南理工通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、目錄實(shí)驗(yàn)一？抽樣定理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七HDB3碼型變換實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)HBPSK調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)21實(shí)驗(yàn)十九？濾波法及數(shù)字鎖相環(huán)法位同步提取實(shí)驗(yàn)29實(shí)驗(yàn)一？抽樣定理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .了解抽樣定理在通信系統(tǒng)中得重要性。2 .掌握自然抽樣與平頂抽樣得實(shí)現(xiàn)方法。3 .理解低通采樣定理得原理。4 .理解實(shí)際得采樣系統(tǒng).5 .理解低通濾波器得幅頻特性與對(duì)抽樣信號(hào)恢復(fù)得影響。6 .理解帶通采樣定理得原理.實(shí)驗(yàn)器材1 .主控&信號(hào)源、3號(hào)模塊。？各一塊2 .雙蹤示波器？一臺(tái)3. 連接線？若干實(shí)驗(yàn)原理1 .實(shí)驗(yàn)原理框圖瑞信源編譯碼模塊圖1T抽樣定理實(shí)驗(yàn)框圖2 .實(shí)驗(yàn)框圖說(shuō)明抽樣信號(hào)由抽樣電路產(chǎn)生。將輸入得被抽樣信號(hào)與抽樣脈

2、沖相乘就可以得到自然抽樣信號(hào)，自然抽樣信號(hào)經(jīng)過(guò)保持電路得到平頂抽樣信號(hào)。平定抽樣與自然抽樣信號(hào)就是通過(guò)S1切換輸出得.抽樣信號(hào)得恢復(fù)就是將抽樣信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器，即可得到恢復(fù)得信號(hào)。這里濾波器可以選用抗混疊濾波器（8階3、4khz得巴特沃斯低通濾波器）或fpga數(shù)字濾波器（有FIR、IIR兩種）.反sinc濾波器不就是用來(lái)恢復(fù)抽樣信號(hào)得，而就是用來(lái)應(yīng)對(duì)孔徑失真現(xiàn)象。要注意，這里得數(shù)字濾波器就是借用得信源編譯碼部分得端口。在做本實(shí)驗(yàn)室與信源編譯碼得內(nèi)容沒(méi)有聯(lián)系。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與波形觀測(cè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一？抽樣信號(hào)觀測(cè)及抽樣定理驗(yàn)證?概述:通過(guò)不同頻率得抽樣時(shí)鐘，從時(shí)域與頻域兩方面觀測(cè)自然抽樣與平頂抽樣得輸

3、出波形，以及信號(hào)恢復(fù)得混疊情況，從而了解不同抽樣方式得輸出差異與聯(lián)系，驗(yàn)證抽樣定理。注:通過(guò)觀測(cè)頻譜可以瞧到當(dāng)抽樣脈沖小于2倍被抽樣信號(hào)頻率時(shí)，信號(hào)會(huì)產(chǎn)生混疊1.關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。源端口目標(biāo)端口連線說(shuō)明信號(hào)源:MUSIC模塊3:TH1（被抽樣信號(hào)）;將被抽樣信號(hào)送入抽樣單兀3源：A-OUT模塊3:TH2（抽樣脈沖）提供抽樣時(shí)鐘模塊3:TH3（抽樣輸出）模塊3:TH5(LPFIN)送入模擬低通濾波器2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】一【通信原理】一【抽樣定理】。調(diào)節(jié)主控模塊得W1使Aout輸出峰峰值為3V.3、此時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：被抽樣信號(hào)MUSIC為幅度4V、頻率3K+1K正弦

4、合成波.抽樣脈沖A-OUT為幅度3V、頻率9khz、占空比20%得方波。4、波形觀測(cè)（1）主控MUSIC波形（2）自然抽樣輸出”喝(3)平頂抽樣輸出(4)LPFOUT(此時(shí)采樣頻率為7、9khz)思考:理論上當(dāng)采樣頻率低于2倍得信號(hào)最高頻率時(shí)恢復(fù)得波形會(huì)失真。實(shí)驗(yàn)中當(dāng)抽樣脈沖頻率為7、9khz時(shí)輸出波形剛好有失真，從而驗(yàn)證了奈奎斯特采樣定理。實(shí)驗(yàn)二？濾波器幅頻特性對(duì)抽樣信號(hào)恢復(fù)得影響?概述該項(xiàng)目就是通過(guò)改變不同抽樣時(shí)鐘頻率，分別觀測(cè)與繪制抗混疊低通濾波與FIR數(shù)字濾波得幅頻特性曲線，并比較抽樣信號(hào)經(jīng)過(guò)兩種濾波器后得恢復(fù)效果，從而了解與探討不同了不起幅頻特性對(duì)抽樣信號(hào)恢復(fù)得影響。1.測(cè)試抗混疊濾

