2023年通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告北郵

通信原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)二克制載波邊帶的（SCgeｅao)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)浚海?了解克制載波雙邊帶SＣ-DSB）調(diào)制器的基本原理。2．測試ＳC-DSB調(diào)制器的特性。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié):１．將TIMS系統(tǒng)中的音頻振蕩（AudioOscillatoｒ）、主振蕩(MasterSｉgnａls)、緩沖放大器（BuｆｆerAmplｉfｉerｓ）和乘法（Ｍultiplieｒ)按圖(1）連接。圖(1)克制載波的雙邊帶產(chǎn)生方法一2.用頻率計(jì)來調(diào)整音頻振蕩使其輸出為１kHz作為調(diào)制信號(hào)并調(diào)整緩沖放大器的K1,使其輸出到乘法器的電壓振幅為1V。3．調(diào)整緩沖放大器的K2,使主振蕩器輸至乘法器的電壓為１V,作為載波信號(hào)。4．測量乘法器的輸出電壓，并繪制其波形。５.調(diào)整音頻振蕩器的輸出，反復(fù)環(huán)節(jié)4。６.將電壓控制振蕩器（ＶＣＯ)模快和可調(diào)低通濾波器（TuｎeａｂｌeＬＰＦ)模塊按圖（2）連接。圖（2）克制載波的雙邊帶產(chǎn)生方法二7．ＶCO得頻率選擇開關(guān)器至于“LO”狀態(tài)下，調(diào)整ＶCO的Vin（控制電壓ＤＣ－3Ｖ～3V）使VCO的輸出頻率為1０kHZ。8．將可調(diào)低通濾波器的頻率范圍選擇范圍至“wｉde”狀態(tài)，并將頻率調(diào)整至最大,此時(shí)截至頻率大約在１２kHz左右。9.將可調(diào)低通濾波器的輸出端連接至頻率計(jì)，其讀數(shù)除360就為LPＦ的３dB截止頻率。１0.減少可調(diào)LPF的截止頻率，使ＳＣ-DSB信號(hào)剛好完全通過低通濾波器，記錄此頻率(fh=fc+Ｆ）。１1．再減少3dB截止頻率，至剛好只有單一頻率的正弦波通過低通濾波器，記錄頻率(fl＝ｆc-F)1２．變化音頻振蕩器輸出為頻率為80０Hz、５00Hz,反復(fù)環(huán)節(jié)１0、１1。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1． 音頻振蕩器輸出1KHｚ正弦信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)。已調(diào)信號(hào)波形圖:2.?音頻振蕩器輸出1．５KＨz正弦信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)。已調(diào)信號(hào)波形圖:調(diào)整音頻振蕩器輸出2KHz正弦信號(hào)作為調(diào)制信。已調(diào)信號(hào)波形圖：環(huán)節(jié)9:ＬPＦ的3DB截止頻率為23.18.(8.3２6KＨz）環(huán)節(jié)１０、1１:800Ｈzｆl=９.196kHz,ｆｃ=10kHz,fh=10.804kHz500Ｈzｆl=9．487ｋHz,fc=1０kHz,fh＝10.513kHz四、實(shí)驗(yàn)結(jié)分析：1.此題中的乘法器的ｋxｙ中的k值為0.5，所以ＳC-DSB信號(hào)為載波信號(hào)與調(diào)制信號(hào)相乘得到幅度為兩信號(hào)幅度的乘，乘法器輸出為乘積的一半，故波形圖中調(diào)制信號(hào)幅度僅為500mV,而不是1v，包絡(luò)的波形為載波信號(hào)波形，由調(diào)制信號(hào)為10KHｚ時(shí)的SC－DＳＢ波形可看出SＣ-DSＢ信號(hào)有也許存在相位翻轉(zhuǎn)的問。此外,SC－DＳB信號(hào)不能用包絡(luò)檢波來解！2.總結(jié)一下:由實(shí)驗(yàn)可知，調(diào)制后的輸出波形是以調(diào)制信號(hào)為包絡(luò),載波在包絡(luò)里振蕩,１0０kHｚ的載波信號(hào)將調(diào)制信號(hào)的低通頻譜搬移到載波頻率上。且當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率不同樣時(shí),調(diào)制后信號(hào)的波形差別很大。由圖可看出,在調(diào)制信號(hào)的一周期內(nèi)載波的振蕩規(guī)律！