通信原理硬件实验报告.doc

北京邮电大学-通信原理硬件实验-实验报告信息与通信工程学院通信原理硬件实验报告姓名班级学号班内序号联系电话指导教师： 实验日期： 目录实验一：双边带抑制载波调幅（DSB-SCAM）4一、实验目的4二、实验原理4三、实验框图5四、实验步骤7五、 实验结果与分析8六、 思考题16七、问题及解决方法17实验二：具有离散大载波的双边带调幅（AM）18一、实验目的18二、实验原理18三、实验框图19四、实验步骤20五、实验结果与分析21六、思考题28七、问题及解决方法28实验三：调频（FM）29一、实验目的29二、实验原理29三、实验框图30四、实验步骤31五、实验结果与分析32六、思考题35七、问题及解决方法36实验四: 线路码的编码与解码37一、实验目的37二、实验原理37三、实验框图38四、实验步骤38五、实验结果与分析38实验五: 时钟恢复41一、实验目的41二、实验原理41三、实验步骤42四、实验结果与分析42五、思考题46六、问题及解决方法46实验六：眼图46一、实验目的46二、实验原理46三、实验框图47四、实验步骤47五、实验结果与分析47六、问题及解决方法49实验七：采样、判决50一、实验目的50二、实验原理50三、实验框图50四、实验步骤51五、实验结果与分析52六、思考题54七、问题及解决方法54实验八：二进制通断键控（OOK）55一、实验目的55二、实验原理55三、实验框图56四、实验步骤56五、实验结果与分析57六、思考题59七、问题及解决方法59实验十二：低通信号的采样与重建61一、实验目的61二、实验原理61三、实验框图61四、实验步骤62五、实验结果与分析62六、思考题66七、问题及解决方法67实验一：双边带抑制载波调幅（DSB-SCAM）一、实验目的1、了解DSB-SC AM信号的产生以及相干解调的原理和实现方法。2、了解DSB-SC AM信号波形以及振幅频谱特点,并掌握其测量方法。3、了解在发送DSB-SC AM信号加导频分量的条件下,收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法。4、掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法,掌握锁相环提取载波的调试方法。二、实验原理DSB信号的时域表达式为频域表达式为其波形和频谱如下图所示 将均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到DSBSC AM信号，其频谱不包含离散的载波分量。 DSBSC AM信号的解调只能采用相干解调。为了能在接收端获取载波，一种方法是在发送端加导频。收端可用锁相环来提取导频信号作为恢复载波。此锁相环必须是窄带锁相，仅用来跟踪导频信号。 在锁相环锁定时，VCO输出信号与输入的导频信号的频率相同，但二者的相位差为度，其中很小。锁相环中乘法器的两个输入信号分别为发来的信号s(t)与锁相环中VCO的输出信号，二者相乘得到在锁相环中的LPF带宽窄，能通过分量，滤除m(t)的频率分量及四倍频载频分量，因为很小，所以约等于。LPF的输出以负反馈的方式控制VCO,使其保持在锁相状态。锁定后的VCO输出信号经90度移相后，以作为相干解调的恢复载波，它与输入的导频信号同频，几乎同相。相干解调是将发来的信号s(t)与恢复载波相乘，再经过低通滤波后输出模拟基带信号，经过低通滤波可以滤除四倍载频分量，而是直流分量，可以通过隔直流电路滤除，于是输出为。三、实验框图1、DSB-SC AM信号的产生2、DSB-SC AM信号的相干解调及载波提取3、测量VCO的压控灵敏度四、实验步骤1、DSBAC信号的产生（1）将音频振荡器输出的模拟音频信号及住振荡器输出的100KHZ模拟载频信号分别用连线联结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和激荡平率，调整为10KHZ。