通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)二 振幅調(diào)制與解調(diào)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌 掌握振幅調(diào)制器的基本工作原理；l 掌握調(diào)幅波調(diào)制系數(shù)的意義和求法；l 掌握包絡(luò)檢波器的基本構(gòu)成和原理。二、 實(shí)驗(yàn)原理1、AM信號(hào)調(diào)制對(duì)于單音頻信號(hào)：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(guò)調(diào)引起包絡(luò)失真。由和分別表示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：。如圖所示為AM調(diào)制的過(guò)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

2、加簡(jiǎn)單。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備用模塊音頻振蕩器（Audio Oscillator），可變直流電壓（Variable DC），主振蕩器（Master Signals），加法器（Adder）和乘法器（Multiplier），移相器（Phase Shifer）實(shí)現(xiàn)AM信號(hào)調(diào)制；用共享模塊（Utilities Module）和音頻放大器（Headphone Amplifier）實(shí)現(xiàn)AM信號(hào)解調(diào)。四、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、 AM信號(hào)調(diào)制1) 模塊連接圖2) 步驟l 音頻振蕩器輸出為 1kHZ，主振蕩器輸出為100kHZ，將乘法器輸入耦合開(kāi)關(guān)置 DC 狀態(tài)。l 將可變直流器調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)至最小，此時(shí)輸出為-2.5V 加

3、法器輸出為+2.5V。 l 分別調(diào)整加法器增益 G 和 g，使加法器交流振幅輸出為 1V，DC 輸出也為 1V。l 用示波器觀察乘法器的輸出，讀出振幅的最大值和最小值，用公式 計(jì)算調(diào)制系數(shù)。l 分別調(diào)整 AC 振幅和 DC 振幅，重復(fù)上一步驟，觀察超調(diào)的波形。2、 AM信號(hào)解調(diào)1) 模塊連接圖：2) 步驟l 輸入的AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)a=1,0.5,1.5。l 用示波器觀察整流器的輸出波形。l 用示波器觀察低通濾波器的輸出波形。l 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。l 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1.乘法器輸出的調(diào)制信號(hào)：調(diào)幅系

4、數(shù)a=1用示波器顯示低通濾波器輸出的解調(diào)信號(hào)，幅度、相位發(fā)生變化2.乘法器輸出的調(diào)制信號(hào)：調(diào)幅系數(shù)a=0.5用示波器顯示低通濾波器輸出的解調(diào)信號(hào)，a=0.53.乘法器輸出的調(diào)制信號(hào)：調(diào)幅系數(shù)a=1.5用示波器顯示低通濾波器輸出的解調(diào)信號(hào),a=1.5如圖，調(diào)制信號(hào)大于1的情況下，波形有一些失真。六、 實(shí)驗(yàn)分析1. 若用同步檢波，如何完成實(shí)驗(yàn)？比較同步檢波和包絡(luò)檢波的優(yōu)缺點(diǎn)。 同步檢波即相干解調(diào)是指利用乘法器，輸入一路與載頻相干的參考信號(hào)與載頻相乘，再經(jīng)過(guò)低通濾波器做解調(diào)同步檢波原理框圖同步檢波連接框圖 比較同步檢波和包絡(luò)檢波的優(yōu)缺點(diǎn)：（1）同步檢波也叫相干解調(diào)，它適用于所有線性調(diào)制信號(hào)的解調(diào)，設(shè)

5、備復(fù)雜 包絡(luò)檢波也叫非相干解調(diào)，就是直接從已調(diào)波的幅度中恢復(fù)出原調(diào)制信號(hào)，不需要相干載波,設(shè)備簡(jiǎn)單，AM信號(hào)一般都采用包絡(luò)檢波（2）當(dāng)a>1時(shí)，相干解調(diào)可以恢復(fù)原信號(hào)，非相干解調(diào)不可以恢復(fù)，存在相位翻轉(zhuǎn)2.若調(diào)制系數(shù)大于1，是否可以用包絡(luò)檢波來(lái)還原信號(hào)。若調(diào)制系數(shù)大于1，不可以用包絡(luò)檢波來(lái)還原信號(hào)，這時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)失真現(xiàn)象3.調(diào)制系數(shù)分別“<1” ， “>1” ， “=1” 時(shí)，如何計(jì)算已調(diào)信號(hào)的調(diào)制系數(shù)？ 利用公式Ma=(Ummax-Ummin)/(Ummax+Ummin)計(jì)算AM信號(hào)的調(diào)制系數(shù) 當(dāng)a>1時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)為過(guò)度調(diào)制，實(shí)際最小值Ummin應(yīng)代入負(fù)值實(shí)驗(yàn)三 SSB

