2017北郵通信原理實驗報告

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上北京郵電大學信息與通信工程學院通信原理硬件實驗報告專心-專注-專業(yè)必做部分實驗一雙邊帶抑制載波調幅(DSB-SC AM)（1） 實驗目的1) 了解DSB-SC AM信號的產生及相干解調的原理和實現方法。2) 了解DSB-SC AM的信號波形及振幅頻譜的特點，并掌握其測量方法。3) 了解在發(fā)送DSB-SC AM信號加導頻分量的條件下，收端用鎖相環(huán)提取載波的原理及實現方法。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)提取載波調試方法。（2） 實驗原理 DSB信號的時域表達式為頻域表達式為鎖相環(huán)鎖定時，VCO輸出信號sin(2fct+)與輸入的導頻信號cos2fc

2、t的頻率相同，二者相位差接近90°鎖定后的VCO輸出信號sin(2fct+)經90°移相后，以cos(2fct+)作為相干解調的恢復載波，它與輸入的導頻信號cos2fct同頻，幾乎同相。鎖相環(huán)中乘法器的兩個輸入信號分別為發(fā)來的信號s(t)與鎖相環(huán)中VCO的輸出信號，二者相乘得到在鎖相環(huán)中的LPF帶寬窄，能通過Ap/2*sin分量，濾除m(t)的頻率分量及四倍頻載頻分量，因為很小，所以 sin約等于Error! No bookmark name given.。LPF的輸出以負反饋的方式控制VCO,使其保持在鎖相狀態(tài)。鎖定后的VCO輸出信號sin(2fct+)經90度移相后，以

3、cos(2fct+)作為相干解調的恢復載波，它與輸入的導頻信號同頻，幾乎同相。DSB-SC AM信號由均值為零的模擬基帶信號和正弦載波相乘得到，因而不包含離散載波分量。解調時只能采用相干解調。本實驗中采用的是發(fā)端加導頻信號，收端采用VCO提取導頻作為恢復載波。相干解調是將發(fā)來的信號s(t)與恢復載波相乘，再經過低通濾波后輸出模擬基帶信號，經過低通濾波可以濾除四倍載頻分量，而Ap/2cos是直流分量，可以通過隔直流電路濾除，于是輸出為Ac/2*m(t)cos。DSB-SC AM信號的產生及相干解調原理框圖（3） 實驗框圖1、DSB-SC AM信號的產生2、DSB-SC AM信號的相干解調及載波提

4、取3、測量VCO的壓控靈敏度4 實驗步驟 1、DSBAC信號的產生（1）將音頻振蕩器輸出的模擬音頻信號及住振蕩器輸出的100KHZ模擬載頻信號分別用連線聯結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和激蕩平率，調整為10KHZ。作為均值為0的調制信號m（t）（3）用示波器觀看主震蕩輸出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信號波形的相位翻轉與調制信號波形的關系（5）測量已調信號的振幅頻譜，并注意其振幅頻譜的特點（6）將已調信號和導頻分量加到加法器的兩個輸入端，調整加法器上的參數G和g,使其與實際相符。觀看輸出波形及其頻譜。具體調整方法

5、如下:a.首先調整增益G：將加法器的B輸入接地端接地，A輸入端接已調信號，用示波器觀看加法器A輸入端的信號幅度與加法器輸出信號幅度。調節(jié)旋鈕G，使得加法器輸出幅度與輸入一致，說明此時G=1b.再調整增益g：加法器A輸入端仍接已調信號，B輸入端接導頻信號。用頻譜儀觀看加法器輸出信號的振幅頻譜，調節(jié)增益g旋鈕，使導頻信號振幅頻譜的幅度為已調信號的邊帶頻譜幅度的0.8倍。此導頻信號功率約為已調信號功率的0.32倍。2、DSBAC信號的相干解調及其載波提?。?）鎖相環(huán)的調試：a.調整VCO的中心頻率f0在70130KHZb.當直流電壓為0時，調節(jié)VCO模塊的f0旋鈕，使VCO的中心頻率為100KHZc