5、波器得幅頻特性曲線(1)關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。源端口目標(biāo)端口連線說(shuō)明佶號(hào)源：AOUT模塊3:TH5(LPF-IN):將信號(hào)送入模擬濾波器(2)開電，設(shè)置主控模塊，選擇【信號(hào)源】一【輸出波形】與【輸出頻率】，通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)旋鈕，使AOUT主控&信號(hào)源輸出頻率5khz、峰峰值為3V得正弦波。(3)此時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：抗混疊低通濾波器得輸入信號(hào)為頻率5khz、幅度3V得正弦波。(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格A-OUT得頻率/khz54、94、84、74、64、5基頻幅度/V0、540、6120、70、8240、941、084、34、24、143、93、83、71、41、591、822、182、342、48

6、3、63、53、43、33、23、132、62、72、762、82、842、862、842、521、512、92、922、923(5)幅頻特性曲線抗混疊濾波器的幅頻特性0123456思考:對(duì)于3khz低通濾波器，為了更好得畫出幅頻特性曲線，我們可以如何調(diào)整信號(hào)源輸入頻率得步進(jìn)值大??？答：當(dāng)輸入波形頻率遠(yuǎn)離3、4khz時(shí)增大頻率間隔，當(dāng)輸入波形頻率接近3、4khz時(shí)減小頻率間隔.低通濾波器得截止頻率為3、4khz,則選取0、68khz得整數(shù)倍測(cè)幅頻得到得曲線會(huì)更接近理論曲線，可將信號(hào)源輸入頻率得步進(jìn)值調(diào)整為680hzo2.測(cè)試FIR數(shù)字濾波器得幅頻特性曲線(1)關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。源端口目

7、標(biāo)端口連線說(shuō)明佶號(hào)源：A-OUT模塊3:TH13(編碼輸入)將信號(hào)送入數(shù)字濾波器(2)開電，設(shè)置主控菜單：選擇【主菜單】一【通信原理】一【抽樣定理】一【FIR濾波器】.調(diào)節(jié)【信號(hào)源】，使AOUT輸出頻率5khz、峰峰值為3V得正弦波。(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格A-OUT得頻率/khz54、54、44、34、24、1基頻幅度/V0、040、0760、1190、170、2030、37643、93、83、73、63、53、40、5120、670、8761、11、351、641、923、33、23、132、92、82、72、222、52、843、123、43、643、922、62、52、42、32、22、12

8、4、124、44、564、684、84、884、961、5(4)幅頻特性曲線FIR濾波器的幅頻特性思考:對(duì)于3khz低通濾波器，為了更好得畫出幅頻特性曲線，我們可以如何調(diào)整信號(hào)源輸入頻率得步進(jìn)值大??？答:在測(cè)量頻率特性曲線時(shí)，當(dāng)輸入波形頻率遠(yuǎn)離3khz時(shí)增大頻率間隔，當(dāng)輸入波形頻率接近3khz時(shí)減小頻率間隔。調(diào)整信號(hào)源輸入頻率得步進(jìn)值為600hz,能更好得畫出幅頻特性曲線。3.分別利用上述兩個(gè)濾波器對(duì)被抽樣信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)，比較被抽樣信號(hào)得恢復(fù)效果關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線：源端口目標(biāo)端口連線說(shuō)明信號(hào)源：MUSIC模塊3:TH1（被抽樣信號(hào)）:提供被抽樣信號(hào)佶號(hào)源：AOUT模塊3:TH2（抽樣脈沖）

9、提供抽樣時(shí)鐘模塊3:TH3（抽樣輸出）模塊3:TH5(LPF-IN)P送入模擬低通濾波器模塊3:TH3（抽樣輸出）模塊3:TH13（編碼輸入）送入FIR數(shù)字低通濾波器（2）開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】一【通信原理】一【抽樣定理】一【FIR濾波器】。調(diào)節(jié)W1主控&信號(hào)源使信號(hào)A-OUT輸出峰峰值為3V左右.（3）此時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：待抽樣信號(hào)MUSIC為3K+1K正弦合成波，抽樣時(shí)鐘信號(hào)A-OUT為頻率9khz、占空比20%得方波。當(dāng)設(shè)置采樣頻率為7、5khz時(shí),抗混疊濾波器（CH1）在電壓為負(fù)值時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重失真，而FIR數(shù)字濾波器（CH2）得恢復(fù)結(jié)果說(shuō)明采樣后得信號(hào)發(fā)生了混疊.?思考:

10、不同濾波器得幅頻特性對(duì)抽樣恢復(fù)有何影響？答:模擬濾波器得恢復(fù)結(jié)果理論上更接近幅頻特性，實(shí)際中會(huì)受到元件因素得影響;FIR數(shù)字濾波器可以實(shí)現(xiàn)相位得匹配。實(shí)驗(yàn)三濾波器相頻特性對(duì)抽樣信號(hào)恢復(fù)得影響概述：該項(xiàng)目就是通過(guò)改變不同抽樣始終頻率，從時(shí)域與頻域兩方面分別觀測(cè)抽樣信號(hào)經(jīng)過(guò)FIR濾波與IIR濾波后得恢復(fù)失真情況，從而了解與探討不同濾波器相頻特性對(duì)抽樣信號(hào)恢復(fù)得影響。觀察被抽樣信號(hào)經(jīng)過(guò)f1r低通濾波器與i1r低通濾波器后，所恢復(fù)信號(hào)得頻譜.1.關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。源端口目標(biāo)端口連線說(shuō)明佶號(hào)源MUSIC模塊3:TH1（被抽樣信號(hào)）提供被抽樣信號(hào)佶號(hào)源：AOUT模塊3:TH2（抽樣脈沖）提供抽樣時(shí)

11、鐘模塊3:TH3（抽樣輸出）模塊3:TH13（編碼輸入）:將信號(hào)送入數(shù)字濾波器2.開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】一【通信原理】一【抽樣定理】。調(diào)節(jié)W1&信號(hào)源使信號(hào)AOUT輸出峰峰值為3V左右。3、 此時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：待抽樣信號(hào)MUSIC為3K+1K正弦合成波，抽樣時(shí)鐘信號(hào)A-OUT為頻率9khz、占空比20%得方波。4、 實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測(cè)。a、觀測(cè)彳t號(hào)經(jīng)fir濾波后波形恢復(fù)效果：設(shè)置主控*II塊菜單，選擇【抽樣定理】一【FIR濾波器】；設(shè)置【信號(hào)源】使AOUT輸出得抽樣時(shí)鐘頻率為7、5khz;用示波器觀測(cè)恢復(fù)信號(hào)譯碼輸出3#得波形與頻譜。b、觀測(cè)信號(hào)經(jīng)iir濾波后波形恢復(fù)效果：

12、設(shè)置主控模塊菜單，選擇【抽樣定理】一【IIR濾波器】；設(shè)置【信號(hào)源】使A-OUT輸出得抽樣時(shí)鐘頻率為7、5khz;用示波器觀測(cè)恢復(fù)信號(hào)譯碼輸出3(c得波形(CH1)與頻譜。c、探討被抽樣信號(hào)經(jīng)不同濾波器恢復(fù)得頻譜與時(shí)域波形:被抽樣信號(hào)與經(jīng)過(guò)濾波器后恢復(fù)得信號(hào)之間得頻譜就是否一致？如果一致，就是否就就是說(shuō)原始信號(hào)能夠不失真得恢復(fù)出來(lái)？用示波器分別觀測(cè)f1r濾波恢復(fù)與iir濾波恢復(fù)情況下，譯碼輸出3#得時(shí)域波形就是否完全一致，如果波形不一致，就是失真呢皿就是有相位得平移呢？如果相位有平移，觀測(cè)并計(jì)算相位移動(dòng)時(shí)間。答：恢復(fù)出得信號(hào)與被抽樣信號(hào)不完全一致，同時(shí)同一信號(hào)經(jīng)FIR與IIR濾波器恢復(fù)出得波形

13、也不一致，同時(shí)兩種濾波器輸出波形都大約相對(duì)于原始波形延遲1ms。五、問(wèn)題分析1、濾波器得幅頻特性就是如何影響抽樣恢復(fù)信號(hào)得描述平頂抽樣與自然抽樣得原理與實(shí)現(xiàn)方法。答:抗混疊濾波器得截止頻率等于源信號(hào)譜中最高頻率fn,將高頻分量濾除。經(jīng)濾波后得到得信號(hào)包含了原信號(hào)頻譜得全部?jī)?nèi)容，故在低通濾波器輸出端可以得到恢復(fù)后得原信號(hào)。當(dāng)抽樣頻率小于2倍得原信號(hào)得最高頻率即濾波器得截止頻率時(shí)，抽樣信號(hào)得頻譜會(huì)發(fā)生混疊現(xiàn)象，從發(fā)生混疊后得頻譜中無(wú)法用低通濾波器獲得信號(hào)頻譜得全部?jī)?nèi)容，從而導(dǎo)致失真。平頂抽樣原理：抽樣脈沖具有一定持續(xù)時(shí)間，在脈寬期間其幅度不變，每個(gè)抽樣脈沖頂部不隨信號(hào)變化.實(shí)際應(yīng)用中就是采用抽樣保