（3）用示波器观看主震荡输出波形。（4）用示波器观看乘法器的输出波形及其频谱。（5）将已调信号和导频分量加到加法器的两个输入端，调整加法器上的参数G和g,使其与实际相符。观看输出波形及其频谱。具体调整方法如下:a.首先调整增益G：将加法器的B输入接地端接地，A输入端接已调信号，用示波器观看加法器A输入端的信号幅度与加法器输出信号幅度。调节旋钮G，使得加法器输出幅度与输入一致，说明此时G=1b.再调整增益g：加法器A输入端仍接已调信号，B输入端接导频信号。用频谱仪观看加法器输出信号的振幅频谱，调节增益g旋钮，使导频信号振幅频谱的幅度为已调信号的边带频谱幅度的0.8倍。此导频信号功率约为已调信号功率的0.32倍。2、DSBAC信号的相干解调及其载波提取（1）锁相环的调试：a.调整VCO的中心频率f0在100KHZb.将直流电压输入VCO，改变其值从-22V，观察VCO的频率及其线性工作范围c.调节VCO的压控灵敏度到合适范围。d.检测LPF是否正常工作。e.反复测量锁相环的同步带和捕捉带，使其尽量准确。（2）恢复载波a.将电路按照原理图连接好，用示波器观察锁相环中的LPF的输出信号是否为直流信号，以此判定是否锁定。b.贯穿导频信号和VCO的输出是否同步，调节移相器使其相依到达90度。c.观察恢复载波的频谱振幅。（3）相干解调a.将已调信号和恢复的载波接入解调乘法器的两个输入端。b.观察解调后的输出波形。c.改变音频振荡器的频率，观察解调输出波形的变化。5、 实验结果与分析1、DSBAC信号的产生（1）将音频振荡器输出的模拟音频信号及住振荡器输出的100KHZ模拟载频信号分别用连线联结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和激荡平率，调整为10KHZ。由图可看出音频信号的频率f为9.89kHz，振幅约为1.2V。（3）用示波器观看主震荡输出波形。主振荡器输出信号，由图可看出音频信号的频率f为100.037kHz，振幅约为1.5V。（4）用示波器观看乘法器的输出波形及其频谱。可以从图上看出，乘法器输出信号包络为调制信号，频率与载波频率相同为100kHz。输出振幅约为1.4V，与调制信号振幅相同。音频信号零点位置存在相位翻转。图表 1-已调信号的频谱乘法器输出频谱.由图可看出，dsb-sc am信号在100kHz处并无频谱分量，仅在左右各偏移10kHz处存在信号，与理论分析一致。（5）将已调信号和导频分量加到加法器的两个输入端，调整加法器上的参数G和g,使其与实际相符。观看输出波形及其频谱。具体调整方法如下:a.首先调整增益G：将加法器的B输入接地端接地，A输入端接已调信号，用示波器观看加法器A输入端的信号幅度与加法器输出信号幅度。调节旋钮G，使得加法器输出幅度与输入一致，说明此时G=1G=1时加法器输入端与输出端的信号波形，可以看出信号仅发生翻转，频率振幅均一致b.再调整增益g：加法器A输入端仍接已调信号，B输入端接导频信号。用频谱仪观看加法器输出信号的振幅频谱，调节增益g旋钮，使导频信号振幅频谱的幅度为已调信号的边带频谱幅度的0.8倍。此导频信号功率约为已调信号功率的0.32倍。图表 2 调节g使导频频谱幅度为已调信号频谱幅度的0.8倍2、DSBAC信号的相干解调及其载波提取（1）锁相环的调试：a.调整VCO的中心频率f0在100KHZ中心频率f0在100KHZb.将直流电压输入VCO，改变其值从-22V，观察VCO的频率及其线性工作范围当直流电压为零时，VCO中心频率为100kHz测量VCO压控灵敏度第二步DC=-2V频率=117kHZ 测量VCO压控灵敏度第二步DC=-2V频率=117kHZc.调节VCO的压控灵敏度到合适范围。测量VCO压控灵敏度第三步DC=1V频率=89.9kHz。此时可变直流电压为+10V时，VCO频率偏移为+10kHz。d.检测LPF是否正常工作。e.反复测量锁相环的同步带和捕捉带，使其尽量准确。