通原硬件实验报告

1、通信原理硬件实验·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：日期：12月18日目录实验一：双边带抑制载波调幅（DSB-AM）1一、实验目的：3二、实验系统框图：3三、实验步骤：4四、实验结果：5五、思考题：15实验二：具有离散大载波的双边带调幅（AM）16一、实验目的：16二、实验系统框图：16三、实验步骤：17四、实验结果：17五、思考题：22实验八：二进制通断键控(OOK)23一、实验目的23二、实验原理23三、实验步骤23四、实验结果24五、思考题25实验总结：25实验一：双边带抑制载波调幅（DSB-AM）一、实验目的：(1) 了解DSB-SC

2、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、实验系统框图：1.DSB-SCAM信号的产生及相干解调原理2.DSB-SCAM信号的产生三实验步骤1）按照图连接，将音频振荡器输出的模拟音频信号及主振荡器输出的100KHz模拟载频信号分别用连接线连至乘法器的两个输出端；2）用示波器观看音频输出信号的信号波形的幅度以及振荡频率，调整音频信号的输出频率

3、为10kHz,作为均值为0的调制信号m(t)；图1.1 音频振荡器输出波形（10kHz）3）用示波器观看主振荡器输出信号的幅度以及振幅频谱；图1.2 主振荡器输出波形（100kHz）4）用示波器观看乘法器的输出波形，并注意已调信号波形的相位翻转与已调信号波形；图1.3 乘法器输出波形（不加导频）与原音频信号5）测量已调信号的波形频谱，注意其振幅频谱的特点；图1.4 已调信号振幅频谱6）调整增益G=1:将加法器的B 输出端接地，A 输入端接已调信号，用示波器观看加法器的输出波形以及振幅频谱，使加法器输入与加法器输出幅度一致；图1.5 调整增益G=1后加法器输入输出波形7）调整增益g；加法器A 端

4、接已调信号，B 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导频信号振幅频谱的0.8倍。此导频信号功率为已调信号功率的0.32倍。图1.6 调整增益g加法器输出(加导频DSB-SC AM信号)的振幅频谱1.1 DSB-SCAM信号的相干解调及载波提取1.4.1 实验连接图1.4.2 实验步骤1）锁相环的调试1 单独测量VCO的性能将VCO 模板前面板的频率开关拨到HI 载波频段的位置，VCO 的Vin 输入端暂不接信号。用示波器看VCO 的输出波形及工作频率f0,然后旋转VCO模板前面板的f0旋钮，改变VCO的中心频率F0，其频率范围为7013

5、0kHz；然后将可变直流电压模块的DC 输出端与VCO 模块的V端相连，双踪示波器分别接于的输出端与的输出端。调节VCO 的GAIN 旋钮，使得可变直流电压为正负1V 时的VCO的频率偏移为正负10KHz。单独测试锁相环中的相乘、低通滤波器是否正常工作。按电路图进行实验，即锁相环处于开环状态。锁相环中的LPF 输出端不要接至VCO的输入端。此时图中的乘法器相当于混频器。在实验中，将另一VCO 作为信号输入源输入于乘法器。改变信源VCO的中心频率，用示波器观看锁相环的相乘、低通滤波器的输出信号，它应是输入信号与VCO输出信号的差拍信号。2 测量锁相环的同步带以及捕捉带按图将载波提取的锁相环闭环连

6、接，人使用另一VCO作为输入与锁相环的信号源，如下面的连线图所示：锁相环在锁定状态下，向上或向下改变输入信号参考频率fR 使之远离VCO的中心频率f0，则当输入信号频率超过某边界值后，VCO便不能在跟踪输入的变化，环路失锁。向上或向下改变输入信号频率对应有两个边界频率，成称这两个频率的差值为同步带。锁相环在失锁状态下，向上或向下改变输入信号参考频率fR 使之接近VCO的中心频率f0，则当输入信号频率进入某边界值后，VCO将能跟踪输入的变化，环路锁定。向上或向下改变输入信号频率对应有两个边界频率，成称这两个频率的差值为捕捉带。在上述基础上，当VCO的压控灵敏度为10KHz/V时，此锁相环的同步带

7、约为12KHz，对应的Vin输入的直流电压为±0.6。最后将主振荡器模块的100KHz余弦信号输入于锁相环，适当调节锁相环VCO的f0旋钮，使锁相环锁定于100KHz，此时LPF输出的直流电压约为零电平。2）恢复载波1 将锁相环按上述过程调好，连接，将加法器的输出信号接至图2.2.3锁相环的输入端。移相器的频率选择开关拨到HI位置。2 用示波器观察LPF 输出信号是否是直流信号，以此来判断载波提取PLL是否处于锁定状态。3 确定锁相环提取载波成功后，利用双踪示波器分别观察发端的导频信号及收端载波提取锁相环中的VCO 输出经移相器后的信号波形。调节移相器中的移相旋钮，达到移相90 度，

