北邮电子院通信原理实验

1、目录实验二 抑制载波双边带的产生（DSBSC generation）3一实验目的3二实验步骤3三实验结果3四实验结果分析4五思考题5实验三 振幅调制5一实验目的5二实验步骤5三实验结果7四实验结果分析9五思考题10实验四 包络与包络再生（Envelops and envelops recovery）10一实验目的10二实验步骤10三实验结果11四实验结果分析13五思考题13实验十八 ASK调制与解调14一实验目的14二实验步骤14三实验结果分析19实验十一 取样与重建19一实验目的19二实验步骤19三实验结果20四思考题22实验总结22实验二 抑制载波双边带的产生（DSBSC generati

2、on）一 实验目的1. 了解抑制载波双边带（SC-DSB）调制器的基本原理；2. 测试SC-DSB调制器的特性。二 实验步骤1. 将 TIMS 系统中的音频振荡器(Audio Oscillator)、主振荡器(Master Signals)、缓 冲放大器(Buffer Amplifiers)和乘法器(Multiplier)按图（1）连接。图（1） 抑制载波的双边带产生方法一2. 用频率计来调整音频振荡器，使其输出为 1kHz，作为调制信号，并调整缓冲放大器的 K1,使其输出到乘法器的电压振幅为 1V；3. 调整缓冲放大器的 K2，使主振荡器输至乘法器的电压为 1V，作为载波信号；4. 测量乘法

3、器的输出电压，并绘制其波形；5. 调整音频振荡器的输出，重复步骤 4。三 实验结果1. 音频振荡器输出 1KHz 正弦信号作为调制信号。已调信号波形图：2. 音频振荡器输出 频率正弦信号作为调制信号。已调信号波形图：四 实验结果分析 1. 由实验可知，包络的波形为载波信号波形，其幅度为1V，而此题中的乘法器的kxy中的k值为0.5，所以SC-DSB信号为载波信号与调制信号相乘所得，乘法器的输出为乘积的一半，故波形图中调制信号幅度仅为500mV, 而不是1V。2. 调制后的输出波形是以调制信号为包络，载波在包络里振荡，且当调制信号频率不一样时，调制后信号的波形差别很大。并且不能使用包络检波法来解

4、调SC-DSB信号，而是需要 在接收端将信号与一个同频同相的载波信号相乘，再通过低通滤波器，得到调制信号的波形。五 思考题1. 如何能使示波器上能清楚地观察到载波信号的变化？答: 可以通过观察输出信号的频谱来观察载波的变化，另一方面，调制信号和载波信号的频率要相差大一下，已通过调整音频振荡器来完成。2. 用频率计直接读SC-DSB信号，将会读出什么值？答: 频率计测得的是围绕一个中心频率来回摆动的值。实验三 振幅调制一 实验目的1. 了解振幅调制器的基本工作原理；2. 了解振幅波调制系数的意义和求法。二 实验步骤1. 将Tims 系统中的音频振荡器，可变直流电压，主振荡器，加法器和乘法器按图（

5、3）连接；图（3）振幅调制的产生方法一2. 音频振荡器输出为1kHz,主振荡器输出为100kHz,将乘法输入耦合开关置DC状态；3. 将可变直流器调节旋钮逆时针调至最小，此时输出为-2.5V，加法器输出为+2.5V；4. 分别调整加法器增益G和g，使加法器交流振幅输出为1V，DC输出也为1V；5. 用示波器观察乘法器的输出，读出振幅的最大值和最小值，算出调制系数；6. 分别调整AC振幅和DC振幅，重复步骤5，观察超调的波形；7. 用图（4）的方法，产生一般调幅波；8. 将移相器置“HI”；9. 先不加加法器B输入端的信号，调整缓冲放大器的增益和加法器的G增益。使加法器输出为振幅1V的SC-DS