6、.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d.調節(jié)VCO的“GAIN”旋鈕，使得在可變直流電壓為±1V時的VCO頻率偏移為±10KHZd.單獨測量鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波器是否正常工作。e.測量鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶。（2）恢復載波a.將電路按照原理圖連接好，若鎖定，用示波器觀察發(fā)端導頻信號和鎖相環(huán)VCO輸出信號是同步的，二者相位差接近90°b.用示波器觀察鎖相環(huán)中的LPF的輸出信號是否為直流信號，以此判定是否鎖定。c.在確定鎖相環(huán)提取載波成功后，利用示波器觀察發(fā)端的導頻信號及收端載波提取鎖相環(huán)中VCO的輸出經移相器后的信號波形，

7、調節(jié)移相器模塊移相旋鈕，達到移相90°，使輸入于想干解調的回復載波與發(fā)來的導頻信號不僅同頻，也基本同相。（3）相干解調a.將已調信號和恢復的載波接入解調乘法器的兩個輸入端。b.觀察解調后的輸出波形。c.改變音頻振蕩器的頻率，觀察解調輸出波形的變化。5 實驗結果與分析 1、DSBAC信號的產生（1）音頻振蕩器輸出調制信號由圖可看出音頻信號的頻率f為10kHz，均值為0。（2）主振蕩器輸出信號 有圖可看出，振蕩頻率為100KHZ（3）乘法器輸出波形與調制信號 主震蕩頻率為100kHz，可以從圖上看出，乘法器輸出信號包絡為調制信號，頻率與載波頻率相同為100kHz。輸出振幅約為1.4V，與

8、調制信號振幅相同。音頻信號零點位置存在相位翻轉。（4）已調信號振幅頻譜由圖可看出，DSBAC AM信號在100kHz處并無頻譜分量，僅在左右各偏移10kHz處存在信號，與理論分析一致。（5）調整加法器中的G，g 有圖看出G近似等于1（6）直流電壓為0時VCO的輸出由圖看出，VCO的中心頻率為100KHZ（7）輸入信號與VCO輸出信號的差拍信號由圖看出，輸出信號收到了噪聲的一些干擾（8）發(fā)端導頻信號和鎖相環(huán)輸出信號由圖看出，兩個信號是同步的，相位差接近90°（9）發(fā)端導頻信號及鎖相環(huán)輸出經移相器后的信號由圖看出，兩個信號不僅同頻，而且基本同相（10）恢復載波的振幅頻譜（11）相干解調后

9、的輸出波形直流電壓在±2v變化時VCO頻率+2V：94.3KHZ -2V：105KHZ直流電壓在±1時調整VCO頻率+1v：90.1KHZ -1v：112KHZ同步帶和捕捉帶的測量f1=99KHZ，f4=115KHZ f3=105KHZ f4=86.2KHZ同步帶：f3-f1=28.8KHZ捕捉帶：f4-f1=7.9KHZ6、 思考題2.2.3思考題1、說明DSB-SC AM信號波形的特點DSB-SC為雙邊帶調幅，時域當載波與m(t)同時改變極性時出現反相點，而反相點不影響性能。經幅度調制后，基帶信號的頻譜被搬移到了載頻fc處。若模擬基帶信號帶寬為W，則調幅信號帶寬為2W，

10、因為在頻域中輸出此調幅信號s(t)的信道帶寬B=2W。AM信號為具有離散大載波的雙邊帶幅度調制信號，它是在DSB-SB信號的基礎上加一離散的大載波分量，因此傳輸效率有所下降。AM信號因為解調時要使用包絡檢波所以要保證|m(t)|1，使AM信號的包絡Ac1+m(t)總為正數。2、畫出已調信號加導頻的振幅頻譜，算出導頻信號功率與已調信號功率之比。答：由于實驗過程中忘記截已調信號加導頻的振幅頻譜的圖像，所以無法計算功率比2.2.4思考題1、實驗中載波提取的鎖相環(huán)中的LPF能不能用TIMS系統中的“TUNEABLE LPF”？答：不能，因為RC LPF中的3DB帶寬是2. 8kHz，而TUNEABLE