8、使输入于相干解调的恢复载波与发来的导频信号不仅同频，也基本同相。4 用频谱仪观察恢复载波的振幅频谱。3）相干解调1 在上述实验的基础上，将相干解调的相乘、低通滤波器模块连接上，并将发送来的信号与恢复载波分别连至相干解调的乘法器的两个输入端。2 用示波器观察相干解调相乘、低通滤波器后的输出波形。3 改变发端音频振荡器的频率，解调输出信号也随之改变。1.4.3实验结果1）实验测得：f1=94.4kHz, f2=97.3kHz, f3=106.6kHz, f4=108.8kHz故有同步带 F1=f4-f1=14.4kHz, 捕捉带F2=f3-f2=9.3kHz2）图1.7 滤波后的输出波形与原音频信

9、号由上图可看出，滤波器输出的直流电平确实约为零电平。3）图1.8 恢复载波振幅频谱4）图1.9 载频与移相器输出波形（初始）5）图1.10 载频与移相器输出波形（已调）五、思考题：1） 整理实验记录波形，说明DSB-SCAM信号波形的特点。答：DSB-SCAM信号是添加了导频分量的调幅信号。其波形特点就是包络是调制信号的波形，而且在包络的零点处，已调信号还出现了相位的翻转。2） 根据振幅频谱，计算导频功率和已调信号功率之比。答：a=0.8时，导频功率与已调信号功率的比值是0.32。3） 实验中载波提取锁相环的LPF是否可用TIMS系统中的“TUNEABLE LPF”？请说明理由。答：不可以。锁

10、相环所使用的LPF带宽为0-2.8kHz，而TIMS系统中的“TUNEABLE LPF”带宽为NORMAL: 200Hz-5kHz，WIDE: 200Hz-12kHz，故使用NORMAL档来提取即可。4） 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，因为在频谱上会产生99kHz与101kHz两个频率的信号，都在带通滤波器的通带之内，提取的载波不纯。5） 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：有，不专门发送导频，而在接收端直接从发送信号中提取载波，这类方法称为直接法，也称为自同步法，原理是最简单的一种就是将已调信号做平方运算

11、产生2fc频率分量，之后过滤并分频。框图如下：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信号的产生原理及实现方法。（2） 了解AM的信号波形及振幅频谱的特点，并掌握调幅系数的测量法法。（3） 了解AM信号的非相干解调原理和实现方法。二、实验原理：产生AM信号的系统框图AM波的非相干解调三、实验步骤：1) 按上图进行各模块之间的连接。2) 音频振荡器的输出为5KHz，主振荡器的输出为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和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)

12、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。四实验结果1) 调整加法器输出波形为正2) AM信号a=0.8与原音频信号对比3) AM信号振幅频谱（a=0.8）2.4 AM信号的非相干解调1.实验连接图2 实验步骤1) 输入的AM信号的调幅系数a=0.82) 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LPF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，观察包络检波器输出波形的变化3 实验结果1) 整流器输出波形2) LPF输出波形3) 改变调幅系数，观察包络检波输出

13、波形4) 改变发端控制信号的频率，观察包络检波输出波形五 思考题1. 什么情况下会产生AM信号过调现象？答：当载波信号的振幅比调制信号振幅小，即a>1时，产生过调现象。2. 对于a=0.8的AM信号，计算载频功率与边带功率之比。答：3. 是否可用包络检波器对DSB-SCAM信号进行解调？请解释原因。答：不可以。因为DSB-SCAM信号的包络是一个正弦信号，在0点下又幅度，而包络检波器不能检出负的振幅。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O

14、OK的产生原理图：OOK的相干解调：OOK的非相干解调：将OOK信号整流，再经过低通，实现包络检波，用提取出来的时钟抽样判决得到解调输出三、实验步骤1. 连接电路，产生OOK信号。用示波器观察各点信号波形，并用频谱仪观察各点功率谱（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. 自主完成时钟提取、采样、判决，产生OOK的非相干解调信号。用示波器观察各点波形。四、实验结果1) OOK信号与序列信号（交流耦合）2) OOK信号与序列信号频谱2.实验步骤1) 用示波器观察图2.9.5中各点的波形。2) 自主完成时钟提取、采样、判决的试验任务。3.实验结果1、4分频后2.083kHz时钟由图可知，此时钟为单极性不归零码，幅值约为3.9V。2、OOK信号以及解调输出由图可以清晰看出OOK信号与码序列的对比，输出为1时，OOK信号有输出，反之则为0。由图可知，输出波形与原信号相比，仅存在一定的幅度衰减以及时延。五、思考题对OOK信号的相干解调如何进行载波提取？请画出原理框图及实验框图。答：从OOK的功率谱密度可