通信基础知识训练

1、通信基础知识训练1 .训练目的通信基础知识训练是重要的实践性教学环节，本教学环节是将理论与实践结合起来，通过通信基础知识的训练培养我们做实验的主动意识，提高我们动手能力和分析问题、解决问题的实际工作能力。为我们更好的完成后续课程的学习，打下了一个良好的基础。2 .训练内容训练时间安排两周的训练课程，我们从通过查阅资料，初步了解常用通信仪器及在通信中的应用，到老师的悉心指导，使我们真正熟悉了这些常用仪器的使用，并且可以真正的独立完成基本实验，我们收获颇深。测量仪器的主要参数及使用万用表的使用安全要求和注意事项1）先检查电池，电压过低会显示“+-”符号，即使更换。2）检查表笔绝缘应完好，无断线或拖

2、头现象。3）按测量需要将量程开关置正确位置。4）按测量要求将红黑表笔正确插入相应的输入插孔并插到底，保证良好接触。5）当改变测试量程或功能时，任何一支表笔都要与被测电路断开。6）为避免触电和损伤仪表，不要输入超过下表所列各量程的最大值。7）测量时，公共端“COM”和保护地“VQ”之间电位差不要超过500V。8）警告：当操作电压高于直流60V或交流25V时应谨慎小心。9）虽然有自动关机功能，但测量完毕后，还要即关电源，仪表长时间不用时.，应取出电池，以免漏液。10）不要随便改动仪表内部电路，以免损坏仪表危机安全。11）不要在直射日光、高温、高湿度环境中使用或存放。直流电压和交流电压的测量1）将量

3、程开关置所需电压量程。2）黑表笔接“COM”插孔，红表笔接“VQ”插孔。3）表笔接被测电路，显示电压读数时，同时显示红表笔的极性。注意1）在测量之前不知被测电压范围时，应将量程开关置于高量程档逐步调低2）在只在最高位显示“1”时，说明已超过量程，应将量程调高。3）不要测量高于lOOOVde电压，虽然有可能读数，但会损坏内部电路。直流电流和交流电压测量1）黑表笔借“COM”插孔,被测最大值在200MA时,（9201型在2A时）红表笔接“A”插孔，当被测最大值再20A时,应将红表笔接“20A”插孔。2）将量程关;置所需电流量程。3）将表笔连接被测电路，读出显示值。同时显示出红表笔的极性。注意：a）

4、在测量之前不知被测电流范围，应将量程开关置于高量程档位，逐步降低。b）当只在最高位显示“1”时，说明已超量程，应将量程挑高。c）插孔有保险丝保护，（9101型为2A）,过载会将保险丝熔断，必选额定值更换，不得超过。d）“20”插孔无保险丝保护，可连续测量的最大电流为10A,20A电流测量应尽快操作，测量时间应大于15秒钟。电阻的测量1）黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“VQ”插孔。2）将量程开关置所需。量程上。3）将表笔跨接在被测电阻上，读出显示值。注意1）红表笔极性为“+”2） 2200Q量程兼通断测试功能，当被测两点间的电阻小于300。时;同时发光二极管发光。3）当输入开路或过量程时，

5、会显示“1”，可将量程调高。4） 200MQ量程测量时，两表笔短路电阻读数为是固定的偏值，属正常现象。测量显示值应减去即为正确的读数值。电容测量1）量程开关置所需电容量程，显示会自动校零2）将被测电容插入CX电容输出插孔（不要使用表笔）。读出显示值。注意测试前，被测电容应先放完电，以免损伤仪表。2.2.2示波器的使用使用方法1）仪器的适应电源为50Hz、220V的交流电源。2）按下面板上的电源开关。3）调节辉度、聚焦两电位器旋钮，以得到足够的辉度和细的扫描线。4）将附件提供的75Q射频电缆接射频输出插座。另一端接“75Q低阻输入。用50。连接电缆接“Y输入”插座。调节“Y增益”使其曲线在示波管

6、上显示。按上节检查仪器的电气性能正常后，即可使用本仪器。5）测试时，输出电缆，检波器的接地线应尽可能短一些，粗一些。6）如果被测设备的输出带有直流电位时，应选择AC输入，以免损坏仪器。7）被测设备如本身带有检波输出的均可直接用电缆馈入显示系统的Y输入。8）仪器的水平线如倾斜，可调整水平校准电位器。9）作为事例，下面画出在测试一个具有检波器的被测四端网络时，频率特性测试仪与其连接的方式。将输出电缆接到仪器的输出端，另一端则接到被测对象的输入端，据被测对象转动“中心频率”电位器，并适当调节频标增益，用检波器将被测对象的特性曲线图形、频率标记跌加到线上。控制面板序号面板标准名称作用1CHIINPUT