11、 LPF 中WIDE一項中帶寬的濾波范圍是2kHz-12kHz，所以不能使用。2、若本實驗中的音頻信號為1kHz，請問實驗系統所提供的PLL能否用來提取載波？為什么？答：不能，因為鎖相環(huán)的截止頻率為2.8kHz，如果音頻信號為1kHz則鎖相環(huán)會跟蹤音頻信號，造成信號失真。3、若發(fā)端不加導頻，收端提取載波還有其他方法嗎？請畫出框圖平方律部件2fc BPF二分頻輸入已調信號e(t)載波輸出七、問題及解決方法本次實驗是第一個通原實驗。之前的實驗用過示波器，所以在示波器的使用上問題不是很大。本節(jié)是DSB-SC AM信號的產生以及想干解調原理。剛開始接觸TIMS實驗系統部分，感覺很神奇。雖然實驗中都是有

12、電路連接圖可以參考的，但是，理解還是最基本的。這個實驗還是很簡單的，雖然老師說可以不要頻譜圖，但是我們也做出了一個正確的頻譜圖。實驗二：具有離散大載波的雙邊帶調幅（AM）一、實驗目的1、了解AM信號的產生原理和實現方法。2、了解AM信號波形和振幅頻譜的特點，并掌握調幅系數的測量方法。3、了解AM信號的非相干解調原理和實現方法。二、實驗原理1、AM信號的產生對于單音頻信號進行AM調制的結果為其中調幅系數，要求以免過調引起包絡失真。由和分別表示AM信號波形包絡最大值和最小值，則AM信號的調幅系數為2、AM信號的解調AM信號由于具有離散大載波，故可以采用載波提取相干解調的方法。其實現類似于實驗一中的

13、DSB-SC AM信號加導頻的載波提取和相干解調的方法。AM的主要優(yōu)點是可以利用包絡檢波器進行非相干解調，可以使得接收設備更加簡單。三、實驗框圖1、AM信號的產生2、AM信號的非相干解調四、實驗步驟1、AM信號的產生（1）按圖進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置于DC狀態(tài)。（3）分別調整加法器的增益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）測量AM信號的調幅系數a值，調整可變直流電壓，使a=0.8。（7）測量a=0.8的AM信號振幅頻譜。2、AM信號的非相干

14、解調（1）輸入的AM信號的調幅系數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）改變輸入AM信號的調幅系數，觀察包絡檢波器輸出波形是否隨之改變。（5）改變發(fā)端調制信號的頻率，觀察包絡檢波輸出波形的變化。五、實驗結果與分析（1）音頻振蕩器輸出（2）調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）將加法器輸出調為正（4）a=0.8時AM信號計算得，a=0.8（5）a=0.8的AM信號調幅頻譜（6）解調時整流器的輸出波形（7）解調時低通濾波器輸出波形低通濾波器輸出信號受到了噪聲的干擾（8） 改變調幅系數，包絡檢波器輸出（9）改變發(fā)端

15、調制信號的頻率，包絡檢波輸出直流電壓在±2v變化時VCO頻率+2V：95.2KHZ -2V：104KHZ六、思考題1、在什么情況下，會產生AM信號的過調現象？當調制系數大于1時，會產生過調現象，此時幅度最小值不是實際最小值，實際最小值應為負值。2、對于a=0.8的AM信號，請計算載頻功率與邊帶功率之比值。AM信號公式為則可得其邊帶功率為：載波功率為：所以比值為：=3.1253、是否可用包絡檢波器對DSB-SC AM信號進行解調？請解釋原因。不可以。因為已調信號的包絡與m(t)不同，并不代表調制信號，有負值部分，且在與t軸的交點處有相位翻轉。而包絡應該為正幅度。七、問題及解決方法在用示

16、波器對解調時低通濾波器輸出信號進行觀察時，發(fā)現噪聲干擾太大，后來發(fā)現是部分導線的接觸問題，于是換了導線，干擾現象有所減弱。實驗三：調頻（FM）1、 實驗目的1、了解用VCO作調頻器的原理及實驗方法。2、測量FM信號的波形圖及振幅頻率。3、了解利用鎖相環(huán)作FM解調的原理及實現方法。二、實驗原理1、FM信號的產生單音頻信號 經FM調制后的表達式 其中調制指數由卡松公式可知FM信號的帶寬為FM信號的產生框圖如下圖所示。VCOm（t）SFM（t）VCO的輸入為，當輸入電壓為0時，VCO輸入頻率為；當輸入模擬基帶信號的電壓變化時，VCO的振蕩頻率作相應的變化。2、鎖相環(huán)解調FM信號鎖相環(huán)解調的原理框圖如