6、B信号；10. 移去加法器A输入端的信号，将B输入端信号加入，调整加法器的g增益，使加法器输出为振幅1V的正弦值；11. 将A端信号加入，调整移相器的相移，是加法器输出为调幅波，观察其波形，计算调制系数。图（4）振幅调制的产生方法二三 实验结果1. 加法器交流振幅输出为1V，直流输出为1V，即调制系数为1时的调制信号波形：2. 超调信号波形：3. 步骤9，加法器输出为振幅1V的SC-DSB信号：4. 步骤10，加法器输出为振幅1V的正弦值：5. 加法器输出为调幅波：四 实验结果分析幅度调制是最简单的调制方法，其解调也是相当简单。可直接用包络检波。当带有大载波信号超调的时候，调制出来的信号被解调

7、后会产生很严重的失真，进行幅度调制时，调制系数应该小于1，否则不能正常解调出信号。正常调制情况下，已调信号的包络是调制信号，接收端的包络检波器可以从中解调出信号 。当|m(t)|a时，已调信号的包络不再是调制信号，信号波形失真，包络检波器无法从中解调出正确信号。五 思考题1. 当调制系数大于1时， 调制系数，此公式是否合适？答：不合适，因为此时为过度调制，幅度最小值不是实际最小值，实际最小值应为负值。2. 用图五产生一般调幅波，为何载波分量要和SC-DSB信号相同。若两个相位差为90度时，会产生什么图形?答：因为最后的一般调幅信号为：cosctcost+cost=1+cosc*cost，其中由

8、两部分组成，为了使这两部分最后能够合并，就要求载波分量 要和SC-DSB信号相同。若两个相位差90，则cosctcost+sint=2(1+cosc*cost)*cost+，这是一个振幅不断变化的调频波。实验四 包络与包络再生（Envelops and envelops recovery）一 实验目的1. 了解包络检波器的基本结构和原理。二 实验步骤1. 利用实验三的方法组成一个调制系数为 100%的一般调幅波；2. 将共享模块（Utilities Module）中的整流器（Rectifier）和音频放大器（Headphone Amplifier）中的3KHz 低通滤波器按下图(5)方式连接；

9、3. 用示波器观察调制系数为0.5 和1.5 的输出波形；4. 将调幅波到公用模块（Utilities Module）中的“DIODE+LPF”的输入端，用示波器观察其输出的波形。图(5) 包络检波器原理三 实验结果1. 调制系数为0.5的调幅波（加法器之流振幅输出为1V，交流振幅输出为0.5V）。1) 调制信号波形为：2) TUNEABLE LPF 模块还原出的调制信号波形：2. 调制系数为1.5的调幅波（加法器之流振幅输出为1V，交流振幅输出为1.5V）。1) 调制信号波形为：2) TUNEABLE LPF 模块还原出的调制信号波形：四 实验结果分析由实验可知，当调制系数小于1 时，调幅波

10、能用包络检波器进行解调。当调制系数大于 1 时，包络不能反映原波形，调幅波不能用包络检波器进行解调。五 思考题1. 是否可用包络检波器来解调“SC-DSB”信号？请解释原因。答：不可以，因为 SC-DSB 信号波形的包络并不代表调制信号，在与 t 轴的交点处 有相位翻转。2. 比较同步检波和包络检波的优缺点。答：包络检波的优点是：简单、经济；缺点是：总的发射功率中的大部分功率被分配给了载波分量，其调制效率相当低。同步检波的优点是:精确、效率高；缺点是:复杂、设备较贵；3. 若调制系数大于，是否可以用包络检波来还原信号？答：不可以，若调制系数大于时，m(t)不是一直为正，解调出来的包络不是原信号

11、。实验十八 ASK调制与解调一 实验目的了解幅度键控（Amplitude-shift Keying ASK）调制与解调的基本组成和原理。二 实验步骤 图（6） 用开关产生ASK调制信号1. 将Tims系统中主振荡器（Master Signals）、音频振荡器(Audio Oscillator)、序列码产生器（Sequence Generator）和双模拟开关（Dual Analog Switch），按图（6）的方式连接；2. 将主振荡器模块2 kHz正弦信号加至序列码产生器的CLK输入端并将其输出的TTLX加至又模拟开关control 1，作为数字信号序列；3. 将主振荡器模块8.33 kHz

12、输出加至音频振荡模块的同步信号输入端（SYNC），并将其输出接到双模拟开关模块的IN1；4. 用示波器观察ASK信号。a) 用开关产生ASK调制信号，如图：5. 将ASK调制信号加到由下图组成的ASK非同步解调器的输入端。 图（7）Ask非同步解调6. 将音频振荡器的输出信号调为4kHz，并将ASK信号加至共享模块中整流器（Rectifier）的输入端。7. 整流器的输出加到可调低通滤波模块的输入端，从低通滤波的输出端可以得到ASK解调信号。8. 将可调直流电压加到共享模块的比较器，决定比较电平，比较器输出为原数字信号。b) ASK非同步解调：选择最佳比较电平VT时，解调出完美波形：如图：9.

