1、通信原理硬件實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院： 信息與通信工程學(xué)院 班級： 姓名： 學(xué)號： 班內(nèi)序號： 日期： 2014年5月1日 目錄實(shí)驗(yàn)一 雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB-SC AM）2實(shí)驗(yàn)二 具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅（AM）16實(shí)驗(yàn)三 調(diào)頻(FM)22實(shí)驗(yàn)六：眼圖27實(shí)驗(yàn)七：采樣、判決29實(shí)驗(yàn)八：二進(jìn)制通斷鍵控(OOK)33實(shí)驗(yàn)十二：低通信號的采樣與重建38實(shí)驗(yàn)總結(jié)42實(shí)驗(yàn)一 雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB-SC AM）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解DSB-SC AM信號的產(chǎn)生以及相干解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法(2) 了解DSB-SC AM信號波形以及振幅頻譜特點(diǎn),并掌握其測量方法(3) 了解在發(fā)送DSB-SC AM信號加導(dǎo)

2、頻分量的條件下,收端用鎖相環(huán)提取載波的原理及其實(shí)現(xiàn)方法(4) 掌握鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶的測量方法,掌握鎖相環(huán)提取載波的調(diào)試方法實(shí)驗(yàn)原理AM信號的產(chǎn)生及相干解調(diào)原理框圖如圖1.1圖1.1由圖知，鎖相環(huán)乘法器的輸出為：Acmtcos2fct+Apcos2fctsincos2fct+=Ac2mtsin+sincos4fct+Ap2sin+sincos4fct+經(jīng)過鎖相環(huán)反饋，相干解調(diào)時與恢復(fù)載波想成，則Acmtcos2fct+Apcos2fctcoscos2fct+=Ac2mtcos+coscos4fct+Ap2cos+coscos4fct+，經(jīng)過LPF、隔直流后，輸出為Ac2mt cos.實(shí)驗(yàn)步

3、驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果一、DSB-SC AM信號的產(chǎn)生1、實(shí)驗(yàn)步驟（1） 按照圖1.2所示，將音頻振蕩器輸出的模擬音頻信號及主振蕩器輸出的100khz模擬載波信號分別用連接線連至乘法器的兩個輸入端（2） 用示波器觀看音頻振蕩器輸出信號的信號波形幅度及振蕩頻率，調(diào)整音頻信號的輸出頻率為10khz，作為均值為0的控制信號（3） 用示波器觀看主振蕩器輸出信號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)信號波形的相位翻轉(zhuǎn)與調(diào)制信號波形關(guān)系（5） 測量已調(diào)信號的振幅頻譜，注意其振幅頻譜的特點(diǎn)（6） 按照圖將DSB-SC AM信號及導(dǎo)頻分別連到加法器的輸入端，觀看加法器的輸出波形及振幅頻譜，

4、分別調(diào)整加法器中的增益G和g，具體調(diào)整方法如下（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，用示波器觀看加法器A輸入端的信號幅度與加法器輸出信號幅度。調(diào)節(jié)旋鈕G，使得加法器暑促幅度與輸入一致，說明此時G=1（b） 將調(diào)整增益g：加法器A輸入端仍接已調(diào)信號，B輸入端接導(dǎo)頻信號。用頻譜儀觀看加法器輸出信號的振幅頻譜，調(diào)節(jié)增益g旋鈕，使導(dǎo)頻信號振幅頻譜的幅度為已調(diào)信號的邊帶頻譜幅度的0.8倍。此導(dǎo)頻信號功率約為已調(diào)信號功率的0.32倍。圖1.2 DSB-SC AM 信號加導(dǎo)頻的實(shí)驗(yàn)連接圖2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：調(diào)節(jié)g增益 = 1乘法器輸出信號已調(diào)信號的振幅頻譜二、DSB-SC AM信