17、下圖所示。輸入信號s（t）輸出環(huán)路濾波器G（f）鑒相器VCOVCO的壓控電壓同基帶信號成正比，所以就是FM解調的輸出信號。鎖相環(huán)解調FM信號有兩個關鍵點，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帶寬相同。三、實驗框圖1、FM信號的產生2、FM信號的鎖相環(huán)解調 四、實驗步驟1、FM信號的產生（1） 單步調試VCOa.將VCO模塊的印刷電路板上的撥動開關置于VCO模式。將VCO板塊前面板上的頻率選擇開關置于“HI”狀態(tài)。然后，將VCO模塊插入系統機架的插槽內。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，調節(jié)VCO模塊的f0旋鈕，

18、使VCO的中心頻率為100在-2V至于+2范圍內改變直流電壓，測量VCO的頻率及線性工作范圍。赫茲 。 調節(jié)VCO模塊的GAIN旋鈕，使得直流電壓在+/-2V范圍內變化時，VCO的頻率在+/-5HZ內變化。（2）將音頻振蕩器的頻率調到2Hz，作為調制信號輸入于VCO的Vin輸入端。（3）測量圖2.4.4中各點信號波形。（4）測量FM信號的振幅頻譜。2、FM信號的解調（1）單步調試VCOa.將VCO模塊置于“VCO”, 前面板上的頻率選擇開關置于“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。當直流電壓為零時，調節(jié)VCO的f0旋鈕，使VCO的中心頻率為100kHz。當可

19、變直流電壓為+/-1V時，調節(jié)VCO的GAIN旋鈕，使VCO的頻率偏移為+/-10kHz。（2）將鎖相環(huán)閉環(huán)連接，將另一個VCO作信源，接入于鎖相環(huán)，測試鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶。（3）將已調好的FM信號輸入與鎖相環(huán)，用示波器觀察解調信號。若鎖相環(huán)已鎖定，則在鎖相環(huán)低通濾波器的輸出信號應是直流分量疊加模擬基帶信號。（4）改變發(fā)端的調制信號頻率，觀察FM解調的輸出波形變化。五、實驗結果與分析（1）音頻振蕩器（2） FM輸出 （3） FM振幅頻譜由圖可知，FM輸出信號頻譜并不規(guī)整。（4） FM解調輸出由圖可知，由于濾波等原因，波形頻率正常，峰值出現一定失真。（5） 改變發(fā)端的調制信號FM解調輸出信號

20、由于一起的原因，改變發(fā)端的調制信號，解調輸出信號仍未失真。直流電壓在±2v變化時VCO頻率+2V：95.2KHZ -2V：104KHZ直流電壓在±1時調整VCO頻率+1v：90.9KHZ -1v：110KHZ六、思考題1、本實驗的FM信號調制指數是多少？FM信號的帶寬是多少？答： 2、用VCO產生FM信號的優(yōu)點是可以產生大頻偏的FM信號，缺點是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生FM信號？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)定性及準確度與晶振一致。輸出帶通濾波器VCO環(huán)路濾

21、波器DDS鑒相器÷NClk3、對于本實驗具體所用的鎖相環(huán)及相關模塊，若發(fā)端調制信號頻率為10kHz，請問實驗三中的鎖相環(huán)能否解調出原調制信號？為什么？答：不能，因為10KHz不在鎖相環(huán)的同步帶內，此時用鎖相環(huán)解調會使鎖相環(huán)進入失鎖狀態(tài)，無法正確解調出原信號。4、用于調頻解調的鎖相環(huán)與用于載波提取的鎖相環(huán)有何不同之處？答：在調頻解調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)調后的顯示信號為低通濾波器的輸出信號；在時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)輸出信號應為VCO的輸出信號而不是低通濾波器的輸出信號。七、問題及解決方法開始實驗

