北郵通原硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 信息與通信工程學(xué)院 通原硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告 2013年通信原理硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué) 院：信息與通信工程學(xué)院 班 級：2011211104 姓 名： 學(xué) 號： 班內(nèi)序號： 組 號： 同 組 人：目錄實(shí)驗(yàn)一：雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB-SC AM）.3實(shí)驗(yàn)二：具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅波(AM).14實(shí)驗(yàn)三：調(diào)頻（FM）.21實(shí)驗(yàn)六：眼圖.28實(shí)驗(yàn)七：采樣，判決.31實(shí)驗(yàn)八：二進(jìn)制通斷鍵控（OOK）.34實(shí)驗(yàn)十一：信號星座(選作).41實(shí)驗(yàn)十二：低通信號的采樣與重建.453實(shí)驗(yàn)一 雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB-SC AM）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）了解DSB-SC AM信號的產(chǎn)生及相干解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。 （2）

2、了解DSB-SC AM的信號波形及振幅頻譜的特點(diǎn)，并掌握其測量方法。 （3）了解在發(fā)送DSB-SC AM信號加導(dǎo)頻分量的條件下，收端用鎖相環(huán)提取載波的原理及其實(shí)現(xiàn)方法。 （4）掌握鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶的測量方法，掌握鎖相環(huán)提取載波的測試方法。二實(shí)驗(yàn)器材PC機(jī)一臺、TIMS實(shí)驗(yàn)平臺、示波器、導(dǎo)線等。三實(shí)驗(yàn)原理1.雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB-SC AM）信號的產(chǎn)生和表達(dá)式 圖1.12.雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號的解調(diào)基本思路：利用恢復(fù)的載波與信號相乘，將頻譜搬移到基帶，還原出原基帶信號。 圖1.2 3. DSB-SC AM信號的產(chǎn)生及相干解調(diào)原理框圖 圖 1.34 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果1.DSB-SC A

3、M信號的產(chǎn)生（1）實(shí)驗(yàn)步驟： 圖1.41. 按照上圖，將音頻振蕩器輸出的模擬音頻信號及主振蕩器輸出的100KHz模 擬載頻信號分別用連接線至乘法器的兩個輸入端。2. 用示波器觀看音頻振蕩器輸出信號的信號波形的幅度及振蕩頻率，調(diào)整音頻信 號的輸出頻率為10KHz，作為均值為0的調(diào)制信號m(t)。3.用示波器觀看主振蕩器輸出信號的波形的幅度及振蕩頻率。4.用示波器觀看乘法器的輸出波形，并注意已調(diào)信號的波形的相位翻轉(zhuǎn)與調(diào)制信 號波形的關(guān)系。5.測量已調(diào)信號的振幅頻譜，注意其振幅頻譜的特點(diǎn)。6.按照圖1.3將DSB-SC AM信號及導(dǎo)頻分別連到加法器的輸入端，觀看加法器的 輸出波形及振幅頻譜，分別調(diào)整

4、加法器中的增益G和g。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1. 主震蕩器輸出100kHz載波信號： 圖1.52.模擬10kHz音頻信號輸出，作為調(diào)制信號m(t)： 圖1.63. 乘法器輸出DSB-SC AM信號： 圖1.7上圖即為調(diào)制后的DSB-SC AM信號，可以看出該波形無法體現(xiàn)調(diào)制信號的包絡(luò)特性，在每周期之間有可能會產(chǎn)生相位翻轉(zhuǎn)，無法通過包絡(luò)檢波解調(diào)，但可以進(jìn)行相干解調(diào)。4.DSB-SC AM信號加導(dǎo)頻后的頻譜： 通過調(diào)整加法器的G和g，使得加入的導(dǎo)頻信號振幅頻譜為已調(diào)信號邊帶頻譜的0.8倍。此時導(dǎo)頻信號功率約為信號功率的0.32倍。 圖1.82. DSB-SC AM信號的相干解調(diào)及載波提取1.鎖相環(huán)的調(diào)試

