模電、數(shù)電、現(xiàn)代通訊原理實驗室成套設備

KTD-535L模電、數(shù)電、現(xiàn)代通訊原理實驗室成套設備

一、研制本產(chǎn)品的意義：本現(xiàn)代通信原理教學實驗裝置是針對電子和通信工程類專業(yè)學生，系統(tǒng)完成《通信原理》等現(xiàn)代通信技術相關課程實驗專門研制的實驗平臺。

該實驗平臺的特點是系統(tǒng)性強，它真實再現(xiàn)了：信源的模數(shù)轉換、模擬調制、信道仿真、模擬解調、信宿的數(shù)模轉換的頻帶傳輸過程；信源的模數(shù)轉換、信道復接、信道糾錯編碼、光纖傳輸、幀同步位同步、糾錯譯碼、解復接、信宿的數(shù)模轉換的基帶傳輸過程；
實驗平臺全部采用模塊化結構，各模塊既能完成完整通信系統(tǒng)中對應單元部分實驗，又能由學生用單元模塊構建一個完整通信系統(tǒng)進行系統(tǒng)實驗，從而有助于學生理解通信系統(tǒng)中各要素的作用；實驗平臺把通信系統(tǒng)中涉及的基本電路、終端編譯碼、線路編譯碼、調制解調、信道傳輸?shù)戎匾睦碚摪才帕讼鄳膶嶒瀮热?；實驗平臺既有基礎性實驗，又有采用新技術新器件（FPGA、DSP）等提高型實驗，從而完成一個理論驗證性、綜合性、二次開發(fā)性，由低向高的系統(tǒng)學習過程。通過這些實驗能夠促進學生對《通信原理》課程內容的理解、掌握，并使學生對通信系統(tǒng)、當今新技術、工程實現(xiàn)有一個較全面的了解。系統(tǒng)采用"主板+實驗模塊"相結合的靈活結構，便于學校選擇、定制、硬件升級。
為了便于學生理解課程，指導書中配有每個實驗的原理圖。為配合基礎教學的需要，增添了數(shù)字電路、模擬電子技術實驗線路。這一嶄新的系統(tǒng)實現(xiàn)了專業(yè)基礎課（模擬、數(shù)字電路）、專業(yè)課(通信原理)、畢業(yè)設計的三合一，做到一機多用，大大節(jié)省實驗室，節(jié)省管理人員，節(jié)省資金。

