2017北郵通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院通信原理硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告專心-專注-專業(yè)必做部分實(shí)驗(yàn)一雙邊帶抑制載波調(diào)幅(DSB-SC AM)（1） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?) 了解DSB-SC AM信號(hào)的產(chǎn)生及相干解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。2) 了解DSB-SC AM的信號(hào)波形及振幅頻譜的特點(diǎn)，并掌握其測(cè)量方法。3) 了解在發(fā)送DSB-SC AM信號(hào)加導(dǎo)頻分量的條件下，收端用鎖相環(huán)提取載波的原理及實(shí)現(xiàn)方法。4) 掌握鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶的測(cè)量方法，掌握鎖相環(huán)提取載波調(diào)試方法。（2） 實(shí)驗(yàn)原理 DSB信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為頻域表達(dá)式為鎖相環(huán)鎖定時(shí)，VCO輸出信號(hào)sin(2fct+)與輸入的導(dǎo)頻信號(hào)cos2fc

2、t的頻率相同，二者相位差接近90°鎖定后的VCO輸出信號(hào)sin(2fct+)經(jīng)90°移相后，以cos(2fct+)作為相干解調(diào)的恢復(fù)載波，它與輸入的導(dǎo)頻信號(hào)cos2fct同頻，幾乎同相。鎖相環(huán)中乘法器的兩個(gè)輸入信號(hào)分別為發(fā)來(lái)的信號(hào)s(t)與鎖相環(huán)中VCO的輸出信號(hào)，二者相乘得到在鎖相環(huán)中的LPF帶寬窄，能通過(guò)Ap/2*sin分量，濾除m(t)的頻率分量及四倍頻載頻分量，因?yàn)楹苄?，所?sin約等于Error! No bookmark name given.。LPF的輸出以負(fù)反饋的方式控制VCO,使其保持在鎖相狀態(tài)。鎖定后的VCO輸出信號(hào)sin(2fct+)經(jīng)90度移相后，以

3、cos(2fct+)作為相干解調(diào)的恢復(fù)載波，它與輸入的導(dǎo)頻信號(hào)同頻，幾乎同相。DSB-SC AM信號(hào)由均值為零的模擬基帶信號(hào)和正弦載波相乘得到，因而不包含離散載波分量。解調(diào)時(shí)只能采用相干解調(diào)。本實(shí)驗(yàn)中采用的是發(fā)端加導(dǎo)頻信號(hào)，收端采用VCO提取導(dǎo)頻作為恢復(fù)載波。相干解調(diào)是將發(fā)來(lái)的信號(hào)s(t)與恢復(fù)載波相乘，再經(jīng)過(guò)低通濾波后輸出模擬基帶信號(hào)，經(jīng)過(guò)低通濾波可以濾除四倍載頻分量，而Ap/2cos是直流分量，可以通過(guò)隔直流電路濾除，于是輸出為Ac/2*m(t)cos。DSB-SC AM信號(hào)的產(chǎn)生及相干解調(diào)原理框圖（3） 實(shí)驗(yàn)框圖1、DSB-SC AM信號(hào)的產(chǎn)生2、DSB-SC AM信號(hào)的相干解調(diào)及載波提

4、取3、測(cè)量VCO的壓控靈敏度4 實(shí)驗(yàn)步驟 1、DSBAC信號(hào)的產(chǎn)生（1）將音頻振蕩器輸出的模擬音頻信號(hào)及住振蕩器輸出的100KHZ模擬載頻信號(hào)分別用連線聯(lián)結(jié)至乘法器的兩個(gè)輸入端。（2）用示波器觀看音頻振蕩器輸出信號(hào)的信號(hào)波形的幅度和激蕩平率，調(diào)整為10KHZ。作為均值為0的調(diào)制信號(hào)m（t）（3）用示波器觀看主震蕩輸出波形的幅度及振蕩頻率。（4）用示波器觀看乘法器的輸出波形并注意已調(diào)信號(hào)波形的相位翻轉(zhuǎn)與調(diào)制信號(hào)波形的關(guān)系（5）測(cè)量已調(diào)信號(hào)的振幅頻譜，并注意其振幅頻譜的特點(diǎn)（6）將已調(diào)信號(hào)和導(dǎo)頻分量加到加法器的兩個(gè)輸入端，調(diào)整加法器上的參數(shù)G和g,使其與實(shí)際相符。觀看輸出波形及其頻譜。具體調(diào)整方法

5、如下:a.首先調(diào)整增益G：將加法器的B輸入接地端接地，A輸入端接已調(diào)信號(hào)，用示波器觀看加法器A輸入端的信號(hào)幅度與加法器輸出信號(hào)幅度。調(diào)節(jié)旋鈕G，使得加法器輸出幅度與輸入一致，說(shuō)明此時(shí)G=1b.再調(diào)整增益g：加法器A輸入端仍接已調(diào)信號(hào)，B輸入端接導(dǎo)頻信號(hào)。用頻譜儀觀看加法器輸出信號(hào)的振幅頻譜，調(diào)節(jié)增益g旋鈕，使導(dǎo)頻信號(hào)振幅頻譜的幅度為已調(diào)信號(hào)的邊帶頻譜幅度的0.8倍。此導(dǎo)頻信號(hào)功率約為已調(diào)信號(hào)功率的0.32倍。2、DSBAC信號(hào)的相干解調(diào)及其載波提?。?）鎖相環(huán)的調(diào)試：a.調(diào)整VCO的中心頻率f0在70130KHZb.當(dāng)直流電壓為0時(shí)，調(diào)節(jié)VCO模塊的f0旋鈕，使VCO的中心頻率為100KHZc