5、號的相干解調(diào)及載波提取1、實(shí)驗(yàn)步驟鎖相環(huán)調(diào)試總解調(diào)圖如圖1.3（1） 單獨(dú)測量VCO性能。實(shí)驗(yàn)中注意要將VCO模塊印刷電路板上的開關(guān)撥到VCO模式將VCO模塊前面板上的頻率選擇開關(guān)撥到HI載波頻段的位置，VCO的Vin輸入端暫不接信號（此時Vin被模塊內(nèi)部接地）。用示波器觀看VCO的輸出波形及工作頻率f0，然后旋轉(zhuǎn)VCO模塊前面板上的f0旋鈕，改變VCO中心頻率f0，其頻率范圍約為70130khz圖1.3 DSB-SC AM信號的相干解調(diào)及載波提取實(shí)驗(yàn)連接圖圖1.4 測量VCO的壓控靈敏度然后將可變直流電壓模塊的DC輸出端與VCO模塊的Vin端相連接，雙蹤示波器分別接于VCO輸出端及DC輸出端

6、，如圖1.4·當(dāng)直流電壓為零時，調(diào)節(jié)VCO模塊f0旋鈕，使VCO的中心頻率為100khz。·從-2V至+2V改變直流電壓，觀察VCO的頻率及線性工作范圍·調(diào)節(jié)VCO模塊的GAIN旋鈕，使得在可變直流電壓為+-1時的VCO頻率偏移為+-10khz。值得注意的是，不同GAIN值對應(yīng)不同的VCO壓控靈敏度。（2） 單獨(dú)測量鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波器的工作是否正常按圖1.5所示的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即圖中的鎖相環(huán)處于開環(huán)狀態(tài)。鎖相環(huán)中的LPF輸出端不要接至VCO的輸入端。此時，圖中的乘法器相當(dāng)于混頻器。圖 1.5在實(shí)驗(yàn)中，將另一VCO作為信號源輸出與乘法器。改變信號源VCO的

7、中心頻率，用示波器觀看鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波的輸出信號，它應(yīng)是輸入信號與VCO輸出信號的差拍信號（差頻信號）。（3） 測量鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶按圖將載頻提取的鎖相環(huán)閉環(huán)連接，仍使用另一VCO作為輸入于鎖相環(huán)的信號源，如圖1.6所示圖 1.6鎖相環(huán)的輸出和輸入存在差頻或相差時，這種差別會體現(xiàn)在環(huán)路濾波器的輸出上。如果環(huán)路濾波器的輸出接近直流，它將對VCO形成一個負(fù)反饋控制，使鎖相環(huán)輸出信號的頻率和相位能跟蹤輸入，此即同步狀態(tài)（鎖定狀態(tài)）。鎖定狀態(tài)下，若輸出信號的頻率或相位發(fā)出輕微變化，VCO的輸出都能進(jìn)行跟蹤。如果環(huán)路濾波器的輸出是交變的，則鎖相環(huán)處于失鎖狀態(tài)。失鎖狀態(tài)下鎖相環(huán)中的乘法器相當(dāng)

8、于混頻器，此時環(huán)路濾波器輸出的是乘法器兩端輸入信號的差拍信號設(shè)鎖相環(huán)當(dāng)前處于鎖定狀態(tài)，向上或向下改變鎖相環(huán)的輸入信號頻率，使之遠(yuǎn)離VCO的中心頻率，則當(dāng)輸入信號頻率超過某邊界值后，VCO將不再能跟蹤輸入的變化環(huán)路失鎖。向上和向下改變輸入信號頻率對應(yīng)有兩個邊界頻率，稱這兩個邊界頻率的差值為同步帶若鎖相環(huán)當(dāng)前處于失鎖狀態(tài)，向上或向下改變鎖相環(huán)的輸出信號頻率，使之接近VCO的中心頻率，則當(dāng)輸入信號頻率進(jìn)入某邊界值后，VCO將能跟蹤輸入的變化，環(huán)路鎖定。向上和向下有有兩個邊界，稱這兩個邊界頻率的差值為捕捉帶。下面測量鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶按圖進(jìn)行連接，用示波器觀看鎖相環(huán)中LPF輸出端信號波形首先將信號