二、系統(tǒng)特點：

1.產(chǎn)品的設計是結合了高等學校電子信息類規(guī)劃教材，如《通信原理》第2版(宋祖順編著)、《現(xiàn)代通信原理》(曹志剛、錢亞生編著)等教材相關內容所研制的新一代通信技術實驗教學裝置。
2、通訊部分采用了"底板+實驗模塊"的結構，不僅按實驗內容與功能將電路模塊化，而且各個模塊獨立設計，能方便地組合進行單元實驗和多種單/雙工通信系統(tǒng)實驗。同時可按用戶需求定制模塊、選購模塊、升級模塊。
3.實驗模塊的輸入輸出信號都采用鉚孔開放出來，由實驗者根據(jù)實驗需要進行連接組合，增強實驗者的參與性。
4.每個實驗模塊都采用有機玻璃覆蓋保護，方便實驗室管理。
5.實驗中的重要參數(shù)都可以調節(jié)或設置，方便實驗者分析對比。
6.可完成單元、系統(tǒng)實驗幾十項，涵蓋了終端編譯碼、線路編譯碼、調制解調、信道傳輸?shù)确矫娴膬热荨?span>
7.內置函數(shù)信號源、數(shù)字信號源、電話接口、計算機接口、同軸電纜信道、光信道、音頻功放等功能模塊，詳細見"系統(tǒng)組成" 項。
8.內置4組穩(wěn)壓電源，全部具有短路軟截至保護自動恢復功能，并提供電源輸出接口。
9.系統(tǒng)涉及了計算機通信、MS51、DSP、CPLD等多種技術，并留有開發(fā)接口，二次開發(fā)性強。
10、數(shù)電、模電創(chuàng)新實驗透明模塊盒體透明直觀，內裝元件一目了然，盒蓋印有元件符號，線條清晰美觀，盒蓋與盒體采用壓卡式結構、維修拆裝方便，在桌面通用九孔電路板上任意拼插盒成實驗電路，實驗方便、快捷，動手能力強。
三、功能與結構：
（一）實驗臺部分：
1、電源
1.1電源輸入:工作電壓220V±5%(50Hz)，輸入時指示燈亮。
1.2電源輸出：有保險絲和漏電保護開關二級保護功能。
A組:低壓交流電壓3-24V分七檔可調，輸出電流1.5A。
B組: 二組互相獨立的0-30V直流穩(wěn)壓電源，內置式繼電器自動換檔，多圈電位器連續(xù)調壓，輸出電流2A，具有預設式限流保護功能。
C組:低壓直流穩(wěn)壓電源，電壓+5V，電流0.5A，有表指示。
D組:單相市電輸出，供用戶自備儀器使用。
2·功率輸出函數(shù)發(fā)生器：
1）采用直接數(shù)字頻率合成（DDS）產(chǎn)生高精度正弦波，方波和三角波。采用大屏幕LCD顯示輸出頻率、波形，衰減值。
2）正弦波輸出幅度≥10V,輸出阻抗50Ω，失真度<1%（0.1HZ-- 1KHz）。
3）頻率范圍: 0.1HZ~3MHz, 采用鍵盤直接輸入數(shù)字設定頻率,。
4）輸出幅度采用電位器調節(jié)，正弦波輸出具有20db,40db衰減。
5）方波占空比可調, 調節(jié)范圍：1%-99%調節(jié)；方波和三角波采用TTL電平輸出。
6）頻率計測量范圍100MHz，自動換檔。
3·七段譯碼器及對應譯碼顯示數(shù)碼管。
4·單次脈沖：每撥按一次鈕子開關可得到一組正負脈沖。
5·通信原理部分
本系統(tǒng)由1個底板和18個標準配置實驗模塊組成，詳細參數(shù)見下表：
底板模塊：

