北邮实验报告

1 / 26 北邮实验报告 微波实验报告 姓名： 王绪东学号： 08210234日期： 2016/6/04 目录 实验二 微 带 分 支 线 匹 配器 . 3 实验目的 . 3 实 验 原理 . 3 实 验 内容 . 3 实 验 步 骤 与 结果 . 3 单支2 / 26 节 . 4 双支节 . 7 实 验 三 微 带 多 节 阻 抗 变 阻器 . 11 实验目的 . 11 实验原理 . 11 实验内容 . 11 实 验 步 骤 与 结果 .3 / 26 . 12 实验四 微 带 功 分器 . 13 实验目的 . 13 实验原理 . 13 实验内容 . 13 实 验 步 骤 与 结果 . 15 心得体会 . 16 实验二 微带分支线匹配器 实验目的 4 / 26 1熟悉支节匹配器的匹配原理 2了解微带线的工作原理和实际应用 3掌握 Smith图解法设计微带线匹配网络 实验原理 支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳，用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。 单支节匹配器，调谐时主要有两个可调参量：距离 d和由并联开路或短路短截线提供的电纳。匹配的基本思想是选择 d，使其在距离负载 d 处向主线看去的导纳 Y 是 Y0+jB形式。然后，此短截线的电纳选择为 -jB，根据该电纳值确定分支短截线的长度，这样就达 到匹配条件。 双支节匹配器，通过增加一个支节，改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足，只需调节两个分支线长度，就能够达到匹配。 实验内容 已知：输入阻抗 Zin=75 负载阻抗 Zl= 特性阻抗 Z0=75 介质基片 r=， H=1mm 假定负载在 2GHz时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离 d1=1/4，两分支线之间的距离为 d2=1/8。画出5 / 26 几种可能的电路图并且比较输入端反 射系数幅度从至的变化。 实验步骤 1根据已知计算出各参量，确定项目频率。 2将归一化阻抗和负载阻抗所在位置分别标在smith圆上。 3设计单枝节匹配网络，在图上确定分支线与负载的距离以及分支线的长度，根据给定的介质基片、特性阻抗和频率用 TXLINE 计算微带线物理长度和宽度。此处应该注意电长度和实际长度的联系。 4画出原理图，在用微带线画出基本的原理图时，注意还要把衬底添加到图中，将各部分的参数填入。注意微带分支线处的不均匀性所引起的影响，选 择适当的模型。 5负载阻抗选择电阻和电感串联的形式，连接各端口，完成原理图，并且将项目的频率改 为 。 6添加矩形图，添加测量，点击分析，测量输入端的反射系数幅值。 7同理设计双枝节匹配网络，重复上面的步骤。 仿真调测 单支节 1 根据已知计算出各参量。写入 Output Equations。 zl 为归一化负载阻抗； zin 为归一化输入阻抗； Tl6 / 26 为负载处反射系数； Tin 为输入端反射系数； b 为以为步长扫描 02*PI； R 为阻抗处等反 射系数圆； Rp 为匹配圆； Rj为大圆。 2将归一化阻抗和负载阻抗所在位置分别标在smith圆上 图表 1以实部虚部方式显示 图表 2以幅度角度方式显示 绘制步骤： ? 将归一化输入阻抗和负载阻抗所在位置标在导纳圆图上 ? 从负载阻抗处沿等反射系数圆向源旋转，交匹配圆一点， 由此确定单支节传输线阻抗为 信息与通信工程学院 通信原理硬件实验报告 班 姓 学 序 日 级： 名： 号： 号：期： 目录 必做部分 目录 .7 / 26 . 2 实 验 一 ： 双 边 带 抑 制 载 波 调幅 . 4 一、实验目的 . 4 二、实验原理 . 4 三、实验框图 . 6 四、实验步骤 . 7 五、 实 验 结 果 与 分8 / 26 析 . 8 六、 思考题 . 11 七、问题及解决方法 . 13 实 验 二 ： 具 有 离 散 大 载 波 的 双 边 带 调幅 . 14 一、实验目的 . 14 二、实验原理 . 14 9 / 26 三、实验框图 . 15 四、实验步骤 . 16 五、实验结果与分析 . 17 六、思考题 . 20 七、问题及解决方法 . 20 实验三：调频 .10 / 26 . 22 一、实验目的 . 22 二、实验原理 . 22 三、实验框图 . 23 四、实验步骤 . 24 五、实验结果与分析 . 25 11 / 26 六、思考题 . 27 七、问题及解决方法 . 28 实验六：眼图 . 29 一、实验目的 . 29 二、实验原理 . 29 三、实验框图 .12 / 26 . 29 四、实验步骤 . 30 五、实验结果与分析 . 30 六、问题及解决方法 . . 31 实验七：采样、判决 . 32 一、实验目的 . 32 13 / 26 二、实验原理 . 32 三、实验框图 . 32 四、实验步骤 . 33 五、实验结果与分析 . 34 六、思考题 . 35 七 、 问 题 及 解 决 方法 .14 / 26 . 35 实验八：二进制通断键控 . 35 一、实验目的 . 36 二、实验原理 . 36 三、实验框图 . 36 四、实验步骤 . 37 五、实验结果与分15 / 26 析 . 38 六、思考题 . 39 七、问题及解决方法 . 40 实验十二：低通信号的采样与重建 . 41 一、实验目的 . 41 二、实验原理 . 41 16 / 26 三、实验框图 . 41 四、实验步骤 . 42 五、实验结果与分析 . 42 六、思考题 . 44 七、问题及解决方法 . 45 选做部分 实 验 九 ： 二 进 制 移 频 键17 / 26 控 . 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 六、问题及解决方法 . 50 18 / 26 实验十一：信号星座 . 51 一、实验目的 . 