[發明專利]一種開放式通信原理實驗平臺

無效

• 申請號: 201110054569.2
• 申請日: 2011-03-08
• 公開（公告）號: CN102129803A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 陳瀟縉;楊燕;沙吾提阿吉·乃比;李衛紅
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及一種實驗平臺，尤其是涉及一種開放式通信原理實驗平臺。

背景技術

通信原理是一門理論性強、內容比較抽象的課程，為此設置了通信原理實驗課以幫助學生感性認識所學的理論知識。目前國內市場上提供的幾種通信原理實驗箱的基本構成大同小異，結構如下：實驗箱安裝有若干塊可拆卸的實驗模塊，這些模塊相互組合可構成與相關理論知識點一一對應的獨立單元實驗，如PCM（脈沖編碼調制）實驗、PAM（脈沖振幅調制）實驗、碼型變換實驗等，廠家為了節省制造成本，各個單元實驗模塊之間輸入輸出信號的頻率、碼速率不完全相同，即上一模塊的輸出信號頻率和下一模塊所需的輸入信號頻率不相同，相互之間不能匹配兼容，所以無法進行模擬實際通信完整過程的實驗。

傳統的通信系統由數字通信系統和模擬通信系統兩種。其中，點對點數字通信系統模型如圖?1?所示。?圖1中，信源為數字信號。加密器用來保證信息安全，本實驗未涉及。數字信號經過HDB3（三階高密度雙極性碼）編碼，送至調制器中，通過FSK（頻移鍵控）或PSK（相移鍵控）調制送入信道傳輸，再按照逆過程將信號完整接受。在通信原理實驗課中，上述各部分都是獨立進行的，各模塊之間都存在頻率不匹配的問題。模擬信號數字化傳輸通信系統如圖2所示。圖2中，信源為模擬信號，故要先經過PAM、PCM模塊，抽樣、量化、編碼之后轉化成數字信號，再送入數字通信系統進行傳輸。這里的PAM、PCM模塊與其后的傳輸模塊同樣存在頻率不匹配的問題。

由于各個單元實驗模塊之間存在的頻率不匹配問題，學生對通信全過程缺少了解，只能零散的理解各個知識點，掌握的知識比較凌亂，缺少系統性和完整性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種設置有信號變頻模塊，能對各實驗模塊輸出的信號進行頻率變換以使其與下一個獨立單元實驗所需頻率、碼速率相匹配，達到將各個獨立單元實驗模塊按實際通信全過程串接起來完成一個完整的通信系統綜合實驗的開放式通信原理實驗平臺。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種開放式通信原理實驗平臺，包括多個通信原理實驗模塊、電源和信號變頻模塊，所述的信號變頻模塊與所述的電源連接，所述的信號變頻模塊設置有控制信號接口及多個實驗模塊接口，所述的實驗模塊接口分別與所述的通信原理實驗模塊連接。

所述的通信原理實驗模塊包括模擬信號源實驗模塊、多種調制解調實驗模塊、多種編譯碼實驗模塊、碼型變換實驗模塊、數字時分交換實驗模塊、同步實驗模塊、低頻濾波實驗模塊、眼圖觀察實驗模塊和音頻放大實驗模塊。

所述的多種調制解調實驗模塊包括FSK調制實驗模塊和FSK解調實驗模塊，所述的多種編譯碼實驗模塊包括?PCM編碼實驗模塊、PCM譯碼實驗模塊、HDB3編碼實驗模塊和HDB3譯碼實驗模塊。

所述的信號變頻模塊設置有晶振，用來產生16.384MHz系統主時鐘。

所述的控制信號接口用來下載實現變頻功能的代碼。

所述的控制信號接口連接有控制計算機。

所述的信號變頻模塊設置有CPLD可編程器件，所述的CPLD可編程器件選用ALTERA公司的CPLD可編程器件EPM7064。

所述的CPLD可編程器件EPM7064設置有32個I/O口，用來輸入各實驗模塊所需改變頻率的信號和輸出各實驗模塊所需頻率的信號。

與現有技術相比，本發明的優點在于：開放式通信原理實驗平臺中設置的信號變頻模塊，能夠按照實驗要求對各實驗模塊的輸出的信號進行頻率變換，使實驗中的各個獨立的實驗模塊之間的頻率、碼速率相互匹配；CPLD可編程器件的靈活應用，提高了實驗箱的利用率，改變了傳統的實驗教學模式，提供了全新的實驗思維方式，有利于開發學生的創新能力，豐富了實驗內容，使自主實驗的選擇性、靈活性更強，有利于學生更好地掌握通信系統的組成、工作原理及性能特點，并融會貫通。

實驗操作時，對所述的CPLD可編程器件EPM7064的I/O口根據實驗需要進行輸入、輸出口的分配，分配若干個一一對應的輸入、輸出口，將上一個需要改變信號頻率的實驗模塊的信號輸出口與所述的信號變頻模塊中的輸入口進行電連接，將所述的信號變頻模塊的對應輸出口與下一實驗模塊的信號輸入口進行電連接，根據連接的關系，用VHDL語言在控制計算機Quartus?II軟件平臺上編寫能實現變頻功能的代碼，將其通過控制信號接口下載到CPLD可編程器件EPM7064中實現信號變頻模塊的功能。