14、持電路來(lái)實(shí)現(xiàn)得。自然抽樣原理抽樣脈沖具有一定持續(xù)時(shí)間，在脈寬期間其幅度不變，每個(gè)抽樣脈沖頂部隨信號(hào)幅度變化用周期性脈沖序列與信號(hào)相乘就可以實(shí)現(xiàn).2、思考一下，實(shí)驗(yàn)步驟中采用3K+1K正弦合成波作為被抽樣信號(hào)，而不就是單一頻率得正弦波，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中波形變化得觀測(cè)上有什么區(qū)別？對(duì)抽樣定理理論與實(shí)際得研究有什么意義？答:觀測(cè)波形變化時(shí)可以方便地通過(guò)比較兩個(gè)極大值得大小來(lái)查瞧失真情況，觀測(cè)波形變化時(shí)更穩(wěn)定，使抽樣定理理論得驗(yàn)證結(jié)果更可靠實(shí)驗(yàn)七HDB3碼型變換實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .了解幾種常用得數(shù)字基帶信號(hào)得特征與作用2 .了解HDB3碼得編譯規(guī)則3 .了解濾波法位同步在碼變換過(guò)程中得作用.實(shí)驗(yàn)器材?各一

15、塊* 一臺(tái)1、主控&信號(hào)源、2號(hào)、8號(hào)、13號(hào)模塊2、雙蹤示波器3、連接線若干三.實(shí)驗(yàn)原理數(shù)字通信系統(tǒng)中，有時(shí)不經(jīng)過(guò)數(shù)字基帶信號(hào)與信道信號(hào)之間得變換，只由終端設(shè)備進(jìn)行信息與數(shù)字基帶信號(hào)之間得變換，然后直接傳輸數(shù)字基帶信號(hào).在基帶傳輸中經(jīng)常采用AMI碼（符號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼）與HDB3碼（三階高密度雙極性碼）。適合線路上傳輸?shù)么a型，以下幾點(diǎn)考慮：1、在選用得碼型得頻譜中應(yīng)該沒(méi)有直流分量，低頻分量也應(yīng)盡量少。這就是因?yàn)榻K端機(jī)輸出電路或再生中繼器都就是經(jīng)過(guò)變壓器與電纜相連接得，而變壓器就是不能通過(guò)直流分量與低頻分量得。2、傳輸型得頻譜中高頻分量要盡量少這就是因?yàn)殡娎|中信號(hào)線之間得串話在高頻部分更為嚴(yán)重，當(dāng)

16、碼型頻譜中高頻分量較大時(shí)，就限制了信碼得傳輸距離或傳輸質(zhì)量3、碼型應(yīng)便于再生定時(shí)電路從碼流中恢復(fù)位定時(shí)。若信號(hào)中連“0較長(zhǎng)則等效于一段時(shí)間沒(méi)有收脈沖，恢復(fù)位定時(shí)就困難，所以應(yīng)該使變換后得碼型中連“0”較少.4、設(shè)備簡(jiǎn)單，碼型變換容易實(shí)現(xiàn).（5）選用得碼型應(yīng)使誤碼率較低.雙極性基帶信號(hào)波形得誤碼率比單極性信號(hào)得低。根據(jù)這些原則，在傳輸線路上通常采用AMI碼與HDB3碼。HDB3碼（三階高密度雙極性碼）編碼規(guī)則：連0串4時(shí)，進(jìn)行AMI編碼，即傳號(hào)極性交替；連。串=4時(shí)，將第4個(gè)0變?yōu)榉?。符?hào)（+V或-V）,稱破壞脈沖V碼；當(dāng)相鄰V之間有偶數(shù)個(gè)（含。個(gè)）非。符號(hào)時(shí)，再將該小段得第1個(gè)0變換成B,稱附