5、（1）實(shí)驗(yàn)步驟1.單獨(dú)測量VCO的性能將VCO前面板上的頻率選擇開關(guān)撥到HI載波頻段的位置，VCO的 輸入端不接信號。調(diào)節(jié)輸出波形如下圖所示： 圖1.9然后將可變直流電壓模塊的DC輸出端與VCO模塊的端相連接，從雙蹤示波器分別接于VCO輸出端及DC輸出端，如圖所示： 圖1.10 調(diào)節(jié)使其當(dāng)直流電壓為零時，VCO的中心頻率為100KHz，可變直流電壓為時的VCO頻率偏移為。 圖1.11 圖1.12 2.單獨(dú)測量鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波器的工作是否正常。VCO×LPFVCO 原理圖： 圖1.13 輸入信號和VCO輸出信號的差拍信號如圖： 圖1.143.測量鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶 圖1.1

6、5按照上圖將載頻提取的鎖相環(huán)閉環(huán)連接，使用另一VCO作為輸入于鎖相環(huán)的信號源，如下圖所示：VCO×LPFVCO 圖1.16首先將信號源VCO的中心頻率調(diào)到比100KHz小很多的頻率，使鎖相環(huán)處于失鎖狀態(tài)。調(diào)節(jié)信號源VCO，使其頻率由低往高緩慢變化。當(dāng)示波器的信號波形由交流信號變?yōu)橹绷餍盘枙r，說明鎖相環(huán)由失鎖狀態(tài)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，記錄輸入信號的頻率。繼續(xù)將信源的頻率往高調(diào)節(jié)，直到從示波器見到的波形由直流突變?yōu)榻涣餍盘枺f明鎖相環(huán)失鎖，記錄此時的輸入信號的頻率。再從開始，將輸入信號的頻率從高往低調(diào)，記錄自首次捕捉到同步時的頻率，繼續(xù)向低調(diào)節(jié)頻率，直到再次失鎖，記錄頻率。根據(jù)測量得到的、的值可

7、以算出鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶為：同步帶：捕捉帶：（2） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出VCO調(diào)整正確并正常工作。 2.實(shí)驗(yàn)測得： 同步帶：捕捉帶：2.恢復(fù)載波（1）實(shí)驗(yàn)步驟 1.將加法器的輸出信號接至鎖相環(huán)的輸入端，將移相器模塊的頻率選擇開關(guān)撥到HI位置。 2.用示波器觀察鎖相環(huán)中的LPF輸出信號是否是直流信號，一次判斷PLL是否處于鎖定狀態(tài)。 3.在確定鎖相環(huán)提取載波成功后，利用雙蹤示波器分別觀察發(fā)端的導(dǎo)頻信號及手段載波提取鎖相環(huán)中VCO的輸出經(jīng)相移后的信號波形。 4.觀察恢復(fù)載波振幅頻譜，并加以分析。（2） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1.恢復(fù)載波波形： 圖1.172.恢復(fù)載波頻譜： 圖1.18可以看出

8、，基本正確恢復(fù)載波。3.相干解調(diào)（1）實(shí)驗(yàn)步驟 1.將相干解調(diào)的相乘、低通濾波器模塊連接上，并將發(fā)送來的信號與恢復(fù)載波分別連至相干解調(diào)的乘法器的兩個輸入端。 2.用示波器觀察相干解調(diào)相乘、低通濾波后的輸出波形。 3.改變發(fā)端音頻振蕩器的頻率，解調(diào)輸出信號也隨之改變。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.相干解調(diào)輸出波形： 圖1.192. 改變發(fā)端音頻信號的頻率，輸出解調(diào)信號隨之改變：（1）頻率變大后解調(diào)輸出幅度變小： 圖1.20（2）頻率變小后解調(diào)輸出失真： 圖1.21五思考題1.說明DSB-SC AM信號波形的特點(diǎn)。正弦載波的幅度隨模擬基帶信號m(t)的變化規(guī)律成正比變化。DSB-SC AM信號的頻譜無離散的載