7、通道1输入被测信号的输入端口，当仪器工作在X-Y方式时，此端输入的信号变为X轴信号2CH2INPUT通道2输入与CH1相同，但当仪器工作在X-Y方式时，此端的信号变为Y轴信号3AC-GND-DC输入耦合开关开关用于选择输入信号馈至Y轴放大器之间的耦合方式。AC:输入信号通过电容器与垂直轴放大器连接，输入信号的DC成份被截止，且仅有AC成份显示。GND：垂直轴放大器的输入接地。DC：输入信号直接连接到垂直轴放大器，包括DC和AC的成份。4POSITIONPULLDCOFFSET旋钮此旋钮用于调节垂直方向的位移。当旋钮拉出时，垂直轴的轨迹调节范围可通过DC偏置功能扩展，可测量大幅度的波形。5MOD

8、E工作方式与选择开关此开关用于选择垂直偏转系统的工作方式。CH1：只有加到CH1的信号出现在屏幕上。CH2：只有加到CH2的信号出现在屏幕上。ALT:加到CH1和CH2通道的信号能交替显示在屏幕上，这个工作方式通常用于观察加到两通道上信号频率较高的情况。CHOP:在这个工作方式时,加到CH1和CH2的信号受250KHZ自激振荡电子开关的控制，同时显示在屏幕上。这个方式用于观察两通道信号频率较低的情况。ADD：加到CH1和CH2输入信号的代数和出现在屏幕上。6TIME/DIV扫速选择开关扫描时间为19档，从div至02s/divoX-Y：此位置用于仪器工作在X-Y状态，在此位置时，X轴的信号连接

9、到CH1输入，Y轴信号加到CH2输入，并且偏转范围从lmV/div至5V/divo7TRIGLEVEL触发电平控通过调节本旋钮控制触发电平的起始点，制旋钮且能控制触发极性。按进去(常用)是+极性，拉出来是一极性。8TRIGMODE触发方式选择开关自动(AUTO):仪器始终自动触发，并能显示扫描线。当有触发信号存在时，同正常的触发扫描，波形能稳定显示。该功能使用方便。常态(NORM):只有当触发信号存在时，才能触发扫描，在没有信号和非同步状态下，没有扫描线。该工作方式，适合信号频率较低的情况(250HZ以下)。电视场(TV-V)：本方式能观察电视信号的场信号波形。电视行(TV-H):本方式能观察

10、电视信号中的行信号波形。注：TV-V和TV-H同步仅使用于负的同步信号。观察波形当不观察两个波形的相位差或除X-Y工作方式以外的其它工作状态，可用CH1或CH2o通道1 (CH1) 自动(AUTO) 内(INT) 通道1 (CH1)当选用CH1时，控制件位置如下:垂直工作方式(MODE)触发方式(TRIGMODE)触发信号源(TRIGSOURCE)内触发(INTTRIG)在此情况下，可同步所有加到CH1通道上，频率在25Hz以上的重复信号。调节触发电平旋钮可获得稳定的波形。因为水平轴的触发方式处在自动位置，当没有信号输入或当输入耦合开关处在地(GND)位置时，亮线仍然显示。这就意味着可以测量直

11、流电压。当观察低频信号(小于25Hz)时，触发方式(TRIGMODE)必须选择常态(NORM)。当用CH2通道时，控制件位置如下：垂直工作方式(MODE)通道2(CH2)触发源(TRIGSOURCE)内(INT)内触发(INTTRIG)通道2(CH2)检查工作频率和扫频宽度置本仪器于OdB,机箱后部“通”“断”开关于“通”、“频标选择”于50位置，调整显示器Y轴增益，在显示器屏幕上出现适当幅度的如图2所示的图形。调节扫频宽度为10MHz,顺时针方向转动中心频率旋钮到底，在屏幕上应出现零拍，零拍右侧应出现1MHz标记(以10、1MHz标记读书)。扫频宽度最小时，零拍应出现在屏幕中央位置的右侧。调

