北郵通原硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、北郵通原硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告 信息與通信工程學(xué)院 通信原理硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告 班 級(jí)： 姓 姓 名： 學(xué) 學(xué) 號(hào)： 序 序 號(hào)： 日 日 期： 目錄 必做部分 目錄 . 2 實(shí)驗(yàn)一：雙邊帶 抑制載波調(diào)幅（dsb-scam ） . 4 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 4 二、實(shí)驗(yàn)原理 . 4 三、實(shí)驗(yàn)框圖 . 6 四、實(shí)驗(yàn)步驟 . 7 五實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 . 8 六、 思考題 . 11 七、問題及解決方法 . 13 實(shí)驗(yàn)二：具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅（am ） . 14 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 14 二、實(shí)驗(yàn)原理 . 14 三、實(shí)驗(yàn)框圖 . 15 四、實(shí)驗(yàn)步驟 . 16 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 . 17 六、思考題 . 20 七、問題

2、及解決方法 . 20 實(shí)驗(yàn)三：調(diào)頻（fm ） . 22 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 22 二、實(shí)驗(yàn)原理 . 22 三、實(shí)驗(yàn)框圖 . 23 四、實(shí)驗(yàn)步驟 . 24 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 . 25 六、思考題 . 27 七、問題及解決方法 . 28 實(shí)驗(yàn)六：眼圖 . 29 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 29 二、實(shí)驗(yàn)原理 . 29 三、實(shí)驗(yàn)框圖 . 29 四、實(shí)驗(yàn)步驟 . 30 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 . 30 六、問題及解決方法 . 31 實(shí)驗(yàn)七：采樣、判決 . 32 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 32 二、實(shí)驗(yàn)原理 . 32 三、實(shí)驗(yàn)框圖 . 32 四、實(shí)驗(yàn)步驟 . 33 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 . 34 六、思考題 . 35 七、問題

3、及解決方法 . 35 實(shí)驗(yàn)八：二進(jìn)制通斷鍵控（ook ） . 35 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 36 二、實(shí)驗(yàn)原理 . 36 三、實(shí)驗(yàn)框圖 . 36 四、實(shí)驗(yàn)步驟 . 37 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 . 38 六、思考題 . 39 七、問題及解決方法 . 40 實(shí)驗(yàn)十二：低通信號(hào)的采樣與重建 . 41 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 41 二、實(shí)驗(yàn)原理 . 41 三、實(shí)驗(yàn)框圖 . 41 四、實(shí)驗(yàn)步驟 . 42 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 . 42 六、思考題 . 44 七、問題及解決方法 . 45 選做部分 實(shí)驗(yàn)九：二進(jìn)制移頻鍵控（2fsk ） . 46 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 46 二、實(shí)驗(yàn)原理 . 46 三、實(shí)驗(yàn)框圖 . 47 四、

4、實(shí)驗(yàn)步驟 . 47 六、問題及解決方法 . 50 實(shí)驗(yàn)十一：信號(hào)星座 . 51 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 51 二、實(shí)驗(yàn)原理 . 51 三、實(shí)驗(yàn)框圖 . 51 四、實(shí)驗(yàn)步驟 . 51 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 . 52 六、思考題 . 55 七、問題及解決方法 . 56 實(shí)驗(yàn)一：雙邊帶抑制載波調(diào)幅（dsb-scam） ） 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解 dsb-sc am 信號(hào)的產(chǎn)生以及相干解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。 2、了解 dsb-sc am 信號(hào)波形以及振幅頻譜特點(diǎn),并掌握其測(cè)量方法。 3、了解在發(fā)送 dsb-sc am 信號(hào)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

5、捉帶的測(cè)量方法,掌握鎖相環(huán)提取載波的調(diào)試方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 dsb 信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為 ( ) ( )cosdsb cs t m t t w = 頻域表達(dá)式為 1( ) ( ) ( )2dsb c cs m m w w w w w = - + + 其波形和頻譜如下圖所示 將均值為零的模擬基帶信號(hào) m(t)與正弦載波 c(t)相乘得到 dsbsc am 信號(hào)，其頻譜不包含離散的載波分量。 dsbsc am 信號(hào)的解調(diào)只能采用相干解調(diào)。為了能在接收端獲取載波，一種方法是在發(fā)送端加導(dǎo)頻。收端可用鎖相環(huán)來提取導(dǎo)頻信號(hào)作為恢復(fù)載波。此鎖相環(huán)必須是窄帶鎖相，僅用來跟蹤導(dǎo)頻信號(hào)。 在鎖相環(huán)鎖定時(shí)，vco