9、波分量，帶寬為調(diào)制信號的兩倍，分為下上邊帶，并且上下邊帶攜帶相同的信息。2.根據(jù)振幅頻譜計(jì)算導(dǎo)頻信號功率與已調(diào)信號功率之比。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)中DSB-SC AM信號加導(dǎo)頻的頻譜，見圖1.8，測得的振幅值，導(dǎo)頻振幅174mv,信號邊頻216mv，計(jì)算導(dǎo)頻功率與已調(diào)信號功率之比： 可見導(dǎo)頻的功率約為信號的32%。 3.試驗(yàn)中載波提取鎖相環(huán)的LPF是否可以用TIMS系統(tǒng)中“TUNEABLE LPF”，請說明理由。不可以。由于“TUNEABLE LPF”產(chǎn)生的低頻的范圍太小，不能夠提取出載波。 4.若本實(shí)驗(yàn)中的音頻信號為1KHz，請問試驗(yàn)系統(tǒng)所提供的PLL能否用來提取載波，為什么？不可以。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)所提供的P

10、LL的靈敏度為。5.若發(fā)射端不加導(dǎo)頻，收端提取載波還有其他方法嗎？請畫出框圖 有，如平方環(huán)法：恢復(fù)載波 平方窄帶濾波×環(huán)路濾波 VCO 二分頻 移相 圖1.22六問題及解決 1.測量加導(dǎo)頻后的頻譜時，起初我們始終無法調(diào)出正確的頻譜，問了同學(xué)、老師都沒有得到解決。后來，我們發(fā)現(xiàn)，在觀察頻譜時也需要調(diào)整時域波形，只有當(dāng)時域波形調(diào)整穩(wěn)定和示意的時候，頻譜才會呈現(xiàn)出正確的圖像。 我們也由此得出了調(diào)整頻譜的一般方法，使得后續(xù)做頻譜測量時能夠十分順利。 2.開始由于我們不太了解VCO的工作原理，一直沒能正確恢復(fù)載波，后來才發(fā)現(xiàn)是由于VCO的調(diào)整不到位，后來經(jīng)過我們仔細(xì)的學(xué)習(xí)課本和認(rèn)真的調(diào)整，恢復(fù)

11、出了正確的載波信號，使得解調(diào)正確。七實(shí)驗(yàn)總結(jié)這是通原硬件實(shí)驗(yàn)的第一個實(shí)驗(yàn)，由于這個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較多，而且我們第一次做通原硬件實(shí)驗(yàn)，還有些不熟練，于是，這次實(shí)驗(yàn)我們做了比較長的時間，中間也經(jīng)歷了很多坎坷，但是，經(jīng)過我們兩人的努力，我們不僅完成了這次實(shí)驗(yàn)，而且通過這一次實(shí)驗(yàn)積累了很多經(jīng)驗(yàn)，使得我們在做后續(xù)實(shí)驗(yàn)時能夠很快的知道問題出在什么地方，并很快的解決。同時，這次實(shí)驗(yàn)也讓我對DSB-SC AM的調(diào)整產(chǎn)生和解調(diào)過程有了更深刻的理解，并且對以前不是很清晰的鎖相環(huán)的工作工程也有了進(jìn)一步的了解，這一次實(shí)驗(yàn)可謂收獲頗豐??！實(shí)驗(yàn)二：具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅（AM）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解AM信號的產(chǎn)生原理及實(shí)現(xiàn)方

12、法。2.了解AM的信號波形及振幅頻譜特點(diǎn)，并掌握調(diào)幅系數(shù)的測量方法。3.了解AM信號的非相干解調(diào)原理和實(shí)現(xiàn)方法。二實(shí)驗(yàn)器材PC機(jī)一臺、TIMS實(shí)驗(yàn)平臺、示波器等。3 實(shí)驗(yàn)原理AM調(diào)制原理對于單音頻信號進(jìn)行AM調(diào)制的結(jié)果為其中調(diào)幅系數(shù)，要求以免過調(diào)引起包絡(luò)失真。由和分別表示AM信號波形包絡(luò)最大值和最小值，則AM信號的調(diào)幅系數(shù)為 圖2.1四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果1.AM信號的產(chǎn)生（1）實(shí)驗(yàn)步驟 1.按照下圖2.1連接模塊：圖 2.22. 音頻振蕩器的輸出為5KHz，主振蕩器輸出為100KHz，乘法器輸入耦合開關(guān)置于DC狀態(tài)。3. 分別調(diào)整加法器的增益G和g均為1。4. 逐步增大可變直流電壓，使得加法器輸出