测量得到f2 94.3kHzf4 104kHzf3 100kHzf1 90kHz同步带=f4-f1=14kHz捕捉带=f3-f2=5.7kHz（2）恢复载波a.将电路按照原理图连接好，用示波器观察锁相环中的LPF的输出信号是否为直流信号，以此判定是否锁定。b.贯穿导频信号和VCO的输出是否同步，调节移相器使其相依到达90度。c.观察恢复载波的频谱振幅。（3）相干解调a.将已调信号和恢复的载波接入解调乘法器的两个输入端。b.观察解调后的输出波形。CH1为原调制信号，CH2为解调信号，可见幅度有一定变化，出现相移，但是频率基本一致改变发端音频振荡器的频率，解调输出信号也随之改变，无法还原调制波形c.改变音频振荡器的频率，观察解调输出波形的变化。6、 思考题 2.2.3思考题1、说明DSB-SC AM信号波形的特点答：DSB-SC为双边带调幅，时域当载波与m(t)同时改变极性时出现反相点，而反相点不影响性能。经幅度调制后，基带信号的频谱被搬移到了载频fc处。若模拟基带信号带宽为W，则调幅信号带宽为2W，因为在频域中输出此调幅信号s(t)的信道带宽B=2W。AM信号为具有离散大载波的双边带幅度调制信号，它是在DSB-SB信号的基础上加一离散的大载波分量，因此传输效率有所下降。AM信号因为解调时要使用包络检波所以要保证|m(t)|1，使AM信号的包络Ac1+m(t)总为正数。2、画出已调信号加导频的振幅频谱，算出导频信号功率与已调信号功率之比。答：由图可知，导频信号的频谱幅度是A1=125mV，边频信号的频谱幅度是A2=160mV，所以导频信号功率与已调信号功率的百分比=A12/2/A22 =30.52%，接近理论值32%，误差主要来源于读数误差。2.2.4思考题1、实验中载波提取的锁相环中的LPF能不能用TIMS系统中的“TUNEABLE LPF”？答：不能，因为RC LPF中的3DB带宽是2. 8kHz，而TUNEABLE LPF 中WIDE一项中带宽的滤波范围是2kHz-12kHz，所以不能使用。2、若本实验中的音频信号为1kHz，请问实验系统所提供的PLL能否用来提取载波？为什么？答：不能，因为锁相环的截止频率为2.8kHz，如果音频信号为1kHz则锁相环会跟踪音频信号，造成信号失真。3、若发端不加导频，收端提取载波还有其他方法吗？请画出框图答：如图所示平方律部件2fc BPF二分频输入已调信号e(t)载波输出七、问题及解决方法本次实验是整个实验课中的最复杂的一个实验，需要观察的波形非常多，锁相环的调试也不简单。在测试同步带和捕捉带那一段 遇到了瓶颈，最终还是顺利解决69实验二：具有离散大载波的双边带调幅（AM）一、实验目的1、了解AM信号的产生原理和实现方法。2、了解AM信号波形和振幅频谱的特点，并掌握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、实验原理1、AM信号的产生对于单音频信号进行单音频调幅AM调制的结果为其中调幅系数，要求以免过调引起包络失真。由和分别表示AM信号波形包络最大值和最小值，则AM信号的调幅系数为如图所示为AM调制的过程和频谱示意图。2、AM信号的解调AM信号由于具有离散大载波，故可以采用载波提取相干解调的方法。其实现类似于实验一中的DSB-SC AM信号加导频的载波提取和相干解调的方法。AM的主要优点是可以利用包络检波器进行非相干解调，可以使得接收设备更加简单。本实验采用包络检波方案。三、实验框图1、AM信号的产生2、AM信号的非相干解调利用包络检波器进行非相关解调如图2.3.5所示：四、实验步骤1、AM信号的产生（1）按图进行各模块之间的连接。（2）音频振荡器输出为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以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）观察乘法器输出波形是否为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a=0.8。