6、輸出信號(hào) 與輸入的導(dǎo)頻信號(hào) 錯(cuò)誤! ! 未找到引用源。的頻率相同，但二者的相位差為 錯(cuò)誤! ! 未找到引用源。度，其中 錯(cuò)誤! !未找到引用源。很小。鎖相環(huán)中乘法器的兩個(gè)輸入信號(hào)分別為發(fā)來的信號(hào) s(t)與鎖相環(huán)中 vco 的輸出信號(hào)，二者相乘得到 在鎖相環(huán)中的 lpf 帶寬窄，能通過 錯(cuò)誤! ! 未找到引用源。分量，濾除 m(t)的頻率分量及四倍頻載頻分量，因?yàn)?錯(cuò)誤! ! 未找到引用源。很小，所以 錯(cuò)誤! ! 未找到引用源。約等于 錯(cuò)誤! !。 未找到引用源。lpf 的輸出以負(fù)反饋的方式控制 vco,使其保持在鎖相狀態(tài)。鎖定后的 vco 輸出信號(hào) 錯(cuò)誤! ! 未找到引用源。經(jīng) 90 度移相

7、后，以 錯(cuò)誤! ! 未找到引用源。作為相干解調(diào)的恢復(fù)載波，它與輸入的導(dǎo)頻信號(hào)同頻，幾乎同相。 相干解調(diào)是將發(fā)來的信號(hào) s(t)與恢復(fù)載波相乘，再經(jīng)過低通濾波后輸出模擬基帶信號(hào)，經(jīng)過低通濾波可以濾除四倍載頻分量，而 是直流分量，可以通過隔直流電路濾除，于是輸出為 錯(cuò)誤! !。 未找到引用源。 三、實(shí)驗(yàn)框圖 1、dsb-sc am 信號(hào)的產(chǎn)生 2、dsb-sc am 信號(hào)的相干解調(diào)及載波提取 3、測(cè)量 vco 的壓控靈敏度 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、dsbac 信號(hào)的產(chǎn)生 （1）將音頻振蕩器輸出的模擬音頻信號(hào)及住振蕩器輸出的 100khz 模擬載頻信號(hào)分別用連線聯(lián)結(jié)至乘法器的兩個(gè)輸入端。 （2）用示波器觀

8、看音頻振蕩器輸出信號(hào)的信號(hào)波形的幅度和激蕩平率，調(diào)整為 10khz。 （3）用示波器觀看主震蕩輸出波形。 （4）用示波器觀看乘法器的輸出波形及其頻譜。 （5）將已調(diào)信號(hào)和導(dǎo)頻分量加到加法器的兩個(gè)輸入端，調(diào)整加法器上的參數(shù) g 和 g,使其與實(shí)際相符。觀看輸出波形及其頻譜。具體調(diào)整方法如下: a.首先調(diào)整增益 g：將加法器的 b 輸入接地端接地，a 輸入端接已調(diào)信號(hào)，用示波器觀看加法器 a 輸入端的信號(hào)幅度與加法器輸出信號(hào)幅度。調(diào)節(jié)旋鈕 g，使得加法器輸出幅度與輸入一致，說明此時(shí) g=1 b.再調(diào)整增益 g：加法器 a 輸入端仍接已調(diào)信號(hào)，b 輸入端接導(dǎo)頻信號(hào)。用頻譜儀觀看加法器輸出信號(hào)的振幅頻