9、源VCO的中心頻率調(diào)到比100khz小很多的頻率，使鎖相環(huán)處于失鎖狀態(tài)。調(diào)節(jié)信號源VCO，使其頻率由低往高緩慢變化，當(dāng)示波器呈現(xiàn)信號波形由交流信號變?yōu)橹绷餍盘枙r，說明鎖相環(huán)由失鎖狀態(tài)進(jìn)入了鎖定狀態(tài)，記錄輸入信號的頻率f2，如圖所示。該圖表示鎖相環(huán)鎖定時，環(huán)路控制電壓Vin與輸入信號頻率的關(guān)系。在鎖定狀態(tài)下，環(huán)路控制電壓Vin是直流繼續(xù)將信號源的頻率往高調(diào)節(jié)，環(huán)路電壓Vin跟著變化，直到示波器見到的信號波形由直流突變?yōu)榻涣餍盘枺f明鎖相環(huán)失鎖，記錄此時的輸入信號頻率f4再從f4開始，將輸入信號頻率從高往低調(diào)，記錄再次捕捉到同步時的頻率f3.繼續(xù)向低調(diào)節(jié)頻率，直到再次失鎖，記錄頻率f1上述過程反復(fù)

10、進(jìn)行幾次由鎖相環(huán)鎖定時的環(huán)路電壓Vin與輸入信號頻率的關(guān)系可畫圖，根據(jù)測量得到的f1、f2、f3及f4值可算出鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶為 同步帶 f1=f4-f1 捕捉帶 f2=f3-f2在上述基礎(chǔ)上，當(dāng)VCO的壓控靈敏度為10khz/V時，此鎖相環(huán)的同步帶約為12khz，對應(yīng)的Vin輸入的直流電壓約為0.6v最后，將主振蕩器模塊的100khz，余弦信號輸入于鎖相環(huán)，適當(dāng)調(diào)節(jié)鎖相環(huán)VCO模塊中的f0旋鈕，使鎖相環(huán)鎖定于100khz，此時LPF輸出的直流電平約為零電平恢復(fù)載波 （1）將圖1.7（圖2.2.3）中的鎖相環(huán)按上述過程調(diào)好，在按照圖的實(shí)驗(yàn)連接，將加法器輸出信號接至鎖相環(huán)的輸出端。將移相器

11、模塊印刷電路板上的頻率選擇開關(guān)撥到HI位置 （2）用示波器觀察鎖相環(huán)的LPF輸出信號是否是直流信號，以此判斷載波提取PLL是否處于鎖定狀態(tài)。若鎖相環(huán)鎖定，用雙蹤示波器可以觀察發(fā)端導(dǎo)頻信號cos2fct 與鎖相環(huán)VCO輸出的信號sin(2fct+)時候同步的，二者的相應(yīng)相位差為90°+，且很小。若鎖相環(huán)失鎖，則鎖相環(huán)LPF輸出波形是交流信號，可緩慢調(diào)節(jié)鎖相環(huán)VCO模塊的f0旋鈕，直至鎖相環(huán)LPF輸出為直流，即鎖相環(huán)由失鎖進(jìn)入鎖定，繼續(xù)調(diào)接f0旋鈕，使LPF輸出的直流電壓約為0電平 （3）在確定鎖相環(huán)提取載波成功后，利用雙蹤示波器分別觀察發(fā)端的導(dǎo)頻信號及收端載波提取鎖相環(huán)中VCO的輸出經(jīng)

12、移相后的信號波形，調(diào)節(jié)移相器模塊中的移相旋鈕，達(dá)到移相90°，使輸入于相干解調(diào)的恢復(fù)載波與發(fā)來的導(dǎo)頻信號不僅同頻，也基本同相。（4）用頻譜儀觀測恢復(fù)載波的振幅頻譜，并加以分析。相干解調(diào)（1）在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按照圖1.7所示，將相干解調(diào)的相乘、低通濾波模塊連接上（將“TUNEABLE LPF”模塊前面板上的頻率范圍選擇開關(guān)撥到WIDE位置），并將發(fā)送來的信號與恢復(fù)載波分別連至相干解調(diào)的乘法器的兩個輸入端。（2）用示波器觀察相干解調(diào)相乘、低通濾波后的輸出波形。（3）改變發(fā)端音頻振蕩器的頻率，解調(diào)輸出信號也隨之改變。 需指出，由于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的鎖相環(huán)中的RC LPF的3dB帶寬為2