6、.將直流電壓輸入VCO，改變其值從-22V，觀察VCO的頻率及其線性工作范圍d.調(diào)節(jié)VCO的“GAIN”旋鈕，使得在可變直流電壓為±1V時(shí)的VCO頻率偏移為±10KHZd.單獨(dú)測(cè)量鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波器是否正常工作。e.測(cè)量鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶。（2）恢復(fù)載波a.將電路按照原理圖連接好，若鎖定，用示波器觀察發(fā)端導(dǎo)頻信號(hào)和鎖相環(huán)VCO輸出信號(hào)是同步的，二者相位差接近90°b.用示波器觀察鎖相環(huán)中的LPF的輸出信號(hào)是否為直流信號(hào)，以此判定是否鎖定。c.在確定鎖相環(huán)提取載波成功后，利用示波器觀察發(fā)端的導(dǎo)頻信號(hào)及收端載波提取鎖相環(huán)中VCO的輸出經(jīng)移相器后的信號(hào)波形，

7、調(diào)節(jié)移相器模塊移相旋鈕，達(dá)到移相90°，使輸入于想干解調(diào)的回復(fù)載波與發(fā)來(lái)的導(dǎo)頻信號(hào)不僅同頻，也基本同相。（3）相干解調(diào)a.將已調(diào)信號(hào)和恢復(fù)的載波接入解調(diào)乘法器的兩個(gè)輸入端。b.觀察解調(diào)后的輸出波形。c.改變音頻振蕩器的頻率，觀察解調(diào)輸出波形的變化。5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 1、DSBAC信號(hào)的產(chǎn)生（1）音頻振蕩器輸出調(diào)制信號(hào)由圖可看出音頻信號(hào)的頻率f為10kHz，均值為0。（2）主振蕩器輸出信號(hào) 有圖可看出，振蕩頻率為100KHZ（3）乘法器輸出波形與調(diào)制信號(hào) 主震蕩頻率為100kHz，可以從圖上看出，乘法器輸出信號(hào)包絡(luò)為調(diào)制信號(hào)，頻率與載波頻率相同為100kHz。輸出振幅約為1.4V，與

8、調(diào)制信號(hào)振幅相同。音頻信號(hào)零點(diǎn)位置存在相位翻轉(zhuǎn)。（4）已調(diào)信號(hào)振幅頻譜由圖可看出，DSBAC AM信號(hào)在100kHz處并無(wú)頻譜分量，僅在左右各偏移10kHz處存在信號(hào)，與理論分析一致。（5）調(diào)整加法器中的G，g 有圖看出G近似等于1（6）直流電壓為0時(shí)VCO的輸出由圖看出，VCO的中心頻率為100KHZ（7）輸入信號(hào)與VCO輸出信號(hào)的差拍信號(hào)由圖看出，輸出信號(hào)收到了噪聲的一些干擾（8）發(fā)端導(dǎo)頻信號(hào)和鎖相環(huán)輸出信號(hào)由圖看出，兩個(gè)信號(hào)是同步的，相位差接近90°（9）發(fā)端導(dǎo)頻信號(hào)及鎖相環(huán)輸出經(jīng)移相器后的信號(hào)由圖看出，兩個(gè)信號(hào)不僅同頻，而且基本同相（10）恢復(fù)載波的振幅頻譜（11）相干解調(diào)后

9、的輸出波形直流電壓在±2v變化時(shí)VCO頻率+2V：94.3KHZ -2V：105KHZ直流電壓在±1時(shí)調(diào)整VCO頻率+1v：90.1KHZ -1v：112KHZ同步帶和捕捉帶的測(cè)量f1=99KHZ，f4=115KHZ f3=105KHZ f4=86.2KHZ同步帶：f3-f1=28.8KHZ捕捉帶：f4-f1=7.9KHZ6、 思考題2.2.3思考題1、說(shuō)明DSB-SC AM信號(hào)波形的特點(diǎn)DSB-SC為雙邊帶調(diào)幅，時(shí)域當(dāng)載波與m(t)同時(shí)改變極性時(shí)出現(xiàn)反相點(diǎn)，而反相點(diǎn)不影響性能。經(jīng)幅度調(diào)制后，基帶信號(hào)的頻譜被搬移到了載頻fc處。若模擬基帶信號(hào)帶寬為W，則調(diào)幅信號(hào)帶寬為2W，

