通信原理实验报

1、 通信原理实验 实验报告 实验二 抑制载波双边带的产生（DSBSC generation）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

2、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：四实验结果分析：1）图形分析：从图中可以清晰的看到有两种波形，蓝色的是载波信号，频率较高，而黄色的是调制信号，频率明显较低。调制之后的波形的包络与调制信号类似。按理来说会完全重合，但是从图中却有很大误差，接下来解释误差缘由。2） 误差分析：为什么会产生大的误差，第一是因为这次实验是定性的，所以我们的调制信号并不是1K，也很难调节到1K。第二，是因为为了显示较为清晰明显的图像

3、，我们将两个频道的电压测量精度调节得并不相同，所以出来的图必然不会重合。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些，可通过调整音频震荡器来完成。2 用频率计直接读SCDSB 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 (Amplitude modulation)一、 实验目的：1.了解振幅调制器的基本工作原理。2.了解调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（Audio Oscillator）、

4、可变直流电压（Variable DC）、 主振荡器（Master Signals）、加法器（Adder）和乘法器（Multiplier）按图(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，将乘法器输入耦合开关置 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，用公式aM = U m max-U m minU m max+U m min计算调制系数。6

5、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-DSB 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，使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二3 实验结果：1）方法一的实验图像： 2） 方法二的实验图像：3） 超调波形：四实验结果分析：1）正常调制情况下，已调信号的

6、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。可以看出蓝色已调波形的包络与黄色波形对应。可以明显的看出幅度的最大值和最小值处，由此可以算出调制系数。2）超调波形非常像实验一的波形，但是黄色载波信号就完全对应不上，这就是超调，超调后无法用包络检波解调。五思考题：1.当调制系数大于1 时，调制系数 Ma=(Ummax-Ummin)/(Ummax+Ummin),此公式是否合适？答：不合适，因为此时为超调阶段，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90 度时，会产生什么图形？答：因为最后的一般调幅信号为：c

7、oswctcoswt+coswt=(1_coswct)*coswt, 其中由两部分组成，为了使这两部分最后能够合并，就要求载波分量和DC-DSB 信号同相。若两个信号相位相差90 度，则：coswctcoswt+sinwt=sqrt(1+coswct*coswct)cos(wt+)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（Envelop Detector）的基本构成和原理。2 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 M

8、odule）中的整流器（Rectifier）和音频放大器（HeadphoneAmplifier）中的3KHz 低通滤波器按下图2方式连接：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。 3 实验结果：实验三方法一的解调：1 调制系数为100%的调幅波调制信号波形：2. 调制100%信号的解调图像：3. 调制系数0.5的调制波：4. 调制系数0.5调制波解调：5. 超调波解调：实验三方法二调制波解调： 四、实验结果分析：1）正常调制：在调制系数小于1的调制波中，解调是

9、非常正常的，并且我们组进行了100%和系数0.5的解调，效果都是非常理想的。2）超调：在调制系数大于1的情况下，利用包络检波是无法还原调制信号的，实验图像证明了这一点。 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

10、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。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： 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），按上图的方式连接。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

11、振荡器模块8.33 kHz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。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

12、： 三实验结果分析：1）ASK信号：记得当时上通原课的时候，就对ASK信号印象非常深刻，通俗的理解就是一半有波形，一半没有波形，所以ASK叫做开关信号。从实验图非常明显得体现了这一点。2） ASK信号的非同步解调：可以看出方波出现的时间点没有规律可循，有时候出现一多簇，有时候则很少。这体现了非同步。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

13、（Dual Analog Switch）和音频放大器（Headphone Amplifier）按图1 连接：图1 取样信号连接图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。见图2图2 双模拟开关输出的取样信号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。图3 接音频放大器的输出信号7、

14、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。如图：采样频率小于奈奎斯特采样频率：调节VCO的频率得到采样不失真的图像：三、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。总结这次实验分为两次，在第一次的时候我们便已经将要求的实验内容做完，第二次则是查漏补