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1、 2013年通信原理硬件实验报告 学 院：信息与通信工程学院 班 级：2011211104 姓 名： 学 号： 班内序号： 组 号： 同 组 人：目录实验一：双边带抑制载波调幅（DSB-SC AM）.3实验二：具有离散大载波的双边带调幅波(AM).14实验三：调频（FM）.21实验六：眼图.28实验七：采样，判决.31实验八：二进制通断键控（OOK）.34实验十一：信号星座(选作).41实验十二：低通信号的采样与重建.45实验一 双边带抑制载波调幅（DSB-SC AM）一实验目的 （1）了解DSB-SC AM信号的产生及相干解调的原理和实现方法。 （2）了解DSB-SC AM的信号波形及振幅频
2、谱的特点，并掌握其测量方法。 （3）了解在发送DSB-SC AM信号加导频分量的条件下，收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法。 （4）掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法，掌握锁相环提取载波的测试方法。二实验器材PC机一台、TIMS实验平台、示波器、导线等。三实验原理1.双边带抑制载波调幅（DSB-SC AM）信号的产生和表达式 图1.12.双边带抑制载波调幅信号的解调基本思路：利用恢复的载波与信号相乘，将频谱搬移到基带，还原出原基带信号。 图1.2 3. DSB-SC AM信号的产生及相干解调原理框图 图 1.3四 实验内容及结果1.DSB-SC AM信号的产生（1）实验步骤： 图1.41
3、. 按照上图，将音频振荡器输出的模拟音频信号及主振荡器输出的100KHz模 拟载频信号分别用连接线至乘法器的两个输入端。2. 用示波器观看音频振荡器输出信号的信号波形的幅度及振荡频率，调整音频信 号的输出频率为10KHz，作为均值为0的调制信号m(t)。3.用示波器观看主振荡器输出信号的波形的幅度及振荡频率。4.用示波器观看乘法器的输出波形，并注意已调信号的波形的相位翻转与调制信 号波形的关系。5.测量已调信号的振幅频谱，注意其振幅频谱的特点。6.按照图1.3将DSB-SC AM信号及导频分别连到加法器的输入端，观看加法器的 输出波形及振幅频谱，分别调整加法器中的增益G和g。（2）实验结果：1
4、. 主震荡器输出100kHz载波信号： 图1.52.模拟10kHz音频信号输出，作为调制信号m(t)： 图1.63. 乘法器输出DSB-SC AM信号： 图1.7上图即为调制后的DSB-SC AM信号，可以看出该波形无法体现调制信号的包络特性，在每周期之间有可能会产生相位翻转，无法通过包络检波解调，但可以进行相干解调。4.DSB-SC AM信号加导频后的频谱： 通过调整加法器的G和g，使得加入的导频信号振幅频谱为已调信号边带频谱的0.8倍。此时导频信号功率约为信号功率的0.32倍。 图1.82. DSB-SC AM信号的相干解调及载波提取1.锁相环的调试（1）实验步骤1.单独测量VCO的性能将
5、VCO前面板上的频率选择开关拨到HI载波频段的位置，VCO的 输入端不接信号。调节输出波形如下图所示： 图1.9然后将可变直流电压模块的DC输出端与VCO模块的端相连接，从双踪示波器分别接于VCO输出端及DC输出端，如图所示： 图1.10 调节使其当直流电压为零时，VCO的中心频率为100KHz，可变直流电压为时的VCO频率偏移为。 图1.11 图1.12 2.单独测量锁相环中的相乘、低通滤波器的工作是否正常。VCOLPFVCO 原理图： 图1.13 输入信号和VCO输出信号的差拍信号如图： 图1.143.测量锁相环的同步带及捕捉带 图1.15按照上图将载频提取的锁相环闭环连接，使用另一VCO
6、作为输入于锁相环的信号源，如下图所示：VCOLPFVCO 图1.16首先将信号源VCO的中心频率调到比100KHz小很多的频率，使锁相环处于失锁状态。调节信号源VCO，使其频率由低往高缓慢变化。当示波器的信号波形由交流信号变为直流信号时，说明锁相环由失锁状态进入锁定状态，记录输入信号的频率。继续将信源的频率往高调节，直到从示波器见到的波形由直流突变为交流信号，说明锁相环失锁，记录此时的输入信号的频率。再从开始，将输入信号的频率从高往低调，记录自首次捕捉到同步时的频率，继续向低调节频率，直到再次失锁，记录频率。根据测量得到的、的值可以算出锁相环的同步带及捕捉带为：同步带：捕捉带：（2） 实验结果