10、因?yàn)樵陬l域中輸出此調(diào)幅信號(hào)s(t)的信道帶寬B=2W。AM信號(hào)為具有離散大載波的雙邊帶幅度調(diào)制信號(hào)，它是在DSB-SB信號(hào)的基礎(chǔ)上加一離散的大載波分量，因此傳輸效率有所下降。AM信號(hào)因?yàn)榻庹{(diào)時(shí)要使用包絡(luò)檢波所以要保證|m(t)|1，使AM信號(hào)的包絡(luò)Ac1+m(t)總為正數(shù)。2、畫(huà)出已調(diào)信號(hào)加導(dǎo)頻的振幅頻譜，算出導(dǎo)頻信號(hào)功率與已調(diào)信號(hào)功率之比。答：由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中忘記截已調(diào)信號(hào)加導(dǎo)頻的振幅頻譜的圖像，所以無(wú)法計(jì)算功率比2.2.4思考題1、實(shí)驗(yàn)中載波提取的鎖相環(huán)中的LPF能不能用TIMS系統(tǒng)中的“TUNEABLE LPF”？答：不能，因?yàn)镽C LPF中的3DB帶寬是2. 8kHz，而TUNEABLE

11、 LPF 中WIDE一項(xiàng)中帶寬的濾波范圍是2kHz-12kHz，所以不能使用。2、若本實(shí)驗(yàn)中的音頻信號(hào)為1kHz，請(qǐng)問(wèn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的PLL能否用來(lái)提取載波？為什么？答：不能，因?yàn)殒i相環(huán)的截止頻率為2.8kHz，如果音頻信號(hào)為1kHz則鎖相環(huán)會(huì)跟蹤音頻信號(hào)，造成信號(hào)失真。3、若發(fā)端不加導(dǎo)頻，收端提取載波還有其他方法嗎？請(qǐng)畫(huà)出框圖平方律部件2fc BPF二分頻輸入已調(diào)信號(hào)e(t)載波輸出七、問(wèn)題及解決方法本次實(shí)驗(yàn)是第一個(gè)通原實(shí)驗(yàn)。之前的實(shí)驗(yàn)用過(guò)示波器，所以在示波器的使用上問(wèn)題不是很大。本節(jié)是DSB-SC AM信號(hào)的產(chǎn)生以及想干解調(diào)原理。剛開(kāi)始接觸TIMS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)部分，感覺(jué)很神奇。雖然實(shí)驗(yàn)中都是有

12、電路連接圖可以參考的，但是，理解還是最基本的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)還是很簡(jiǎn)單的，雖然老師說(shuō)可以不要頻譜圖，但是我們也做出了一個(gè)正確的頻譜圖。實(shí)驗(yàn)二：具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅（AM）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解AM信號(hào)的產(chǎn)生原理和實(shí)現(xiàn)方法。2、了解AM信號(hào)波形和振幅頻譜的特點(diǎn)，并掌握調(diào)幅系數(shù)的測(cè)量方法。3、了解AM信號(hào)的非相干解調(diào)原理和實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1、AM信號(hào)的產(chǎn)生對(duì)于單音頻信號(hào)進(jìn)行AM調(diào)制的結(jié)果為其中調(diào)幅系數(shù)，要求以免過(guò)調(diào)引起包絡(luò)失真。由和分別表示AM信號(hào)波形包絡(luò)最大值和最小值，則AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)為2、AM信號(hào)的解調(diào)AM信號(hào)由于具有離散大載波，故可以采用載波提取相干解調(diào)的方法。其實(shí)現(xiàn)類似于實(shí)驗(yàn)一中的

13、DSB-SC AM信號(hào)加導(dǎo)頻的載波提取和相干解調(diào)的方法。AM的主要優(yōu)點(diǎn)是可以利用包絡(luò)檢波器進(jìn)行非相干解調(diào)，可以使得接收設(shè)備更加簡(jiǎn)單。三、實(shí)驗(yàn)框圖1、AM信號(hào)的產(chǎn)生2、AM信號(hào)的非相干解調(diào)四、實(shí)驗(yàn)步驟1、AM信號(hào)的產(chǎn)生（1）按圖進(jìn)行各模塊之間的連接。（2）音頻振蕩器輸出為5KHz，主振蕩器輸出為100KHz，乘法器輸入耦合開(kāi)關(guān)置于DC狀態(tài)。（3）分別調(diào)整加法器的增益G以g均為1。（4）逐步增大可變直流電壓，使得加法器輸出波形是正的。（5）觀察乘法器輸出波形是否為AM波形。（6）測(cè)量AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)a值，調(diào)整可變直流電壓，使a=0.8。（7）測(cè)量a=0.8的AM信號(hào)振幅頻譜。2、AM信號(hào)的非相干

14、解調(diào)（1）輸入的AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)a=0.8。（2）用示波器觀察整流器的輸出波形。（3）用示波器觀察低通濾波器的輸出波形。（4）改變輸入AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)，觀察包絡(luò)檢波器輸出波形是否隨之改變。（5）改變發(fā)端調(diào)制信號(hào)的頻率，觀察包絡(luò)檢波輸出波形的變化。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（1）音頻振蕩器輸出（2）調(diào)整加法器增益由圖可看出加法器輸入輸出幅值相等，即增益G=1。（3）將加法器輸出調(diào)為正（4）a=0.8時(shí)AM信號(hào)計(jì)算得，a=0.8（5）a=0.8的AM信號(hào)調(diào)幅頻譜（6）解調(diào)時(shí)整流器的輸出波形（7）解調(diào)時(shí)低通濾波器輸出波形低通濾波器輸出信號(hào)受到了噪聲的干擾（8） 改變調(diào)幅系數(shù)，包絡(luò)檢波器輸出（9）改變發(fā)端