13、.8kHz，所以此DSB-SCAM實(shí)驗(yàn)的調(diào)制信號頻率選為10kHz。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸入信號與解調(diào)信號恢復(fù)載波與原載波原載波和恢復(fù)載波相干解調(diào)輸出鎖相環(huán)輸出恢復(fù)載波頻譜VCO同步帶與捕捉帶同步帶和捕捉帶是:捕捉帶：109.9-96.15=13.65KHZ同步帶：99.8-84.6=15.2KHZ思考題 （1）整理實(shí)驗(yàn)記錄波形，說明DSB-SC AM信號波形特點(diǎn)。答：DSB-SC AM信號波形的頻率是恒定的，振幅是隨時間變化的，而且關(guān)于即X軸上下對稱,包絡(luò)為余弦函數(shù)。其單邊功率譜為三個沖擊。在中心頻率上沖擊幅值大，邊帶的沖擊幅值較小。（2）整理實(shí)驗(yàn)記錄振幅頻譜，畫出已調(diào)信號加導(dǎo)頻的振幅頻譜圖（標(biāo)上頻

14、率值）。根據(jù)此振幅頻譜，計(jì)算導(dǎo)頻信號功率與已調(diào)信號功率之比。圖1.8圖1.8即加法器輸出頻譜圖中心頻率為100KHz，帶寬為20KHz已調(diào)信號信號功率：Ps=ACa22×2=Ac2a22導(dǎo)頻信號功率：Pc=Ap22再帶入實(shí)驗(yàn)中測的數(shù)據(jù)得：PsPc0.32 （3）實(shí)驗(yàn)中載波提取鎖相環(huán)的LPF是否可用TIMS系統(tǒng)中的”TUNEABLE LPF”?請說明理由。答：不能使用TUNEABLE LPF來恢復(fù)載波。因?yàn)榛謴?fù)載波的電路中，經(jīng)過乘法器之后，要使用濾波器濾除高頻分量，剩下載波分量，而恢復(fù)的載波的頻率為100KHZ，這就要求這時的低通帶寬要100KHZ，然而TUNEABLE LPF的濾波范

15、圍為900HZ12KHZ，遠(yuǎn)不能滿足濾波的要求。故不能使用其來進(jìn)行載波恢復(fù)的濾波。（4）若本實(shí)驗(yàn)中的音頻信號為1KHZ，請問實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的PLL能否用來提取載波。為什么？答：不能。因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)中回復(fù)載波信號的鎖相環(huán)中使用了截止頻率為2.8KHz的RC LPF濾波器，音頻信號如果是1KHz，鎖相環(huán)就會跟蹤到音頻信息的波形變化，使得信號失真。（5）若發(fā)端不加導(dǎo)頻，收端提取載波還有其他方法嗎？請畫出框圖。答：若不加導(dǎo)頻，調(diào)節(jié)信號中就沒有離散的載頻分量，就不能用窄帶濾波器來提取載波了。收端載波提取可以利用平方環(huán)法或科斯塔斯環(huán)法來提取載波。平方環(huán)法：圖1.9 平方環(huán)法框圖科斯塔斯環(huán)法(COSTAS)：圖

16、1.10 科斯塔斯環(huán)法(COSTAS)框圖實(shí)驗(yàn)總結(jié)：本次實(shí)驗(yàn)是整個實(shí)驗(yàn)過程中的第一個實(shí)驗(yàn)。俗話說，萬事開頭難。我和同組的林堅(jiān)同學(xué)在這個實(shí)驗(yàn)上費(fèi)力很大的功夫，中間有實(shí)在做不出來的部分，就先跳過去做后面的實(shí)驗(yàn)，然后再回來做實(shí)驗(yàn)一。這個實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了我們的耐心，也讓我們接觸了實(shí)驗(yàn)的儀器，為后面的實(shí)驗(yàn)打下了良好的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)二 具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅（AM）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解AM信號的產(chǎn)生原理以及實(shí)現(xiàn)方法(2) 了解AM信號波形以及振幅頻譜的特點(diǎn),并掌握調(diào)幅系數(shù)的測量方法(3) 了解AM信號的非相干解調(diào)原理和方法實(shí)驗(yàn)原理1、 AM信號的產(chǎn)生音頻信號為m(t)=Amsin(2fmt)，則單音頻調(diào)幅的AM