22、時，發(fā)現輸出波形總是有問題，在仔細檢查之后，發(fā)現是接線出了問題，實驗器材都很正常，所以試驗中并未出現其他問題。實驗六：眼圖1、 實驗目的了解數字傳輸系統中“眼圖”的觀察方法及其作用。二、實驗原理實際通信系統中，數字信號經過非理想的傳輸系統產生畸變，總是在不同程度上存在碼間干擾的，系統性能很難進行定量的分析，常常甚至得不到近似結果。而眼圖可以直觀地估價系統碼間干擾和噪聲的影響，是常用的測試手段。從眼圖的張開程度，可以觀察碼間干擾和加性噪聲對接收基帶信號波形的影響，從而對系統性能作出定性的判斷。三、實驗框圖四、實驗步驟1、將可調低通濾波器模塊開關置于NORM位置。2、將主信號發(fā)生器的8.33kHz

23、 TTL電平的方波輸入與線路編碼器的M.CLK端，經四分頻后，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選擇“10”，產生長為256的序列碼。4、用雙蹤示波器同時觀察可調低通濾波器的輸出波形和2.083kHz的時鐘信號。并調節(jié)可調低通濾波器的TUNE旋鈕及GAIN旋鈕，以得到合適的限帶基帶信號波形，觀察眼圖。五、實驗結果與分析（1）四分頻（2）眼圖六、問題及解決方法眼圖是相對來說比較有趣的實驗，連線后要慢慢的調節(jié)各個旋鈕，才會出現完美的眼圖。從眼圖的張開程度，可以觀察碼間干擾和加性噪聲對接受基帶信號波形的影響。這讓我們可以更深刻地理解在課堂上

24、學到的有關眼圖的知識。實驗七：采樣、判決一、實驗目的1、了解采樣、判決在數字通信系統中的作用及其實現方法。2、自主設計從限帶基帶信號中提取時鐘、并對限帶信號進行采樣、判決、恢復數據的實驗方案，完成實驗任務。二、實驗原理在數字通信系統中的接收端，設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行周期性的瞬時采樣，然后將各采樣值分別與最佳判決門限進行比較做出判決、輸出數據。三、實驗框圖 1、采樣、判決系統框圖 2、時鐘提取電路 四、實驗步驟1、請自主設計圖2.8.1中的提取時鐘的實驗方案，完成恢復時鐘（TTL電平）的實驗任務。請注意：調節(jié)恢復時鐘的相移，使

25、恢復時鐘的相位與發(fā)來的數字基帶信號的時鐘相位一致（請將移相器模塊印刷電路板上的撥動開關撥到“LO”位置）。2、按照圖2.8.1所示，將恢復時鐘輸入于判決模塊的B.CLK時鐘輸入端（TTL電平）。將可調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SW1撥到NRZ-L位置（雙極性不歸零碼），SW2開關撥到“內部”位置。3、用雙蹤示波器同時觀察眼圖及采樣脈沖。調節(jié)判決模塊前面板上的判決點旋鈕，使得在眼圖睜開最大處進行采樣、判決。對于NRZ-L碼的最佳判決電平是零，判決輸出的是TTL電平的數字信號。五、實驗結果與分析1、 采樣與眼圖的關系由上圖可看出，在基帶信號與時鐘

26、對比圖中時鐘上升沿處于眼睛張開最大處，為理想的采樣時刻。2、經過低通濾波器的信號和判決信號通道1：判決信號通道2：經過LPF信號由上圖可知，判決信號與原信號基本一致，僅僅存在一定時延，誤碼率極低，從工程上看已經達到目的。六、思考題對于滾降系數為=1的升余弦滾降的眼圖，請示意畫出眼圖，標出最佳取樣時刻和最佳判決門限。答：0時刻為最佳判決門限，眼睛最大處為最佳采樣點。七、問題及解決方法 采樣判決實驗是在眼圖實驗基礎上進行的，采用的時鐘信號是提取的時鐘信號，總體來說，實驗過程頗為順利，判決輸出僅存在一些時延。如果是直接采用編碼器輸出的時鐘信號，實驗結果的精確度會更高。實驗八：二進制通斷鍵控（OOK）

