通信技术个人实验室是基于先进的嵌入式技术、虚拟仪器技术、互联网技术，数字化等技术，整合我公司多年的实验设备研发经验，将一个完整的通信实验室设备集中进一个便捷仪器内，学生利用该仪器可达到拥有一个实验室的效果；    
通信技术个人实验室内嵌实验所需测试仪器、实验模块、射频前端、工控PC机；学生可以线上线下、随时随地不受时空限制进行系统认知、功能验证、原理探究、系统构建、算法设计4个层次实验；
 
一、功能指标
1、“个人实验室”主要由工控PC机、13寸长条显示屏（1920*550）、实验主板、3个可插拔的在线实验板卡、嵌入式测试仪器等组成； 
2、具备用内嵌工控PC机和液晶屏进行学生实验流程交互、原理仿真、虚拟仪器测试功能； 
3、具备主机供电模式切换管理（市电或电池）、实验板卡供电管理功能；
4、具备实验过程被测信号输出功能，便于第三方仪器验证实验信号真实性；  
5、具备HDMI外接显示器功能、具备通过网口外接PC机做实验功能；
6、配备3个20芯磁吸座，具备自主设计电路和自主设计算法替换实验板卡对应单元功能； 
7、具备支持：信号与系统、通信电子线路、通信原理、数字信号处理4门课程实验和通信系统综合实验功能；
8、具备鼠标操作，调阅实验课件、实验流程图、配置实验参数、调节虚拟仪器、实时测量节点信号、存取实验电路与数据、设计上传电子报告功能；  
9、具备远端PC机控制“个人实验室”，在客户端浏览器上进行线上实验功能； 
10、具备电池供电，便于野外场景进行信号侦听、无线音视频对讲等通信设计算法性能验证功能； 
11、硬件电路全开放、可重构，学生可基于Matlab、算法控件、硬件描述语言在线设计算法软件，进行信号系统、信号处理、数字通信等二次开发；实时加载、实时验证；
12、具备射频无线收发功能，数字调制信号能通过射频前端进行无线发射或接收；

二、设备配置与技术指标
（1）主板
DDS信号源：函数信号、占空比可变的抽样脉冲信号、扫频信号；常用调制信号；信号频率：0-100KHZ，幅度：0-5Vpp；
语音信号，麦克风输入；音乐信号，可录制不少于50首音乐或歌曲，便于学生广播发射；
视频信号，CMOS摄像头，图像更新率不低于20帧/S，便于学生进行视频对讲；
2个Q9输出口，输出实验电路测试信号，便于第3方示波器观测；
网络接口，支持线上实验和自主设计算法在线加载；
220V交流供电或12V直流（充电宝）供电；

（2）工控PC机
1、13寸长条显示屏，分辨率：1920*550；
2、intel”12代新酷睿智AlderLake N100处理器；
3、3.4GHz四核四线程Inter7主频；
4、8G LPDDR5 4800MHZ内存；
5、128G固态硬盘；
6、USB3.1*3、双千兆网口；

（3）高频实验板卡
1、长条液晶浏览器操作，包含实验课件调阅、实物模块图拖放、虚拟仪器信号测试、实验数据与测试波形存取、电子报告设计上传；
2、板卡内置高频信号源、频率计、扫频仪：
①高频信号源：频率：100KHZ-20MHZ；幅度：50mv-2000mvpp
②频率计：测频范围：0-30MHZ；幅度：不小于100mvpp;
③扫频仪：扫频范围：1MHZ-10MHZ可调置；频标指示，起止频率可设置；幅频曲线显示；
2、板卡内置：6.3MHz小信号放大器（单调谐、双调谐）；8.8MHz振荡器（LC、晶振）、2.5MHz混频器（晶体管、乘法器）；中频放大器、AGC、二极管检波电路， 模拟调制（AM、DSB）同步检波与集成混频电路；6.3MHz变容管调频、鉴频（电容耦合、斜率鉴频）电路；6.3MHz丙类功率放大器；
3、每个电路可调器件均采用电控元件，学生能实时控制和调整电路参数，包括：信号源、工作点、谐振频率、负载、增益等参数；能选择测试点、操作测试仪器、实时测量各点信号等；
4、每个硬件单元内嵌双踪示波器，采用双踪实体示波器面板，扫描速度、灵敏度、工作方式、触发方式、余辉时间均可设置；支持FFT功能；
5、能完成实验内容：
①原理验证
丙类功率放大器（三种状态观测）、幅度调制（AM\DSB\SSB）、振荡器（LC、晶体）、混频器（三极管、集成电路）、小信号放大器（单调谐双调谐）、中放与AGC、同步检波与二极管检波、变容管调频、电容耦合鉴频；
②系统构建与调测
调幅收发信机系统、调频收发信机系统实验；
③自主设计实验
调谐放大器设计、LC振荡器设计、混频电路设计、中频放大器设计、检波电路设计；