實驗模塊：

注：標準配置18個模塊，不包含選 配置部分
6·外測交直流二用電流表:精度0.5級，三位半數(shù)字式顯示，測量范圍:0～999mA。
7·外測交直流二用電壓表:精度0.5級，三位半數(shù)字式顯示，測量范圍:0～99.9V。
三、設備的構成、配備:
（一）構成與配備(以二十四座為例)
1、實驗操作桌12張，一桌二座。操作桌桌面設置通用電路插扳（尺寸:35×90cm），電路板由ABS注塑而成，背面裝有壓鑄而成九孔成一組的銅片，表面布有九孔成一組相互聯(lián)通的插孔，創(chuàng)新實驗元件模塊在其上任意拼插成實驗電路。創(chuàng)新實驗元件模塊盒體透明直觀，內裝元件一目了然，盒蓋與盒體之間采用壓卡式結構、維修拆裝、更換方便。每張操作桌配有一粒膠皮板，保護通用電路插板和桌面(如需要在桌上放置電機、焊接等).實驗操作桌下部有二只元件儲存柜，放置實驗元器件及儲存板。
2、實驗臺，共12臺，每張學生實驗操作桌上配置l臺。
3、示教控制臺1臺：由示教實驗操作桌、實驗臺、演示控制屏組成，能分別無線遙控控制12臺學生實驗臺的電源。尺寸為160×70cm。
電源無線總控制功能：
一）、概 述
"電源無線總控制臺" 針對普通電源控制臺諸多缺點而設計。利用單片機進行數(shù)字編碼、解碼，通過無線數(shù)字收發(fā)模塊發(fā)送接收控制編碼，實現(xiàn)電源的無線控制?？刂婆_具有結構簡單、操作方便、可靠性高，易于維護等優(yōu)點，解決了傳統(tǒng)布線式的電源控制臺連接導線多、布線麻煩以及布線成本高等致命缺點。總控制臺與被控實驗設備在電氣上相互獨立，有利于實驗室布局的改變及重組。
二）、特 點
1、該設備以315MHz無線數(shù)字收發(fā)模塊為無線傳輸載體，配合單片機編碼解碼實現(xiàn)多個實驗室、多臺實驗設備電源的無線開關控制。
2、一臺"電源無線總控制臺"可對單個實驗室的30臺（60座）實驗設備進行單臺、多臺或全部設備的電源開關無線控制。
3、每臺設備有對應的指示燈指示當前的電源開關狀態(tài)；對實訓室30臺（60座）實驗設備的電源開關無線控制。
4、配有上位機軟件，可通過電腦對實驗設備的電源開關進行控制。
三）、技術性能
1、工作電源：AC220V±10%/ 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～40℃ 相對濕度<85%(25℃)
3、載波頻率：315MHz
4、控制范圍：>50m
5、控制能力：60臺
6、外形尺寸：294mm×237mm×200mm
四）、裝置配置
1、按鍵模塊：按鍵模塊分為電源開關控制鍵和功能鍵，其中"1號臺"～"60號臺"及"全開"和"全關"為電源開關控制鍵，"確認"和"取消"為功能鍵。"1號臺"～"60號臺"開關控制鍵分別對應一個實驗室的60臺實驗設備，實現(xiàn)單臺控制操作；"全開"和"全關"對應實驗室所有實驗設備，可實現(xiàn)所有實驗設備的一鍵開關控制；"確認"和"取消"鍵對開關控制鍵的操作進行確認或取消。
2、狀態(tài)指示模塊：該模塊有"1號臺"～"60號臺"共60個指示燈，分別指示該控制臺對應實驗室的60臺實驗設備的電源開關狀態(tài)，燈常亮表示對應實驗臺電源開，燈常滅表示對應實驗臺電源關，燈閃爍表示對該實驗臺正在進行開關控制操作，處于等待確認狀態(tài)，通過閃爍時間比來區(qū)分設備當前開關狀態(tài)與操作狀態(tài)。
3、發(fā)射模塊：載波頻率為315MHz，通過配套天線發(fā)射總控臺的數(shù)字編碼。
4、通信串口：通信串口為總控制臺與電腦的通信接口，可使用上位機軟件對實驗設備進行開關控制，上位機軟件界面簡潔，操作方便。
五）、上位機軟件功能
1.串口掃描檢測
2.通過串口發(fā)送工作臺工作命令
3.接收識別主控制臺發(fā)送工作臺開關控制的命令，并刷新工作臺狀態(tài)顯示
4.能控制最多128工作臺
5.開關工作臺操作時間顯示

五、設備配置清單（以二十四座為例）

表一 模電數(shù)電透明創(chuàng)新實驗模塊配置清單(每臺)