6、調(diào)制與解調(diào)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌 掌握單邊帶（SSB）調(diào)制的基本原理。l 掌握單邊帶（SSB）解調(diào)的基本原理。l 測(cè)試SSB調(diào)制器的特性。二、 實(shí)驗(yàn)原理1、 信號(hào)調(diào)制上圖為SSB信號(hào)的調(diào)制框圖，原理是利用公式：對(duì)m(t)進(jìn)行調(diào)制，求和器加法為下邊帶調(diào)制，減法為上邊帶調(diào)制。2、信號(hào)解調(diào)SSB信號(hào)的解調(diào)與DSB一樣，使用同步解調(diào)的方式，提取載波，與調(diào)制信號(hào)相乘，經(jīng)過(guò)低通濾波，可解調(diào)出原信號(hào)。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備用音頻振蕩器（Audio Oscillator），主振蕩器（Master Signals），加法器（Adder），乘法器（Multiplier）2個(gè)，移相器（Phase Shifer），正交分相器（Qu

7、adrature Phase Splitter）實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制；用主振蕩器（Master Signals），乘法器（Multiplier），移相器（Phase Shifter），可調(diào)低通濾波器（Tunable LPF）實(shí)現(xiàn)信號(hào)解調(diào)。四、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、 信號(hào)調(diào)制1. 模塊連接圖2、 信號(hào)解調(diào)1) 模塊連接圖：步驟l 將Tims 系統(tǒng)中的音頻振蕩器（Audio Oscillator）、主振蕩器（Master Signals）、正交分相器（Quadrature Phase Splitter）、兩個(gè)乘法器（Multiplier）、移相器（Phase Shifer）和加法器（Adder）按上圖連接，正交分

8、相器輸出兩路正交信號(hào)。l 主振蕩器輸出為100 kHz，電路板上的開(kāi)關(guān)置于“HI”。音頻振蕩器輸出為1 kHz。l 用示波器檢查兩個(gè)乘法器輸出的（SC-DBC）信號(hào)，使它們的幅度相等，同時(shí)調(diào)整移相器的相移，使加法器的輸出為最大。l 從主振蕩器中輸出100 kHz 的余弦信號(hào)作為參考信號(hào)加入乘法器Y 輸入端。l 將可調(diào)低通濾波器的頻率選擇范圍設(shè)定在“Notm”的范圍。此時(shí)低通濾波的截止頻率為5 kHz，調(diào)整截止頻率，使輸出信號(hào)能通過(guò)。l 觀察記錄實(shí)驗(yàn)波形五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.通過(guò)移相器使載波相移 ，輸出如圖：2.移相后信號(hào)通過(guò)乘法器輸出的DSB信號(hào)：3.兩路正交DSB信號(hào)通過(guò)加法器輸出SSB調(diào)制信號(hào)

9、：六、 實(shí)驗(yàn)分析問(wèn)：請(qǐng)判斷SSB調(diào)制信號(hào)是上邊帶還是下邊帶，若輸出為另一邊帶，如何連接？分析：下邊帶信號(hào)。若要產(chǎn)生上邊帶信號(hào)，將余弦信號(hào)移相/2,即只需將正交移相器的其中一路輸出再加上一個(gè)反向后與另一路輸出相加即可。上邊帶連接模塊圖如下：實(shí)驗(yàn)四 調(diào)頻波FM的產(chǎn)生一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌 掌握調(diào)頻波調(diào)制器的基本工作原理；l 掌握調(diào)頻波的特點(diǎn)。二、 實(shí)驗(yàn)原理振蕩頻率隨輸入信號(hào)的電壓改變。當(dāng)輸入電壓為零時(shí)，振蕩器產(chǎn)生一個(gè)中心頻率的正弦波；當(dāng)輸入基帶信號(hào)的電壓變化時(shí)，該振蕩頻率做相應(yīng)的變化?？衫脡嚎卣袷幤鳎╒CO）實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻。FM信號(hào)的系統(tǒng)框圖如圖所示。調(diào)制信號(hào)為單音頻信號(hào)，F(xiàn)M的表達(dá)式為， m(t)輸入