（7）测量a=0.8的AM信号振幅频谱。2、AM信号的非相干解调（1）输入的AM信号的调幅系数a=0.8。（2）用示波器观察整流器的输出波形。（3）用示波器观察低通滤波器的输出波形。（4）改变输入AM信号的调幅系数，观察包络检波器输出波形是否随之改变。（5）改变发端调制信号的频率，观察包络检波输出波形的变化。五、实验结果与分析1、AM信号的产生（1）按图进行各模块之间的连接。（2）音频振荡器输出为5KHz，主振荡器输出为100KHz，乘法器输入耦合开关置于DC状态。音频振荡器输出的调制信号m(t),频率为5kHz步骤（2）2、主振荡器输出的载波信号，频率为100.037kHz（3）分别调整加法器的增益G以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）观察乘法器输出波形是否为AM波形。通道一信号为加法器输出，可见包络为正；通道二信号为乘法器输出的AM信号，且能看到CH1信号为CH2信号的包络（6）测量AM信号的调幅系数a值，调整可变直流电压，使a=0.8。=3.04V和=0.320V代入公式得，a=0.8095（7）测量a=0.8的AM信号振幅频谱。从振幅频谱可见，离散大载波的振幅与边带频谱振幅值比约为0.4，与理论值计算结果一致2、AM信号的非相干解调（1）输入的AM信号的调幅系数a=0.8。（2）用示波器观察整流器的输出波形。（3）用示波器观察低通滤波器的输出波形。由图可以看出，虽然信号的解调输出很小，而且噪声干扰很严重，但信号的基本形状没有改变。保留了原有的信号的信息（4）改变输入AM信号的调幅系数，观察包络检波器输出波形是否随之改变。通过改变直流信号幅度来改变调制系数a，当a1时，出现过调制现象，此时解调输出波形不再是AM信号的包络，发生包络失真。（5）改变发端调制信号的频率，观察包络检波输出波形的变化。调节发端调制信号的频率f1，从10kHz开始逐渐减小，随着f1减小，解调信号频率也不断减小。F1减小至2.6kHz时，解调波形发生明显失真，继续减小，失真越来越明显。 六、思考题1、在什么情况下，会产生AM信号的过调现象？答：当调制系数大于1时，会产生过调现象，此时幅度最小值不是实际最小值，实际最小值应为负值。2、对于a=0.8的AM信号，请计算载频功率与边带功率之比值。答：AM信号公式为则可得其边带功率为：载波功率为：所以比值为： 3.1253、是否可用包络检波器对DSB-SC AM信号进行解调？请解释原因。答：不可以。因为已调信号的包络与m(t)不同，并不代表调制信号，有负值部分，且在与t轴的交点处有相位翻转。而包络应该为正幅度。七、问题及解决方法本次实验的主要内容是AM信号产生和解调。刚开始不能得到正确的图像，后来发现是把乘法器耦合开关置于AC档。虽然说实验结果总会有误差，一定的理论分析还是很关键的，如果实验数据跟理论差别很大的时候，一定要好好检查一下，说不定就是自己的哪一个步骤出错了。实验中，一定要细心，小错误要尽量避免。实验三：调频（FM）一、实验目的1、了解用VCO作调频器的原理及实验方法。2、测量FM信号的波形图及振幅频率。3、了解利用锁相环作FM解调的原理及实现方法。二、实验原理1、FM信号的产生单音频信号 经FM调制后的表达式 其中调制指数由卡松公式可知FM信号的带宽为FM信号的产生框图如下图所示。VCO的输入为，当输入电压为0时，VCO输入频率为；当输入模拟基带信号的电压变化时，VCO的振荡频率作相应的变化。2、锁相环解调FM信号锁相环解调的原理框图如下图所示。VCO的压控电压同基带信号成正比，所以就是FM解调的输出信号。锁相环解调FM信号有两个关键点，一是开环增益足够大，二是环路滤波器的带宽要与基带信号带宽相同。三、实验框图1、FM信号的产生2、FM信号的锁相环解调四、实验步骤1、FM信号的产生（1） 单步调试VCOa.将VCO模块的印刷电路板上的拨动开关置于VCO模式。