JH5001A+型通信原理綜合實驗系統(tǒng)
一、 系統(tǒng)特點
目前很多學校已購置了“JH5001A型通信原理綜合實驗系統(tǒng)”,對其的技術定位與實驗平臺的先進性給予了充分肯定。同時高校老師對“JH5001A型通信原理綜合實驗系統(tǒng)”提出了更高的要求:進一步適應開放式實驗室環(huán)境的要求,有效支持二次開發(fā),提高設備平臺的利用率。做好這兩方面的工作對提高學校的實驗室建設水平至關重要,這也是目前通信實驗箱潛在的優(yōu)勢?!癑H5001A+型通信原理綜合實驗系統(tǒng)”硬件平臺設計大量采用了當前流行的可編程CPLD、FPGA器件,為支持學生進行通信原理相關的二次開發(fā)提供可行性。 “JH5001A+型通信原理綜合實驗系統(tǒng)”是“JH5001A型通信原理綜合實驗系統(tǒng)”設備的發(fā)展和完善,它從以下三個方面增強了其功能: (1)在實驗箱上提供有效的保護面,增強實驗箱在強損壞環(huán)境下的使用性能,減少老師的技術維護量; (2)增加模擬調制技術方面的實驗,使學生對通信知識有一個更全面的了解。 (3)開發(fā)配套多媒體課件,為開放實驗室提供相應的軟環(huán)境; (4)提供相應的二次開發(fā)指導文件,以協(xié)助老師開展這方面的工作。
在進行二次開發(fā)時需配置以下實驗環(huán)境: (1)Altera的MAX+PLUSII的可編程開發(fā)環(huán)境; (2)Altera的JTAG下載電纜; (3)Ti公司的DSP開發(fā)器; (4)Ti公司DSP的CCS軟件開發(fā)環(huán)境; (5)計算機; (6)CPLD下載板及PLLC集成電路起拔器。 由于受知識產品的限制,捷輝科技有限公司不提供以上前五方面的的相關產品與軟件,學??赏ㄟ^正規(guī)渠道進行購買。
二、 設備特點
“JH5001A+型通信原理綜合實驗系統(tǒng)”保留了“JH5001A型通信原理綜合實驗系統(tǒng)”設備的所有特點,同時具有:
1、符合現代實驗教改的發(fā)展需要:為提高實驗教學質量,國家教育部要求:減少驗證性實驗,增加設計性實驗。本設備在精選必要的驗證性實驗同時,通過二次開發(fā)讓學生利用先進的平臺,自行設計實驗,讓學生真正體現是在做實驗,而不是在看實驗,提高動手能力,發(fā)揮實驗課程在教學中的作用。
2、適應開放式實驗室建設:通過加入良好的保護措施提高實驗箱安全性,使學校放心的用、大膽的用,適應開放式實驗室環(huán)境的要求。
3、實驗具有良好的擴展性:該設備平臺使實驗內容不僅僅限制于課本本身,同時可根據技術的發(fā)展和設計者的能力,開拓出新的實驗內容,使實驗設備不易被淘汰,適合現代通信實驗室的建設發(fā)展。
4、實驗的易開性:本手冊提供了近20例與通信相關的電路參考設計程序,老師可根據這些安排實驗、啟發(fā)學生、指導學生和檢查學生完成實驗情況,或讓學生自已根據通信原理相關內容設計相應的實驗,這將大大調動學生動手做實驗的能力。
5、設備的使用價值高:本設備除可正常開設《通信原理》課程實驗外,利用所提供的實驗項目,還可指導開設《課程設計》、《EDA原理》等課程,充分發(fā)揮該設備在實驗課程教學中的使用價值。
三、實驗介紹
“JH5001A+型通信原理綜合實驗系統(tǒng)”保留了“JH5001A型通信原理綜合實驗系統(tǒng)”設備的所有實驗,同時增設下列實驗:
模擬調制技術
實驗一模擬調頻、解調
實驗二模擬調幅普通調幅(AM):調制度調節(jié)抑制載波平衡調幅:平衡度調節(jié)加噪聲包絡檢波(信號幅度可調)同步解調(解調載波相位可調、載波相位對解調的影響)
二次開發(fā)部分
