JH5001A+型通信原理综合实验系统
一、 系统特点
目前很多学校已购置了“JH5001A型通信原理综合实验系统”,对其的技术定位与实验平台的先进性给予了充分肯定。同时高校老师对“JH5001A型通信原理综合实验系统”提出了更高的要求:进一步适应开放式实验室环境的要求,有效支持二次开发,提高设备平台的利用率。做好这两方面的工作对提高学校的实验室建设水平至关重要,这也是目前通信实验箱潜在的优势。“JH5001A+型通信原理综合实验系统”硬件平台设计大量采用了当前流行的可编程CPLD、FPGA器件,为支持学生进行通信原理相关的二次开发提供可行性。 “JH5001A+型通信原理综合实验系统”是“JH5001A型通信原理综合实验系统”设备的发展和完善,它从以下三个方面增强了其功能: (1)在实验箱上提供有效的保护面,增强实验箱在强损坏环境下的使用性能,减少老师的技术维护量; (2)增加模拟调制技术方面的实验,使学生对通信知识有一个更全面的了解。 (3)开发配套多媒体课件,为开放实验室提供相应的软环境; (4)提供相应的二次开发指导文件,以协助老师开展这方面的工作。
在进行二次开发时需配置以下实验环境: (1)Altera的MAX+PLUSII的可编程开发环境; (2)Altera的JTAG下载电缆; (3)Ti公司的DSP开发器; (4)Ti公司DSP的CCS软件开发环境; (5)计算机; (6)CPLD下载板及PLLC集成电路起拔器。 由于受知识产品的限制,捷辉科技有限公司不提供以上前五方面的的相关产品与软件,学校可通过正规渠道进行购买。
二、 设备特点
“JH5001A+型通信原理综合实验系统”保留了“JH5001A型通信原理综合实验系统”设备的所有特点,同时具有:
1、符合现代实验教改的发展需要:为提高实验教学质量,国家教育部要求:减少验证性实验,增加设计性实验。本设备在精选必要的验证性实验同时,通过二次开发让学生利用先进的平台,自行设计实验,让学生真正体现是在做实验,而不是在看实验,提高动手能力,发挥实验课程在教学中的作用。
2、适应开放式实验室建设:通过加入良好的保护措施提高实验箱安全性,使学校放心的用、大胆的用,适应开放式实验室环境的要求。
3、实验具有良好的扩展性:该设备平台使实验内容不仅仅限制于课本本身,同时可根据技术的发展和设计者的能力,开拓出新的实验内容,使实验设备不易被淘汰,适合现代通信实验室的建设发展。
4、实验的易开性:本手册提供了近20例与通信相关的电路参考设计程序,老师可根据这些安排实验、启发学生、指导学生和检查学生完成实验情况,或让学生自已根据通信原理相关内容设计相应的实验,这将大大调动学生动手做实验的能力。
5、设备的使用价值高:本设备除可正常开设《通信原理》课程实验外,利用所提供的实验项目,还可指导开设《课程设计》、《EDA原理》等课程,充分发挥该设备在实验课程教学中的使用价值。
三、实验介绍
“JH5001A+型通信原理综合实验系统”保留了“JH5001A型通信原理综合实验系统”设备的所有实验,同时增设下列实验:
模拟调制技术
实验一模拟调频、解调
实验二模拟调幅普通调幅(AM):调制度调节抑制载波平衡调幅:平衡度调节加噪声包络检波(信号幅度可调)同步解调(解调载波相位可调、载波相位对解调的影响)
二次开发部分
实验一可变分频器实验 让学生熟悉CPLD的基本编程技术、CPLD器件的结构、编程过程,掌握可变分频器实现的基本方法、可变分频器的输出占空比的控制方法,可在外部跳线器的控制下改变分频比。
实验二m序列的产生实验 让学生掌握m序列产生的基本方法和m序列0状态消除的基本手段,实验使在外部跳线器的控制下改变产生不同的m序列。