17、信號表達(dá)式為：SAMt=Ac（A+AMsin2fmt）sin2fct=AcA（1+asin2fmt）sin2fct其中調(diào)幅系數(shù)a=AmA，并要求a1，本次采用的原理框圖為圖2.1圖2.1 產(chǎn)生AM信號2、 AM信號的解調(diào)用包絡(luò)檢波的方法進(jìn)行解調(diào)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一、 AM信號的產(chǎn)生1、實(shí)驗(yàn)步驟（1） 按圖2.2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，乘法器輸入耦合開關(guān)置于DC狀態(tài)。（3） 分別調(diào)整加法器的增益G和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。圖2.2 產(chǎn)生AM信號的實(shí)驗(yàn)連接圖（5） 觀察乘法器輸出波形是否為AM波形

18、。（6） 測量AM信號的調(diào)幅系數(shù)a值，調(diào)整可變直流電壓，使a=0.8。（7） 測量a=0.8的AM信號振幅頻譜。3、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：AM信號AM信號頻譜二、 AM信號的非相關(guān)解調(diào)1、實(shí)驗(yàn)步驟（1） 連接如圖2.3所示，輸入的AM信號的調(diào)幅系數(shù)a=0.8。圖2.3 AM信號的非相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)連接圖（2） 用示波器觀察整流器（RECTIFIER）的輸出波形。（3） 用示波器觀察低通濾波器（LPF）的輸出波形。（4） 改變輸入AM信號的調(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)制信號的頻率，觀察包絡(luò)檢波輸出波形的變化。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：整流器（RECTIFIER）的輸出波形低通濾波器（L

19、PF）的輸出波形改變頻率改變調(diào)幅系數(shù)思考題（1）在什么情況下，會產(chǎn)生AM信號的過調(diào)現(xiàn)象？答：AM信號的包絡(luò)與調(diào)制信號mt成正比，為避免產(chǎn)生過調(diào)制要求a1。也即當(dāng)a>1時會產(chǎn)生過調(diào)現(xiàn)象，因?yàn)閍>時不能保證AM信號的包絡(luò)在任何時候都大于零，使得包絡(luò)會出現(xiàn)零點(diǎn)，產(chǎn)生過調(diào)。(2)對于a=0.8的AM信號，請計(jì)算載頻功率與邊帶功率之比值。答：a=0.8時，由AM信號的表達(dá)式：SAMt=AcA（1+asin2fmt）sin2fct可知，載頻的單邊功率為：(AcA/2)2，單邊帶功率為（AcAa4)2×2，故載頻功率與單邊帶功率之比為：258=3.125(3)是否可用包絡(luò)檢波器對DSB

20、-SC AM信號進(jìn)行解調(diào)？請解釋原因。答：不能。因?yàn)镈SB-SC AM信號為雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號，顧名思義，DSB-SC AM信號抑制了載波的存在，使得其信號的表達(dá)式中的包絡(luò)與調(diào)制信號沒有簡單的正比關(guān)系，其信號波形有相位反轉(zhuǎn)，包絡(luò)沒有反映出調(diào)制信號的特征，故不適合用包絡(luò)檢波，宜采取相干解調(diào)。實(shí)驗(yàn)總結(jié)：本次實(shí)驗(yàn)較為簡單，我們也逐漸熟悉了設(shè)備和軟件的使用方法。整體感覺做得還不錯。實(shí)驗(yàn)三 調(diào)頻(FM)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解用VCO作調(diào)頻器的原理及實(shí)驗(yàn)方法。（2）測量FM信號的波形及振幅頻譜。（3）了解利用鎖相環(huán)作FM解調(diào)的原理及實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)原理音頻信號為m(t)=acos2fmt.SFMt=Acco

21、s2fct+(t)，其中(t)=2Kf-tmd=aKffmsin2fmt=sin2fmt，Kf為頻譜偏移常熟（HZ/V），=aKffm是調(diào)制指數(shù)，由卡松公式知，等效帶寬為B2(+1) fm產(chǎn)生方法如圖3.1,圖3.2圖3.1 利用VCO產(chǎn)生FM信號圖3.2 利用鎖相環(huán)做調(diào)頻解調(diào)器實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果一、FM信號的產(chǎn)生1、實(shí)驗(yàn)步驟（1）單獨(dú)調(diào)測VCO（a）將VCO模塊的印刷電路板上的撥到開關(guān)置于VCO模式，將頻率選擇開關(guān)置于“HI”狀態(tài)。然后，將VCO模塊插入插槽（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VCO輸出端,如圖3.4圖3.3 產(chǎn)生FM信號的實(shí)驗(yàn)連接圖 圖3