将VCO板块前面板上的频率选择开关置于“HI”状态。然后，将VCO模块插入系统机架的插槽内。b.将可变直流电压模块的输出端与VCO模块的Vin端相连接，示波器接于VCO输出端： 直流电压为零时，调节VCO模块的f0旋钮，使VCO的中心频率为100赫兹 。在-2V至于+2范围内改变直流电压，测量VCO的频率及线性工作范围。 调节VCO模块的GAIN旋钮，使得直流电压在+/-2V范围内变化时，VCO的频率在+/-5HZ内变化。（2）将音频振荡器的频率调到2Hz，作为调制信号输入于VCO的Vin输入端。（3）测量图2.4.4中各点信号波形。（4）测量FM信号的振幅频谱。2、FM信号的解调（1）单步调试VCOa.将VCO模块置于“VCO”, 前面板上的频率选择开关置于“HI”状态.b.将可变直流电压模块的输出端与VCO模块的Vin端相连接。当直流电压为零时，调节VCO的f0旋钮，使VCO的中心频率为100kHz。当可变直流电压为+/-1V时，调节VCO的GAIN旋钮，使VCO的频率偏移为+/-10kHz。（2）将锁相环闭环连接，将另一个VCO作信源，接入于锁相环，测试锁相环的同步带及捕捉带。（3）将已调好的FM信号输入与锁相环，用示波器观察解调信号。若锁相环已锁定，则在锁相环低通滤波器的输出信号应是直流分量叠加模拟基带信号。（4）改变发端的调制信号频率，观察FM解调的输出波形变化。五、实验结果与分析1、FM信号的产生（1） 单步调试VCOa.将VCO模块的印刷电路板上的拨动开关置于VCO模式。将VCO板块前面板上的频率选择开关置于“HI”状态。然后，将VCO模块插入系统机架的插槽内。b.将可变直流电压模块的输出端与VCO模块的Vin端相连接，示波器接于VCO输出端： 直流电压为零时，调节VCO模块的f0旋钮，使VCO的中心频率为100赫兹 。在-2V至于+2范围内改变直流电压，测量VCO的频率及线性工作范围。 调节VCO模块的GAIN旋钮，使得直流电压在+/-2V范围内变化时，VCO的频率在+/-5HZ内变化。当直流电压为-2V时，VCO输出信号频率为104.17kHz.使得直流电压在+/-2V范围内变化时，VCO的频率在+/-5HZ内变化。（2）将音频振荡器的频率调到2Hz，作为调制信号输入于VCO的Vin输入端。（3）测量图2.4.4中各点信号波形。CH1为调制信号，CH2为FM信号（4）测量FM信号的振幅频谱。上图可看出，FM输出信号频谱并不规整，带宽约为15kHz。2、FM信号的解调（1）单步调试VCOa.将VCO模块置于“VCO”, 前面板上的频率选择开关置于“HI”状态.b.将可变直流电压模块的输出端与VCO模块的Vin端相连接。当直流电压为零时，调节VCO的f0旋钮，使VCO的中心频率为100kHz。当可变直流电压为+/-1V时，调节VCO的GAIN旋钮，使VCO的频率偏移为+/-10kHz。（2）将锁相环闭环连接，将另一个VCO作信源，接入于锁相环，测试锁相环的同步带及捕捉带。（3）将已调好的FM信号输入与锁相环，用示波器观察解调信号。若锁相环已锁定，则在锁相环低通滤波器的输出信号应是直流分量叠加模拟基带信号。此时解调信号，在一定失真范围内，在是直流分量叠加模拟基带信号（4）改变发端的调制信号频率，观察FM解调的输出波形变化。改变发端频率，此时频率为1.99kHz。可见解调波形发生了失真。继续增大调制信号频率可能无法解出原始信号。此外，当频率增大到不在锁相环的同步带内，此时用锁相环解调会使锁相环进入失锁状态，无法正确解调出原信号。六、思考题1、本实验的FM信号调制指数是多少？FM信号的带宽是多少？答： 2、用VCO产生FM信号的优点是可以产生大频偏的FM信号，缺点是VCO中心频率稳定程度差。为了解决FM大频偏以及中心频率稳定度之间的矛盾，可采用什么方案来产生FM信号？答：为了使中心频率稳定，可以使用锁相环形成反馈，使得它仅用确保VCO中心频率的稳定性及准确度与晶振一致。