六、實驗項目：
（一）模電、數(shù)電部分：
(1)模擬部分
1．二極管的正、反相特性
2．晶體三極管的輸入、輸出特性　
3．晶體管共射極單管放大器　　　
4．兩級阻容耦合放大電路　　　
5．負反饋對放大器性能的影響　　
6．場效應管放大器　　　　　　　
7．差動放大電路　　　　　　　　
8．運算放大器指標測試　　　　　
9．集成運算放大器的基本應用(多種模擬運算電路)
10．集成運算放大器非線性應用（多種波形發(fā)生器）
11．變壓器耦合推挽功率放大器
12．0TL功率放大器
13．集成功率放大器
14．單相橋式整流電路
15．串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電源(設計性實驗)
16．集成直流穩(wěn)壓電源
17．單結晶體管特性
18．單結晶體管觸發(fā)電路
19．晶閘管簡單測試
20．晶閘管可控整流電路
利用上述20項實驗元器件還可完成下面實驗項目
l．電壓負反饋偏置電路　　　　
2．分壓式電流負反饋偏置電路
3．用二極管穩(wěn)定工作點 　　　
4．共基極放大電路　
5．共集電極放大電路　
6．共源極基本放大電路
7．場效應管共漏極電路
8．場效應管共柵極電路　
9．單管阻容放大電路
10．變壓器耦合放大電路
11．甲類功率放大電路
12．串聯(lián)電流負反饋電路
13．串聯(lián)電壓負反饋電路
14．并聯(lián)電壓負反饋電路
15．并聯(lián)電流負反饋電路
16．共基共射極放大電路
17．自舉射極輸出電路
18．NPN一PNP直接耦合放大電路
19．用負反饋消除自激振蕩
20．晶體管開關作用
21．變壓器反饋式振蕩電路
22．電容三點式振蕩電路
23．電感三點式振蕩電路
24．差動放大電路的基本形式
25．長尾式差動放大電路
26．雙電源長尾式差動放大電路
27．運放用作交流比例放大
28．反相輸入保護措施
29．同相輸入保護措施
30．電源極性錯接的保護
31．RC高通電路
32．利用三極管來保護器件
33．差動輸入運算電路
34．快速積分電路
35．模擬一階微分方程電路
36．模擬二階微分方程電路
37．基本對數(shù)運算電路
38．實用微分電路
39．反對數(shù)放大基本電路
40．簡單的過零比較電路
41．利用二級管作為上限檢測幅度選擇電路
42．下限幅度選擇電路
43．RC無源網(wǎng)絡的低通濾波電路
44．同相輸入一階低通濾波電路
45．反相輸入一階低通濾波電路
46．簡單的二階RC濾波電路
47．典型二階RC有源低通濾波電路
48．典型二階高通有源濾波電路
49．基本帶通濾波電路
50．典型帶通濾波電路
51．矩型波振蕩電路
52．寬度可調的矩形波發(fā)生器
53．幅頻可調的鋸齒波發(fā)生器
54．單相半波整流電路
55．單相全波整流電路
56．電容濾波電路
57．電容濾波帶電阻負載
58．RC濾波電路
59．基本LC濾波電路
60．二倍壓整流電路
61．三倍壓整流電路
62．基本穩(wěn)壓電路
63．基本調整管穩(wěn)壓電路6
64．具有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電路
65．單相半波可控硅整流
66．電子調壓電路
67．電子催眠器一一趣味性實驗一
68．電子門鈴電路一一趣味性實驗二
69．電子報警電路一一趣味性實驗三
(2)數(shù)字部分
l．TTL集成邏輯門的參數(shù)測試
2．CM0S邏輯門的參數(shù)測試
3．TTL集成電極開路門與三態(tài)輸出門的應用
4．與、非、或、與非門電路實驗
5．半加器電路實驗
6．全加器電路實驗
7．RS觸發(fā)器實驗
8．D觸發(fā)器實驗
9．JK觸發(fā)器實驗
10．T觸發(fā)器實驗
11．JK型觸發(fā)器轉換成D觸發(fā)器