15、調(diào)制信號(hào)的頻率，包絡(luò)檢波輸出直流電壓在±2v變化時(shí)VCO頻率+2V：95.2KHZ -2V：104KHZ六、思考題1、在什么情況下，會(huì)產(chǎn)生AM信號(hào)的過(guò)調(diào)現(xiàn)象？當(dāng)調(diào)制系數(shù)大于1時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)調(diào)現(xiàn)象，此時(shí)幅度最小值不是實(shí)際最小值，實(shí)際最小值應(yīng)為負(fù)值。2、對(duì)于a=0.8的AM信號(hào)，請(qǐng)計(jì)算載頻功率與邊帶功率之比值。AM信號(hào)公式為則可得其邊帶功率為：載波功率為：所以比值為：=3.1253、是否可用包絡(luò)檢波器對(duì)DSB-SC AM信號(hào)進(jìn)行解調(diào)？請(qǐng)解釋原因。不可以。因?yàn)橐颜{(diào)信號(hào)的包絡(luò)與m(t)不同，并不代表調(diào)制信號(hào)，有負(fù)值部分，且在與t軸的交點(diǎn)處有相位翻轉(zhuǎn)。而包絡(luò)應(yīng)該為正幅度。七、問(wèn)題及解決方法在用示

16、波器對(duì)解調(diào)時(shí)低通濾波器輸出信號(hào)進(jìn)行觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)噪聲干擾太大，后來(lái)發(fā)現(xiàn)是部分導(dǎo)線的接觸問(wèn)題，于是換了導(dǎo)線，干擾現(xiàn)象有所減弱。實(shí)驗(yàn)三：調(diào)頻（FM）1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解用VCO作調(diào)頻器的原理及實(shí)驗(yàn)方法。2、測(cè)量FM信號(hào)的波形圖及振幅頻率。3、了解利用鎖相環(huán)作FM解調(diào)的原理及實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1、FM信號(hào)的產(chǎn)生單音頻信號(hào) 經(jīng)FM調(diào)制后的表達(dá)式 其中調(diào)制指數(shù)由卡松公式可知FM信號(hào)的帶寬為FM信號(hào)的產(chǎn)生框圖如下圖所示。VCOm（t）SFM（t）VCO的輸入為，當(dāng)輸入電壓為0時(shí)，VCO輸入頻率為；當(dāng)輸入模擬基帶信號(hào)的電壓變化時(shí)，VCO的振蕩頻率作相應(yīng)的變化。2、鎖相環(huán)解調(diào)FM信號(hào)鎖相環(huán)解調(diào)的原理框圖如

17、下圖所示。輸入信號(hào)s（t）輸出環(huán)路濾波器G（f）鑒相器VCOVCO的壓控電壓同基帶信號(hào)成正比，所以就是FM解調(diào)的輸出信號(hào)。鎖相環(huán)解調(diào)FM信號(hào)有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一是開(kāi)環(huán)增益足夠大，二是環(huán)路濾波器的帶寬要與基帶信號(hào)帶寬相同。三、實(shí)驗(yàn)框圖1、FM信號(hào)的產(chǎn)生2、FM信號(hào)的鎖相環(huán)解調(diào) 四、實(shí)驗(yàn)步驟1、FM信號(hào)的產(chǎn)生（1） 單步調(diào)試VCOa.將VCO模塊的印刷電路板上的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)置于VCO模式。將VCO板塊前面板上的頻率選擇開(kāi)關(guān)置于“HI”狀態(tài)。然后，將VCO模塊插入系統(tǒng)機(jī)架的插槽內(nèi)。b.將可變直流電壓模塊的輸出端與VCO模塊的Vin端相連接，示波器接于VCO輸出端： 直流電壓為零時(shí)，調(diào)節(jié)VCO模塊的f0旋鈕，

18、使VCO的中心頻率為100在-2V至于+2范圍內(nèi)改變直流電壓，測(cè)量VCO的頻率及線性工作范圍。赫茲 。 調(diào)節(jié)VCO模塊的GAIN旋鈕，使得直流電壓在+/-2V范圍內(nèi)變化時(shí)，VCO的頻率在+/-5HZ內(nèi)變化。（2）將音頻振蕩器的頻率調(diào)到2Hz，作為調(diào)制信號(hào)輸入于VCO的Vin輸入端。（3）測(cè)量圖2.4.4中各點(diǎn)信號(hào)波形。（4）測(cè)量FM信號(hào)的振幅頻譜。2、FM信號(hào)的解調(diào)（1）單步調(diào)試VCOa.將VCO模塊置于“VCO”, 前面板上的頻率選擇開(kāi)關(guān)置于“HI”狀態(tài).b.將可變直流電壓模塊的輸出端與VCO模塊的Vin端相連接。當(dāng)直流電壓為零時(shí)，調(diào)節(jié)VCO的f0旋鈕，使VCO的中心頻率為100kHz。當(dāng)可