13、波形是正的。 5. 觀察乘法器輸出波形是否為波形。6. 測量AM信號的調(diào)幅系數(shù)a值，調(diào)整可變直流電壓，使a=0.8。7. 測量a=0.8的AM信號振幅頻譜。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.主振蕩器100kHz波形： 圖2.32. 音頻信號以及AM信號 圖2.4經(jīng)過測量，AM信號的幅值A(chǔ)（max）=2.56V A(min)=240mV由知，a=0.8513. a=0.8時的AM信號頻譜 圖2.5由該圖可以看出，AM信號的頻譜中有很大的離散載頻分量。2.AM信號的非相干解調(diào)（1）實(shí)驗(yàn)步驟圖 2.61.輸入的AM信號的條幅系數(shù)a=0.8。2.用示波器觀察整流器的輸出波形3.用示波器觀察低通濾波器的輸出波形4.改變

14、輸入AM信號的調(diào)幅系數(shù)，包絡(luò)檢波器輸出波形是否隨之變化。5.改變發(fā)端調(diào)制信號的頻率，觀察包絡(luò)檢波輸出波形的變化（2） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果1. 整流器輸出波形： 圖2.72. 低通濾波器輸出波形： 圖2.83.改變調(diào)制系數(shù) 過調(diào)制時會失真： 圖2.94. 改變信號頻率 頻率升高幅值減?。?0kHz)： 頻率降低幅值增大(2.5kHz)： 五思考題1.在什么情況下，會產(chǎn)生AM信號的過調(diào)現(xiàn)象？ 在調(diào)制指數(shù)a1的情況下會產(chǎn)生AM信號的過調(diào)現(xiàn)象。2.對于a=0.8的AM信號，請計(jì)算載頻功率與邊帶功率之比值。 邊帶功率：Pb=（Aa/4）*（Aa/4）*4載波功率：Pc=（A/2）*（A/2）*2比值=Pc/Pb=

15、2/a*a=3.1253.是否可用包絡(luò)檢波器對DSB-SC AM信號進(jìn)行解調(diào)？請解釋原因 不可以，因?yàn)镈SB-SC信號的包絡(luò)不能顯示原調(diào)制信號的包絡(luò)特性。六實(shí)驗(yàn)問題及解決本次實(shí)驗(yàn)比較簡單，過程中為出現(xiàn)問題七.實(shí)驗(yàn)總結(jié)這次實(shí)驗(yàn)相較上一次實(shí)驗(yàn)簡單很多，由于有了上一次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，我們很快便做出了這次實(shí)驗(yàn)。但本次實(shí)驗(yàn)也讓我對AM信號的調(diào)制和其包絡(luò)檢波的解調(diào)有了更深的理解和記憶，結(jié)合課上學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識，使得我對這一塊的知識更加融匯貫通。實(shí)驗(yàn)三：調(diào)頻（FM）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解VCO作調(diào)頻器的原理及實(shí)驗(yàn)方法。2.測量FM信號的波形及振幅頻譜。3.了解利用鎖相環(huán)作FM解調(diào)的原理及實(shí)現(xiàn)方法。二實(shí)驗(yàn)器材PC機(jī)一

16、臺、TIMS實(shí)驗(yàn)平臺、示波器等。3 實(shí)驗(yàn)原理單音頻信號經(jīng)FM調(diào)制后的表達(dá)式為其中調(diào)制指數(shù)。由卡松公式可知FM信號的帶寬為4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果1.FM信號的產(chǎn)生（1）實(shí)驗(yàn)步驟 圖 3.11. 單獨(dú)調(diào)測VCO，原理圖如圖3.12. 按照下圖連接模塊，并且將音頻振蕩器的頻率調(diào)到2KHz，作為調(diào)制信號輸入于VCO的輸入端。 圖3.23.測量圖3.2中各點(diǎn)信號波形 4.測量FM信號振幅頻譜。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.VCO的調(diào)測將可變直流電壓模塊的輸出端與VCO模塊的Vin端相連接，示波器接于VCO輸出端。在-2V至+2V范圍內(nèi)改變直流電壓，測量VCO的頻率及線性工作范圍，所得結(jié)果如下表1所示： 最終使VCO的中

