一种开放式通信原理实验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种开放式通信原理实验平台，该实验平台包括多个通信原理实验模块、电源和信号变频模块，信号变频模块设置有晶振、控制信号接口和ALTERA公司的CPLD可编程器件EPM7064，控制信号接口可以直接连接控制计算机，也可以将信号变频功能的程序代码从控制计算机中下载到CPLD可编程器件EPM7064中，对输入端实验模块信号进行变频，得到输出端实验模块所需求的频率信号，信号变频模块的使用，使通信原理综合实验时各个实验模块之间的频率、码速率相互匹配，CPLD可编程器件的灵活应用，改变了传统的实验教学模式，有利于学生更好地掌握通信系统的组成、工作原理及性能特点，并融会贯通。

An open experimental platform for communication principle

The invention discloses an open communication principle experiment platform, the experimental platform includes a plurality of communication principle experiment module, power supply and signal conversion module, signal conversion module is provided with a crystal oscillator, a control signal interface and ALTERA CPLD programmable EPM7064 control signal interface can be directly connected to the control computer, the signal can also be the frequency conversion function of the program code from the control computer to download CPLD programmable device EPM7064, the frequency of the input signal frequency signal experiment module, the output end of the demand of experimental module, using the signal conversion module, the module between each experimental frequency and code rate matching between integrated communication principle experiment, CPLD flexible application programming device, change the traditional teaching mode, can help students better understand the communication system. Principle and performance characteristics, and digest.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实验平台，尤其是涉及一种开放式通信原理实验平台。
技术介绍
通信原理是一门理论性强、内容比较抽象的课程，为此设置了通信原理实验课以 帮助学生感性认识所学的理论知识。目前国内市场上提供的几种通信原理实验箱的基本构 成大同小异，结构如下实验箱安装有若干块可拆卸的实验模块，这些模块相互组合可构成 与相关理论知识点一一对应的独立单元实验，如PCM (脉冲编码调制)实验、PAM (脉冲振幅 调制)实验、码型变换实验等，厂家为了节省制造成本，各个单元实验模块之间输入输出信 号的频率、码速率不完全相同，即上一模块的输出信号频率和下一模块所需的输入信号频 率不相同，相互之间不能匹配兼容，所以无法进行模拟实际通信完整过程的实验。传统的通信系统由数字通信系统和模拟通信系统两种。其中，点对点数字通信系 统模型如图1所示。图1中，信源为数字信号。加密器用来保证信息安全，本实验未涉 及。数字信号经过HDB3 (三阶高密度双极性码)编码，送至调制器中，通过FSK (频移键控) 或PSK (相移键控)调制送入信道传输，再按照逆过程将信号完整接受。在通信原理实验课 中，上述各部分都是独立进行的，各模块之间都存在频率不匹配的问题。模拟信号数字化传 输通信系统如图2所示。图2中，信源为模拟信号，故要先经过PAM、PCM模块，抽样、量化、 编码之后转化成数字信号，再送入数字通信系统进行传输。这里的PAM、PCM模块与其后的 传输模块同样存在频率不匹配的问题。由于各个单元实验模块之间存在的频率不匹配问题，学生对通信全过程缺少了 解，只能零散的理解各个知识点，掌握的知识比较凌乱，缺少系统性和完整性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种设置有信号变频模块，能对各实验模块输 出的信号进行频率变换以使其与下一个独立单元实验所需频率、码速率相匹配，达到将各 个独立单元实验模块按实际通信全过程串接起来完成一个完整的通信系统综合实验的开 放式通信原理实验平台。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为一种开放式通信原理实验平台， 包括多个通信原理实验模块、电源和信号变频模块，所述的信号变频模块与所述的电源连 接，所述的信号变频模块设置有控制信号接口及多个实验模块接口，所述的实验模块接口 分别与所述的通信原理实验模块连接。