是很糟糕的一种情况。在做实验时,老师还会根据自己的经验,将一些课本上没有的知识教给我们,拓宽我们的眼界,使我们认识到通信原理实验的应用是那么的广泛，可以大大增强我们的探索的兴趣。

篇6：通信原理第三次实验报告

班级：学号：姓名：指导老师：于秀兰 实验室：YF316 时间：第十三周周二 三、四节

实验目的

1、掌握数字基带传输系统的误码率计算；理解信道噪声和码间干扰对系统性能的影响；

2、掌握最佳基带传输系统中的“无码间干扰传输”和“匹配滤波器”的设计方法；

3、理解眼图的作用，理解码间干扰和信道噪声对眼图的影响。实验内容

1、误码率的计算

A/σ和误码率之间的性能曲线

2、眼图的生成

基带信号采用滚降频谱特性的波形 实验步骤及结果

1、随机产生10^6个二进制信息数据，采用双极性码，映射为±A。随机产生高斯噪声(要求A/σ为0～12dB)，叠加在发送信号上，直接按判决规则进行判决，然后与原始数据进行比较，统计出错的数据量，与发送数据量相除得到误码率。画出A/σ和误码率之间的性能曲线，并与理论误码率曲线相比较。（代码及仿真图见附录-1）

2、设基带信号波形为滚降系数为1的升余弦波形，符号周期1 s T =，试绘出不同滚降系数（a =1, 0.75, 0.5, 0.25）时的时域脉冲波形（代码及仿真图见附录-2）。随机生成一系列二进制序列，选择a =1的升余弦波形，画出多个信号的波形，（代码及仿真图见附录-3）。通过高斯白噪声信道，选择a =1的升余弦波形，分别绘制出无噪声干扰以及信噪比为30、20、10、0dB时的眼图。（代码及仿真图见附录-4）实验思考题

1、数字基带传输系统的误码率与哪些因素有关？

答：信道中存在噪声，信道，接收发滤波器的传输特性的不理想性。

2、码间干扰和信道噪声对眼图有什么影响？

答：码间干扰会使眼图波形失真，形成的眼图线迹杂乱，“眼睛”开的较小，且眼图不端正。当存在噪声时，噪声叠加在信号上，因而眼图的线迹更不清晰，于是“眼睛”张开得更小。

3、观察图3－5和图3－6，观察不同滚降系数对时域波形的影响。

答：当a=1时，是实际中常采用的升余弦频谱特性，他的波形最瘦，拖尾t^(-3)速率衰减，抑制码间串扰的效果最好。当滚降系数a越小时，波形越来越胖，尾巴的衰减越来越小。

4、图3－7可以得出什么结论？

答：信噪比越高，眼图的效果越好，当无噪声时，眼图形状清晰可见，“眼睛”张开较大，当信噪比为0时，眼图彻底混乱，看不清形状。

5、图3－3可以得出什么结论？

答：滚降系数越大，时域波形拖尾振荡起伏越小，衰减越快。

心得体会：

通过此次试验，我掌握数字基带传输系统的误码率计算，理解了信道噪声和码间干扰对系统性能的影响，并理解眼图的作用，理解码间干扰和信道噪声对眼图的影响。熟练了matlab语句的运用，并学会了如何用语句来实现相应的一些函数。

附录：

附录-1

附录-2

附录-3