19、變直流電壓為+/-1V時(shí)，調(diào)節(jié)VCO的GAIN旋鈕，使VCO的頻率偏移為+/-10kHz。（2）將鎖相環(huán)閉環(huán)連接，將另一個(gè)VCO作信源，接入于鎖相環(huán)，測(cè)試鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶。（3）將已調(diào)好的FM信號(hào)輸入與鎖相環(huán)，用示波器觀察解調(diào)信號(hào)。若鎖相環(huán)已鎖定，則在鎖相環(huán)低通濾波器的輸出信號(hào)應(yīng)是直流分量疊加模擬基帶信號(hào)。（4）改變發(fā)端的調(diào)制信號(hào)頻率，觀察FM解調(diào)的輸出波形變化。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（1）音頻振蕩器（2） FM輸出 （3） FM振幅頻譜由圖可知，F(xiàn)M輸出信號(hào)頻譜并不規(guī)整。（4） FM解調(diào)輸出由圖可知，由于濾波等原因，波形頻率正常，峰值出現(xiàn)一定失真。（5） 改變發(fā)端的調(diào)制信號(hào)FM解調(diào)輸出信號(hào)

20、由于一起的原因，改變發(fā)端的調(diào)制信號(hào)，解調(diào)輸出信號(hào)仍未失真。直流電壓在±2v變化時(shí)VCO頻率+2V：95.2KHZ -2V：104KHZ直流電壓在±1時(shí)調(diào)整VCO頻率+1v：90.9KHZ -1v：110KHZ六、思考題1、本實(shí)驗(yàn)的FM信號(hào)調(diào)制指數(shù)是多少？FM信號(hào)的帶寬是多少？答： 2、用VCO產(chǎn)生FM信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)生大頻偏的FM信號(hào)，缺點(diǎn)是VCO中心頻率穩(wěn)定程度差。為了解決FM大頻偏以及中心頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，可采用什么方案來(lái)產(chǎn)生FM信號(hào)？答：為了使中心頻率穩(wěn)定，可以使用鎖相環(huán)形成反饋，使得它僅用確保VCO中心頻率的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確度與晶振一致。輸出帶通濾波器VCO環(huán)路濾

21、波器DDS鑒相器÷NClk3、對(duì)于本實(shí)驗(yàn)具體所用的鎖相環(huán)及相關(guān)模塊，若發(fā)端調(diào)制信號(hào)頻率為10kHz，請(qǐng)問(wèn)實(shí)驗(yàn)三中的鎖相環(huán)能否解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)？為什么？答：不能，因?yàn)?0KHz不在鎖相環(huán)的同步帶內(nèi)，此時(shí)用鎖相環(huán)解調(diào)會(huì)使鎖相環(huán)進(jìn)入失鎖狀態(tài)，無(wú)法正確解調(diào)出原信號(hào)。4、用于調(diào)頻解調(diào)的鎖相環(huán)與用于載波提取的鎖相環(huán)有何不同之處？答：在調(diào)頻解調(diào)中使用的濾波器為低通濾波器，濾波器輸出接至示波器和VCO，即鎖相環(huán)調(diào)后的顯示信號(hào)為低通濾波器的輸出信號(hào)；在時(shí)鐘提取中使用的濾波器為環(huán)路濾波器，濾波器輸出僅接至VCO中，而鎖相環(huán)輸出信號(hào)應(yīng)為VCO的輸出信號(hào)而不是低通濾波器的輸出信號(hào)。七、問(wèn)題及解決方法開(kāi)始實(shí)驗(yàn)

22、時(shí)，發(fā)現(xiàn)輸出波形總是有問(wèn)題，在仔細(xì)檢查之后，發(fā)現(xiàn)是接線出了問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)器材都很正常，所以試驗(yàn)中并未出現(xiàn)其他問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)六：眼圖1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈹?shù)字傳輸系統(tǒng)中“眼圖”的觀察方法及其作用。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)際通信系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)非理想的傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生畸變，總是在不同程度上存在碼間干擾的，系統(tǒng)性能很難進(jìn)行定量的分析，常常甚至得不到近似結(jié)果。而眼圖可以直觀地估價(jià)系統(tǒng)碼間干擾和噪聲的影響，是常用的測(cè)試手段。從眼圖的張開(kāi)程度，可以觀察碼間干擾和加性噪聲對(duì)接收基帶信號(hào)波形的影響，從而對(duì)系統(tǒng)性能作出定性的判斷。三、實(shí)驗(yàn)框圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1、將可調(diào)低通濾波器模塊開(kāi)關(guān)置于NORM位置。2、將主信號(hào)發(fā)生器的8.33kHz