17、心頻率為100KHz，如圖3.4所示 圖3.4調(diào)整使得當(dāng)直流電壓在范圍內(nèi)變化時，VCO的頻率在內(nèi)變化，具體步驟同實(shí)驗(yàn)一，在此不贅述。2. 2kHz的音頻信號 圖3.53. FM信號波形：圖 3.64.FM信號的振幅頻譜：圖 3.72.FM信號的鎖相環(huán)解調(diào)（1）實(shí)驗(yàn)步驟1.單獨(dú)測VCO，使VCO的中心頻率為100KHz，并且當(dāng)直流電壓為時，使VCO的頻率偏移為，具體步驟同實(shí)驗(yàn)一，在此不贅述2.將鎖相環(huán)閉環(huán)連接，將另一VCO作為信源，接入于鎖相環(huán)，測試鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶,具體步驟同實(shí)驗(yàn)一，在此不贅述3.將已調(diào)好的FM信號輸入于鎖相環(huán)，用示波器觀察解調(diào)信號。若鎖相環(huán)已鎖定，則在鎖相環(huán)低通濾波器的

18、輸出信號應(yīng)是直流分量疊加模擬基帶信號。實(shí)驗(yàn)圖如下圖3.8所示：圖 3.84. 改變發(fā)端的調(diào)制信號頻率，觀察FM解調(diào)的輸出波形變化。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.FM解調(diào)輸出波形： 圖3.92.改變頻率解調(diào)輸出變化： 當(dāng)頻率增大到一定程度時會出現(xiàn)失真現(xiàn)象，下圖為4.5kHz時的解調(diào)輸出波形，出現(xiàn)失真現(xiàn)象 圖3.10 5 問題及解決由于有了前兩個實(shí)驗(yàn)的積累，本次實(shí)驗(yàn)也沒有出現(xiàn)很大的問題。六思考題1. 本實(shí)驗(yàn)的FM信號的調(diào)制指數(shù)是多少？FM信號的帶寬是多少？=AK/fm，其中A為音頻信號的幅度，K為頻率偏移常數(shù)，fm為音頻信號的基帶頻率為2khz，A為2V，K為10khz/v，可知為10FM信號的帶寬為：B=2

19、（+1）fm=44khz2.用VCO產(chǎn)生的FM信號的優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)生大頻偏的FM信號，缺點(diǎn)是VCO的中心頻率穩(wěn)定度差。為了解決FM大頻偏及中心頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，可采用什么方法產(chǎn)生FM信號？ 可以利用下圖解決方案：VCON分頻乘法器LPF加法器M分頻VCO圖3.113.對于本實(shí)驗(yàn)具體所用的鎖相環(huán)及相關(guān)模塊，若發(fā)端調(diào)制信號頻率為10KHz，請問鎖相環(huán)還能否解調(diào)出原調(diào)制信號？為什么？ 不能解調(diào)出原調(diào)制信號。因?yàn)殒i相環(huán)都有與之對應(yīng)的同步帶和捕捉帶，當(dāng)調(diào)制信號頻率變化，可能會跳出捕捉帶之外，造成信號不能被鎖相環(huán)搜定。4.用于調(diào)頻解調(diào)的鎖相環(huán)與用于載波提取的鎖相環(huán)有何不同？ 兩者的頻偏不一樣，而且調(diào)頻解

20、調(diào)的鎖相環(huán)使為了跟蹤FM信號的頻率，而載波提取的鎖相環(huán)是用來跟蹤載波的頻率。七實(shí)驗(yàn)總結(jié)這次實(shí)驗(yàn)，不僅我們了解了FM信號的調(diào)制過程以及解調(diào)過程，并且在對FM信號進(jìn)行解調(diào)的過程中再次運(yùn)用到鎖相環(huán)?；鶐盘柾ㄟ^VCO振蕩器后即成為FM信號，然后利用VCO構(gòu)成的鎖相環(huán)可以對FM信號進(jìn)行解調(diào)。實(shí)驗(yàn)中需準(zhǔn)確地調(diào)整好鎖相環(huán)的中心頻率，并且測量出鎖相環(huán)的同步帶與捕捉帶，當(dāng)捕捉帶較寬時才能夠更好地保證解調(diào)出FM信號。使得我們對FM信號有了更加深刻的理解，對于通信原理的學(xué)習(xí)有著莫大的幫助，而且再一次加深了我們對鎖相環(huán)功能的理解和運(yùn)用。 實(shí)驗(yàn)六： 眼圖一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中“眼圖”的觀察方法及其作用。