22、.4 測量VCO的壓控靈敏度l 當(dāng)直流電壓為0時，調(diào)節(jié)f0旋鈕，使VCO中心頻率為100khzl 在-2v+2v范圍內(nèi)改變直流電壓，測量VCO的頻率及線形工作區(qū)域l 調(diào)節(jié)VCO的“gain”旋鈕，是的直流電壓在-2v+2v范圍內(nèi)變化時，頻率在-5khz+5khz范圍內(nèi)變化（2）將音頻振蕩器的頻率調(diào)到2khz，作為調(diào)制信號輸入于VCO的Vin端（3）測量圖3.3中各點(diǎn)波形（4）測量FM波的振幅頻譜2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果FM調(diào)制圖FM調(diào)制及其頻譜圖二、FM信號的鎖相環(huán)解調(diào)1、實(shí)驗(yàn)步驟按照圖3.5連接圖3.5 FM信號的鎖相環(huán)解調(diào)（1）單獨(dú)調(diào)測VCO（a）將VCO模塊的印刷電路板上的撥到開關(guān)置于VCO模式，將

23、頻率選擇開關(guān)置于“hi”狀態(tài)。然后，將VCO模塊插入插槽（b）將可變直流電壓模塊的輸出端與VCO模塊的端相連接，示波器接VCO輸出端l 當(dāng)直流電壓為0時，調(diào)節(jié)f0旋鈕，使VCO中心頻率為100khzl 調(diào)節(jié)VCO的“gain”旋鈕，是的直流電壓在-1v+1v范圍內(nèi)變化時，頻率在-10khz+10khz范圍內(nèi)變化（2） 將鎖相環(huán)閉環(huán)連接，將另一個VCO作為信源，接入鎖相環(huán)，測試鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶。（3）將已調(diào)測好的FM信號輸入于鎖相環(huán)，用示波器觀察解調(diào)信號。若鎖相環(huán)已鎖定，則在LPF輸出的信號應(yīng)該是直流分量疊加模擬基帶信號。（4）改變發(fā)端的調(diào)制信號頻率，觀察FM解調(diào)的輸出波形變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果同

24、步帶和捕捉帶是：捕捉帶為：106.7-95.01=11.69KHZ同步帶為：111.6-89.82=21.78KHZ思考題（1） 本實(shí)驗(yàn)的FM信號調(diào)制指數(shù)是多少？FM信號的帶寬是多少？答：采用VCO時，調(diào)制指數(shù)=aKffm，由結(jié)果圖可以讀出a=2, Kf=5KHZ/2V，fm=2KHZ，得=2.5，帶寬B=21+fm=14KHz（2） 用VCO產(chǎn)生FM信號的優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)生大頻偏的FM信號，缺點(diǎn)是VCO中心頻率穩(wěn)定度差。為了解決FM大頻偏及中心頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，可采用什么方案來產(chǎn)生FM信號？答：采用晶振穩(wěn)幅可以使中心頻率穩(wěn)定（3） 對于本實(shí)驗(yàn)具體所用的鎖相環(huán)及相關(guān)模塊，若發(fā)端調(diào)制信號頻率為1

25、0KHZ，請問實(shí)驗(yàn)三中的鎖相環(huán)能否解調(diào)除原調(diào)制信號？為什么？答：不可以。本實(shí)驗(yàn)中使用的RC LPF截止頻率是2.8KHz，所以鎖相環(huán)的工作頻率是在2.8KHz附近。如果發(fā)送一個頻率為10KHz的信號，不在鎖相環(huán)工作頻率段，所以不可惜。（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：調(diào)頻解調(diào)的鎖相環(huán)的輸出是LPF的輸出，其頻率和相位與調(diào)頻信號是相同的；恢復(fù)載波的鎖相環(huán)的輸出是VCO的輸出，其頻率與調(diào)頻信號是相同的，但相位與原調(diào)制信號相差90°。實(shí)驗(yàn)總結(jié)：本實(shí)驗(yàn)的鎖相環(huán)部分是我們認(rèn)為最難的部分了。本來經(jīng)過實(shí)驗(yàn)一，我們對鎖相環(huán)的性能已經(jīng)有了一定的了解，但是對于具體的分