9、譜，調(diào)節(jié)增益 g 旋鈕，使導(dǎo)頻信號(hào)振幅頻譜的幅度為已調(diào)信號(hào)的邊帶頻譜幅度的 0.8 倍。此導(dǎo)頻信號(hào)功率約為已調(diào)信號(hào)功率的 0.32 倍。 2、dsbac 信號(hào)的相干解調(diào)及其載波提取 （1）鎖相環(huán)的調(diào)試： a.調(diào)整 vco 的中心頻率 f0 在 100khz b.將直流電壓輸入 vco，改變其值從-22v，觀察 vco 的頻率及其線性工作范圍 c.調(diào)節(jié) vco 的壓控靈敏度到合適范圍。 d.檢測(cè) lpf 是否正常工作。 e.反復(fù)測(cè)量鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶，使其盡量準(zhǔn)確。 （2）恢復(fù)載波 a.將電路按照原理圖連接好，用示波器觀察鎖相環(huán)中的 lpf 的輸出信號(hào)是否 為直流信號(hào)，以此判定是否鎖定。 b

10、.貫穿導(dǎo)頻信號(hào)和 vco 的輸出是否同步，調(diào)節(jié)移相器使其相依到達(dá) 90 度。 c.觀察恢復(fù)載波的頻譜振幅。 （3）相干解調(diào) a.將已調(diào)信號(hào)和恢復(fù)的載波接入解調(diào)乘法器的兩個(gè)輸入端。 b.觀察解調(diào)后的輸出波形。 c.改變音頻振蕩器的頻率，觀察解調(diào)輸出波形的變化。 五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 （1）dsb-sc am 信號(hào)的產(chǎn)生 1、音頻振蕩器輸出調(diào)制信號(hào) 由圖可看出音頻信號(hào)的頻率 f 為 10.05khz，振幅約為 1.46v。 乘法器輸出 dsb-sc 信號(hào)波形 主震蕩頻率為 100khz，可以從圖上看出，乘法器輸出信號(hào)包絡(luò)為調(diào)制信號(hào)，頻率與載波頻率相同為 100khz。輸出振幅約為 1.4v，與調(diào)制

11、信號(hào)振幅相同。音頻信號(hào)零點(diǎn)位置存在相位翻轉(zhuǎn)。 3、乘法器輸出頻譜 由圖可看出，dsb-sc am 信號(hào)在 100khz 處并無頻譜分量，僅在左右各偏移 10khz 處存在信號(hào)，與理論分析一致。 4、已調(diào)信號(hào)波形 5、調(diào)整加法器中的 g，g 由圖，調(diào)整 g=1，同理調(diào)節(jié) g，是導(dǎo)頻信號(hào)振幅頻譜的幅度為已調(diào)信號(hào)頻譜的邊帶頻譜幅度的 0.8 倍。 6、帶導(dǎo)頻的調(diào)幅信號(hào) 由圖可以計(jì)算出，導(dǎo)頻信號(hào)功率約為已調(diào)信號(hào)的 0.8*0.8/2=0.32 倍。 7、改變發(fā)端音頻振蕩器的頻率后的調(diào)制信號(hào)及解調(diào)信號(hào) 由圖可知，改變發(fā)端音頻振蕩器的頻率，解調(diào)輸出信號(hào)也隨之改變，無法還原調(diào)制波形。 六、 思考題 2.2.

12、4 思考題 1、實(shí)驗(yàn)中載波提取的鎖相環(huán)中的 lpf 能不能用 tims 系統(tǒng)中的"tuneable lpf'？ 答：不能，因?yàn)?rc lpf 中的 3db 帶寬是 2. 8khz，而 tuneable lpf 中 wide一項(xiàng)中帶寬的濾波范圍是 2khz-12khz，所以不能使用。 2、若本實(shí)驗(yàn)中的音頻信號(hào)為 1khz，請(qǐng)問實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的 pll 能否用來提取載波？為什么？ 答：不能，因?yàn)殒i相環(huán)的截止頻率為 2.8khz，如果音頻信號(hào)為 1khz 則鎖相環(huán)會(huì)跟蹤音頻信號(hào)，造成信號(hào)失真。 3、若發(fā)端不加導(dǎo)頻，收端提取載波還有其他方法嗎？請(qǐng)畫出框圖 答：如圖所示 2.2.3 思