3、对于本实验具体所用的锁相环及相关模块，若发端调制信号频率为10kHz，请问实验三中的锁相环能否解调出原调制信号？为什么？答：不能，因为10KHz不在锁相环的同步带内，此时用锁相环解调会使锁相环进入失锁状态，无法正确解调出原信号。4、用于调频解调的锁相环与用于载波提取的锁相环有何不同之处？答：在调频解调中使用的滤波器为低通滤波器，滤波器输出接至示波器和VCO，即锁相环调后的显示信号为低通滤波器的输出信号；在时钟提取中使用的滤波器为环路滤波器，滤波器输出仅接至VCO中，而锁相环输出信号应为VCO的输出信号而不是低通滤波器的输出信号。七、问题及解决方法本次实验建立在实验一锁相环的基础上，做起来比较顺利，很快就完成了。实验四: 线路码的编码与解码一、 实验目的1.了解各种常用线路码的信号波形及其功率谱。2.了解线路码的解码。实现方法二、 实验原理一些典型的线路码的波形如下图所示1.NRZ-L是双极性不归零码2.NRZ-M是基于传号的差分NRZ码。信号电平在遇到传号（即数据1）是改变，遇空号（数据0）不变。如果码型的变化规律相反，则称为NRZ-S，S代表空号。3.UNI-RZ是单极性归零码4.BIP-RZ是双极性归零码5.RZ-AMI是归零的传号交替反转码6.BIO-L是分相码，O是相位符号，该码也称Manchester码7.DICODE-NRZ是不归零双码。每次输入数据的边沿跳变会输出一个脉冲，其极性与前一脉冲相反。如果输入没有边沿跳变则输出0电平8.DUOBINARY是双二进制码，即二进制的第一类部分响应的相关编码三、 实验框图四、 实验步骤1.如图连接各模块。2.主振荡器8.33kHz信号（TTL电平）输出至线路编码器的M.CLK端，其内部电路四分频，由B.CLK端输出频率为2.083kHz、TTL电平的时钟信号。3.用序列码发生器产生一伪随机序列数字信号输入于线路编码器。产生不同的线路码。用示波器及频谱仪观察各线路码的信号波形与功率谱。4.用线路码解码器对各线路码进行解码。五、 实验结果与分析1.如图连接各模块。2.主振荡器8.33kHz信号（TTL电平）输出至线路编码器的M.CLK端，其内部电路四分频，由B.CLK端输出频率为2.083kHz、TTL电平的时钟信号。3.用序列码发生器产生一伪随机序列数字信号输入于线路编码器。产生不同的线路码。用示波器及频谱仪观察各线路码的信号波形与功率谱。RZ-AMI码RZ-AMI码频谱4.用线路码解码器对各线路码进行解码。RZ-AMI码解码输出实验五: 时钟恢复一、 实验目的1、了解从线路码中提取时钟的原理2、了解从RZ-AMI码中提取适中的实现方法二、 实验原理1. 数字通信信通中，为了能从接收信号中恢复出原始数据信号，必须有一个与收到的数字基带信号符号速率相同步的始终信号，提取时钟这一过程成为符号同步或者始终恢复。1.BIP-RZ时钟恢复2. 只须使用全波整流或者平方，得到单极性归零码，即为时钟信号。2.UNI-RZ时钟恢复3. 单极性归零码功率谱中包含了离散直流分量、连续谱、离散时钟分量及其奇次谐波分量，可以利用窄带滤波器或者锁相环从单极性归零码中提取出时钟分量。3.零均值限带PAM时钟恢复4. 可用方法很多，例如取平方后整形移相得到需要的时钟，也可以通过超前滞后门同步器或者其他环路方式恢复时钟。实验框图三、 实验步骤1.从RZ-AMI码恢复时钟A.实验步骤1)按照书中示意图连接模块。2)用示波器观察各点波形。3)调节缓冲放大器的K旋钮，使得放大器输出波形足够大，经移相其的相移后，比较器输出TTL电平的恢复时钟。4)将恢复时钟与发送时钟分别送至双踪示波器，调节相移，使得恢复时钟与发送时钟的相位一致。5)将恢复时钟送至线路解码器的时钟输入端，线路译码器输出原发送的伪随机序列。2.从BIP-RZ码提取时钟A.实验步骤1)自主设计时钟提取实验框图，完成时钟提取任务。2)由线路解码器解出原伪随机序列。四、 实验结果与分析1. 从RZ-AMI码恢复时钟1) 按照书中示意图连接模块。2) 用示波器观察各点波形。