12、节扫频宽度为最大，最高出频率应高于300MHz、调节扫频宽度为最小时，300MHz标记应在屏幕中央位置左侧。分别调节扫频宽度只至最小和最大，其扫频宽度应分别小于1MHz和大于100MHz。2. 2.3超高频毫伏表的使用仪器的使用1）电压-一读数指示：黑刻度为电压V或!nV；分别对应于及满度指示。红刻度为dBm读数；对应于50欧姆及75欧姆。BAL区为平衡区：HFJ-8D/P在3mV档时调节，AS2271在lmV档时调节2）电表机械调零3）电源开关-一按下时为电源接通。4）探头插座-插入探头作测量用。5）BAL调节电位器-在30mV以下时有作用。HFJ-8D/P使用时在3mV档调节，AS2271

13、A使用时在lmV档调节。使指针指在BAL区内，其他各档不用调节，直测量。6）量程指示灯7）量程轻触按键位测量准备a）调整电表机械零点b）把探头接到探头插座上c）接通电源，仪器预热15分钟d）置量程为3mV档（HFJ-8D/P）或lmV档（AS2271A）e）探头插入本仪器提供的T型接头内，并端接终端负载f）调节BAL（平衡）钮使指针指在BAL区内g）切换合适量程对相应的被测电压进行测量操作注意事项A）探头尽量离开发热体，以免引起探头升温b）平衡调节只能在最小量程档调节，调整后测量各档不需要重新调节。c）探头测量电压，直流电压应不大于100V,交流电压不大于15Vrms（HFJ-8D/P）,6V

14、rms（AS2271A）。在测量小信号时，应避免周围环境强电磁场干扰。D）探头是本仪器主要部件，如果使用不当，探头及连线容易损坏，因此需特别小心。测量步骤：需测某一信号源输出电压（电平）选择合适的量程，读取电表指示值，如果量程为3V档，读得树为“1”，则该信号源输出电压为IV,如需读取平衡值，因3V档对应于+20Bb,“IV”相对于-7bB（50欧姆时）则IV的电平为20-7=+13bBm,电平输出为13bBm°测放大器增益a）信号源置被测放大器工作频率b）信号源置输出电平为放大器正常工作的电平c） HFJ-8D/P,AS2271A测得放大器输入电压U1或电平P1d） HFJ-8D/

15、P,AS2271A再测得放大器输出电压U2或电平P2则放大器K-U2/U1KbB=P2-Pl测得如：Ul=10mVU2=1V贝ljK=lV/10mV=100Pl=27dBP2=13dB则KdB=13-"27dB）二40dB需测某放大器的幅频特性（频响）a）改变信号源不同的频率b）信号频率改变时保持放大器输入电平为定值即U1相同c）测得不同的U2值或P2值，U2值或P2值的变化即为该放大器的副频特性。2.2.4频率计数器的使用使用方法1） POWER开关置于“ON”。2）根据所有测量的频率范围将INT/HF/VHF/开关分别置于“HF”或“VHF”位置，在10Hz100Hz频率范围内置

16、于“HF”位置，而在100MHz1300MHz频率范围内置于“VHF”位置。3）连接被测信号的输出到仪器的“OUTPUT/COUNTIN”端口，该端口是作为频率计数器的输入端口。4）要保证输入信号的电压是在规定的范围内。若信号电压太高你需用分压器，信号电压太低你需用前置放大器。5）当INT/HF/VHF开关置于“VHF”位置用来测量较高的RF信号频率时，请将“FREQRANGE"开关置于A、B、C、D四档中的任意一档。注意事项1）POWER开关置于OFF,然后再连接电源线。2）连接RF电缆至“OUTPUT/COUNTIN”端口。3）调FREQRANGE开关到所需要的工作波段并且调FR

17、EQUENCY旋钮到所需要的频率。4）输出连接线应尽可能的短以防止引入不需要的噪声。过长的连接电缆将影响到高频段的输出响应。秒使计取器LoOFFONebHI<bII ° II °nt aII ° II。I 1° I I °图i频率计数器面板频率计数器FUNCTION波形选择1输出波形选择。2与SYM、INV配合可得到正、负向锯齿波和脉冲波RANGE频率选择开关频率选择开关与“9”配合选择工具频率。外频率时选择闸门时间。PULLVARDCOFFSET直流偏置调节旋钮拉出此旋钮可设定任何波形的直流工作点，顺时针方向为正，逆时针方向为负，将此旋