13、考題 1 、說明 dsb-sc am 信號(hào)波形的特點(diǎn) 答：dsb-sc 為雙邊帶調(diào)幅，時(shí)域當(dāng)載波與 m(t)同時(shí)改變極性時(shí)出現(xiàn)反相點(diǎn)，而反相點(diǎn)不影響性能。經(jīng)幅度調(diào)制后，基帶信號(hào)的頻譜被搬移到了載頻 fc 處。若模擬基帶信號(hào)帶寬為 w，則調(diào)幅信號(hào)帶寬為 2w，因?yàn)樵陬l域中輸出此調(diào)幅信號(hào)s(t)的信道帶寬 b=2w。 am 信號(hào)為具有離散大載波的雙邊帶幅度調(diào)制信號(hào)，它是在 dsb-sb 信號(hào)的基礎(chǔ)上加一離散的大載波分量，因此傳輸效率有所下降。am 信號(hào)因?yàn)榻庹{(diào)時(shí)要使用包絡(luò)檢波所以要保證|m(t)|1，使 am 信號(hào)的包絡(luò) ac1+m(t)總為正數(shù)。 2、畫出已調(diào)信號(hào)加導(dǎo)頻的振幅頻譜，算出導(dǎo)頻信號(hào)功

14、率與已調(diào)信號(hào)功率之比。 平方律部件 2fc bpf 二分頻 輸 入 已調(diào)信號(hào) e(t) 載波輸出 答：由圖可知，導(dǎo)頻信號(hào)的頻譜幅度是 a1=125mv，邊頻信號(hào)的頻譜幅度是a2=160mv，所以導(dǎo)頻信號(hào)功率與已調(diào)信號(hào)功率的百分比=a12/2/a22 =30.52%，接近理論值 32%，誤差主要來源于讀數(shù)誤差。 七、問題及解決方法 本次實(shí)驗(yàn)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，老師講完基本要求之后我們就開始實(shí)驗(yàn)了。示波器已經(jīng)用了好多次了，算是熟悉了。本節(jié)是 dsb-sc am 信號(hào)的產(chǎn)生以及想干解調(diào)原理。剛開始接觸 tims 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)部分，感覺很神奇。雖然實(shí)驗(yàn)中都是有電路連接圖可以參考的，但是，理解還是

15、最基本的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)還是很簡單的，雖然老師說可以不要頻譜圖，但是我們也做出了一個(gè)正確的頻譜圖。 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?1、了解 am 信號(hào)的產(chǎn)生原理和實(shí)現(xiàn)方法。 2、了解 am 信號(hào)波形和振幅頻譜的特點(diǎn)，并掌握調(diào)幅系數(shù)的測(cè)量方法。 3、了解 am 信號(hào)的非相干解調(diào)原理和實(shí)現(xiàn)方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1、am 信號(hào)的產(chǎn)生 對(duì)于單音頻信號(hào) ( ) sin(2 )m mm t a f t p = 進(jìn)行 am 調(diào)制的結(jié)果為 ( ) ( sin(2 )sin2 (1 sin(2 )sin2am c m m c c m cs t a a a f t f t a a a

16、f t f t p p p p = + = + 其中調(diào)幅系數(shù)maaa=，要求1 a £以免過調(diào)引起包絡(luò)失真。 由maxa和mina分別表示 am 信號(hào)波形包絡(luò)最大值和最小值，則 am 信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)為 max minmax mina aaa a-=+ 如圖所示為 am 調(diào)制的過程和頻譜示意圖。 2、am 信號(hào)的解調(diào) am 信號(hào)由于具有離散大載波，故可以采用載波提取相干解調(diào)的方法。其實(shí)現(xiàn)類似于實(shí)驗(yàn)一中的 dsb-sc am 信號(hào)加導(dǎo)頻的載波提取和相干解調(diào)的方法。 am 的主要優(yōu)點(diǎn)是可以利用包絡(luò)檢波器進(jìn)行非相干解調(diào)，可以使得接收設(shè)備更加簡單。 三、實(shí)驗(yàn)框圖 1、am 信號(hào)的產(chǎn)生 2、am