21、、二實(shí)驗(yàn)器材 PC機(jī)一臺、TIMS實(shí)驗(yàn)平臺、示波器等。三實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)際通信系統(tǒng)中，數(shù)字信號經(jīng)過非理想的傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生畸變，總是在不同程度上存在碼間干擾的，系統(tǒng)性能很難進(jìn)行定量的分析，常常甚至得不到近似結(jié)果。而眼圖可以直觀地估價系統(tǒng)碼間干擾和噪聲的影響，是常用的測試手段。眼圖分析中常用結(jié)論：1) 最佳取樣時刻應(yīng)選擇在眼睛張開最大的時刻；2) 眼睛閉合的速率，即眼圖斜邊的斜率，表示系統(tǒng)對定時誤差靈敏的程度，斜邊愈陡，對定位誤差愈敏感；3) 在取樣時刻上，陰影區(qū)的垂直寬度表示最大信號失真量；4) 在取樣時刻上，上下兩陰影區(qū)的間隔垂直距離之半是最小噪聲容限，噪聲瞬時值超過它就有可能發(fā)生錯誤判決；5) 陰

22、影區(qū)與橫軸相交的區(qū)間表示零點(diǎn)位置變動范圍，它對于從信號平均零點(diǎn)位置提取定時信息的解調(diào)器有重要影響。四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果：（1）實(shí)驗(yàn)步驟: 1.將可調(diào)低通濾波器模塊前面板上的開關(guān)置于NORM位置。 2.將主信號發(fā)生器的8.33kHzTTL電平的方波輸入于線路碼編碼器的M.CLK端，經(jīng)四分頻后，由B.CLK端輸出2.083kHz的時鐘信號。 3.將序列發(fā)生器模塊的印刷電路板上的雙列直插開關(guān)選擇“10”，產(chǎn)生長為256的序列碼。4.用雙蹤示波器同時觀察可調(diào)節(jié)低通濾波器的輸出波形及2.083kHz的時鐘信號。并調(diào)節(jié)可調(diào)低通濾波器的TUNE旋鈕及GAIN旋鈕，已得到合適的限帶基帶信號。觀察眼圖。 實(shí)驗(yàn)連接電

23、路如圖6.1所示：圖6.1（2) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1. 8.3kHz的TTL： 圖6.22.經(jīng)過線路嗎編碼器后的輸出： 圖6.33.眼圖： 圖6.4五問題及解決這次實(shí)驗(yàn)開始我們遇到了比較大的困難就是：始終難以調(diào)出眼圖。為此，我們兩人一直糾結(jié)很久，逐點(diǎn)檢查了波形，結(jié)果發(fā)現(xiàn)都是正常的，所以一直不知道是錯在了那里。后來，我們請教了調(diào)出來的同學(xué)，經(jīng)過他的指點(diǎn)，我們發(fā)現(xiàn)原來是由于我們的線路碼沒有調(diào)整穩(wěn)定，只有在線路碼調(diào)整穩(wěn)定時，才會出現(xiàn)正確的眼圖。六思考題： 無七實(shí)驗(yàn)總結(jié)：本次實(shí)驗(yàn)使我們不僅加深了對眼圖形成過程的理解，同時我們又掌握了調(diào)整示波器出現(xiàn)正確眼圖的方法。我們體會到在學(xué)習(xí)過程中總會遇到各種困難，有的時