10、于VCO，當(dāng)輸入電壓為0時(shí)，VCO的輸出頻率為fc。當(dāng)輸入模擬基帶信號(hào)的電壓變化時(shí)，VCO的振蕩頻率作相應(yīng)變化。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備音頻振蕩器（Audio Oscillator），電壓控制振蕩器（VCO）和緩沖放大器（Buffer Amplifiers）。四、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、 模塊連接圖2、步驟l 采用音頻振蕩器和VCO 模塊按上圖連接。l 測(cè)量VCO 的V-f 曲線和電壓控制振蕩器的靈敏度，方法：在VCO 的Vin 端加入不同極性的電壓，在不同電壓下用頻率計(jì)測(cè)VCO 的輸出頻率。l 將VCO 的頻率選擇置于“L0”狀態(tài)，此時(shí)VCO 的輸出頻率為800Hz 17kHz。l 用頻率計(jì)來(lái)輔助設(shè)定VCO 在

11、10kHz 左右，此為載波頻率。l 調(diào)整VCO 的增益鈕，使VCO 的頻率偏移在5 kHz。l 將音頻振蕩器的頻率調(diào)到1kHz，此信號(hào)為調(diào)制電壓。l 將音頻振蕩器的輸出加到VCO 的輸入端（Vin）用示波器觀察VCO 的輸出信號(hào)。五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果黃色波是基帶信號(hào)，藍(lán)色波是調(diào)制信號(hào)從上圖可以看出，當(dāng)輸入電壓大于0時(shí)，VCo輸出電壓頻率加快，當(dāng)輸入電壓小于0時(shí)，VCo輸出電壓頻率減慢，與實(shí)驗(yàn)預(yù)期一致。實(shí)驗(yàn)5 ASK調(diào)制與解調(diào)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?) 掌握2ASK 信號(hào)的調(diào)制方法。2) 掌握2ASK 信號(hào)的解調(diào)方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理1. 2ASK信號(hào)波形 2. 2ASK調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生 實(shí)驗(yàn)原理圖，如圖所示：方

12、法一和方法二方法一方法二3. 2ASK信號(hào)解調(diào) 可以采用同步或非同步解調(diào)方式。非同步解調(diào)同步解調(diào)三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備調(diào)制（采用方法一或方法二）：音頻振蕩器（Audio Oscillator），主振蕩器（Master Signals），序列碼產(chǎn)生器（Sequence Generator），雙模開(kāi)關(guān)（Dual Analog Switch）和加法器（Adder），乘法器（Multiplier），可變直流電壓（Variable DC）。解調(diào)（同步或非同步）：共享模塊（Utilities Module），可調(diào)低通濾波器（Tunable LPF），可變直流電壓和移相器（Phase Shifter），乘法器（Mu

13、ltiplier）。四、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程1. 采用方法一，按如下所示的連接圖連接好產(chǎn)生ASK調(diào)制信號(hào)的連接圖解調(diào)連接圖2. 產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)：利用主振蕩器模塊的2KHz正弦信號(hào)加到序列碼產(chǎn)生器的時(shí)鐘控制端（CLK）產(chǎn)生序列信號(hào)。3. 數(shù)字信號(hào)的調(diào)制要注意時(shí)鐘同步問(wèn)題：在本實(shí)驗(yàn)中可利用主振蕩器模塊的8.33KHz加到音頻振蕩器的SYNC端，用于時(shí)鐘同步。4. 利用雙模開(kāi)關(guān)產(chǎn)生二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)（2ASK）。5. 【解調(diào)】在非同步解調(diào)中，將ASK已調(diào)信號(hào)經(jīng)過(guò)整流器，低通濾波器最后通過(guò)比較器輸出；在同步解調(diào)中，載波提取可利用主振蕩器和移相器（若有相位偏移）完成；然后再通過(guò)低通濾波器最后通過(guò)比較器輸出五、 實(shí)驗(yàn)