實驗一可變分頻器實驗 讓學生熟悉CPLD的基本編程技術、CPLD器件的結構、編程過程,掌握可變分頻器實現的基本方法、可變分頻器的輸出占空比的控制方法,可在外部跳線器的控制下改變分頻比。
實驗二m序列的產生實驗 讓學生掌握m序列產生的基本方法和m序列0狀態(tài)消除的基本手段,實驗使在外部跳線器的控制下改變產生不同的m序列。
實驗三噪聲信號的產生 讓學生掌握噪聲產生的基本原理。
實驗四復接實驗 讓學生掌握調試較為復雜可編程邏輯器件的設計方法和復接的基本原理,學會對給出四個8比特數:獨特碼、DataA、DataB及8位的開關信息進行復接。
實驗五幀同步實驗 讓學生掌握調試較為復雜可編程邏輯器件的設計方法、復接同步的基本原理、幀同步碼的檢測方法及解復接的實現方法,實現從接收的數據流中檢測出同步碼,并實現可靠的同步,完成對相應時隙的信號進行解復接。
實驗六擾碼實驗 讓學生掌握調試較為復雜可編程邏輯器件的設計方法、擾碼的基本原理、擾碼0狀態(tài)的消除,實現將可控序列送入擾碼器中,完成擾碼器功能。
實驗七解擾實驗 讓學生掌握調試較為復雜可編程邏輯器件的設計方法、解擾的基本原理。實現將將擾碼序列送入解擾碼器中,完成解擾碼器功能。
實驗八BPSK相位調制實驗 讓學生掌握BPSK調制的基本原理,實現在輸入時鐘作用下,產生基帶數據及基帶數據與本地載波相乘調相輸出,完成BPSK調制。
實驗九QPSK相位調制實驗 讓學生掌握QPSK調制的基本原理,實現在輸入時鐘作用下,產生基帶數據及基帶數據與本地載波相乘調相輸出,完成QPSK調制。
實驗十CMI編碼實驗 讓學生掌握CMI編碼的基本原理,實現CMI編碼數據輸出。
實驗十一CMI譯碼實驗 讓學生掌握CMI譯碼的基本原理,對接收的CMI編碼數據完成CMI的譯碼同步與CMI譯碼兩大功能。
實驗十二卷積編碼器實驗 讓學生掌握卷積編碼的實現方法與基本特點,實現在輸入時鐘用下對該本地測試數據進行卷積編碼。
實驗十三CDMA擴頻調制實驗 讓學生掌握m序列的產生及其性能、CDMA的BPSK調制方式的產生、CDMA傳輸系統(tǒng)的頻譜變化特點。
實驗十四CDMA擴頻解調實驗 讓學生掌握m序列的相關特性、CDMA的滑動搜索算法、CDMA傳輸系統(tǒng)的頻譜變化特點。
實驗十五DSP信號產生實驗 讓學生熟悉DSP基本指令、掌握DSP基本的編程方法、學習DSP初始化的基本過程。
實驗十六DSP中斷實驗 讓學生掌握DSP中斷的基本編程方法、進一步學習DSP初始化的基本過程。
實驗十七DSP信號處理 讓學生掌握DSP信號處理的基本方法、學習DSP進行Nyquist濾波的基本方法、能進行信號眼圖的觀察。
實驗十八BPSK、DBPSK調制解調實驗 通過編程實驗掌握可編程器件、DSP技術在通信中的應用;了解軟件無線電技術的硬件平臺;掌握BPSK、DBPSK的基本原理和實現方法;掌握載波同步和位同步的實現方法。
實驗十九QAM、16QAM和64QAM調制實驗 通過編程實驗掌握可編程器件、DSP技術在通信中的應用;了解軟件無線電技術的硬件平臺;掌握查表法實現QAM、16QAM和64QAM的實現算法。
實驗二十FSK、MSK、GMSK調制解調實驗 通過編程實驗了解軟件無線電技術的硬件平臺;了解FSK、MSK、GMSK等各種調制技術的基本原理和性能;掌握查表法實現FSK、MSK、GMSK的實現算法;掌握數字濾波技術在通信中的應用。
實驗二十一π/4QPSK調制實驗 通過編程實驗了解軟件無線電技術的硬件平臺;掌握π/4QPSK調制技術的基本原理和性能;掌握查表法實現π/4QPSK的實現算法。
實驗二十二OQPSK調制實驗 通過編程實驗了解軟件無線電技術的硬件平臺;掌握OQPSK調制技術的基本原理和性能;掌握查表法實現OQPSK的實現算法。
實驗二十三CDMA擴頻、解擴編程實驗 通過編程實驗掌握可編程器件、DSP技術在通信中的應用;了解CDMA擴頻、解擴的基本原理;學習擴頻碼的生成方法;學習CDMA擴頻、解擴的實現算法。