23、 TTL電平的方波輸入與線路編碼器的M.CLK端，經(jīng)四分頻后，由B.CLK端輸出2.083kHz的時(shí)鐘信號(hào)。3、將序列發(fā)生器模塊的印刷電路板上的雙列直插開(kāi)關(guān)選擇“10”，產(chǎn)生長(zhǎng)為256的序列碼。4、用雙蹤示波器同時(shí)觀察可調(diào)低通濾波器的輸出波形和2.083kHz的時(shí)鐘信號(hào)。并調(diào)節(jié)可調(diào)低通濾波器的TUNE旋鈕及GAIN旋鈕，以得到合適的限帶基帶信號(hào)波形，觀察眼圖。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（1）四分頻（2）眼圖六、問(wèn)題及解決方法眼圖是相對(duì)來(lái)說(shuō)比較有趣的實(shí)驗(yàn)，連線后要慢慢的調(diào)節(jié)各個(gè)旋鈕，才會(huì)出現(xiàn)完美的眼圖。從眼圖的張開(kāi)程度，可以觀察碼間干擾和加性噪聲對(duì)接受基帶信號(hào)波形的影響。這讓我們可以更深刻地理解在課堂上

24、學(xué)到的有關(guān)眼圖的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)七：采樣、判決一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解采樣、判決在數(shù)字通信系統(tǒng)中的作用及其實(shí)現(xiàn)方法。2、自主設(shè)計(jì)從限帶基帶信號(hào)中提取時(shí)鐘、并對(duì)限帶信號(hào)進(jìn)行采樣、判決、恢復(fù)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。二、實(shí)驗(yàn)原理在數(shù)字通信系統(tǒng)中的接收端，設(shè)法從接受濾波器輸出的基帶信號(hào)中提取時(shí)鐘，用以對(duì)接受濾波器輸出的基帶信號(hào)在眼圖睜開(kāi)最大處進(jìn)行周期性的瞬時(shí)采樣，然后將各采樣值分別與最佳判決門(mén)限進(jìn)行比較做出判決、輸出數(shù)據(jù)。三、實(shí)驗(yàn)框圖 1、采樣、判決系統(tǒng)框圖 2、時(shí)鐘提取電路 四、實(shí)驗(yàn)步驟1、請(qǐng)自主設(shè)計(jì)圖2.8.1中的提取時(shí)鐘的實(shí)驗(yàn)方案，完成恢復(fù)時(shí)鐘（TTL電平）的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。請(qǐng)注意：調(diào)節(jié)恢復(fù)時(shí)鐘的相移，使

25、恢復(fù)時(shí)鐘的相位與發(fā)來(lái)的數(shù)字基帶信號(hào)的時(shí)鐘相位一致（請(qǐng)將移相器模塊印刷電路板上的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到“LO”位置）。2、按照?qǐng)D2.8.1所示，將恢復(fù)時(shí)鐘輸入于判決模塊的B.CLK時(shí)鐘輸入端（TTL電平）。將可調(diào)低通濾波器輸出的基帶信號(hào)輸入于判決模塊，并將判決模塊印刷電路板上的波形選擇開(kāi)關(guān)SW1撥到NRZ-L位置（雙極性不歸零碼），SW2開(kāi)關(guān)撥到“內(nèi)部”位置。3、用雙蹤示波器同時(shí)觀察眼圖及采樣脈沖。調(diào)節(jié)判決模塊前面板上的判決點(diǎn)旋鈕，使得在眼圖睜開(kāi)最大處進(jìn)行采樣、判決。對(duì)于NRZ-L碼的最佳判決電平是零，判決輸出的是TTL電平的數(shù)字信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、 采樣與眼圖的關(guān)系由上圖可看出，在基帶信號(hào)與時(shí)鐘

26、對(duì)比圖中時(shí)鐘上升沿處于眼睛張開(kāi)最大處，為理想的采樣時(shí)刻。2、經(jīng)過(guò)低通濾波器的信號(hào)和判決信號(hào)通道1：判決信號(hào)通道2：經(jīng)過(guò)LPF信號(hào)由上圖可知，判決信號(hào)與原信號(hào)基本一致，僅僅存在一定時(shí)延，誤碼率極低，從工程上看已經(jīng)達(dá)到目的。六、思考題對(duì)于滾降系數(shù)為=1的升余弦滾降的眼圖，請(qǐng)示意畫(huà)出眼圖，標(biāo)出最佳取樣時(shí)刻和最佳判決門(mén)限。答：0時(shí)刻為最佳判決門(mén)限，眼睛最大處為最佳采樣點(diǎn)。七、問(wèn)題及解決方法 采樣判決實(shí)驗(yàn)是在眼圖實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，采用的時(shí)鐘信號(hào)是提取的時(shí)鐘信號(hào)，總體來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程頗為順利，判決輸出僅存在一些時(shí)延。如果是直接采用編碼器輸出的時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確度會(huì)更高。實(shí)驗(yàn)八：二進(jìn)制通斷鍵控（OOK）

27、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解OOK信號(hào)的產(chǎn)生及其實(shí)現(xiàn)方法。2、了解OOK信號(hào)波形和功率譜的特點(diǎn)及其測(cè)量方法。3、了解OOK信號(hào)的解調(diào)及其實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理二進(jìn)制通斷鍵控(OOK)方式是以單極性不歸零碼序列來(lái)控制正弦載波的導(dǎo)通與關(guān)閉。如圖所示。 OOK信號(hào)的解調(diào)方式有相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種。本實(shí)驗(yàn)采用非相干解調(diào)。其原理圖如圖所示。 三、實(shí)驗(yàn)框圖1、OOK信號(hào)的產(chǎn)生 2、OOK信號(hào)的非相干解調(diào) 四、實(shí)驗(yàn)步驟1、OOK信號(hào)的產(chǎn)生（1）用示波器觀察圖2.9.4中的各點(diǎn)信號(hào)波形。（2）并用頻譜儀測(cè)量圖2.9.4各點(diǎn)的功率譜（將序列發(fā)生器模塊印刷電路板上的雙列直插開(kāi)關(guān)撥到“11”，使碼長(zhǎng)為2048）。2、O