51 二、实验原理 . 51 三、实验框图 . 51 四、实验步骤 . 51 五、实验结果与分析 .19 / 26 . 52 六、思考题 . 55 七、问题及解决方法 . 56 实验一：双边带抑制载波调幅 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 20 / 26 sDSB?mcos?ct 频域表达式为 1SDSB?M?M2 其波形和频谱如下图所示 将均值为零的模拟基带信号 m 与正弦载波 c 相乘得到 DSB SC AM信号，其频谱不包含离散的载波分量。 DSB SC 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错误！未找到引用源。的频率相同，但二者的相位差为错误！未找到引用源。度，其中错误！未找 到引用源。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，能通过错误！未找到引用源。分量，滤除 m 的频率分量及四倍频载频分量，因为错误！未找到引用源。很小，所以错误！未找到引用源。约等于错误！未找到引用源。 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 输出信号错误！未找到引用源。经 90 度移相后，以错误！未找到引用源。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21 / 26 相。 相干解调是将 发来的信号 s 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 通过隔直流电路滤除，于是输出为错误！未找到引用源。 是直流分量，可以 三、实验框图 1、 DSB-SC AM信号的产生 北京邮电大学 电子电路实验报告 实验一：函数信号发生器的设计与调测 院 系：信息与通信工程学院 班 级： 2016211129 姓 名： 班内序号： 学 号： 指导教师：王老师 课题名称： 函数信号发生器的设计与调测 摘要： 本实验由两个电路组成，方波 三角波发生电路和22 / 26 三角波 正弦波变换电路。方波 三角波发生电路采用运放组成，由自激的单线比较器产生方波，通过积分电路产生三角波，在经过差分电路可实现三角波 正弦波变换。该电路振荡频率和幅度用电位器调节，输出方波幅度的大小有稳压管的稳压值决定；而正弦波幅度和电路的对称性也分别由两个电位器调节，以实现良好的正弦波输出图形。 关键词： 方波、三角波、正弦波、频率调节、幅度调节，占空比调节 设计任务要求： 基本要求： a）设计一个设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发 生器。 1，输出频率能在 1 10KHz 范围内连续可调，无明显失真； 2，方波输出电压 Uopp = 12V,上升、下降沿小于 10us,占空比可调范围 30% 70%； 3，三角波 Uopp = 8V； 4，正弦波 Uopp 1V。 b）用 PROTEL软件绘制完整的电路原理图 23 / 26 设计思路： 1， 原理框图： 2， 系统的组成框图： 分块电路和总体电路的设计： 函数发生器是指能自动产生方波、三角波和正弦波的电压波形的电路或者仪器。电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题采用由集成运算放大器与晶体差分管放大器共同组成的方波 三角波、三角波 正弦波函数发生器的方法。 本课题中函数信 号发生器电路组成如下： 第一个电路是由比较器和积分器组成方波 三角波产生电路。单限比较器输出的方波经积分器得到三角波；第二个电路是由差分放大器组成的三角波 正弦波变换电路。 差分放大器的特点 : 工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性。传输特性曲线越对称，线性区域越窄 越好 ;三角波的幅度 Uim 应正好使晶体接近饱和区域或者截 至区域。 24 / 26 、方波 三角波产生电路设计 方波输出幅度由稳压管的稳压值决定，即限制在之间。 方波经积分得到三角波，幅度为 Uo2m= 方波和三角波的震荡频率相同，为 f=1/T=Rf/4R1R2C，式中为电位器 RW 的滑动比。即调节 RW 可改变振荡频率。 根据两个运放的转换速率的比较，在产生方波的时候选用转换速率快的 LM318，这样保证生成的方波上下长短一致，用 LM741则会不均匀。产生三角波的时候选用 LM741。其中 R1、 Rf的值根据实验要求设定在 20K 和 30K，根据计算可设定 R2=欧姆， C=。根据运放两端电阻要求的电阻平衡，选择 R4 的阻值和 R2 的相等，即 R4=欧姆。根据所需要输出方波的幅度选择合适的稳压管和限流电阻 R0 的大小。稳压管为给定的 2DW232，其稳压幅度已经给定。选择限流电阻R0为 600欧姆。为使的变化范围较大，信号的频率范围达到要求，电位器 RW选择为 1K欧姆范围内可调。 、三角波 正弦波产生电路设计 差动放大器具有很大的共模抑制比，被广泛应用于集成电路中，常作为输入级或中间级。 差动放大器的设计 ： 1， 确定静态工作点电流 Ic1、 Ic2、 Ic3 25 / 26 静态时，差动放大器不加入输入信号，对于电流镜Re3=Re4=Re Ir=Ic4+Ib3+Ib4=Ic4+2Ib4= Ic4+2 Ic4/ Ic4= Ic3 而 Ir= Ic4= Ic3=/ 上式表明恒定电流 Ic3主要由电源电压 Ucc、 Uee和电阻 R、 Re4 决定，与 晶体管的参数无关。由于差动放大器得静态工作点主要由恒流源决 定，故一般先设定 Ic3。 Ic3取值越小，恒流源越恒定，漂移越小， 放大 器的输入阻抗越 高。因此在实验中，取 Ic3 为1mA。有 Ic1= Ic3=1/2 Ic3=。由 R+Re=/Ir,其中 Ucc为 12V，Uee 也为 12v， Ube 的典型值为 Ir 为 1mA,故取