17、加脈沖B碼。極性規(guī)則：極性交替規(guī)則1碼與B”碼一起作極性交替，“V”碼也作極性交替；極性破壞規(guī)則一一“V”碼必須與前一個(gè)“1”碼或“B”碼同極性。例：基帶二進(jìn)制：100001000011000011AMI碼：一10000+100001+100001+1HDB3碼：一1000-V+1000+V1+1-B00-V+1-1特點(diǎn)：無(wú)直流分量，且只有很小得低頻分量;HDB3中連。串得數(shù)目至多為3個(gè)，易于提取定時(shí)信號(hào)；編碼規(guī)則復(fù)雜，但譯碼較簡(jiǎn)單。解碼規(guī)則：尋找兩個(gè)相鄰得同極性碼，后者即為“V”碼；把“V”碼連同其前3位碼均改為“0”,所有得“土1”均改為1”,即恢復(fù)信號(hào)。AMI碼:我們用“0”與“1”代表

18、傳號(hào)與空號(hào).AMI碼得編碼規(guī)則就是“0”碼不變，“1”碼則交替地轉(zhuǎn)換+1與一1。當(dāng)碼序列就是100100011101時(shí)，AMI碼就變?yōu)椋?100-1000+1-1+10-1.這種碼型交替出現(xiàn)正、負(fù)極脈沖，所以沒(méi)直流分量，低頻分量也很少。這種碼得反變換也很容易，在再生信碼時(shí)，只要將信號(hào)整流，即可將“-1”轉(zhuǎn)換成“+1”，恢復(fù)成單極性碼，這種未能解決信號(hào)中得長(zhǎng)“0”得問(wèn)題。四.實(shí)驗(yàn)步驟與波形1、編碼輸入數(shù)據(jù)TH32.編碼輸出數(shù)據(jù)TH13 .編碼輸入數(shù)據(jù)及基帶碼元奇數(shù)位波形（黃色：編碼輸入數(shù)據(jù)）（藍(lán)色:基帶碼元基數(shù)位波形）4 .碼元輸入數(shù)據(jù)及基帶碼元偶數(shù)位波形（黃色:編碼輸入數(shù)據(jù)）（藍(lán)色:基帶碼元偶

19、數(shù)位波形）5.TP2與TP3相減后得波形6.編碼輸入數(shù)據(jù)與譯碼輸出數(shù)據(jù)（黃色編碼輸入數(shù)據(jù)）（藍(lán)色:譯碼輸出數(shù)據(jù)）思考：譯碼過(guò)后得信號(hào)波形與輸入信號(hào)波形相比延時(shí)多少答:波形相比延遲了五個(gè)時(shí)鐘周期7.TP4(HDB3-A2)及TP8(HDB3-B2)8.TP5（HDB3輸入）頻譜分量9.TP3（單極T碼）頻譜分量10.編碼輸入時(shí)鐘及譯碼輸出時(shí)鐘（黃色：編碼輸入時(shí)鐘）（藍(lán)色：譯碼輸出時(shí)鐘）五.問(wèn)題分析分析電路得實(shí)驗(yàn)原理，敘述其工作過(guò)程(1)先將消息代碼變換成AMI碼若AMI碼中連0得個(gè)數(shù)小于4,此時(shí)得AMI碼就就是HDB3碼(2)若AMI碼中連0得個(gè)數(shù)大于4,則將每4個(gè)連0小段得第4個(gè)0變換成與前一

20、個(gè)非0符號(hào)(+或一)同極性得符號(hào)，用V表示(前一非零符號(hào)極性為十則第4個(gè)0轉(zhuǎn)換成+V；同理若極性為一，則轉(zhuǎn)換為一V)；(3)為了不破壞極性交替反轉(zhuǎn)，當(dāng)相鄰V符號(hào)之間有偶數(shù)個(gè)非0符號(hào)時(shí)，再將該小段得第1個(gè)0變換成+B或-B,B符號(hào)得極性與前一非零符號(hào)得極性相反，并讓后面得非零符號(hào)從V符號(hào)開始再交替變化。實(shí)驗(yàn)十一BPSK調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握BPSK調(diào)制與解調(diào)得基本原理；2、掌握BPSK數(shù)據(jù)傳過(guò)程，熟悉典型電路；3、了解數(shù)字基帶波形時(shí)域形成得原理與方法，掌握滾降系數(shù)得概念；4、熟悉BPSK調(diào)制載波包絡(luò)得變化；5、掌握BPSK載波恢復(fù)特點(diǎn)與位定時(shí)恢復(fù)得基本方法；二、實(shí)驗(yàn)器材1、主控&信號(hào)