24、候自己也很難解決，但是，我們要學(xué)會求助于別人，請教同學(xué)和老師來解決問題。實(shí)驗(yàn)七：采樣、判決一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解采樣、判決在數(shù)字通信系統(tǒng)中的作用及其實(shí)現(xiàn)方法。2.自主設(shè)計(jì)從限帶基帶信號中提取時鐘、并對限帶信號進(jìn)行采樣、判決、恢復(fù)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。二實(shí)驗(yàn)器材 PC機(jī)一臺、TIMS實(shí)驗(yàn)平臺、示波器等三實(shí)驗(yàn)原理在數(shù)字通信系統(tǒng)中的接收端，設(shè)法從接受濾波器輸出的基帶信號中提取時鐘，用以對接受濾波器輸出的基帶信號在眼圖睜開最大處進(jìn)行周期性的瞬時采樣，然后將各采樣值分別與最佳門限進(jìn)行比較做出判決、輸出數(shù)據(jù)。四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果：（1）實(shí)驗(yàn)步驟1.設(shè)計(jì)恢復(fù)時鐘的實(shí)驗(yàn)方案。 2.按實(shí)驗(yàn)圖7.1，將恢復(fù)時鐘

25、輸入于判決模塊的B.CLK時鐘輸入端（TTL電平）。將可調(diào)低通濾波器輸出的基帶信號輸入于判決模塊，并將判決模塊印刷電路板上的波形選擇開關(guān)SW1撥到NRZ-L位置，SW2開關(guān)撥到“內(nèi)部”位置。3. 用雙蹤示波器觀察眼圖及采樣脈沖。調(diào)節(jié)判決模塊前面板上的判決點(diǎn)旋鈕，使得在眼圖睜開最大處進(jìn)行采樣、判決。對于NRZ-L碼的最佳判決電平是零，判決輸出的是TTL電平的數(shù)字信號。 圖7.1（2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:1.采樣脈沖和眼圖： 圖7.2可以看出，在眼圖睜開最大處采樣2.判決輸出結(jié)果和原始序列碼： 圖7.3上面為原始序列碼，下面是采樣判決輸出五問題及解決：首先，我們的問題出在時鐘恢復(fù)上。我們開始一直并不知道該如

26、何恢復(fù)時鐘，后來實(shí)驗(yàn)書上前面AMI碼的時鐘恢復(fù)，得以恢復(fù)出正確的時鐘。如圖所示： 圖7.4其次，我們開始沒有注意將采樣脈沖在眼圖睜開最大處，所以一直無法恢復(fù)出正常的信號，后來我們將眼圖和采樣脈沖同時觀察時才發(fā)現(xiàn)這個問題，經(jīng)過調(diào)整后采樣出正確的信號。六.思考題對于滾降系數(shù)為a=1升余弦滾降的眼圖，請示意畫出眼圖，標(biāo)出最佳取樣時刻和最佳判決門限。 最佳判決門限為0。眼圖如圖7.5所示圖7.5七實(shí)驗(yàn)總結(jié)：通過這次實(shí)驗(yàn)，我們了解了采樣、判決在數(shù)字通信系統(tǒng)中的作用及其實(shí)現(xiàn)方法，成功完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，時鐘的提取、并且在沿途睜開最大處進(jìn)行周期性的瞬間采樣、通過最佳判決門限進(jìn)行比較判決時十分重

27、要的工作部分。在后來的實(shí)驗(yàn)中，很多也利用了這個實(shí)驗(yàn)中的采樣、判決系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)八：二進(jìn)制通斷鍵控（OOK）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解OOK信號的產(chǎn)生及其實(shí)現(xiàn)方法。2.了解OOK信號波形和功率譜的特點(diǎn)及其測量方法。3.了解OOK信號的解調(diào)及其實(shí)驗(yàn)方法。二實(shí)驗(yàn)器材 PC機(jī)一臺、TIMS實(shí)驗(yàn)平臺、示波器等3 實(shí)驗(yàn)原理二進(jìn)制通斷鍵控（OOK）方式使以單極性不歸零碼序列來控制正弦載波的導(dǎo)通與關(guān)閉，如圖所示：SOOK(t)× b(t)單極性不歸零碼序列 圖8.1對OOK信號的解調(diào)有相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種：×載波提取移相器LPF時鐘提取移相器采樣判決SOOK(t) 圖8.2 相干解調(diào)包絡(luò)檢波采樣判