18、钮推进则直流电位为零TTL/CMOSOUTTTUCMOS输出输出波形为TTL/CMOS脉冲可作同步信号。PULLTOVARRAMP/PULSE斜波、脉冲波调节旋钮拉出此旋钮，可以改变输出波形的对称性，产生斜波、脉冲波且占空比可调，将此旋钮推进则为对称波形PULLTOTTLCMOSLEVELTTL、CMOS调节拉出此旋钮可得TTL脉冲波将此推进为CMOS脉冲波并且其幅度可调ATTENUATOR输出衰减按下按钮可产生-20dB或-40dB衰减“FREQUENCY”旋钮以满足需要，调节“FINE”控制。1）AFOUTPUT,1kHz控制调节：按下“INTMOD”开关，“FREQRANGE"

19、开关置于“F”挡，调“FREQUENCY”旋钮到100MHZ,后面板上“MODIN/OUT”插孔处即输出1kHz的正弦波。用一只外部100kHz1M。的电位器来降低输出电压。2）振荡起频率校准利用内部晶体振荡器的谐波和一台外部的全波接收机可以把RF振荡器频率校准成高精度，后者用做频率转换单位。a）按下"X'TALOSC”开关。b）插入“标准频率”晶体，宇可在1MHz的倍频上。作为定点频率校验，例如就用的晶体。C）按下20dB开关，调“FINE”旋钮到需要值。d）连接RF输出到接收机输入，直接或通过一个小的耦合电容到鞭状天线。e）在下面的例子里，将给出使用1MHz的晶体。f）调

20、谐接收机到5MHz,或者1MHz的5次谐波。然后仔细调谐二者的振荡器并调到零拍而后记录度盘读数。在另外的频率以1MHz为间隔重复相同的步骤，即振荡器调节一调谐接收机一重调振藩器并记录度盘读数。实际上谐波的使用可以到10次或更高也是可能的。然而，必须小心选择合适的谐波，特别是在高的RF而在使用相对低的频率晶体时。注意：测量时必须清楚的听见稳定的差拍。2.2.5频率特性测试仪概述BT-3GII型频率特性测试仪为卧式便携通用扫频仪，它利用矩形内刻度示波管作为显示器，直接显示被测设备的幅频特性曲线。应用该仪器可快速测量或调整甚高频段的各种有源无源网络的幅频特性和驻波特性，特别适用于广大科研院校、军工企

21、业、广播电视、有限电视等单位，用作教学、科研和生产。BT-3GH型在保持原BT-3G的性能指标上，完成了从台式测量仪向便携式仪器的更新，采用的按键式电调谐衰减器，使衰减转换灵活可靠。新产品由于全部采用晶体管、集成电路，故本机做到了更小、重量更轻、功耗更低、外观更美观，使用更方便技术参数1）扫频范围1300（MHZ）（低端频率以扫宽10MHZ为准2）扫频宽度最宽大于100MHZ最窄小于1MHZ3）扫频非线性扫宽分别为100MHZ和20MHz时，均不小于±10%4）输出电压:在OdB衰减时，75Q终端为±10%温度每次变化10度附加误差为土5）输出电平平坦度：OdB时，全频段优

22、于土6）输出衰减器：采用电调谐衰减器使衰减转换灵活方便，可靠性高。7）输出阻抗：75Q8）标记精度:50MHZ、10MHZ、1MHZ复合及外接三种。9）显示部分垂直灵敏度：20mv/cm10）显示部分输入阻抗：470K11）示波管有效显示屏幕：100*80mm212）扫描基线沿垂直方向可在整个有效平面内移动13）仪器使用电源频率为50Hz±5%,电压为220±10%14）仪器消耗功率不大于40W15）仪器电源电线与机壳的绝缘电阻，在额定使用范围内应不小于100MQ16）仪器的外形尺寸为：320*130*38017）外观外壳表面不得有划痕和脱漆现象。工作原理1）电源部分有变压

23、器的次级，取出的各路电压分别加入低压电源，产生±15V、±24V电压，加至中压板产生150V的中压，加至高压单元产生±1500电压，以上各路电压分别供给机内的各个电路和显示系统2）控制和显不系统由低压电源来的交流电压加至通道单元的三角波发生电路，经整形放大，积分形成了三角波与负方伯，三焦波一路供给线性校正单元，一部分加至X轴的输入端，经放大送至示波管的水平偏转电路i,使电子束沿水平方向进行偏转，负方波加至扫频单元的50,以供扫频单元的休止一工作之用，由于三角波同时控制电子束和扫频振荡器，因此，电子束在示波管荧光屏上的每一水平位置对应于某一种瞬时频率，从作向右频率逐