（4）信号系统与信号处理实验板卡
1、长条液晶浏览器操作，包含实验课件调阅、实物模块图拖放、虚拟仪器信号测试、实验数据与测试波形存取、电子报告设计上传；
2、硬件板卡内置抽样、零输入零状态、阶跃与冲激、二阶电路稳定性研究、无源有源滤波器、信号卷积、任意信号分解合成、信号频率搬移和尺度变换等实验电路；
3、支持在液晶屏电子连线自主搭建零输入零状态、阶跃与冲激、二阶电路稳定性研究、无源有源滤波器连续时间系统模拟等电路；支持信号与系统卷积过程动态展示；
4、信号分解实验8个滤波器通阻带参数需学生设计，可检验学生对复杂信号谐波特性理解；实验界面能实时展示原始信号时域频域波形、每个谐波时域波形、合成信号时域频域波形；
5、支持数字信号处理：连续信号的时域采样与离散信号的零阶保持输出，系统响应及系统稳定性，离散系统的Z域分析——利用z变换零极点图设计简单滤波器，IIR滤波器的直接型结构和级联型结构，巴特沃斯、切比雪夫、椭圆等IIR滤波器，基于窗函数法的FIR数字滤波器设计，基于频率采样法的FIR数字滤波器设计，基于matlab的fdatool工具滤波器设计等实验；
6、板卡内置双通道数据采集卡，可选测试点，每通道采样率不低于1M，仪器采用实体示波器面板，扫描速度、灵敏度、工作方式、触发方式、余辉时间均可设置；支持FFT功能；
7、信号系统实验内容：
阶跃响应与冲激响应、有源无源滤波器、抽样定理与信号恢复、二阶网络状态轨迹的显示与稳定性研究、零输入响应与零状态响应、二阶电路传输特性、信号卷积实验、任意信号的分解与合成、谐波幅度对波形合成的影响、相位对波形合成的影响、数字滤波器及各种滤波器性能分析、信号时频域分析、信号尺度变换等实验；

（5）通信原理实验板卡
1、长条液晶浏览器操作，包含实验课件调阅、实物模块图拖放、虚拟仪器信号测试、实验数据与测试波形存取、电子报告设计上传；
2、每个板卡采用ARM+FPGA架构、IP访问、硬件资源全开放、支持所有实验的二次开发、远程固件升级、远程开发算法动态加载；
3、每个硬件单元内嵌实验所需的虚拟仪器：基带信号源、两个4通道示波器、逻辑分析仪、误码仪等；
①4通道虚拟示波器，扫描速度、触发方式、Y轴灵敏度、耦合方式、Display（X-Y、余辉）、MATH（+、-、FFT）；
②8通道逻辑分析仪，采样率、同步方式可设置，两个游标线可拖动，便于测试码元宽度；
③全功能误码仪，码速、码型等可设置，测试时间、误码率可统计；
④基带信号源,随机码码型、速率可设，16位设置数据任选、速率可调；
4、实时解析PAM 、PCM、CVSD编译码原理，能在屏幕形象展示信源编译码“带限”、“抽样”、“量化”、“编码”过程；
5、有完整的信道纠错编译码功能，支持卷积、汉明、交织、循环等编码方式，多通道虚拟逻辑分析仪实时展示信道编译码原理； 
6、基于FPGA和高速AD/DA实现数字调制解调，支持ASK、FSK、PSK（DPSK）、QPSK等数字系统实验，每个实验均配有形象的信号处理流程图并标注测试点位置；可设置参数包括基带数据、载波频率（8KHZ-4096KHZ连续可调）、环路滤波器参数、判决电平、解调端载波相位（便于观察相位模糊）、QPSK调制方式（A或B）、噪声电平等等；全功能误码仪实时测试不同数字调制系统抗干扰性能；频谱仪实时分析不同数字调制系统频带利用率；
7、内嵌不低于60个“信号处理与数字通信“算法控件和测试仪器控件，学生用鼠标拖放、关联、配置控件，构成数字通信系统，训练学生掌握数字通信系统各要素作用、系统性能指标物理意义、调测方法；
8、“个人实验室”内嵌射频前端，对接“通信原理实验板卡”数字调制解调，支持多种无线通信系统设计；射频前端频率范围：30MHz-6GHz，最大发射功率：不小于-15dBm；
9、通信原理实验类型：信源编译码实验（PAM、PCM、CVSD）；码型变换与线路编译码实验；信道纠错编译码与性能评测实验（汉明、交织、循环、卷积）；复用解复用与位同步帧同步实验；载波同步性能验证实验；数字调制解调实验（ASK、FSK、DPSK、DQPSK）等； 
10、配套调频收音机、音视频无线对讲机设计例程；

（6）自主开发模块
标配两个自主开发设计模块，用于学生自主设计高频模拟接收机电路、通信算法设计；
1、高频模拟接收机设计模块：内置模拟接收机电路所需的电阻、电容、晶体管、电感、电位器、检波二极管等器件，内嵌接收机电路调测用的音频信号、高频信号、双通道示波器；学生用杜帮线自主设计并调测模拟接收机单元电路，满足指标后可在长条液晶上切换并替换实验板卡上调幅接收机对应单元电路，验证设计电路在调幅接收机系统中的性能；
2、通信原理算法设计模块：模块内置大规模FPGA，通过总线和个人实验室内插“通信原理实验板卡”互联，学生可用硬件描述语言设计面向产品的通信算法，满足指标后在长条液晶上切换并替换实验板卡上数字通信系统中对应单元，验证设计算法在数字通信系统系统中的性能；