所述的通信原理实验模块包括模拟信号源实验模块、多种调制解调实验模块、多 种编译码实验模块、码型变换实验模块、数字时分交换实验模块、同步实验模块、低频滤波 实验模块、眼图观察实验模块和音频放大实验模块。所述的多种调制解调实验模块包括FSK调制实验模块和FSK解调实验模块，所述 的多种编译码实验模块包括PCM编码实验模块、PCM译码实验模块、HDB3编码实验模块和HDB3译码实验模块。所述的信号变频模块设置有晶振，用来产生16. 384MHz系统主时钟。所述的控制信号接口用来下载实现变频功能的代码。所述的控制信号接口连接有控制计算机。所述的信号变频模块设置有CPLD可编程器件，所述的CPLD可编程器件选用 ALTERA公司的CPLD可编程器件EPM7064。所述的CPLD可编程器件EPM7064设置有32个I/O 口，用来输入各实验模块所需 改变频率的信号和输出各实验模块所需频率的信号。与现有技术相比，本专利技术的优点在于开放式通信原理实验平台中设置的信号变 频模块，能够按照实验要求对各实验模块的输出的信号进行频率变换，使实验中的各个独 立的实验模块之间的频率、码速率相互匹配；CPLD可编程器件的灵活应用，提高了实验箱 的利用率，改变了传统的实验教学模式，提供了全新的实验思维方式，有利于开发学生的创 新能力，丰富了实验内容，使自主实验的选择性、灵活性更强，有利于学生更好地掌握通信 系统的组成、工作原理及性能特点，并融会贯通。实验操作时，对所述的CPLD可编程器件EPM7064的I/O 口根据实验需要进行输 入、输出口的分配，分配若干个一一对应的输入、输出口，将上一个需要改变信号频率的实 验模块的信号输出口与所述的信号变频模块中的输入口进行电连接，将所述的信号变频模 块的对应输出口与下一实验模块的信号输入口进行电连接，根据连接的关系，用VHDL语言 在控制计算机Quartus II软件平台上编写能实现变频功能的代码，将其通过控制信号接口 下载到CPLD可编程器件EPM7064中实现信号变频模块的功能。实验操作时，在上述操作分配输入、输出口的基础上，将至少一个需要改变信号频 率的实验模块的信号输出口与所述的信号变频模块中的对应输入口分别进行电连接，将所 述的信号变频模块的对应输出口与至少一个下一实验模块的信号输入口进行电连接，根据 连接的关系，用VHDL语言在控制计算机Quartus II软件平台上编写能实现变频功能的代 码，所述的控制信号接口直接与所述的控制计算机相连，可将实现变频功能的代码下载到 CPLD可编程器件EPM7064中，实现一组以上实验模块对应的输入、输出口的变频功能，并且 可以直接在控制计算机上修改实现变频功能的代码，操作方便。附图说明图1为数字通信系统模型示意图。图2为模拟通信系统模型示意图。图3为本专利技术信号变频模块示意图。图4为本专利技术信号变频模块中CPLD可编程器件EPM7064管脚排列图。图5为本专利技术实现变频功能时Qimrtus II软件平台中的锁相环模块。图6为本专利技术典型数字频带传输系统框图。图7为本专利技术典型数字基带传输系统框图。具体实施例方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图3所示，在信号变频模块8上设置有CPLD可编程器件EPM7064 13，CPLD可编 程器件EPM7064 13共有44个引脚，其中有32个通用I/O 口引脚，这些I/O 口引脚作为CPLD 可编程器件EPM7064 13的多个实验模块接口分别与各实验模块连接，GAND10、GAND22、 GAND30、GAND42 为接地引脚，VCC3、VCC15、VCC23、VCC35 为接电源引脚，I0/TD038、I0/TDI7、 I0/TCK32、I0/TMS13为相应的测试引脚，也可以作为通用I/O 口引脚使用。信号变频模块8 设置有晶振11，用来产生16. 384MHz的系统主时钟，晶振11通过INPUT/GCLK1 43引脚输入 到CPLD可编程器件EPM7064 13中，晶振11配合CPLD可编程器件EPM7064 13工作，CPLD 可编程器件EPM7064 13产生的各实验模块所需要的各种时钟信号和数字信号均与晶振11 产生的系统主时钟同步，需改变频率的信号通过指定的通用I/O 口引脚输入到CPLD可编程 器件EPM7064 13中，信号变频模块8实现信号变频功能的程序代码可以通过控制信号接口 16下载到CPLD可编程器件EPM7064 13芯片中，然后通过指定的通用I/O 口引脚输出变频 后的信号。图4所示为CPLD可编程器件EPM7064 13的芯片引脚图。该芯片有44个引脚，各 路信号可通过I/O引脚输入输出。在该芯片中，可采用VHDL语言编写分频及倍频程序，以 达到变频的目的。分频功能实现如下假设I/O引脚5输入2KHz的方波信号，I/O引脚6输出所需 要的方波信号。设置一个信号变量a本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种开放式通信原理实验平台，包括多个通信原理实验模块和电源，其特征在于还设置有信号变频模块，所述的信号变频模块与所述的电源连接，所述的信号变频模块设置有控制信号接口及多个实验模块接口，所述的实验模块接口分别与所述的通信原理实验模块连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈潇缙，杨燕，沙吾提阿吉·乃比，李卫红，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：97