24、渐增高，并且是线性化的3）扫频单元扫频单元包括以下几个部分：（1）扫频振荡器（2）定频振荡器（3）低通滤波器（4）宽带稳幅放大器（5）激励电路4）垂直放大将检波器检波后的电压进行放大5）频标系统信号源的主要参数及使用2.3.1DDS信号发生器工作原理DDS（DirectDigitalSynthesis）直接数字频率合成是从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成技术，它将先进的数字处理理论与方法引入型号合成领域。它在相对带宽、频率转换时间、相位连续性、正交输出、高分辨率以及集成化等一系列性能指标方面已远远超出了传统频率合成技术。当累加器的N很大时，最低输出频率可达Hz、mHz甚至uHz。

25、转换时间最快可达10ns的量级，全数字化结构便于集成、输出相位连续、频率、相位和幅度均可实现程控，这些都是传统频率合成所不能比拟的。DDS技术的实现完全是高速数字电路D/A变换器集合的产物。但由于集成电路速度的限制，目前DDS的上限频率还不能做得很高。使用方法（1）用示波器观察TP1002、TP1003、TP1004.TP1005、TP1006测试点不同频率方波信号的波形。（2）连接跳线J1003的1脚和2脚，用示波器观察DDS信号输出点TP1008的波形，改变拨码开关S1001,分别观察正弦波、方波、三角波、锯齿波、阶梯波、梯形波、半波、抽样函数等常用信号的波形，调节电位计W1006,观察相

26、应输出信号TP1008幅度的变化。（3）分别连接跳线J1003的2脚和3脚、4脚和5脚，改变DDS信号的时钟频率，用示波器观察不同频率的DDS输出信号。图2DDS信号发生器原理框图23.2函数信号发生器工作原理实验电路中，输出信号频率取决于定时电容和定时电阻的大小，通过跳线J1101改变电容值以选择不同的频率输出档，通过电位计W1103可调节输出信号的频率。W1106用来调节输出信号的对称度，W1105用来调节输出正弦波的失真度，具体的调节方法如下：调节W1106至中心点，调节W1105使得输出正弦波具有最小的失真度。在此基础上，调节W1105使得输出正弦波波形达到最佳。方波信号输出端在上拉电

27、阻的作用下，输出幅值为±5V；正弦波、三角波输出信号幅度可通过W1107调节。通过跳线J1102可选择正弦波/三角波信号输出，跳线接上时，输出为正弦波；跳线拔下时，输出为三角波，三角波输出幅度近似为正弦波输出幅度的两倍。2.3.3扫频信号源工作原理利用普通的信号发生器测试频率特性时.，需要配合使用电压表。逐点调整信号发生器的输出频率，用电压表记录相应的被测设备或系统的幅度数值，然后在直角坐标平面上以频率为横坐标，以记录的数值（如幅度、幅度比等）为纵坐标，描绘出被测器件的频率特性。这种测试方法称为“点频法”。“点频法”虽然准确度较高，但是繁琐而费时，有些频率间隔不够密就被漏去，难以全面

28、了解被测系统的频率特性。输出频率在一定范围内反复扫描的正弦波信号发生器称为扫频信号发生器，使用这种仪器就可以实现频率特性的自动或半自动测试，达到测试简便乂快捷的目的。扫频信号源的作用是提供频率按一定规律变化的扫频信号，应具备以下性能：频率一一宽带线性扫频，寄生调频小，谐波含量低；功率一一输出大且输出口反射小，有良好的内稳幅和接受外稳幅的能力，漂移小；工作方式一一有固定频率和扫频输出扫速可调。3 .实验及结果与分析交流电压和频率的测量：利用DDS信号发生器连接跳线J1102,改变DDS信号的时钟频率，用示波器观察不同频率的DDS输出信号，使函数信号发生器输出为正弦波。波形如图3：分析：Us=div*8div=40vT=2ms/div*9div=18msf=l/18ms=(C=)由于受整流二极管非线性的影响，二极管的非线性电阻与扩大量程用电阻间的差值越大，则表现在刻度上的影响越小；当低电压时，扩大量程电阻值减小，使二极管的非线性电阻影响电路明显，为了补偿这个原因，将交流刻度绘成高压和低压二种，以适应各自的需要。如果要用一条刻度完成零点几伏至数千伏的电压量指示，则必须采用两种电压灵敏度补偿方法。函数信号发生器实验结果与分析3.1.1 连接跳线J1103的2脚和3脚，示波器将显示方波信号。当电容太小或太大时，波形图会出现失真，如图4为电容太小时的失真图。323拔下跳