17、 信號(hào)的非相干解調(diào) 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、am 信號(hào)的產(chǎn)生 （1）按圖進(jìn)行各模塊之間的連接。 （2）音頻振蕩器輸出為 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 以 g 均為 1。 （4）逐步增大可變直流電壓，使得加法器輸出波形是正的。 （5）觀察乘法器輸出波形是否為 am 波形。 （6）測(cè)量 am 信號(hào)的調(diào)幅系數(shù) a 值，調(diào)整可變直流電壓，使 a=0.8。 （7）測(cè)量 a=0.8 的 am 信號(hào)振幅頻譜。 2、am 信號(hào)的非相干解調(diào) （1）輸入的 am 信號(hào)的調(diào)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

18、波器觀察低通濾波器的輸出波形。 （4）改變輸入 am 信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)，觀察包絡(luò)檢波器輸出波形是否隨之改變。 （5）改變發(fā)端調(diào)制信號(hào)的頻率，觀察包絡(luò)檢波輸出波形的變化。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 1、調(diào)制信號(hào)（加直流） 由圖可看出，調(diào)制信號(hào)頻率為 5khz，而載波頻率為 100khz。另外調(diào)制信號(hào)加上直流電壓后，加法器輸出波形為正值。 2、調(diào)整加法器增益 由圖可看出加法器輸入輸出幅值相等，即增益 g=1。 3、調(diào)整加法器增益 g=1 由圖可看出加法器輸入輸出幅值相等，即增益 g=1。 4、將加法器輸出調(diào)為正 由圖可知，乘法器輸出包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)幅值變化相同，且其中調(diào)幅系數(shù)a=0.8。 兩個(gè)通道顯示的調(diào)制

19、前后信號(hào)幅度波形 6、當(dāng) a=0.8 時(shí)，解調(diào)輸出波形 由圖可以看出，雖然信號(hào)的解調(diào)輸出很小，而且噪聲干擾很嚴(yán)重，但信號(hào)的基本形狀沒有改變。保留了原有的信號(hào)的信息 7、當(dāng) a=1 時(shí)，解調(diào)輸出波形 可以看出，當(dāng) a=1 時(shí)，信號(hào)過調(diào)制，出現(xiàn)失真情況。 六、思考題 1、在什么情況下，會(huì)產(chǎn)生 am 信號(hào)的過調(diào)現(xiàn)象？ 答：當(dāng)調(diào)制系數(shù)大于 1 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過調(diào)現(xiàn)象，此時(shí)幅度最小值不是實(shí)際最小值，實(shí)際最小值應(yīng)為負(fù)值。 2、對(duì)于 a=0.8 的 am 信號(hào)，請(qǐng)計(jì)算載頻功率與邊帶功率之比值。 答：am 信號(hào)公式為( ) 1 sin(2 )sin(2 )am c m cs t a a f t f t p p =

20、 + 則可得其邊帶功率為：2( ) 44cba ap = ´ 載波功率為：2( ) 22ccap = ´ 所以比值為：=3.125 3、是否可用包絡(luò)檢波器對(duì) dsb-sc am 信號(hào)進(jìn)行解調(diào)？請(qǐng)解釋原因。 答：不可以。因?yàn)橐颜{(diào)信號(hào)的包絡(luò)與 m(t)不同，并不代表調(diào)制信號(hào)，有負(fù)值部分，且在與 t 軸的交點(diǎn)處有相位翻轉(zhuǎn)。而包絡(luò)應(yīng)該為正幅度。 七、問題及解決方法 本次實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容是 am 信號(hào)產(chǎn)生和解調(diào)。剛開始不能得到正確的圖像，后來發(fā)現(xiàn)是忘記把耦合開關(guān)置于 dc 狀態(tài)。雖然說實(shí)驗(yàn)結(jié)果總會(huì)有誤差，一定的 理論分析還是很關(guān)鍵的，如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)跟理論差別很大的時(shí)候，一定要好好檢查一下