27、一、實驗目的1、了解OOK信號的產生及其實現方法。2、了解OOK信號波形和功率譜的特點及其測量方法。3、了解OOK信號的解調及其實現方法。二、實驗原理二進制通斷鍵控(OOK)方式是以單極性不歸零碼序列來控制正弦載波的導通與關閉。如圖所示。 OOK信號的解調方式有相干解調和非相干解調兩種。本實驗采用非相干解調。其原理圖如圖所示。 三、實驗框圖1、OOK信號的產生 2、OOK信號的非相干解調 四、實驗步驟1、OOK信號的產生（1）用示波器觀察圖2.9.4中的各點信號波形。（2）并用頻譜儀測量圖2.9.4各點的功率譜（將序列發(fā)生器模塊印刷電路板上的雙列直插開關撥到“11”，使碼長為2048）。2、O

28、OK信號的非相干解調（1）用示波器觀察2.9.5中各點的波形。（2）自主完成時鐘提取、采樣、判決的實驗任務（需要注意的是，恢復時鐘的相位要與發(fā)來信號的時鐘相位一致）。五、實驗結果與分析1、4分頻后2.083kHz時鐘由圖可知，此時鐘為單極性不歸零碼，幅值大約5V2、序列發(fā)生器輸出波形及其功率譜 序列發(fā)生器隨機的產生一系列的脈沖信號 3、 OOK信號及其頻譜 由圖可以清晰看出OOK信號與碼序列的對比，輸出為1時，OOK信號有輸出，反之則為0，幅度為2.4V左右 由上圖可知，頻譜中心頻率為100kHZ，旁瓣大約2Khz4、 解調整流器輸出波形 由上圖可知，整流器將ook信號的幅度都轉變成3V左右5

29、、 解調低通濾波輸出 低通濾波器的輸出為一串隨機的波形出現略微失真的脈沖信號6、 解調輸出波形通道一：解調輸出信號為雙極性不歸零碼，幅度為1.6V左右通道二：采樣點標記由OOK信號與解調輸出信號可以看出，兩者輸出波形一致，但是在幅度上存在衰減。六、思考題對OOK信號的相干解調，如何進行載波提?。空埉嫵鲈砜驁D及實驗框圖。答：從接收到的OOK信號提取離散的載頻分量，恢復載波。框圖如下七、問題及解決方法 在前幾次實驗的基礎上，此次實驗進行的比較順利，問題主要是在低通輸出的時候噪聲比較大，波形失真比較明顯。后來經過反復的調示波器以及找尋接觸不良的導線并換掉，大大減少了失真。實驗十二：低通信號的采樣與

30、重建一、實驗目的1、了解低通信號的采樣及其信號重建的原理和實現方法。2、測量各信號波形及振幅頻譜。二、實驗原理頻帶受限于0，FH的模擬基帶信號，可以唯一地被采樣周期的采樣序列值所確定。將該樣值序列通過一截止頻率為的LPF，可以無失真地重建或者恢復出原基帶信號。 實驗原理圖如上圖所示，一模擬音頻信號通過采樣器輸出被采樣信號，由周期采樣脈沖序列控制一開關的閉合與打開構成采樣器。將采樣信號通過一低通濾波器即可恢復原基帶信號。三、實驗框圖 四、實驗步驟1、按照圖連接各模塊。2、用雙蹤示波器測量圖中的各點信號波形，調節(jié)雙脈沖發(fā)生器模塊前面板上的“WIDTH”旋鈕，使采樣脈沖的脈沖寬度約為10s。3、用頻

31、譜儀測量各信號的頻譜，并加以分析。五、實驗結果與分析1、雙脈沖序列波形及其頻譜 2、采樣信號ms(t)波形及其頻譜 采樣信號其頻譜的主瓣帶寬為雙脈沖的頻譜的2倍3、重建信號波形及其頻譜 重建信號與低通信號頻率相同，但是存在一定的相位差。六、思考題1、若采樣器的輸入音頻信號為5kHz，請問本實驗的LPF的輸出信號會產生什么現象？答：由于采樣沖激序列為8.3kHz，所以當輸入音頻信號為5kHz時，采樣信號無法滿足奈奎斯特抽樣定理，所以會產生失真。 2、若輸入于本實驗采樣器的信號頻譜如圖，（a）請畫出其采樣信號的振幅頻譜圖；（b）為了不失真恢復原基帶信號，請問收端的框圖作何改動？ 答：（a）采樣信號