CH1为RZ-AMI码，CH2为恢复时钟，可以看出，恢复时钟脉冲宽与RZ-AMI相同，恢复时钟为码字生成的时钟。CH2为RZ-AMI码，CH1为平方器输出3)调节缓冲放大器的K旋钮，使得放大器输出波形足够大，经移相其的相移后，比较器输出TTL电平的恢复时钟。4)将恢复时钟与发送时钟分别送至双踪示波器，调节相移，使得恢复时钟与发送时钟的相位一致。恢复时钟和发送端时钟同频同相5)将恢复时钟送至线路解码器的时钟输入端，线路译码器输出原发送的伪随机序列。输入和解码输出原发送的伪随机序列2.从BIP-RZ码提取时钟A.实验步骤1)自主设计时钟提取实验框图，完成时钟提取任务。原始时钟和恢复时钟3) 由线路解码器解出原伪随机序列。原伪随机序列和解码输出波形，存在一定时延，波形一致。五、 思考题1、如何从分相码中提取时钟？因为无论是传输1还是0，分相码后都包含一个跳变，这样在接收端就可以根据跳变抽取出发送端的时钟，实现同步 2、对于双极性不归零码，如果发送数据中“1”出现的概率为90%，请问如何从这样的信号中提取时钟？可以在发送信息的同时发送时钟信号，或时钟信号的倍频 3、从限带基带信号中提取时钟的原理是什么？限带基带信号提取时钟的原理为线谱法六、 问题及解决方法这次实验做的比较曲折，开始恢复时种出来的很顺利，但是到用恢复时钟解调就特别困难，经过老师的帮助，我们明白缓冲放大器在恢复码字中的重要性，经过调节，得出结果实验六：眼图一、实验目的了解数字传输系统中“眼图”的观察方法及其作用。二、实验原理实际通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统产生畸变，总是在不同程度上存在码间干扰的，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。而眼图可以直观地估价系统码间干扰和噪声的影响，是常用的测试手段。从眼图的张开程度，可以观察码间干扰和加性噪声对接收基带信号波形的影响，从而对系统性能作出定性的判断。三、实验框图四、实验步骤1、将可调低通滤波器模块开关置于NORM位置。2、将主信号发生器的8.33kHz TTL电平的方波输入与线路编码器的M.CLK端，经四分频后，由B.CLK端输出2.083kHz的时钟信号。3、将序列发生器模块的印刷电路板上的双列直插开关选择“10”，产生长为256的序列码。4、用双踪示波器同时观察可调低通滤波器的输出波形和2.083kHz的时钟信号。并调节可调低通滤波器的TUNE旋钮及GAIN旋钮，以得到合适的限带基带信号波形，观察眼图。五、实验结果与分析1、将可调低通滤波器模块开关置于NORM位置。2、将主信号发生器的8.33kHz TTL电平的方波输入与线路编码器的M.CLK端，经四分频后，由B.CLK端输出2.083kHz的时钟信号。3、将序列发生器模块的印刷电路板上的双列直插开关选择“10”，产生长为256的序列码。4、用双踪示波器同时观察可调低通滤波器的输出波形和2.083kHz的时钟信号。并调节可调低通滤波器的TUNE旋钮及GAIN旋钮，以得到合适的限带基带信号波形，观察眼图。 CH2信道为时钟信号，经过分频器之后，8.33kHz时钟信号变成2.083kHz方波信号；CH1信道为输出基带波形信号，是眼图对应眼图每部分的含义可以看出码间干扰和加性噪声对接收信号的影响，从而对系统的性能作出判决。可以看出系统灵敏度较高，门限电平为0，噪声容限为7.5V六、问题及解决方法眼图是我们前面几个实验中最有趣的实验。刚开始看不到眼睛，调节了好久的gain和f旋钮都不行。后来慢慢一点点的调节，终于出现了完美的眼图。在实验中，耐心也是很必须的，因为噪声干扰等等，实验中可能不是一下子就得到我们想要的结果。其中从眼图的张开程度，可以观察码间干扰和加性噪声对接受基带信号波形的影响，从而能对系统性能做出定性的判断。实验七：采样、判决一、实验目的1、了解采样、判决在数字通信系统中的作用及其实现方法。