04班29号张诗悦-通原硬件实验报告解析.docx

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1、;京勺亶大件2013年通信原理硬件试验报告学院：信息与通信工程学院班级：2011211104姓名：张诗悦学号：2011210120班内序号：29号组号：09号同组人：王文雪书目试验一：双边带抑制载波调幅(DSB-SCAM)3试验二：具有离散大载波的双边带调幅波(AM)14试验三：调频(FM)21试验六：眼图28试验七：采样，判决31试验八：二进制通断键控(OOK)34试验十一：信号星座(选作)41试验十二：低通信号的采样与重建45试验一双边带抑制载波调幅(DSB-SCAM)一.试验目的(1) 了解DSBTCAM信号的产生及相干解调的原理和实现方法。(2) 了解DSB-SCAM的信号波形及振幅频

2、谱的特点，并驾驭其测量方法。(3) 了解在发送DSB-SCAM信号加导频重量的条件下，收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法。(4) 驾驭锁相环的同步带和捕获带的测量方法，驾驭锁相环提取载波的测试方法。二.试验器材PC机一台、TIMS试验平台、示波器、导线等。三.试验原理1.双边带抑制载波调幅(DSB-SCAM)信号的产生和表达式图1.15(r)=m(r)c(r)=m(r)Accos(0+e)2 .双边带抑制载波调幅信号的解调基本思路：利用复原的载波与信号相乘，将频谱搬移到基带，还原出原基带信号。图1.23 .DSB-SCAM信号的产生及相干解调原理框图V、辽Xlll发送端载波提取接收端图1.

3、3四.试验内容及结果1.DSB-SCAM信号的产生(1)试验步骤:图1.41 .依据上图，将音频振荡器输出的模拟音频信号及主振荡器输出的100KHZ模拟载频信号分别用连接线至乘法器的两个输入端。2 .用示波器观看音频振荡器输出信号的信号波形的幅度及振荡频率，调整音频信号的输出频率为IOKHZ,作为均值为0的调制信号m(t)03 .用示波器观看主振荡器输出信号的波形的幅度及振荡频率。4 .用示波器观看乘法器的输出波形，并留意己调信号的波形的相位翻转与调制信号波形的关系。5 .测量己调信号的振幅频谱，留意其振幅频谱的特点。6 .依据图1.3将DSB-SCAM信号及导频分别连到加法器的输入端，观看加

4、法器的输出波形及振幅频谱，分别调整加法器中的增益G和g。(2)试验结果：1.主震荡器输出100kHz载波信号:图1.52.模拟IOkHZ音频信号输出,作为调制信号m(t)：3.乘法器输出DSB-SCAM信号:图1.7上图即为调制后的DSB-SCAM信号，可以看出该波形无法体现调制信号的包络特性，在每周期之间有可能会产生相位翻转，无法通过包络检波解调，但可以进行相干解调。4.DSB-SCAM信号加导频后的频谱：通过调整加法器的G和g,使得加入的导频信号振幅频谱为已调信号边带频谱的0.8倍。此时导频信号功率约为信号功率的0.32倍。2.DSB-SCAM信号的相干解调及载波提取1.锁相环的调试(1)

5、试验步骤1.单独测量VCO的性能将VCO前面板上的频率选择开关拨到HI载波频段的位置，VCO的匕II输入端不接信号。调整%=100KZ输出波形如下图所示：图1.9然后将可变直流电压模块的DC输出端与VCO模块的匕.端相连接，从双踪示波器分别接于VeO输出端及DC输出端，如图所示：VCO接双线示波器图1.10调整使其当直流电压为零时，VCO的中心频率为100KHz,可变直流电压为1V时的VCO频率偏移为10KHZo2.单独测量锁相环中的相乘、低通滤波器的工作是否正常。原理图:图1.13输入信号和VCO输出信号的差拍信号如图:3.测量锁相环的同步带及捕获带图1.15依据上图将载频提取的锁相环闭环连

6、接，运用另一VCO作为输入于锁相环的信号源，如下图所示：图1.16首先将信号源VCO的中心频率调到比100KHz小许多的频率，使锁相环处于失锁状态。调整信号源VC0,使其频率由低往高缓慢变更。当示波器的信号波形由沟通信号变为直流信号时，说明锁相环由失锁状态进入锁定状态，记录输入信号的频率月。接着将信源的频率往高调整，直到从示波器见到的波形由直流突变为沟通信号，说明锁相环失锁，记录此时的输入信号的频率启。再从以起先，将输入信号的频率从高往低调，记录自首次捕获到同步时的频率启，接着向低调整频率，直到再次失锁，记录频率启。依据测量得到的/;、启、启、的值可以算出锁相环的同步带及捕获带为：同步带:A=

7、-A捕获带:此=-.心(2)试验结果1.依据试验结果可以看出VCO调整正确并正常工作。2.试验测得：力=89.005ZHZ93.98IkHZA=Io4.84AHZt=108.81z同步带：M=右/T8.81.lHz-89.005%z=19.805Az捕获带：馍=力-力=104.84Zz-93981Zz=10.859Hz2.复原载波(1)试验步骤1 .将加法器的输出信号接至锁相环的输入端，将移相器模块的频率选择开关拨到Hl位置。2 .用示波器视察锁相环中的1.PF输出信号是否是直流信号，一次推断P1.1.是否处于锁定状态。3 .在确定锁相环提取载波胜利后，利用双踪示波器分别视察发端的导频信号及手

8、段载波提取锁相环中VCO的输出经相移后的信号波形。4 .视察复原载波振幅频谱，并加以分析。(2)试验结果1 .复原载波波形：RIGO1.AnMMHNHHUVCHIOOmV10OOusDehyQOOOOOOs图1.172 .复原载波频谱:Time50.00us&0.0000s图1.18可以看出，基本正确复原载波。3 .相干解调(1)试验步骤1.将相干解调的相乘、低通滤波器模块连接上，并将发送来的信号与复原载波分别连至相干解调的乘法器的两个输入端。2 .用示波器视察相干解调相乘、低通滤波后的输出波形。3 .变更发端音频振荡器的频率，解调输出信号也随之变更。(2)试验结果1.相干解调输出波形:图1.