3.對于該信號(hào)的解調(diào),在通信原理上學(xué)了很多，可以在接受端將信號(hào)與一個(gè)同頻同相的載波信號(hào)相乘,再通過低通濾波器,得到調(diào)制信號(hào)的波形。五、思考題:1．如何能使示波器上能清楚地觀測到載波信號(hào)的變化?答可以通過觀測輸出信號(hào)的頻譜來觀測載波的變另一方調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)的頻率要相差大一些，可通過調(diào)整音頻震蕩器來完畢。2．用頻率計(jì)直接讀SC—DSB信號(hào)，將會(huì)讀出什么值。答：頻率計(jì)測得的圍繞一個(gè)中心頻率來回?cái)[動(dòng)的值。實(shí)驗(yàn)三振幅調(diào)（ｅoaｏ)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)?1． 了解振幅調(diào)制器的基本工作原理。2． 了解調(diào)幅波調(diào)制系數(shù)的意義求法。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：１.將Ｔiｍs系統(tǒng)中的音頻振蕩AuｄiｏＯsｃｉllatｏr可變直流電（VariableDC主振蕩器MａsterSｉｇnals）、加法器Adｄer)和乘法器Multiｐlier）按圖(3)連接。圖（3)振幅調(diào)制的產(chǎn)生方法一2.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置DC狀態(tài)。３.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-2．５V加法器輸出+2．5V。4.分別調(diào)整加法器增益G和g，使加法器交流振幅輸為1V，DＣ輸出為1V。５．用示波器觀測乘法器的輸出,讀出振幅的最大值和最小值,用公式aMＵmmxＵmmnaＵmmxUmｍｎ?計(jì)算調(diào)制系數(shù)。6.分別調(diào)整AC振幅和Ｃ振幅，反復(fù)環(huán)節(jié)5,觀測超調(diào)的波形。７.用圖（４)的方法,產(chǎn)生一般調(diào)幅波。8．將移相器置“ＨI”。9.先不加加法器B輸入端的信號(hào),調(diào)整緩沖放大器的增益和加法器的G增益。使加法器輸出為振幅1V的ＳＣ-DＳB信號(hào)。１0.移去加法器A輸入端的信號(hào)，將B輸入端信號(hào)加入,調(diào)整加法器的ｇ增益，使加法器輸出為振幅１V的正弦值。11.將A端信號(hào)加入,調(diào)整移相器的相移，使加法器輸出為調(diào)幅波,觀測其波形,計(jì)算調(diào)制系數(shù)。圖(4）振幅調(diào)制的產(chǎn)生方法二三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果:１．加法器交流振幅輸出為１，直流輸出為1,即調(diào)制系數(shù)為1時(shí)的調(diào)制信號(hào)波:2．加法器交流振幅輸出為1.３，直流輸出為０.5,即調(diào)制系數(shù)為2.6時(shí)的超調(diào)信號(hào)波形：四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:幅度調(diào)制是通原課上學(xué)到的最簡樸易懂的調(diào)制方法,其解調(diào)也是相稱簡樸。直接用包絡(luò)檢波就可以！當(dāng)帶有大載波分量的幅度調(diào)制信號(hào)超調(diào)的時(shí)候,如圖2和3所示，調(diào)制出來的信號(hào)被解調(diào)后會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的失真,進(jìn)行幅度調(diào)制時(shí)，調(diào)制系數(shù)應(yīng)當(dāng)小于1，否則不能對的解調(diào)出信號(hào)。1．正常調(diào)制情況下，已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)是調(diào)制信號(hào)，接受端的包絡(luò)檢波器可以從中解調(diào)出信號(hào)。2．｜m（t)｜>a時(shí)已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)不再是調(diào)制信號(hào)信號(hào)波形失真包絡(luò)檢波器無法從中解調(diào)出對的信號(hào)。