14、結(jié)果12ASK信號(hào)的調(diào)制藍(lán)色波形是二進(jìn)制序列波形黃色波形是調(diào)制的2ASK信號(hào)波形2.2ASK信號(hào)的解調(diào)藍(lán)色波形是原始的二進(jìn)制序列波形黃色波形是由2ASK波形解調(diào)出的二進(jìn)制序列波形實(shí)驗(yàn)6 2FSK信號(hào)的調(diào)制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆疹l率鍵控（Frequency Shift Keying FSK）調(diào)制的基本組成和原理，掌握相位連續(xù)和不連續(xù)的問(wèn)題。二、實(shí)驗(yàn)原理調(diào)制原理圖方法一：相位連續(xù)的FSK方法二：相位不連續(xù)的FSK三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 調(diào)制：主振蕩器（Master Signals），序列碼產(chǎn)生器（Sequence Generator），電壓控制振蕩器（VCO）和音頻振蕩器（Audio Oscillator），加法

15、器（Adder），雙模開(kāi)關(guān)（Dual Analog Switch），可變直流電壓（Variable DC）。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 按如下連接圖連接好，輸入信號(hào)頻率為1kHz。如圖是相位連續(xù)的調(diào)制方法。2.相位連續(xù)2FSK調(diào)制系統(tǒng)中，VCO輸出中心頻率為5KHz，二進(jìn)制數(shù)字序列信號(hào)利用主振蕩器的2KHz正弦信號(hào)加到序列碼產(chǎn)生器的時(shí)鐘控制端（CLK）；3.觀察時(shí)域、頻域波形。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果黃色波形是二進(jìn)制序列波形藍(lán)色波形是調(diào)制的2FSK信號(hào)波形六、實(shí)驗(yàn)分析思考：在FSK信號(hào)調(diào)制中，雙模開(kāi)關(guān)起什么作用，可由哪個(gè)模塊代替？答：雙模開(kāi)關(guān)是通過(guò)輸入的數(shù)字信號(hào)來(lái)控制載波的輸出的選擇， 可以使用雙模開(kāi)關(guān)來(lái) 產(chǎn)生相位

16、不連續(xù)的 2FSK 信號(hào)，實(shí)驗(yàn)中用 VCO 代替雙模開(kāi)關(guān)來(lái)產(chǎn)生相位連續(xù)的 2FSK 信號(hào)。實(shí)驗(yàn)7 BPSK的調(diào)制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?) 掌握BPSK 信號(hào)的調(diào)制方法。2) 掌握BPSK 信號(hào)的解調(diào)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理二進(jìn)制移相鍵控（BPSK）調(diào)制的基本原理：1. BPSK 信號(hào)波形2. BPSK 調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生原理圖3. BPSK信號(hào)解調(diào)原理圖三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備調(diào)制：音頻振蕩器（Audio Oscillator），移相器（Phase Shiter），序列碼產(chǎn)生器（Sequence Generator），線性編碼器（Line-code Encode）和乘法器（Multiplier）。解調(diào)：移相器（Phase Shifter），乘法器（Multiplier），可調(diào)低通濾波器（Tuneable LPF），定標(biāo)模塊（decision-maker module）和線性解碼器（Line-code Dncode）。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 按如下連接圖連接好二進(jìn)制移相鍵控（BPSK）調(diào)制的連接框圖（1）調(diào)整音頻振蕩器，使其輸出為8KHz。（2）音頻振蕩器TTL輸出端的8KHz信號(hào)加到線性編碼器的M.CLK輸入端，通過(guò)線性編碼器中除4電路，輸出（2KHz）TTL信號(hào)