26、析仍然存在一定的不足，這導(dǎo)致做實(shí)驗(yàn)的時候困難重重。實(shí)驗(yàn)六：眼圖實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈹?shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中“眼圖”的觀察方法及其作用。實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)連接圖如下：圖6.1 觀察眼圖的實(shí)驗(yàn)連接圖實(shí)驗(yàn)步驟：（1） 將可調(diào)低通濾波器模板前面板上的開關(guān)置于NORM位置。（2） 將主信號發(fā)生器的8.33khzTTL電平的方波輸入于線路碼編碼器的M.CLK端，經(jīng)四分頻后，由B.CLK端輸出2.083khz的時鐘信號。（3） 將序列發(fā)生器模塊的印刷電路板上的雙列直插開關(guān)選擇“10”，產(chǎn)生長為256的序列碼。（4） 用雙蹤示波器同時觀察可調(diào)低通濾波器的輸出波形及2.083khz的時鐘信號。并調(diào)節(jié)可調(diào)低通濾波器的TUN

27、E旋鈕及GAIN旋鈕，以得到合適的限帶基帶信號波形，觀察眼圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：圖6.2 可調(diào)低通濾波器的輸出波形實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)主要是了解了數(shù)字基帶傳輸中“眼圖”的觀察方法及其作用。實(shí)驗(yàn)中遇到的問題主要在于眼圖的產(chǎn)生原理。在信號的不斷重復(fù)疊加下產(chǎn)生。同時對眼圖對通信系統(tǒng)提供的信息有了更進(jìn)一步的了解：眼睛睜開最大的地方即是最佳采樣時刻；眼圖斜邊的斜率決定定時誤差的靈敏度，斜邊越陡；沿途中央的橫軸位置對應(yīng)于判決門限；碼間干擾十分嚴(yán)重時，”眼睛”會完全閉合，系統(tǒng)誤碼嚴(yán)重。實(shí)驗(yàn)七：采樣、判決實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 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)從限帶基帶信號中提取時鐘、并對限帶基

28、帶信號進(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)。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中提取時鐘，用以對接收濾波器輸出的基帶信號在眼圖睜開最大處進(jìn)行周期性采樣，然后將各采樣值分別與判決門限進(jìn)行比較做出判決、輸出數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)連接圖如下：圖7.1 眼圖、時鐘提取、采樣、判決實(shí)驗(yàn)連接圖實(shí)驗(yàn)步驟:（1） 自主設(shè)計(jì)圖中的提取時鐘的實(shí)驗(yàn)方案，完成恢復(fù)時鐘（TTL電平）的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。（2） 按照下圖所示，將恢復(fù)時鐘輸入于判決模塊的B.CLK時鐘輸入端（TTL電平）。將可調(diào)低通濾波器輸出的基帶信號輸入于判決模塊，并將判決模塊印刷電路板上的波形選擇開關(guān)SW1撥到N

29、RZ-L位置（雙極性不歸零碼），SW2開關(guān)撥到“內(nèi)部”位置。（3） 用雙蹤示波器同時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，使得在眼圖睜開最大處進(jìn)行采樣、判決。對于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。由于信號時雙極性不歸零碼,所以直接平方的結(jié)果為直流,不能達(dá)到整流的目的,所以可以在將信號通過一個微分器后在進(jìn)行整流提取時鐘所以得到的時鐘截圖會有相位偏移,在最后加一個移相器就能達(dá)到要求Get clock(blue)有相位偏移實(shí)驗(yàn)結(jié)果：采樣點(diǎn)判決圖思考題對于滾降系數(shù)為 =1 升余弦滾降的眼圖，請示意畫出眼圖，標(biāo)出最佳采樣時刻和最佳判決門限判決門限最佳采樣時