五、思考題：１、當(dāng)調(diào)制系數(shù)大于1時(shí)，調(diào)制系數(shù)Ma=(Ｕmmａx-Ｕmmin)／(Ummax+Ummｉn),此公式是否合適？答：不合適，由于此時(shí)為過渡調(diào)制，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、用圖五產(chǎn)生一般調(diào)幅波,為什么載波分量要和ＳC-ＤSB信號(hào)相同。若兩個(gè)相位差90度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么圖形?答：由于最后的一般調(diào)幅信號(hào)為：coswcｔcosｗｔ＋coswt＝(1_cｏｓwｃt)＊cｏswt,其中由兩部分組成,為了使這兩部分最后可以合并，就規(guī)定載波分量和DC-ＤSB信號(hào)同相。若兩個(gè)信號(hào)相位相差90度,則：cｏｓwctｃoｓwt+siｎwｔ=sｑｒt（１+coswct*coswct)ｃoｓ(ｗｔ+θ)，這是一個(gè)振幅不斷變化的調(diào)頻波。實(shí)驗(yàn)四 包絡(luò)與包再(eosadeeoseoe)實(shí)驗(yàn)?zāi)?1.了解包絡(luò)檢波器ＥnvelｏｐDetecｔor）的基本構(gòu)成和原理。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié):１.運(yùn)用實(shí)驗(yàn)三的方法組成一個(gè)調(diào)制系數(shù)為100%的一般調(diào)幅波。2.將共享模塊（ＵｔilitiesMｏdｕｌe)中的整流器（Rectｉｆier)和音頻放大器（HeａdpｈoｎeAmplifiｅr）中的3KHz低通濾波器按下圖２方式連接：用示波器觀測調(diào)制系數(shù)為0．5和１.5的輸出波形。將調(diào)幅波到公用模塊（ＵtilitiｅsＭoduｌe)中的“DIODE＋LPＦ”的輸入端，用示波器觀測其輸出的波形。圖（5)包絡(luò)檢波器原理三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.調(diào)制系數(shù)為0.5的調(diào)幅波（加法器直流振幅輸出為１V,交流振幅輸出為0.5V）。調(diào)制信號(hào)波形：公用模(UｔiliｔiｅsMoｄule)中的“Rectifier”的輸出端信號(hào)波：TＵＮEAＢLELPＦ模塊還原出的調(diào)制信號(hào)波形：２．調(diào)制系數(shù)為1.５的調(diào)幅波(加法器直流振幅輸出為1Ｖ，交流振幅輸出為1．5V)。調(diào)制信號(hào)波形：公用模(ＵtiｌitiesＭodule）中的“Rectifiｅr”的輸出端信號(hào)波形:TＵNEABLＥＬPF模塊還原出的調(diào)制信號(hào)波形:四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:對于不同方式檢波輸出的分析：普通二極管整流:由于二極管有0.７v(硅）左右或0.3v(鍺）的導(dǎo)通壓降，并且在截止時(shí)的延時(shí)，導(dǎo)致通過低通濾波器輸出的波形有些許失真。精密半波整流：使用運(yùn)放結(jié)構(gòu)的半波整流,克服了導(dǎo)通壓降，并且速度更快,所以波形幾乎無失真。當(dāng)調(diào)制系數(shù)小于1時(shí)調(diào)幅波能用包絡(luò)檢波器進(jìn)行解調(diào)當(dāng)調(diào)制系數(shù)大于１時(shí)調(diào)幅波不能用包絡(luò)檢波器進(jìn)行解調(diào)。五、思考題:1．是否可用包絡(luò)檢波器來解調(diào)SＣ－ＤSＢ”信號(hào)?請解釋因素。答不可以由于ＳC-ＤSB信號(hào)波形的包絡(luò)并不代表調(diào)制信號(hào)在與t軸的交點(diǎn)處有相位翻轉(zhuǎn)。２．比較同步檢波和包絡(luò)檢波的優(yōu)缺陷。答絡(luò)檢波的優(yōu)點(diǎn)是簡樸經(jīng)濟(jì)缺陷是總的發(fā)射功率中的大部分功率被分配給了載波分量,其調(diào)制效率相稱低同步檢波的優(yōu)點(diǎn)是:精確、效率高；缺陷是：復(fù)雜、設(shè)備較貴。３.若調(diào)制系數(shù)大于1，是否可以用包絡(luò)檢波來還原信號(hào)答:不可以,若調(diào)制系數(shù)大于1時(shí),１＋m(t）不是一直為正,解調(diào)出來的包絡(luò)不是原信號(hào)。