21、源、9號(hào)、13號(hào)模塊？各一塊2、雙蹤示波器？一臺(tái)3、連接線？若干三、實(shí)驗(yàn)原理?1。實(shí)驗(yàn)原理框圖P派澗J及轉(zhuǎn)評(píng)L：原利就丹2、實(shí)驗(yàn)框圖說(shuō)明基帶信號(hào)得1電平與0電平信號(hào)分別與256KHz載波及256KHz反相載波相乘，疊加后得到BPSK調(diào)制輸出；已調(diào)信號(hào)送入到13模塊載波提取單元得到同步載波；已調(diào)信號(hào)與相干載波相乘后，經(jīng)過(guò)低通濾波與門限判決后，解調(diào)輸出原始基帶信號(hào)四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及波形觀測(cè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一？BPSK調(diào)制信號(hào)觀測(cè)概述：BPSK調(diào)制實(shí)驗(yàn)中，信號(hào)就是用相位相差180。得載波變換來(lái)表征被傳遞得信息。本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)比觀測(cè)基帶信號(hào)波形與調(diào)制輸出波形來(lái)驗(yàn)證BPSK調(diào)制原理。1、關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。源端

22、口目得端口連線說(shuō)明信號(hào)源：PN模塊9:TH1（基帶信號(hào)）調(diào)制信號(hào)輸入佶號(hào)源：256KHz模塊9:TH14(載波1)載波1輸入佶號(hào)源:256KHz模塊9:TH3（載波2）載波2輸入模塊9:TH4（調(diào)制輸出）模塊13:TH2（載波同步輸入）載波同步模塊信號(hào)輸入模塊13:TH1(SIN)模塊9:TH10（相干載波輸入）用于解調(diào)得載波模塊9:TH4（調(diào)制輸出）模塊9:TH7（解調(diào)輸入）解調(diào)信號(hào)輸入2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】一【通信原理】一【BPSK/DBPSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)】。將9號(hào)模塊得S1撥為0000調(diào)節(jié)信號(hào)源模塊W3使256KHz載波信號(hào)峰峰值為3Vo3、此時(shí)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：PN序列輸

23、出頻率32KHZo4、實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測(cè)。以9號(hào)模塊“NRZ-I（CH1）為觸發(fā)，觀測(cè)“I（tH2）;以9號(hào)模塊“NRZ-Q（CH1）為觸發(fā)，觀測(cè)“Q”（CH2）。以9號(hào)模塊“基帶信號(hào)(CH1)為觸發(fā)，觀測(cè)“調(diào)制輸出”(CH2).思考:分析以上觀測(cè)得波形，分析與ASK有何關(guān)系？答:BPSK得基帶信號(hào)為雙極性碼,ASK得基帶信號(hào)為單極性碼。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二BPSK解調(diào)觀測(cè)（9號(hào)模塊），觀察就是否有延時(shí)現(xiàn)象，并且概述:本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)比觀測(cè)基帶信號(hào)波形與解調(diào)輸出波形SK解調(diào)原理.0 0”.1使“ SIN”得波形穩(wěn)定，即恢驗(yàn)證BPSK解調(diào)原理。觀測(cè)解調(diào)中間觀測(cè)點(diǎn)TP8，深入理解BP1、保持實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一中得連線。

24、將9號(hào)模塊得S1撥為“002、以9號(hào)模塊測(cè)13號(hào)模塊彳導(dǎo)“SIN”，調(diào)節(jié)13號(hào)模塊得W復(fù)出載波?；謴?fù)得載波如CH2所示.3、以9號(hào)模塊得“基帶信號(hào)”（CH1）為觸發(fā)觀測(cè)“BSK解調(diào)輸出（CH2）,多次單擊13號(hào)模塊得“復(fù)位”按鍵。觀測(cè)“BPSK解調(diào)輸出得變化。?恢復(fù)出得波形與原信號(hào)有時(shí)同相，有時(shí)反響.？4、以信號(hào)源得CLK為觸發(fā)，測(cè)9號(hào)模塊LPF-BPSK,觀測(cè)眼圖。思考：“BPSK解調(diào)輸出”就是否存在相位模糊得情況勸什么會(huì)有相位模糊得情況？答：BPSK解調(diào)輸出存在相位模糊得情況，因?yàn)榛謴?fù)得本地載波與相干載波可能同相也可能反相.五、問(wèn)題分析1、分析實(shí)驗(yàn)電路得工作原理，簡(jiǎn)述其工作過(guò)程。輸入得基帶