13、 用Tims系统中的模块组成，由下图所示的用乘法器组成的ASK调制电路。10. 主振荡器2kHz正弦信号输入到序列码产生模块“CLK”输入端，产生数字信号，再将其X输出端加以加法器A端。11. 将A端信号拿开，在加法器B端加直流电压，并调整加法器增益调整钮“g”，使加法器输出直流为1V。12. 将加法器“A”端输入信号加上，并把加法器的输出加到乘法器X端。13. 用示波器观察加法器输出信号，如图：14. 用Tims系统的模块组成如下图所示的ASK同步解调电路。 图（8）ASK同步解调15. 将主振荡器的100kHz正弦波作为同步检波的参考电压加入移相器的输入，移相器的输出加至乘法器的Y输入端（

14、切换开关至AC）。16. 将上述实验中产生ASK信号加到乘法器X输入端。17. 乘法器的输出加至可调低通滤波器。18. 再通过共享模块中比较器加以整形，形成数字信号。19. 在比较器输入端加一个可调的直流电压，作为比较电平。20. 调整移相器的相移，可调低通滤波器的带宽和直流电平，使ASK解调信号最大，并用示波器观察。三 实验结果分析1. 从调制信号图可以看出，ASK 信号 是以单极性不归零码序列来控制正弦载波的开启和关闭的。2. 由于 ASK 的抗噪声性能不如其他调制方式，所以该调制方式在目前的卫星通信、数字微波通信中没被采用，但是由于其调制方式的实现简单，在光纤通信系统中， 振幅键控方式却

15、获得广泛应用。3. 总结：ASK信号的原理实际就是以单极性不归零码序列来控制正弦载波的开启与关闭.其非同步解调就是包络解调,在相同的信噪比情况下,包络检波的误比特率比同步检波大。实验十一 取样与重建一 实验目的了解取样定理的原理，取样后的信号如何恢复原信号，取样时钟应该如何选取。二 实验步骤1. 将Tims 系统中，主振荡器（Master Signal）、音频振荡器（Audio Oscillators）、双脉冲产生器（Twin Pulse Generator）、双模拟开关（Dual Analog Switch）和音频放大器（Headphone Amplifier）按图(9)连接：图（9） 取样

16、信号连接图2. 将主振荡器中的8.3kHz 取样信号的输出接到双脉冲产生器的CLK 端。3. 将双脉冲产生器的Q1 的输出端接至双模拟开关的控制1（Control1）的输入端。4. 将主振荡器的Message 的输出端的信号（2kHz）接到双模拟开关的ln1 输入端。5. 用示波器观察双模拟开关的输出信号。6. 将双模拟开关的输出信号接至音频放大器的输入端。用示波器进行观察。若输出信号太小可调整音频放大器放大量。7. 用VCO 的模拟输出替代主振荡器的取样信号。接到双脉冲产生器的输入，使VCO在3kHZ-6Khz 只见进行变化，观察音频放大器的输出，并与主振荡器的Message输出端信号进行比较，得出信号不失真所需的最小取样频率。三 实验结果1. 双模拟开关的输出信号：2. 最低采样率重建波形：四 思考题1. 为什么要从取样信号中恢复原信号，需要低通滤波器画出取样信后的频谱？答：因为其为调频波，其频谱的变化规律反映了调制信号。2. 为什么取样脉冲的频率要大于两倍信号频率，而不是等于。答：因为取样脉冲的频率要等于两倍信号频率时，其频谱是连续的，不容易用滤波器恰好滤出原信号。实验总结通原实验虽然只有两次课，课上的任务也是比较简单的，