12．D型觸發(fā)器轉換成JK觸發(fā)器
13．計數(shù)器實驗
14．MSI移位寄存器及其應用
15．譯碼器及其變換方式
16．MSI數(shù)據(jù)選擇器及邏輯設計
17．微分型單穩(wěn)態(tài)電路
18．環(huán)形多諧振蕩器
19．利用門電路構成編碼器分配器、選擇器
20．組合電路的設計之一一一編碼轉換
21．組合電路的設計之二一一顯示電路
22．同步時序電路的設計
23．計算機時序電路的設計
24．集成定時器測試及應用
25．CM0S集成A/D、D/A轉換電路實驗
26．二極管非門、或非門電路
27．三極管非門、與非門、或非門電路
28．異步十進制減法計數(shù)器
29．異步十進制加法計數(shù)器
30．綜合能力培訓實驗一一電子秒表
（二）通信原理部分
部分 基礎實驗
實驗1 555自激多諧振蕩器實驗
實驗2 模擬信號源實驗
實驗3 CPLD可編程邏輯器件實驗
實驗4 接收濾波放大器實驗
實驗5 計算機串口實驗
實驗6 數(shù)字光纖通信實驗
第二部分 原理實驗
實驗1 基帶信號的常見碼型變換實驗
實驗2 抽樣定理及其應用實驗
實驗3 PCM編譯碼系統(tǒng)實驗
實驗4 ADPCM編譯碼系統(tǒng)實驗
實驗5 CVSD編譯碼系統(tǒng)實驗
實驗6 FSK（ASK）調制解調實驗
實驗7 相位鍵控PSK（DPSK）調制解調實驗
實驗8 數(shù)字同步技術實驗
實驗9 眼圖觀察測量實驗
實驗10 線路成形與頻分復用
實驗11 時分復用與解復用
實驗12 碼分復用與解復用
實驗13 波分復用與解復用（需另配光端機）
實驗14 數(shù)字頻率合成實驗
實驗15 AMI/HDB3編譯碼實驗
實驗16 卷積編譯碼及糾錯能力驗證實驗
實驗17 漢明碼編譯碼及糾錯能力驗證實驗
實驗18 漢明、交織碼編譯碼及糾錯能力驗證實驗
實驗19 循環(huán)碼編譯碼及糾錯能力驗證實驗
實驗20 信道仿真與信道均衡實驗
實驗21 現(xiàn)代調制技術實驗之一（FSK調制解調）
實驗22 現(xiàn)代調制技術實驗之二（BPSK調制解調）
實驗23 現(xiàn)代調制技術實驗之三（QPSK調制解調）
實驗24 現(xiàn)代調制技術實驗之四（OQPSK調制解調）
實驗25 現(xiàn)代調制技術實驗之五（MSK調制解調）
實驗26 現(xiàn)代調制技術實驗之六（直接序列擴頻DS編解碼）
實驗27 現(xiàn)代調制技術實驗之七（AM調制）
實驗28 現(xiàn)代調制技術實驗之八（DKT調制）
實驗29 現(xiàn)代調制技術實驗之九（SKT調制）
實驗30 虛擬頻譜儀虛擬誤碼儀實驗
第三部分 綜合實驗
實驗1 信源、PCM、HDB3傳輸系統(tǒng)實驗
實驗2 信源、PCM、漢明碼傳輸系統(tǒng)實驗
實驗3 信源、PCM、漢明、交織碼傳輸系統(tǒng)實驗
實驗4 信源、CVSD、漢明碼傳輸系統(tǒng)實驗
實驗5 信源、CVSD、漢明、交織碼傳輸系統(tǒng)實驗
實驗6 信源、時分復接/解復接系統(tǒng)實驗
實驗7 信源、碼分復接/解復接系統(tǒng)實驗
實驗8 信源、CVSD、DPSK傳輸系統(tǒng)實驗
實驗9 通信信道誤碼測試實驗
第四部分 開發(fā)實驗
實驗1 M序列產(chǎn)生實驗
實驗2 PCM時序控制與PCM數(shù)據(jù)采集實驗
實驗3 CMI編譯碼實現(xiàn)實驗
實驗4 /相對碼轉換實驗
實驗5 FSK系統(tǒng)建模與設計（VHDL）實驗
實驗6 信道編譯碼開發(fā)實驗
實驗7 PC機數(shù)據(jù)、PSK傳輸系統(tǒng)實驗
實驗8 PC機數(shù)據(jù)、FSK傳輸系統(tǒng)實驗
實驗 9 碼型變換、基帶編碼開發(fā)實驗