28、OK信號(hào)的非相干解調(diào)（1）用示波器觀察2.9.5中各點(diǎn)的波形。（2）自主完成時(shí)鐘提取、采樣、判決的實(shí)驗(yàn)任務(wù)（需要注意的是，恢復(fù)時(shí)鐘的相位要與發(fā)來(lái)信號(hào)的時(shí)鐘相位一致）。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、4分頻后2.083kHz時(shí)鐘由圖可知，此時(shí)鐘為單極性不歸零碼，幅值大約5V2、序列發(fā)生器輸出波形及其功率譜 序列發(fā)生器隨機(jī)的產(chǎn)生一系列的脈沖信號(hào) 3、 OOK信號(hào)及其頻譜 由圖可以清晰看出OOK信號(hào)與碼序列的對(duì)比，輸出為1時(shí)，OOK信號(hào)有輸出，反之則為0，幅度為2.4V左右 由上圖可知，頻譜中心頻率為100kHZ，旁瓣大約2Khz4、 解調(diào)整流器輸出波形 由上圖可知，整流器將ook信號(hào)的幅度都轉(zhuǎn)變成3V左右5

29、、 解調(diào)低通濾波輸出 低通濾波器的輸出為一串隨機(jī)的波形出現(xiàn)略微失真的脈沖信號(hào)6、 解調(diào)輸出波形通道一：解調(diào)輸出信號(hào)為雙極性不歸零碼，幅度為1.6V左右通道二：采樣點(diǎn)標(biāo)記由OOK信號(hào)與解調(diào)輸出信號(hào)可以看出，兩者輸出波形一致，但是在幅度上存在衰減。六、思考題對(duì)OOK信號(hào)的相干解調(diào)，如何進(jìn)行載波提?。空?qǐng)畫(huà)出原理框圖及實(shí)驗(yàn)框圖。答：從接收到的OOK信號(hào)提取離散的載頻分量，恢復(fù)載波?？驁D如下七、問(wèn)題及解決方法 在前幾次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，此次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的比較順利，問(wèn)題主要是在低通輸出的時(shí)候噪聲比較大，波形失真比較明顯。后來(lái)經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)示波器以及找尋接觸不良的導(dǎo)線并換掉，大大減少了失真。實(shí)驗(yàn)十二：低通信號(hào)的采樣與

30、重建一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解低通信號(hào)的采樣及其信號(hào)重建的原理和實(shí)現(xiàn)方法。2、測(cè)量各信號(hào)波形及振幅頻譜。二、實(shí)驗(yàn)原理頻帶受限于0，F(xiàn)H的模擬基帶信號(hào)，可以唯一地被采樣周期的采樣序列值所確定。將該樣值序列通過(guò)一截止頻率為的LPF，可以無(wú)失真地重建或者恢復(fù)出原基帶信號(hào)。 實(shí)驗(yàn)原理圖如上圖所示，一模擬音頻信號(hào)通過(guò)采樣器輸出被采樣信號(hào)，由周期采樣脈沖序列控制一開(kāi)關(guān)的閉合與打開(kāi)構(gòu)成采樣器。將采樣信號(hào)通過(guò)一低通濾波器即可恢復(fù)原基帶信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)框圖 四、實(shí)驗(yàn)步驟1、按照?qǐng)D連接各模塊。2、用雙蹤示波器測(cè)量圖中的各點(diǎn)信號(hào)波形，調(diào)節(jié)雙脈沖發(fā)生器模塊前面板上的“WIDTH”旋鈕，使采樣脈沖的脈沖寬度約為10s。3、用頻

31、譜儀測(cè)量各信號(hào)的頻譜，并加以分析。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、雙脈沖序列波形及其頻譜 2、采樣信號(hào)ms(t)波形及其頻譜 采樣信號(hào)其頻譜的主瓣帶寬為雙脈沖的頻譜的2倍3、重建信號(hào)波形及其頻譜 重建信號(hào)與低通信號(hào)頻率相同，但是存在一定的相位差。六、思考題1、若采樣器的輸入音頻信號(hào)為5kHz，請(qǐng)問(wèn)本實(shí)驗(yàn)的LPF的輸出信號(hào)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？答：由于采樣沖激序列為8.3kHz，所以當(dāng)輸入音頻信號(hào)為5kHz時(shí)，采樣信號(hào)無(wú)法滿足奈奎斯特抽樣定理，所以會(huì)產(chǎn)生失真。 2、若輸入于本實(shí)驗(yàn)采樣器的信號(hào)頻譜如圖，（a）請(qǐng)畫(huà)出其采樣信號(hào)的振幅頻譜圖；（b）為了不失真恢復(fù)原基帶信號(hào)，請(qǐng)問(wèn)收端的框圖作何改動(dòng)？ 答：（a）采樣信號(hào)

