SHKCN-11型通信原理實驗箱（新型）
一、系統(tǒng)概述
通信原理實驗系統(tǒng)，是基于方框圖模塊化設(shè)計的創(chuàng)新平臺。該系統(tǒng)巧妙地利用數(shù)學(xué)函數(shù)方框圖來定義硬件模塊，使得模塊可以靈活組合，從而輕松實現(xiàn)各種調(diào)制或編碼技術(shù)。此外，通過與虛擬儀器Labview的緊密結(jié)合，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高效的數(shù)據(jù)采集和頻譜分析。該實驗系統(tǒng)的設(shè)計理念源于國外同類產(chǎn)品，同時緊密結(jié)合了《通信原理》（樊昌信）這一高校廣泛使用的教材，確保實驗過程與理論教學(xué)緊密相連。
二、技術(shù)特性概覽
模塊化設(shè)計：每個方框圖對應(yīng)一個獨立模塊，便于組合和擴展，實現(xiàn)了復(fù)雜系統(tǒng)的簡化。
擴展性與開放性：基本模塊與新技術(shù)的結(jié)合，保證了系統(tǒng)與技術(shù)發(fā)展的同步。用戶還可以根據(jù)需求自行擴展實驗。
安全性保障：獨立的信號和電源系統(tǒng)，避免了學(xué)生實驗中可能出現(xiàn)的誤操作。電源系統(tǒng)還配備了自保護機制，確保安全。
真正的設(shè)計型實驗系統(tǒng)：與傳統(tǒng)的驗證型實驗箱不同，該系統(tǒng)鼓勵學(xué)生進行真正的實驗設(shè)計，從而加深對通信原理的理解。
技術(shù)指標(biāo)
序號 | 貨物名稱 | 數(shù)量 | 單位 | 技術(shù)參數(shù)及要求 |
1 | 硬件主機 | 臺 | 作為實驗系統(tǒng)的核心設(shè)備，供不同實驗?zāi)K插入使用，提供用于傳統(tǒng)示波器測量的接口，并集成信號源、主時鐘、電源、放大器、濾波器等模塊。 技術(shù)指標(biāo)要求如下： 1) 輸出模塊供電電源：±12V,5V 2) 模塊卡槽數(shù)：17 3) ★集成信號源： 同頻：512K，128K，32K，8K，2K。載波輸出，4V峰峰值 DDS函數(shù)信號輸出，幅度、頻率可調(diào)。4V峰峰值 PN偽隨機碼，速率可調(diào)。 PCM專用時隙，兩路，0-31可設(shè)置。 同步時鐘：512K、128K、32K、8K、2K、可選 時鐘信號 4) ★集成的數(shù)字示波器接口： 適用于數(shù)字示波器，兩路可選測量通道 測量接口兼容傳統(tǒng)示波器 5）語音輸入、功率放大、喇叭語音終端設(shè)備 6）USB上位機通信接口 7）藍牙、手機通信接口（可選） | |
2 | 基礎(chǔ)實驗?zāi)K | 套 | ★包含緩沖放大器/可變直流電源、加法器、雙模擬開關(guān)、乘法器、正交分相器/移相器、公共模塊、AMI/HDB3線路碼、壓控振蕩器 （2路）、可調(diào)低通濾波、判決器/比較器 （2路）、CVSD編譯碼、 PCM編譯碼、比特時鐘重建器共15個基本模塊。 可以完成以下實驗內(nèi)容： AM/DSB/SSB調(diào)制與解調(diào)，包絡(luò)檢波，相干檢波，F(xiàn)M調(diào)制，F(xiàn)M同步解調(diào)，采樣定理，時分復(fù)用，ASK,QASK調(diào)制與解調(diào)，F(xiàn)SK調(diào)制與解調(diào)，PSK,BPSK,DPSK,QPSK,調(diào)制與解調(diào)，CVSD編譯碼、PCM編譯碼、時鐘提取、載波提取、鎖相環(huán)、HDB3編解碼等實驗 ★模塊供電電源來自主機背板，輸入位于左側(cè)，輸出位于右側(cè)。接線端區(qū)分數(shù)字與模擬信號。輸入輸出錯接，系統(tǒng)自動保護以防損壞。模塊可以熱插拔。 ★模塊詳細參數(shù)見附件一《基礎(chǔ)實驗?zāi)K詳細參數(shù)》 | |
3 | 附件 | 套 | 每套包含連接導(dǎo)線若干、使用說明書、電源線等 | |
4 | 實驗箱規(guī)格：52*30*30厘米 | |||
三、核心模塊詳解
緩沖放大器/可變直流電源：
緩沖放大器：帶寬覆蓋從直流到約1MHz，增益可調(diào)范圍為0~10。