28、決時鐘提取移相器SOOK(t) 圖8.3 非相干解調(diào)四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果：1.OOK信號的產(chǎn)生：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：1.按照實(shí)驗(yàn)框圖8.1連接各個實(shí)驗(yàn)功能板。2.用示波器觀察各連接點(diǎn)的信號波形。3.用頻譜儀測量各點(diǎn)的功率譜（請將序列發(fā)生器模塊印刷電路板上的雙列直插開關(guān)撥到“11”，使碼長為2048）。圖8.4 OOK的產(chǎn)生（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.各點(diǎn)信號波形：（1）8.3kHz序列：（2）2.083kHz序列：（3） 單極性不歸零碼序列：（4）OOK信號：2. OOK信號的非相干解調(diào)（1）實(shí)驗(yàn)步驟1.按照實(shí)驗(yàn)框圖8.5連接各個實(shí)驗(yàn)功能板。2.用示波器觀察各連接點(diǎn)波形。3.請學(xué)生自主完成時鐘提取、采樣、判決

29、的實(shí)驗(yàn)任務(wù)（需要注意的是，恢復(fù)時鐘的相位要與發(fā)來信號的時鐘相位一致）。 圖8.5 OOK信號的非相干解調(diào)（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.OOK信號經(jīng)過第一級矩形濾波輸出：2. 經(jīng)過第二級可調(diào)LPF輸出波形：3. 采樣點(diǎn)標(biāo)記：4.最終解調(diào)輸出：五.問題及解決 由于有了上一個實(shí)驗(yàn)關(guān)于時鐘提取的經(jīng)驗(yàn)，使得我們在說這個實(shí)驗(yàn)過程中比較順利，沒有發(fā)生比較大的問題。六思考題對OOK信號的相干解調(diào)，如何進(jìn)行載波提??？請畫出原理框圖及實(shí)驗(yàn)框圖。 如果對OOK信號進(jìn)行想干解調(diào)，就必須對載波進(jìn)行提取，載波提取原理框圖如下：由于OOK信號中含有載頻分量，所以在接收端可以使用VCO鎖相環(huán)提取載波。原理框圖為下圖8.6所示： 圖8.6

30、七.實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過這次實(shí)驗(yàn)，我對OOK信號的產(chǎn)生和解調(diào)過程有了更加深刻的認(rèn)識。解調(diào)的過程中使用時鐘提取，與實(shí)驗(yàn)七相同。這次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是OOK信號的產(chǎn)生及解調(diào)。OOK是以單極性不歸零碼序列來控制正弦載波的導(dǎo)通與關(guān)閉，產(chǎn)生原理較為簡單。OOK信號的解調(diào)方式有相干及非相干兩種。本實(shí)驗(yàn)采用的是非相干解調(diào)方式，較為簡便。 實(shí)驗(yàn)十一: 信號星座（選作）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解MPSK及MQAM的矢量表示式及其信號星座圖。2.掌握MPSK及MQAM信號星座的測試方法。二實(shí)驗(yàn)器材 PC機(jī)一臺、TIMS實(shí)驗(yàn)平臺、示波器等三實(shí)驗(yàn)原理信號星座：N維信號空間中的M個點(diǎn)的集合，可用幾何圖形表示 星座圖，信號點(diǎn)矢量長度的平方=

31、信號的能量，兩點(diǎn)之間的距離：歐氏距離.以MPSK信號為例： 四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：1.按照實(shí)驗(yàn)圖11.1進(jìn)行連接。2.將序列發(fā)生器模塊印刷電路板上的雙列直插開關(guān)撥到“11”位置，產(chǎn)生長為2048的序列碼。3.將多電平編碼器輸出的I之路多電平信號及Q支路多電平信號分別接到示波器的X軸及Y軸上，調(diào)節(jié)示波器旋鈕，可看到M=4、8、16的MPSK或MQAM信號星座。 圖11.1（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.4psk星座圖： 2.8psk星座圖： 3.16psk星座圖： 4.4qam星座圖： 5.8qam星座圖： 6.16qam星座圖： 五.問題及解決 本實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問題在示波器的顯示上，開始的時候，我們不知道如何利用示波器顯示信號星座，后來，我們知道是將I路和Q路的信號分別接示波器的X和Y軸進(jìn)行顯示，最后顯示出正確的星座圖。六思考題：1.請畫出OOK，2PSK和正