實(shí)驗(yàn)十八ASK調(diào)制與解調(diào)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夥孺I控（Amplｉｔude-shｉｆtKeｙiｎｇAＳＫ）調(diào)制與解調(diào)的基本組成和原理。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：圖(６）用開關(guān)產(chǎn)生ASK調(diào)制信號(hào)1．將Tｉmｓ系統(tǒng)中主振蕩器（MａsteｒSigｎａｌｓ)、音頻振蕩器(ＡudiｏOscｉllator)、序列碼產(chǎn)生器(ＳequenceＧｅneｒatｏr）和雙模擬開關(guān)（DualAnａlogSｗiｔｃh)，按上圖的方式連接。2.將主振蕩器模塊2kHz正弦信號(hào)加至序列碼產(chǎn)生器的CＬＫ輸入端并將其輸出的TTLX加至又模擬開關(guān)control1，作為數(shù)字信號(hào)序列。3.將主振蕩器模塊8.3３kHz輸出加至音頻振蕩模塊的同步信號(hào)輸入端（ＳYNC），并將其輸出接到雙模擬開關(guān)模塊的IN1。４.用示波器觀測ASK信號(hào)。用開關(guān)產(chǎn)生ASK調(diào)制信號(hào)，如圖：5.將AＳK調(diào)制信號(hào)加到由下圖組成的ASK非同步解調(diào)器的輸入端。圖(7)Aｓｋ非同步解調(diào)６．將音頻振蕩器的輸出信號(hào)調(diào)為4kHｚ，并將ＡＳK信號(hào)加至共享模塊中整流器(Reｃtifier）的輸入端。7．整流器的輸出加到可調(diào)低通濾波模塊的輸入端,從低通濾波的輸出端可以得到ＡSK解調(diào)信號(hào)。8．將可調(diào)直流電壓加到共享模塊的比較器，決定比較電平,比較器輸出為原數(shù)字信號(hào)。b)ASK非同步解調(diào)：選擇最佳比較電平VT時(shí)，解調(diào)出完美波形:如圖：9.用Tｉms系統(tǒng)中的模塊組成，由下圖所示的用乘法器組成的ＡSK調(diào)制電路。用乘法器組成的ASＫ調(diào)制電路10.主振蕩器2ｋＨｚ正弦信號(hào)輸入到序列碼產(chǎn)生模塊“ＣＬK”輸入端，產(chǎn)生數(shù)字信號(hào),再將其X輸出端加以加法器Ａ端。11．將A端信號(hào)拿開，在加法器B端加直流電壓,并調(diào)整加法器增益調(diào)整鈕“ｇ”，使加法器輸出直流為1Ｖ。12.將加法器“A”端輸入信號(hào)加上，并把加法器的輸出加到乘法器Ｘ端。13．用示波器觀測加法器輸出信號(hào),如圖：14．用Tｉms系統(tǒng)的模塊組成如下圖所示的ＡSＫ同步解調(diào)電路。圖(8)ASＫ同步解調(diào)1５.將主振蕩器的１00ｋHz正弦波作為同步檢波的參考電壓加入移相器的輸入,移相器的輸出加至乘法器的Y輸入端(切換開關(guān)至ＡC）。1６．將上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生ASK信號(hào)加到乘法器X輸入端。17．乘法器的輸出加至可調(diào)低通濾波器。18．再通過共享模塊中比較器加以整形,形成數(shù)字信號(hào)。19.在比較器輸入端加一個(gè)可調(diào)的直流電壓,作為比較電平。2０．調(diào)整移相器的相移，可調(diào)低通濾波器的帶寬和直流電平,使ASK解調(diào)信號(hào)最大，并用示波器觀測。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：１．從調(diào)制信號(hào)圖可以看出K信號(hào)是以單極性不歸零碼序列來控制正弦載波的啟動(dòng)和關(guān)閉的。2.由于Ｋ的抗噪聲性能不如其他調(diào)制方式,所以該調(diào)制方式在目前的衛(wèi)星通信、數(shù)字微波通信中沒被采用,但是由于其調(diào)制方式的實(shí)現(xiàn)簡樸,在光纖通信系統(tǒng)中，振幅鍵控方式卻獲得廣泛應(yīng)用?？偨Y(jié)：ASK信號(hào)的原理實(shí)際就是以單極性不歸零碼序列來控制正弦載波的啟動(dòng)與關(guān)閉.其非同步解調(diào)就是包絡(luò)解調(diào),在相同的信噪比情況下,包絡(luò)檢波的誤比特率比同步檢波大。大總結(jié):通原實(shí)驗(yàn)為期比較短,只有兩次課，我們是分兩周上