可變直流電源：提供±2.5V的直流輸出，短時穩(wěn)定度小于2mv/h，分辨率約為20mV，輸出電流小于5mA。
加法器：
增益范圍可調(diào)。
帶寬高達1MHz。
輸出直流偏移量在開路輸入時小于10mV。
雙模擬開關(guān)：
模擬輸入帶寬超過300kHz。
最大控制時鐘速率超過100kHz。
使用TTL電平進行控制。
最大模擬輸入電平為+4V。
乘法器：
帶寬約為1MHz。
實現(xiàn)kX(t)Y(t)的乘法功能，其中k約為1/2。
正交分相器/移相器：
正交分相器：頻率范圍從200Hz到10kHz，輸出端相移相差90度。
移向器：帶寬小于1MHz，頻率范圍覆蓋HI 100kHz和LO 2kHz，提供粗調(diào)和細調(diào)兩種相位偏移方式。
公共模塊：
比較器：工作頻率超過500kHz，TTL輸出上升時間為100ns。
整流器：帶寬從DC到500kHz。
RC低通濾波器：LPF,-3dB，2.8kHz。
AMI/HDB3線路碼：支持AMI/HDB3編碼和解碼功能。
壓控振蕩器：提供兩路輸出，頻率范圍覆蓋1.5kHz到130kHz，輸入電壓范圍為-3V到3V，增益可調(diào)，中心頻率電壓也可調(diào)。
可調(diào)低通濾波器：根據(jù)濾波范圍和輸入信號的不同，提供V1、V3和V4三種指標(biāo)選擇。每種指標(biāo)都具有不同的濾波范圍、濾波器階數(shù)、阻帶衰減和通帶紋波等性能參數(shù)。
判決器/比較器：提供兩路輸入和兩路輸出，支持TTL、單極性和雙極性三種電平模式。判決點跨度大，可通過比特時鐘進行精確控制。
設(shè)計型開放式：與驗證型實驗設(shè)備相比，該實驗室采用基于方框圖的模塊化設(shè)計，允許用戶靈活組合模塊，實現(xiàn)不同的調(diào)制或編碼技術(shù)。
系統(tǒng)特點
模塊化設(shè)計：每個方框圖對應(yīng)一個硬件模塊，便于組合和擴展。
擴展性與開放性：模塊組合與新技術(shù)的結(jié)合，保持與技術(shù)發(fā)展的同步。部分模塊提供接口，便于用戶擴展實驗。
安全性：獨立的信號和電源系統(tǒng)，配備自保護機制，確保實驗安全。
核心模塊
緩沖放大器/可變直流電源：提供穩(wěn)定的直流電源和信號放大。
加法器、雙模擬開關(guān)、乘法器等：實現(xiàn)信號的基本運算和處理。
正交分相器/移相器、低通濾波器等：用于信號調(diào)制、解調(diào)和濾波。
判決器/比較器：用于信號判決和比較。
CVSD編譯碼、PCM編譯碼：實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字傳輸。
比特時鐘重建器：用于時鐘信號的恢復(fù)和重建。
實驗內(nèi)容
線性模擬調(diào)制系統(tǒng)：包括AM、DSB、SSB等調(diào)制實驗。
非線性模擬調(diào)制系統(tǒng)：包括FM調(diào)制和解調(diào)實驗。
模擬信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)：涉及抽樣定理、PCM編解碼等實驗。
數(shù)字信號的基帶傳輸系統(tǒng)：包括數(shù)字基帶信號測試、傳輸與碼間串?dāng)_等實驗。
數(shù)字信號的載波傳輸：如2ASK、2FSK、2PSK等調(diào)制實驗。
同步功能：包括時鐘提取、載波提取、VCO與鎖相環(huán)等實驗。
通信系統(tǒng)考核：綜合實驗考核，如CVSD編碼PSK傳輸系統(tǒng)、PCM編碼FSK傳輸系統(tǒng)等。
意義
加深對通信系統(tǒng)原理的學(xué)習(xí)和理解。
靈活組合模塊，實現(xiàn)不同的通信技術(shù)實驗，促進新技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。
提供開放式實驗環(huán)境，鼓勵用戶自行擴展實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新和實踐能力。
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