32、的振幅頻譜圖為（b）要達(dá)到不失真恢復(fù)原基帶信號(hào)，就必須滿足奈奎斯特抽樣定理，且使得采樣信號(hào)低頻部分可被完全濾出，所以頻譜需要滿足截止頻率，即調(diào)整LPF的截止頻率七、問(wèn)題及解決方法本次實(shí)驗(yàn)為低通信號(hào)的采樣與重建，還算簡(jiǎn)單。本實(shí)驗(yàn)只要在于讓我們了解低通信號(hào)的采樣以及其信號(hào)重建的原理和實(shí)現(xiàn)方法。這次實(shí)驗(yàn)中的波形算是所有實(shí)驗(yàn)中波形最穩(wěn)定的了，而且實(shí)驗(yàn)中電路連接好之后馬上就出來(lái)波形了。選做部分實(shí)驗(yàn)十一：信號(hào)星座一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解MPSK及MQAM的矢量表示式及其信號(hào)星座圖。2、掌握MPSK及MQAM信號(hào)星座的測(cè)試方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理在數(shù)字通信理論中，信號(hào)波形在正交信號(hào)空間的矢量表示具有重要意義。它是利

33、用信號(hào)波形的矢量表示工具，將M個(gè)能量有限信號(hào)波形相應(yīng)地映射為N維正交信號(hào)空間中的M個(gè)點(diǎn)，在N維正交信號(hào)空間中M個(gè)點(diǎn)的集合稱為信號(hào)星座圖。常用數(shù)字調(diào)制方式中，OOK信號(hào)和2PSK信號(hào)可用一維矢量描述，正交2FSK、M>2的MPSK及MQAM信號(hào)波形可以用二維矢量描述。MPSK信號(hào)的二維矢量表示為三、實(shí)驗(yàn)框圖 四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）按照?qǐng)D2.12.3連接各模塊。（2）將序列發(fā)生器模塊印刷電路板上的雙列直插開(kāi)關(guān)撥到“11”位置，產(chǎn)生長(zhǎng)為2048的序列碼。（3）將多電平編碼器輸出的I支路多電平信號(hào)及Q支路多電平信號(hào)分別接到示波器的X軸及Y軸上，調(diào)節(jié)示波器旋鈕，可看到M=4,6,8的MPSK或MQAM

34、信號(hào)星座。請(qǐng)注意多電平編碼器模塊前面板上的開(kāi)關(guān)。上端開(kāi)關(guān)是選擇MPSK調(diào)制方式或者M(jìn)QAM調(diào)制方式，下端開(kāi)關(guān)是選擇信號(hào)星座的點(diǎn)數(shù)M。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、MPSK4 2、 MPSK83、 MPSK164、 MQAM45、 MQAM86、 MQAM16六、思考題1、請(qǐng)畫(huà)出OOK，2PSK和正交2FSK信號(hào)的星座圖。答：OOK信號(hào)的星座圖：2PSK信號(hào)的星座圖：正交2FSK信號(hào)的星座圖：2、在相同點(diǎn)數(shù)M下，MSPK和MQAM誰(shuí)具有更好的抗噪聲性能？答：在相同的點(diǎn)數(shù)M下，MQAM信號(hào)的抗噪聲性能更好，M4的情況下MQAM的誤符率小于MPSK的誤符率。七、問(wèn)題及解決方法本次實(shí)驗(yàn)很順利，連線簡(jiǎn)單，得到的

35、圖跟理論知識(shí)完全符合。理論知識(shí)總是會(huì)有點(diǎn)枯燥，加上實(shí)驗(yàn)后，感覺(jué)興趣增加了，知識(shí)也鞏固了，一直很喜歡通原硬件實(shí)驗(yàn)。任選部分實(shí)驗(yàn)四 線路編碼與解碼一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解各種常用線路線路碼的信號(hào)波形及其功率譜。2.了解線路碼的解碼。二、實(shí)驗(yàn)原理常用線路碼型波形如下圖所示3、 實(shí)驗(yàn)框圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.按照書(shū)中圖連接各模塊。使用的模塊為：主振蕩器、序列發(fā)生器、 線性編碼器、線性解碼器。2.主振蕩器 8.33kHz 信號(hào)（TTL電平）輸入到線路編碼器 M.CLK 端，其內(nèi)部電路四分頻，由 B.CLK輸出2.083kHz的TTL電平時(shí)鐘信號(hào)。3.用序列碼產(chǎn)生器產(chǎn)生一偽隨機(jī)序列數(shù)字信號(hào)輸入于線路編碼器。分別產(chǎn)生：雙極性不歸零碼（NRZ-L），雙極性不歸零相對(duì)碼（NRZ-M），單極性歸零碼（UNT-RZ），雙極性歸零碼（BIP-RZ），歸零AMI碼（RZ-AMI）和分相碼（Machester ）等各種碼型的線路碼。4.用示波器觀察各線路碼的信號(hào)波形及其功率譜。5.用線路碼解碼器分別對(duì)各線路碼進(jìn)行解碼。5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（1） 單極性歸零碼（2） 單極