7、 1.根据实验结果可以看出VCO调整正确并正常工作。 2.实验测得： 同步带：捕捉带：2.恢复载波（1）实验步骤 1.将加法器的输出信号接至锁相环的输入端，将移相器模块的频率选择开关拨到HI位置。 2.用示波器观察锁相环中的LPF输出信号是否是直流信号，一次判断PLL是否处于锁定状态。 3.在确定锁相环提取载波成功后，利用双踪示波器分别观察发端的导频信号及手段载波提取锁相环中VCO的输出经相移后的信号波形。 4.观察恢复载波振幅频谱，并加以分析。（2） 实验结果 1.恢复载波波形： 图1.172.恢复载波频谱： 图1.18可以看出，基本正确恢复载波。3.相干解调（1）实验步骤 1.将相干解调的
8、相乘、低通滤波器模块连接上，并将发送来的信号与恢复载波分别连至相干解调的乘法器的两个输入端。 2.用示波器观察相干解调相乘、低通滤波后的输出波形。 3.改变发端音频振荡器的频率，解调输出信号也随之改变。（2）实验结果1.相干解调输出波形： 图1.192. 改变发端音频信号的频率，输出解调信号随之改变：（1）频率变大后解调输出幅度变小： 图1.20（2）频率变小后解调输出失真： 图1.21五思考题1.说明DSB-SC AM信号波形的特点。正弦载波的幅度随模拟基带信号m(t)的变化规律成正比变化。DSB-SC AM信号的频谱无离散的载波分量，带宽为调制信号的两倍，分为下上边带，并且上下边带携带相同
9、的信息。2.根据振幅频谱计算导频信号功率与已调信号功率之比。 根据实验中DSB-SC AM信号加导频的频谱，见图1.8，测得的振幅值，导频振幅174mv,信号边频216mv，计算导频功率与已调信号功率之比： 可见导频的功率约为信号的32%。 3.试验中载波提取锁相环的LPF是否可以用TIMS系统中“TUNEABLE LPF”，请说明理由。不可以。由于“TUNEABLE LPF”产生的低频的范围太小，不能够提取出载波。 4.若本实验中的音频信号为1KHz，请问试验系统所提供的PLL能否用来提取载波，为什么？不可以。因为实验所提供的PLL的灵敏度为。5.若发射端不加导频，收端提取载波还有其他方法吗
10、？请画出框图 有，如平方环法：恢复载波 平方窄带滤波环路滤波 VCO 二分频 移相 图1.22六问题及解决 1.测量加导频后的频谱时，起初我们始终无法调出正确的频谱，问了同学、老师都没有得到解决。后来，我们发现，在观察频谱时也需要调整时域波形，只有当时域波形调整稳定和示意的时候，频谱才会呈现出正确的图像。 我们也由此得出了调整频谱的一般方法，使得后续做频谱测量时能够十分顺利。 2.开始由于我们不太了解VCO的工作原理，一直没能正确恢复载波，后来才发现是由于VCO的调整不到位，后来经过我们仔细的学习课本和认真的调整，恢复出了正确的载波信号，使得解调正确。七实验总结这是通原硬件实验的第一个实验，由
11、于这个实验内容比较多，而且我们第一次做通原硬件实验，还有些不熟练，于是，这次实验我们做了比较长的时间，中间也经历了很多坎坷，但是，经过我们两人的努力，我们不仅完成了这次实验，而且通过这一次实验积累了很多经验，使得我们在做后续实验时能够很快的知道问题出在什么地方，并很快的解决。同时，这次实验也让我对DSB-SC AM的调整产生和解调过程有了更深刻的理解，并且对以前不是很清晰的锁相环的工作工程也有了进一步的了解，这一次实验可谓收获颇丰啊！实验二：具有离散大载波的双边带调幅（AM）一实验目的1.了解AM信号的产生原理及实现方法。2.了解AM的信号波形及振幅频谱特点，并掌握调幅系数的测量方法。3.了解AM信号的非相干解调原理和实现方法。二实验器材PC机一台、TIMS实验平台、示波器等。三 实验原理AM调制原理对于单音频信号进行AM调制的结果为其中调幅系数，要求以免过调引起包络失真。由和分别表示AM信号波形包络最大值和最小值，则AM信号的调幅系数为 图