21、，說不定就是自己的哪一個(gè)步驟出錯(cuò)了。實(shí)驗(yàn)中，一定要細(xì)心，小錯(cuò)誤要盡量避免。 實(shí)驗(yàn)三：調(diào)頻（fm ） 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解用 vco 作調(diào)頻器的原理及實(shí)驗(yàn)方法。 2、測(cè)量 fm 信號(hào)的波形圖及振幅頻率。 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)原理 1、fm 信號(hào)的產(chǎn)生 單音頻信號(hào) ( ) cos(2 )mm t a f t p = 經(jīng) fm 調(diào)制后的表達(dá)式 其中 調(diào)制指數(shù) 由卡松公式可知 fm 信號(hào)的帶寬為 fm 信號(hào)的產(chǎn)生框圖如下圖所示。 vco 的輸入為( ) m t，當(dāng)輸入電壓為 0 時(shí)，vco 輸入頻率為cf；當(dāng)輸入模擬基帶信號(hào)的電壓變化時(shí)，vco 的振蕩頻率作相

22、應(yīng)的變化。 2、鎖相環(huán)解調(diào) fm 信號(hào) 鎖相環(huán)解調(diào)的原理框圖如下圖所示。 ( ) sin2 sin2fm mmakt f t f tfj p b p = =fmakfb =( ) cos2 ( )fm c cs t a f t t p j = +2( 1)mb f b » + vco 的壓控電壓( ) v t同基帶信號(hào)( ) m t成正比，所以( ) m t就是 fm 解調(diào)的輸出信號(hào)。鎖相環(huán)解調(diào) fm 信號(hào)有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一是開環(huán)增益足夠大，二是環(huán)路濾波器的帶寬要與基帶信號(hào)帶寬相同。 三、實(shí)驗(yàn)框圖 1、fm 信號(hào)的產(chǎn)生 2、fm 信號(hào)的鎖相環(huán)解調(diào) 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、fm 信號(hào)的產(chǎn)生 （

23、1） 單步調(diào)試 vco a.將 vco 模塊的印刷電路板上的撥動(dòng)開關(guān)置于 vco 模式。將 vco 板塊前面板上的頻率選擇開關(guān)置于"hi'狀態(tài)。然后，將 vco 模塊插入系統(tǒng)機(jī)架的插槽內(nèi)。 b.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： 直流電壓為零時(shí)，調(diào)節(jié) vco 模塊的 f0 旋鈕，使 vco 的中心頻率為 100 赫茲 。 在-2v 至于+2 范圍內(nèi)改變直流電壓，測(cè)量 vco 的頻率及線性工作范圍。 調(diào)節(jié) vco 模塊的 gain 旋鈕，使得直流電壓在+/-2v 范圍內(nèi)變化時(shí)，vco 的頻率在+/-5hz 內(nèi)變化。 （2）

24、將音頻振蕩器的頻率調(diào)到 2hz，作為調(diào)制信號(hào)輸入于 vco 的 vin 輸入端。 （3）測(cè)量圖 2.4.4 中各點(diǎn)信號(hào)波形。 （4）測(cè)量 fm 信號(hào)的振幅頻譜。 2、fm 信號(hào)的解調(diào) （1）單步調(diào)試 vco a.將 vco 模塊置于"vco', 前面板上的頻率選擇開關(guān)置于"hi'狀態(tài). b.將可變直流電壓模塊的輸出端與vco模塊的vin端相連接。當(dāng)直流電壓為零時(shí)，調(diào)節(jié) vco 的 f0 旋鈕，使 vco 的中心頻率為 100khz。當(dāng)可變直流電壓為+/-1v 時(shí)，調(diào)節(jié) vco 的 gain 旋鈕，使 vco 的頻率偏移為+/-10khz。 （2）將鎖相環(huán)閉環(huán)

25、連接，將另一個(gè) vco 作信源，接入于鎖相環(huán)，測(cè)試鎖相環(huán)的 同步帶及捕捉帶。 （3）將已調(diào)好的 fm 信號(hào)輸入與鎖相環(huán)，用示波器觀察解調(diào)信號(hào)。若鎖相環(huán)已鎖定，則在鎖相環(huán)低通濾波器的輸出信號(hào)應(yīng)是直流分量疊加模擬基帶信號(hào)。 （4）改變發(fā)端的調(diào)制信號(hào)頻率，觀察 fm 解調(diào)的輸出波形變化。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 與分析 1、vco 輸入直流電壓為 0 時(shí)， f0=100khz 2、音頻信號(hào) 3、fm 輸出信號(hào) 由上兩圖可看出，調(diào)制信號(hào)一個(gè)周期為 0.5ms，頻率為 2khz。當(dāng)調(diào)制信號(hào)到達(dá)正峰值時(shí)，調(diào)頻信號(hào)最為密集；反之，在到達(dá)負(fù)峰值時(shí)，調(diào)頻信號(hào)最為稀疏。 4、fm 輸出信號(hào)頻譜 上圖可看出，fm 輸出信號(hào)頻