30、刻答：當(dāng)滾降系數(shù)為 =1時，眼圖是由余弦信號疊加而成的，其最佳采樣時刻和最佳的判決門限如下所示：實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)的時鐘提取部分，我們沒有單獨(dú)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，而是直接采用了引出的時鐘信號。由于對眼圖已經(jīng)有所了解，我們很快就完成了本次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)八：二進(jìn)制通斷鍵控(OOK)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 了解OOK信號的產(chǎn)生及其實(shí)現(xiàn)方法。（2） 了解OOK信號波形和功率譜的特點(diǎn)及其測量方法。（3） 了解OOK信號的解調(diào)及其實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)原理OOK的產(chǎn)生原理圖：圖8.1 OOK信號產(chǎn)生原理OOK的相干解調(diào)：圖8.2 OOK信號的相干解調(diào)OOK的非相干解調(diào)：將OOK信號整流，再經(jīng)過低通，實(shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波，用提取出來的時鐘抽樣

31、判決得到解調(diào)輸出圖8.3 OOK信號的非相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)連接圖如下：圖8.4 產(chǎn)生OOK信號的實(shí)驗(yàn)連接圖 圖8.5 OOK信號非相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)連接圖實(shí)驗(yàn)步驟：1.如實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路，產(chǎn)生OOK信號。用示波器觀察各點(diǎn)信號波形，并用頻譜儀觀察各點(diǎn)功率譜（將序列發(fā)生器模塊印刷電路板上的雙列直插開關(guān)撥到“11”，使碼長為2048）。如下圖連接，自主完成時鐘提取、采樣、判決，產(chǎn)生OOK的非相干解調(diào)信號。用示波器觀察各點(diǎn)波形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：OOK信號OOK解調(diào)輸出判決思考題1.對OOK信號的相干解調(diào)如何進(jìn)行載波提取？請畫出原理框圖及實(shí)驗(yàn)框圖。答：對OOK信號進(jìn)行相干解調(diào)時載波的提取原理如下所示：

32、從上圖中的OOK的功率譜密度可以看出，其功率譜密度中含有離散的載頻分量，所以可以直接用窄帶濾波器來提取時鐘：圖8.6 時鐘提取具體的實(shí)驗(yàn)框圖如下所示：圖8.7 時鐘提取具體實(shí)現(xiàn)2自主設(shè)計(jì)的時鐘提取、采樣、判決的框圖如下所示：OOK調(diào)制信號采用的是二進(jìn)制的單極性不歸零碼序列，而傳輸碼經(jīng)過簡單的非線性變換后能產(chǎn)生離散時鐘分量，本實(shí)驗(yàn)中采用的是 平方+ BPF+比較器，具體的實(shí)驗(yàn)框圖如下所示：圖8.8 時鐘提取實(shí)現(xiàn)框圖利用上面的時鐘提取電路，采樣判決電路如下所示：圖8.9 采樣判決電路實(shí)現(xiàn)框圖實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次OOK實(shí)驗(yàn)以單極性不歸零碼序列控制正弦載波的導(dǎo)通與關(guān)閉產(chǎn)生OOK信號，并且通過非相干解調(diào)將OOK

33、解調(diào)出來。 實(shí)驗(yàn)通過OOK的產(chǎn)生和解調(diào)，加深了對理論知識的理解。本實(shí)驗(yàn)中提取時鐘是OOK信號非相干解調(diào)的關(guān)鍵步驟，在實(shí)驗(yàn)中利用平方法自己設(shè)計(jì)完成了時鐘提取、采樣、判決的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，同時利用了前面實(shí)驗(yàn)的知識。 實(shí)驗(yàn)十二：低通信號的采樣與重建實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解低通信號的采樣及其信號重建的原理和實(shí)現(xiàn)方法(2) 測量各信號波形及振幅頻譜低通信號的采樣與重建的定理一、低通信號的采樣定理一個頻帶受限于于0,fH的模擬基帶信號，可以唯一地被采樣周期Ts不大于12fH的采樣序列值所決定。將該樣值序列通過一帶寬為fH的低通濾波器，可以無失真的重建或恢復(fù)出原基帶信號。二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)的原理如下圖所示：圖12.1 低通信號的采樣電路圖一模擬音頻信號 m(t)通過采樣器輸出被采樣信號ms(t).由于周期采樣脈沖序列的 S(t) 控制一開關(guān)的閉合與打開構(gòu)成采樣器，其采樣信號為ms(t)，可以通過一個低通濾波器恢復(fù)出原基帶信號。實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)步驟：（1） 按照圖連