实验三噪声信号的产生 让学生掌握噪声产生的基本原理。
实验四复接实验 让学生掌握调试较为复杂可编程逻辑器件的设计方法和复接的基本原理,学会对给出四个8比特数:独特码、DataA、DataB及8位的开关信息进行复接。
实验五帧同步实验 让学生掌握调试较为复杂可编程逻辑器件的设计方法、复接同步的基本原理、帧同步码的检测方法及解复接的实现方法,实现从接收的数据流中检测出同步码,并实现可靠的同步,完成对相应时隙的信号进行解复接。
实验六扰码实验 让学生掌握调试较为复杂可编程逻辑器件的设计方法、扰码的基本原理、扰码0状态的消除,实现将可控序列送入扰码器中,完成扰码器功能。
实验七解扰实验 让学生掌握调试较为复杂可编程逻辑器件的设计方法、解扰的基本原理。实现将将扰码序列送入解扰码器中,完成解扰码器功能。
实验八BPSK相位调制实验 让学生掌握BPSK调制的基本原理,实现在输入时钟作用下,产生基带数据及基带数据与本地载波相乘调相输出,完成BPSK调制。
实验九QPSK相位调制实验 让学生掌握QPSK调制的基本原理,实现在输入时钟作用下,产生基带数据及基带数据与本地载波相乘调相输出,完成QPSK调制。
实验十CMI编码实验 让学生掌握CMI编码的基本原理,实现CMI编码数据输出。
实验十一CMI译码实验 让学生掌握CMI译码的基本原理,对接收的CMI编码数据完成CMI的译码同步与CMI译码两大功能。
实验十二卷积编码器实验 让学生掌握卷积编码的实现方法与基本特点,实现在输入时钟用下对该本地测试数据进行卷积编码。
实验十三CDMA扩频调制实验 让学生掌握m序列的产生及其性能、CDMA的BPSK调制方式的产生、CDMA传输系统的频谱变化特点。
实验十四CDMA扩频解调实验 让学生掌握m序列的相关特性、CDMA的滑动搜索算法、CDMA传输系统的频谱变化特点。
实验十五DSP信号产生实验 让学生熟悉DSP基本指令、掌握DSP基本的编程方法、学习DSP初始化的基本过程。
实验十六DSP中断实验 让学生掌握DSP中断的基本编程方法、进一步学习DSP初始化的基本过程。
实验十七DSP信号处理 让学生掌握DSP信号处理的基本方法、学习DSP进行Nyquist滤波的基本方法、能进行信号眼图的观察。
实验十八BPSK、DBPSK调制解调实验 通过编程实验掌握可编程器件、DSP技术在通信中的应用;了解软件无线电技术的硬件平台;掌握BPSK、DBPSK的基本原理和实现方法;掌握载波同步和位同步的实现方法。
实验十九QAM、16QAM和64QAM调制实验 通过编程实验掌握可编程器件、DSP技术在通信中的应用;了解软件无线电技术的硬件平台;掌握查表法实现QAM、16QAM和64QAM的实现算法。
实验二十FSK、MSK、GMSK调制解调实验 通过编程实验了解软件无线电技术的硬件平台;了解FSK、MSK、GMSK等各种调制技术的基本原理和性能;掌握查表法实现FSK、MSK、GMSK的实现算法;掌握数字滤波技术在通信中的应用。
实验二十一π/4QPSK调制实验 通过编程实验了解软件无线电技术的硬件平台;掌握π/4QPSK调制技术的基本原理和性能;掌握查表法实现π/4QPSK的实现算法。
实验二十二OQPSK调制实验 通过编程实验了解软件无线电技术的硬件平台;掌握OQPSK调制技术的基本原理和性能;掌握查表法实现OQPSK的实现算法。
实验二十三CDMA扩频、解扩编程实验 通过编程实验掌握可编程器件、DSP技术在通信中的应用;了解CDMA扩频、解扩的基本原理;学习扩频码的生成方法;学习CDMA扩频、解扩的实现算法。