26、譜并不規(guī)整，帶寬約為 15khz。 5、fm 解調(diào)波形 由上圖所示，由于濾波等原因，波形頻率正常，峰值出現(xiàn)一定失真。 6、改變調(diào)制信號(hào)頻率 20khz 帶來失真 由以上兩圖可看出，改變調(diào)制信號(hào)頻率仍可以成功解調(diào)出原始信號(hào)。但當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率增大時(shí)，解調(diào)輸出幅值降低，噪聲干擾較大，繼續(xù)增大調(diào)制信號(hào)頻率可能無法解出原始信號(hào)。此外，20khz 不在鎖相環(huán)的同步帶內(nèi)，此時(shí)用鎖相環(huán)解調(diào)會(huì)使鎖相環(huán)進(jìn)入失鎖狀態(tài)，無法正確解調(diào)出原信號(hào)。 六、思考題 1、本實(shí)驗(yàn)的 fm 信號(hào)調(diào)制指數(shù)是多少？fm 信號(hào)的帶寬是多少？ 答： 52.522( 1) 14f khzf khzw f khzbbd= = = + = 2、用

27、 vco 產(chǎn)生 fm 信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)生大頻偏的 fm 信號(hào)，缺點(diǎn)是 vco 中心頻率穩(wěn)定程度差。為了解決 fm 大頻偏以及中心頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，可采用什么方案來產(chǎn)生 fm 信號(hào)？ 答：為了使中心頻率穩(wěn)定，可以使用鎖相環(huán)形成反饋，使得它僅用確保 vco 中心頻率的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確度與晶振一致。 3、對(duì)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(hào)頻率為 10khz，請(qǐng)問實(shí)驗(yàn)三中的鎖相環(huán)能否解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)？為什么？ 答：不能，因?yàn)?10khz 不在鎖相環(huán)的同步帶內(nèi)，此時(shí)用鎖相環(huán)解調(diào)會(huì)使鎖相環(huán)進(jìn)入失鎖狀態(tài)，無法正確解調(diào)出原信號(hào)。 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)有何不同之處？

28、 答：在調(diào)頻解調(diào)中使用的濾波器為低通濾波器，濾波器輸出接至示波器和 vco，即鎖相環(huán)調(diào)后的顯示信號(hào)為低通濾波器的輸出信號(hào)；在時(shí)鐘提取中使用的濾波器為環(huán)路濾波器，濾波器輸出僅接至 vco 中，而鎖相環(huán)輸出信號(hào)應(yīng)為 vco 的輸出信號(hào)而不是低通濾波器的輸出信號(hào)。 七、問題及解決方法 本次實(shí)驗(yàn)算是比較難的一個(gè)實(shí)驗(yàn)了。在做單獨(dú)調(diào)測(cè) vco 的時(shí)候，總是不能是電壓在+2v 和-2v 之間變化，變化總是在 500mv 內(nèi)，困擾我們很久，后來發(fā)現(xiàn)是示波器顯示的地方設(shè)置成交流電了。解決這個(gè)問題之后，在鎖相環(huán)那一塊，也遇到了瓶頸，總是輸出亂信號(hào)，調(diào)節(jié)了好久都沒有辦法，最后在老師的幫助下，加了一緩沖放大器，終于解