32、的振幅頻譜圖為（b）要達到不失真恢復原基帶信號，就必須滿足奈奎斯特抽樣定理，且使得采樣信號低頻部分可被完全濾出，所以頻譜需要滿足截止頻率，即調整LPF的截止頻率七、問題及解決方法本次實驗為低通信號的采樣與重建，還算簡單。本實驗只要在于讓我們了解低通信號的采樣以及其信號重建的原理和實現方法。這次實驗中的波形算是所有實驗中波形最穩(wěn)定的了，而且實驗中電路連接好之后馬上就出來波形了。選做部分實驗十一：信號星座一、實驗目的1、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、實驗原理在數字通信理論中，信號波形在正交信號空間的矢量表示具有重要意義。它是利

33、用信號波形的矢量表示工具，將M個能量有限信號波形相應地映射為N維正交信號空間中的M個點，在N維正交信號空間中M個點的集合稱為信號星座圖。常用數字調制方式中，OOK信號和2PSK信號可用一維矢量描述，正交2FSK、M>2的MPSK及MQAM信號波形可以用二維矢量描述。MPSK信號的二維矢量表示為三、實驗框圖 四、實驗步驟（1）按照圖2.12.3連接各模塊。（2）將序列發(fā)生器模塊印刷電路板上的雙列直插開關撥到“11”位置，產生長為2048的序列碼。（3）將多電平編碼器輸出的I支路多電平信號及Q支路多電平信號分別接到示波器的X軸及Y軸上，調節(jié)示波器旋鈕，可看到M=4,6,8的MPSK或MQAM

34、信號星座。請注意多電平編碼器模塊前面板上的開關。上端開關是選擇MPSK調制方式或者MQAM調制方式，下端開關是選擇信號星座的點數M。五、實驗結果與分析1、MPSK4 2、 MPSK83、 MPSK164、 MQAM45、 MQAM86、 MQAM16六、思考題1、請畫出OOK，2PSK和正交2FSK信號的星座圖。答：OOK信號的星座圖：2PSK信號的星座圖：正交2FSK信號的星座圖：2、在相同點數M下，MSPK和MQAM誰具有更好的抗噪聲性能？答：在相同的點數M下，MQAM信號的抗噪聲性能更好，M4的情況下MQAM的誤符率小于MPSK的誤符率。七、問題及解決方法本次實驗很順利，連線簡單，得到的

35、圖跟理論知識完全符合。理論知識總是會有點枯燥，加上實驗后，感覺興趣增加了，知識也鞏固了，一直很喜歡通原硬件實驗。任選部分實驗四 線路編碼與解碼一、實驗目的1.了解各種常用線路線路碼的信號波形及其功率譜。2.了解線路碼的解碼。二、實驗原理常用線路碼型波形如下圖所示3、 實驗框圖四、實驗步驟1.按照書中圖連接各模塊。使用的模塊為：主振蕩器、序列發(fā)生器、 線性編碼器、線性解碼器。2.主振蕩器 8.33kHz 信號（TTL電平）輸入到線路編碼器 M.CLK 端，其內部電路四分頻，由 B.CLK輸出2.083kHz的TTL電平時鐘信號。3.用序列碼產生器產生一偽隨機序列數字信號輸入于線路編碼器。分別產生：雙極性不歸零碼（NRZ-L），雙極性不歸零相對碼（NRZ-M），單極性歸零碼（UNT-RZ），雙極性歸零碼（BIP-RZ），歸零AMI碼（RZ-AMI）和分相碼（Machester ）等各種碼型的線路碼。4.用示波器觀察各線路碼的信號波形及其功率譜。5.用線路碼解碼器分別對各線路碼進行解碼。5、 實驗結果與分析（1） 單極性歸零碼（2） 單極