9、192.变更发端音频信号的频率，输出解调信号随之变更:（1）频率变大后解调输出幅度变小：图1.20（2）频率变小后解调输出失真:图1.21五.思索题1 .说明DSB-SCAM信号波形的特点。正弦载波的幅度随模拟基带信号m(t)的变更规律成正比变更。DSB-SCAM信号的频谱无离散的载波重量，带宽为调制信号的两倍，分为下上边带，并且上下边带携带相同的信息。2 .依据振幅频谱计算导频信号功率与己调信号功率之比。依据试验中DSB-SCAM信号加导频的频谱，见图1.8,测得的振幅值，导频振幅174mv,信号边频216mv,计算导频功率与己调信号功率之比：p=(174103)2=3.027610-2W守

10、岁贝/号=2x(216x10-3)2=9.3312x10-2W%/%=3.0276/9.3312=0.3244可见导频的功率约为信号的32%03 .试验中载波提取锁相环的1.PF是否可以用TIMS系统中“TUNEAB1.E1.PF,请说明理由。不行以。由于“TUNEAB1.E1.PF”产生的低频的范围太小，不能够提取出载波。4 .若本试验中的音频信号为IKHz,请问试验系统所供应的P1.1.能否用来提取载波，为什么？不行以。因为试验所供应的P1.1.的灵敏度为+10KH2。5.若放射端不加导频，收端提取载波还有其他方法吗？请画出框图有，如平方环法：图1.22六 .问题及解决1 .测量加导频后的

11、频谱时，起初我们始终无法调出正确的频谱，问了同学、老师都没有得到解决。后来，我们发觉，在视察频谱时也须要调整时域波形，只有当时域波形调整稳定和示意的时候，频谱才会呈现出正确的图像。我们也由此得出了调整频谱的一般方法，使得后续做频谱测量时能够非常顺当。2 .起先由于我们不太了解Veo的工作原理，始终没能正确复原载波，后来才发觉是由于VCO的调整不到位，后来经过我们细致的学习课本和细致的调整，复原出了正确的载波信号，使得解调正确。七 .试验总结这是通原硬件试验的第一个试验，由于这个试验内容比较多，而且我们第一次做通原硬件试验，还有些不娴熟，于是，这次试验我们做了比较长的时间，中间也经验了许多坎坷，

12、但是，经过我们两人的努力，我们不仅完成了这次试验，而且通过这一次试验积累了许多阅历，使得我们在做后续试验时能够很快的知道问题出在什么地方，并很快的解决。同时，这次试验也让我对DSB-SCAM的调整产生和解调过程有了更深刻的理解，并且对以前不是很清楚的锁相环的工作工程也有了进一步的了解，这一次试验可谓收获颇丰啊！试验二：具有离散大载波的双边带调幅（AM）一.试验目的1.了解AM信号的产生原理及实现方法。2 .了解AM的信号波形及振幅频谱特点，并驾驭调幅系数的测量方法。3 .了解AM信号的非相干解调原理和实现方法。二.试验器材PC机一台、TlMS试验平台、示波器等。三.试验原理AM调制原理对于单音

13、频信号m(f)=Amsin(2r/)进行AM调制的结果为sam(O=AlXA+Amsin(2/)sin211fct=AeA(+asin(2万/)sin211fcta=-其中调幅系数A,要求l以免过调引起包络失真。由A皿和4加分别表示AM信号波形包络最大值和最小值，则AM信号的调幅系数为图2.1四.试验内容及结果1.AM信号的产生(1)试验步骤1 .依据下图2.1连接模块:按示波器图2.22 .音频振荡器的输出为5KHz,主振荡器输出为100KHz,乘法器输入耦合开关置于DC状态。3 .分别调整加法器的增益G和g均为1.4 .逐步增大可变直流电压，使得加法器输出波形是正的。5 .视察乘法器输出波

14、形是否为AM波形。6 .测量AM信号的调幅系数a值，调整可变直流电压，使好0.8。7 .测量a=0.8的AM信号振幅频谱。(2)试验结果1 .主振荡器100kHz波形:RIGO1.T由AmX+Anin知，a=0.8513.a=0.8时的AM信号频谱RIGO1.rC,RmtT，DIHH1OCHlf由该图可以看出，AM信号的频谱中有很大的离散载频重量。2 .AM信号的非相干解调(1)试验步骤输出图2.61 .输入的AM信号的条幅系数a=0.8o2 .用示波器视察整流器的输出波形3 .用示波器视察低通滤波器的输出波形4 .变更输入AM信号的调幅系数，包络检波器输出波形是否随之变更。5 .变更发端调制信号的频率，视察包络检波输出波形的变更(2)试验结果1 .整流器输出波形:图2.72.低通滤波器输出波形:图2.83.变更调制系数过调制时会失真:图2.94.变更