29、決了問題！ 實(shí)驗(yàn)六：眼圖 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解數(shù)字傳輸系統(tǒng)中"眼圖'的觀察方法及其作用。 二、實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)際通信系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)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(jià)系統(tǒng)碼間干擾和噪聲的影響，是常用的測(cè)試手段。從眼圖的張開程度，可以觀察碼間干擾和加性噪聲對(duì)接收基帶信號(hào)波形的影響，從而對(duì)系統(tǒng)性能作出定性的判斷。 三、實(shí)驗(yàn)框圖 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、將可調(diào)低通濾波器模塊開關(guān)置于 norm 位置。 2、將主信號(hào)發(fā)生器的 8.33khz ttl 電平的方波輸入與線路編碼器的 m.clk 端，經(jīng)四

30、分頻后，由 b.clk 端輸出 2.083khz 的時(shí)鐘信號(hào)。 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(shí)觀察可調(diào)低通濾波器的輸出波形和 2.083khz 的時(shí)鐘信號(hào)。并調(diào)節(jié)可調(diào)低通濾波器的 tune 旋鈕及 gain 旋鈕，以得到合適的限帶基帶信號(hào)波形，觀察眼圖。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 1、時(shí)鐘信號(hào) 如圖，時(shí)鐘信號(hào)為由 b.clk 輸出的方波信號(hào)。以及眼圖信號(hào)的合成。 2、眼圖 由圖可看出，ch1 為經(jīng)過序列發(fā)生器產(chǎn)生的序列信號(hào)波形疊加所產(chǎn)生的眼圖， ch2 為 2.083khz 時(shí)鐘信號(hào)。 圖中"

31、眼睛'閉合的速率，即眼圖斜邊的斜率，表示系統(tǒng)對(duì)定時(shí)誤差靈敏的程度，斜邊愈陡，對(duì)定位誤差愈敏感。在取樣時(shí)刻上，圖中噪聲容限為 4v，判決門限為 0v。 六、問題及解決方法 眼圖是我們前面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中最有趣的實(shí)驗(yàn)。剛開始看不到眼睛，調(diào)節(jié)了好久的 gain 和 f 旋鈕都不行。后來慢慢一點(diǎn)點(diǎn)的調(diào)節(jié)，終于出現(xiàn)了完美的眼圖。在實(shí)驗(yàn)中，耐心也是很必須的，因?yàn)樵肼暩蓴_等等，實(shí)驗(yàn)中可能不是一下子就得到我們想要的結(jié)果。其中從眼圖的張開程度，可以觀察碼間干擾和加性噪聲對(duì)接受基帶信號(hào)波形的影響，從而能對(duì)系統(tǒng)性能做出定性的判斷。 實(shí)驗(yàn)七：采樣、判決 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、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)

32、方法。 2、自主設(shè)計(jì)從限帶基帶信號(hào)中提取時(shí)鐘、并對(duì)限帶信號(hào)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)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(hào)中提取時(shí)鐘，用以對(duì)接受濾波器輸出的基帶信號(hào)在眼圖睜開最大處進(jìn)行周期性的瞬時(shí)采樣，然后將各采樣值分別與最佳判決門限進(jìn)行比較做出判決、輸出數(shù)據(jù)。 三、實(shí)驗(yàn)框圖 1、采樣、判決系統(tǒng)框圖 2、時(shí)鐘提取電路 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、請(qǐng)自主設(shè)計(jì)圖 2.8.1 中的提取時(shí)鐘的實(shí)驗(yàn)方案，完成恢復(fù)時(shí)鐘（ttl 電平）的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。 請(qǐng)注意：調(diào)節(jié)恢復(fù)時(shí)鐘的相移，使恢復(fù)時(shí)鐘的相位與發(fā)來的數(shù)字基帶信號(hào)的時(shí)鐘相位一致（請(qǐng)將移相器模塊印刷電路板上的撥動(dòng)開關(guān)撥到"lo'位置）。 2、按照?qǐng)D 2.8.1 所示，將恢復(fù)時(shí)鐘輸入于判決模塊的 b.clk 時(shí)鐘輸入端（ttl電平）。將可調(diào)低通濾波器輸出的基帶信號(hào)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（雙極性不歸零碼），sw2 開關(guān)撥到"內(nèi)部'位置。 3、用雙蹤示波器同時(shí)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(duì)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(hào)。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 1、采樣與眼圖的關(guān)系 由上圖可看出，在基帶信號(hào)與時(shí)鐘對(duì)比