25、信號(hào)由轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)接后分成兩路，一路經(jīng)過(guò)差分編碼控制256KHz得載頻，另一路經(jīng)倒相去控制256KHz得載頻。解調(diào)采用鎖相解調(diào)，只要在設(shè)計(jì)鎖相環(huán)時(shí)，使它鎖定在FSK得一個(gè)載頻上此時(shí)對(duì)應(yīng)得環(huán)路濾波器輸出電壓為零，而對(duì)另一載頻失鎖，則對(duì)應(yīng)得環(huán)路濾波器輸出電壓不為零，在鎖相環(huán)路濾波器輸出端就可以獲得原基帶信號(hào)得信息。2、分析BPSK調(diào)制解調(diào)原理。調(diào)制原理：基帶信號(hào)先經(jīng)過(guò)差分編碼得到相對(duì)碼，再根據(jù)相對(duì)碼進(jìn)行絕對(duì)調(diào)相，即將相對(duì)碼得1電平與0電平信號(hào)分別與256K載波及256K反相載波相乘，疊加后得到DBPSK調(diào)制輸出。解調(diào)原理：對(duì)2DPSK信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對(duì)碼，再經(jīng)碼反變換器變換為絕對(duì)碼，進(jìn)而恢

26、復(fù)出發(fā)送得二進(jìn)制數(shù)字信息。實(shí)驗(yàn)十九？濾波法及數(shù)字鎖相環(huán)法位同步提取實(shí)驗(yàn)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握濾波法提取位同步信號(hào)得原理及其對(duì)信息碼得要求2 .掌握用數(shù)字鎖相環(huán)提取位同步信號(hào)得原理及其對(duì)信息代碼得要求3. 掌握位同步器得同步建立空間、同步保持時(shí)間、位同步信號(hào)同步抖動(dòng)等概念二實(shí)驗(yàn)器材1. 主控&信號(hào)源、13、8模塊?各一塊2. 雙蹤示波器?一臺(tái)3. 連接線?若干三實(shí)驗(yàn)原理1、位同步得重要性數(shù)字通信中，除了有載波同步得問(wèn)題外,還有位同步得問(wèn)題。因?yàn)樾畔⒕褪且淮嗬^得信號(hào)碼元得序列，解調(diào)時(shí)常需知道每個(gè)碼元得起止時(shí)刻.因此,接收端必須產(chǎn)生一個(gè)用作抽樣判決得定時(shí)脈沖序列，它與接收碼元得終止時(shí)刻應(yīng)對(duì)齊我們把

27、在接收端產(chǎn)生與接收碼元得重復(fù)頻率與相位一致得定時(shí)脈沖序列得過(guò)程稱為碼元同步或位同步,而稱這個(gè)定時(shí)脈沖列為碼元同步脈沖或位同步脈沖。要使數(shù)字通信設(shè)備正常工作，離不開正確得位同步信號(hào)。如果位同步脈沖發(fā)生嚴(yán)重抖動(dòng)或缺位,則使數(shù)字通信產(chǎn)生誤碼;嚴(yán)重時(shí)使通信造成中斷。影響位同步恢復(fù)得主要原因: 輸入位同步電路得信號(hào)質(zhì)量; 信號(hào)得編碼方式：碼元中存在長(zhǎng)連“0”或長(zhǎng)連“1”.在實(shí)際通信系統(tǒng)中為了節(jié)省傳輸頻帶與減小對(duì)鄰近頻道得干擾,一般采用限帶傳輸。也就就是將調(diào)制信號(hào)在基帶中進(jìn)行滾降處理或在中頻將已調(diào)信號(hào)進(jìn)行中頻濾波器成形。這樣得信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸與解調(diào)器解調(diào)，如QPSK系統(tǒng)則輸出就是I、O二路模擬信號(hào)，由于其形狀

28、得原因,因此稱為眼圖。位同步取樣位置對(duì)眼圖得開啟位置影響很大。2。位同步得主要技術(shù)指標(biāo)：(1)靜態(tài)相差在相干解調(diào)系統(tǒng)中，接收到得信號(hào)眼圖就是由調(diào)制器成型濾波器得衰降系統(tǒng)決定得。為了充分利用接收到得信號(hào)能量,通常把位同步得抽樣脈沖相位調(diào)到眼圖最大開啟位置。在這個(gè)位置進(jìn)行判決認(rèn)為就是最佳,稱靜態(tài)相差為零.相反位同步得抽樣脈沖相位偏離了眼圖得最大開啟位置,就會(huì)造成誤碼或接收機(jī)門限特性下降。通常很多位同步提取電路都存在著一個(gè)固定靜態(tài)相差。要通過(guò)電路補(bǔ)償及移相方法來(lái)調(diào)正位同步得最佳取樣點(diǎn)。?(2)相位抖動(dòng)數(shù)字通信中相位抖動(dòng)就是隨著傳輸距離、中繼次數(shù)及復(fù)接/分接數(shù)目得增加而積累,它對(duì)數(shù)字通信得影響類似于噪