2、自主设计从限带基带信号中提取时钟、并对限带信号进行采样、判决、恢复数据的实验方案，完成实验任务。二、实验原理在数字通信系统中的接收端，设法从接受滤波器输出的基带信号中提取时钟，用以对接受滤波器输出的基带信号在眼图睁开最大处进行周期性的瞬时采样，然后将各采样值分别与最佳判决门限进行比较做出判决、输出数据。三、实验框图1、采样、判决系统框图2、时钟提取电路四、实验步骤1、请自主设计图2.8.1中的提取时钟的实验方案，完成恢复时钟（TTL电平）的实验任务。请注意：调节恢复时钟的相移，使恢复时钟的相位与发来的数字基带信号的时钟相位一致（请将移相器模块印刷电路板上的拨动开关拨到“LO”位置）。2、按照图2.8.1所示，将恢复时钟输入于判决模块的B.CLK时钟输入端（TTL电平）。将可调低通滤波器输出的基带信号输入于判决模块，并将判决模块印刷电路板上的波形选择开关SW1拨到NRZ-L位置（双极性不归零码），SW2开关拨到“内部”位置。3、用双踪示波器同时观察眼图及采样脉冲。调节判决模块前面板上的判决点旋钮，使得在眼图睁开最大处进行采样、判决。对于NRZ-L码的最佳判决电平是零，判决输出的是TTL电平的数字信号。五、实验结果与分析1、请自主设计图2.8.1中的提取时钟的实验方案，完成恢复时钟（TTL电平）的实验任务。请注意：调节恢复时钟的相移，使恢复时钟的相位与发来的数字基带信号的时钟相位一致（请将移相器模块印刷电路板上的拨动开关拨到“LO”位置）。数字基带信号时钟与恢复时钟，可以看出恢复时钟与原时钟相位频率基本一种，2、按照图2.8.1所示，将恢复时钟输入于判决模块的B.CLK时钟输入端（TTL电平）。将可调低通滤波器输出的基带信号输入于判决模块，并将判决模块印刷电路板上的波形选择开关SW1拨到NRZ-L位置（双极性不归零码），SW2开关拨到“内部”位置。3、用双踪示波器同时观察眼图及采样脉冲。调节判决模块前面板上的判决点旋钮，使得在眼图睁开最大处进行采样、判决。对于NRZ-L码的最佳判决电平是零，判决输出的是TTL电平的数字信号。采样脉冲位置证号为眼图的最佳采样位置NRZ-L数字基带信号与判决输出的TTL电平数字信号。可以看到两个信号有一定时延，波形基本保持一致，没有受到很多噪声与码间干扰，达到解调目的。 六、思考题对于滚降系数为=1的升余弦滚降的眼图，请示意画出眼图，标出最佳取样时刻和最佳判决门限。答：如上图，0为最佳判决门限，眼睛长大最大时为最佳取样时刻。七、问题及解决方法采样判决算是这么多实验中最简单的了，在上次实验的基础上，我们已经得到了很完美的眼图，这次调眼图的时候，比上次容易了点。调出眼图之后，基本上都可以了。实验八：二进制通断键控（OOK）一、实验目的1、了解OOK信号的产生及其实现方法。2、了解OOK信号波形和功率谱的特点及其测量方法。3、了解OOK信号的解调及其实现方法。二、实验原理二进制通断键控(OOK)方式是以单极性不归零码序列来控制正弦载波的导通与关闭。如图所示。OOK信号的解调方式有相干解调和非相干解调两种。本实验采用非相干解调。其原理图如图所示。三、实验框图1、OOK信号的产生2、OOK信号的非相干解调四、实验步骤1、OOK信号的产生（1）用示波器观察图2.9.4中的各点信号波形。（2）并用频谱仪测量图2.9.4各点的功率谱（将序列发生器模块印刷电路板上的双列直插开关拨到“11”，使码长为2048）。2、OOK信号的非相干解调（1）用示波器观察2.9.5中各点的波形。（2）自主完成时钟提取、采样、判决的实验任务（需要注意的是，恢复时钟的相位要与发来信号的时钟相位一致）。五、实验结果与分析11、OOK信号的产生（1）用示波器观察图2.9.4中的各点信号波形。原时钟与4分频后2.083kHz时钟CH1为OOK信号，CH2为单极性不归零吗，二进制键控是以单极性不归零码序列来控制正弦载波的导通与关闭，输出为1时，OOK信号有输出，反之则为0。（2）并用频谱仪测量图2.9.4各点的功率谱（将序列发生器模块