29、聲對(duì)模擬通信得影響。因此相位抖動(dòng)也常被稱為數(shù)字噪聲。當(dāng)考慮抖動(dòng)對(duì)數(shù)字網(wǎng)得影響時(shí),常用相位抖動(dòng)最大峰峰值概念.它表示相位抖動(dòng)時(shí)間函數(shù)得最大值與最小值之間得差值。在數(shù)字網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)我們要求位同步提取能夠有較好得承受最大輸入抖動(dòng)與最小輸出抖動(dòng)能力。?(3)同步建立時(shí)間由于位同步恢復(fù)一般要采用帶有時(shí)間常數(shù)得電路.例如采用鎖相環(huán)提取同步信號(hào)方法。因鎖相環(huán)中得頻分器得時(shí)間常數(shù)取值不一樣,同步得建立時(shí)間也不一樣。對(duì)于常規(guī)得數(shù)字通信系統(tǒng),同步建立時(shí)間都能滿足一定得要求。但對(duì)于突發(fā)模式或跳數(shù)模式得數(shù)字通信,同步建立時(shí)間就是一項(xiàng)十分重要得技術(shù)指標(biāo)。(4)同步保持時(shí)間從接收信號(hào)消失起,到位同步電路輸出得位同步信號(hào)中斷為

30、止得這段時(shí)間稱位同步保持時(shí)間。在數(shù)字通信中我們要求位同步提取電路要求建立時(shí)間短，保持時(shí)間長(zhǎng)。這樣可以盡量減少由于信道衰減造成位同步得中斷. .數(shù)字通信位同步恢復(fù)得各種方法一類方法就是發(fā)端專門發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，而另一類就是直接從數(shù)字信號(hào)中提取位同步信號(hào)得方法后者就是數(shù)字通信中經(jīng)常采用得一種方法。1)濾波法已經(jīng)知道，對(duì)于不歸零得隨機(jī)二進(jìn)制序列，不能直接從其中濾出位同步信號(hào)。但就是，若對(duì)該信號(hào)進(jìn)行某種變換，例如，變成歸零脈沖后，則該序列中就有f=1/T得位同步信號(hào)分量，經(jīng)一個(gè)窄帶濾波器，可濾出此信號(hào)分量，再將它通過(guò)一移相器調(diào)整相位后，就可以形成位同步脈沖。這種方法得方框圖如圖341所示。它得特點(diǎn)就是先形

31、成含有位同步信息得信號(hào)，再用濾波器將其濾出.下面，介紹幾種具體得實(shí)現(xiàn)方法。窄帶法同步提取法就是其中得一種。另一種常用得波形變換方法就是對(duì)帶限信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波.在某些數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)中，經(jīng)常在中頻上用對(duì)頻帶受限得二相移相信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波得方法來(lái)提取位同步信號(hào)。頻帶受限得二相PSK信號(hào)波形如圖34-3(a)所示。因頻帶受限，在相鄰碼元得相位變換點(diǎn)附近會(huì)產(chǎn)生幅度得平滑陷落”。經(jīng)包絡(luò)檢波后，可得圖343(b)所示得波形?？梢郧瞥?，它就是一直流與圖34-3(c)所示得波形相減而組成得，因此包絡(luò)檢波后得波形中包含有如圖34-3(c)所示得波形，而這個(gè)波形中已含有位同步信號(hào)分量。因此,將它經(jīng)濾波器后就可提取出位同步信號(hào)。2)鎖相法位同步鎖相法得基本原理與載波同步得類似.在接收端利用鑒相器比較接收碼元與本地產(chǎn)生得位同步信號(hào)得相位若兩者相位不一致(超前或滯后)，鑒相器就產(chǎn)生誤差信號(hào)去調(diào)整位同步信號(hào)得相位，直到獲得準(zhǔn)確得位同步信號(hào)為止.前面討論得濾波法原理中，窄帶濾波器可以就是簡(jiǎn)單得單調(diào)諧回路或晶體濾波器，也可以就是鎖相環(huán)路.我們把采用鎖相環(huán)來(lái)提取位同步信號(hào)得方法稱為鎖相法。下面介紹在數(shù)字通信中常采用得數(shù)字鎖相法提取位同步信號(hào)得原理。四.實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)果1、分別觀測(cè)濾波法位同步輸入與“BPFOUT”不同頻率下得BPF-OUT幅度頻率(kKz)22480