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1、北邮通原硬件实验报告信息与通信工程学院通信原理硬件实验报告姓名班级学号班内序号联系电话指导教师 :实验日期：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调试方法。二、实验内容及步骤1. DSB-SC AM 信号的产生1) 按照指导书图示，连接实验模块。2) 示波器观察音
2、频振荡器输出调制信号 m(t) ，调整频率 10kHz ，均值 03) 示波器观察主振荡器输出信号波形和频率；观察乘法器输出，注意相位翻转。4) 测量已调信号的振幅频谱，调整加法器的 G 和 g，使导频信号的振幅频谱的幅度为已调信号的编带频谱幅度的 0.8 倍。2、DSB-SC AM 信号的相干解调及载波提取1) 调试锁相环a) 单独测试 VCO 的性能 Vin 暂不接输入，调节 f0 旋钮，改变中心频率，频率范围约为 70130kHz。V in 接直流电压，调节中心频率 100kHz，使直流电压在 -22V 变化，观察 VCO线性工作范围；由GAIN 调节 VCO 灵敏度，使直流电压变化正负
3、1V 时 VCO频偏为 10kHz。b) 单独测试相乘和低通滤波工作是否正常。锁相环开环， LPF 输出接示波器。两 VCO 经过混频之后由 LPF 输出，输出信号为差拍信号。c) 测试同步带和捕捉带：锁相环闭环，输出接示波器，直流耦合。将信号源 VCO 的频率 f0 调节到比 100kHz 小很多的频率， 使锁相环失锁， 输出为交变波形。调节信号源 VCO 频率缓慢升高，当波形由交流变直流时说明 VCO 锁定，记录频率 f2=96.8kHz，继续升高频率，当直流突变为交流时再次失锁，记录频率 f4=115.6kHz。缓慢降低输入 VCO 频率，记录同步时频率 f3=106.9kHz 和再次失
4、锁时频率 f1=90.7kHz 。同步带f1=f4-f1=24.9kHz捕捉带f2=f3-f2=20.1kHz2) 恢复载波a) 将图中的锁相环按上述过程调好， 在按照指导书图示实验连接， 将加法器输出信号接至锁相环的输出端。将移相器模块印刷电路板上的频率选择开关拨到HI 位置。b) 用示波器观察锁相环的 LPF 输出信号是否是直流信号，以此判断载波提取 PLL 是否处于锁定状态。若锁相环锁定，用双踪示波器可以观察发端导频信号 cos2 fct 与锁相环 VCO 输出的信号 sin(2 fct+)是同步的，二者的相应相位差为 90+ ，且 很小。若锁相环失锁，则锁相环 LPF 输出波形是交流信
5、号，可缓慢调节锁相环 VCO 模块的 f0 旋钮，直至锁相环 LPF 输出为直流，即锁相环由失锁进入锁定， 继续调接 f0 旋钮，使 LPF 输出的直流电压约为 0 电平。c) 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收端载波提取锁相环中 VCO 的输出经移相后的信号波形， 调节移相器模块中的移相旋钮，达到移相 90，使输入于相干解调的恢复载波与发来的导频信号不仅同频，也基本同相。d) 用频谱仪观测恢复载波的振幅频谱，并加以分析。3) 相干解调a) 在前述实验的基础上，将信号和恢复载波分别连接至相干解调的乘法器的输入端。b) 用示波器观察相干解调相乘、低通滤波后的输
6、出波形。c)改变发端音频信号的频率，解调输出信号也随之改变三、思考题1. 整理实验记录波形，说明 DSB-SC AM 信号波形特点。答： DSB-SC AM 信号频率为载波频率 10kHz ，振幅包络受到调制信号控制，但有 180相位翻转。2. 整理实验记录振幅频谱， 画出已调信号加导频的振幅频谱图 （标上频率值）。根据此振幅频谱，计算导频信号功率与已调信号功率之比。a=0.8ps/pc=0.323. 实验中载波提取锁相环的 LPF 是否可用 TIMS 系统中的“TUNEABLE LPF ”? 请说明理由。答：不能。恢复载波要滤除高频分量，得到载波，载波频率 100kHz， TUNEABLE
7、LPF 的滤波范围为 900Hz12kHz，带宽不足。4. 若本实验中的音频信号为 1kHz ，请问实验系统所提供的 PLL 能否用来提取载波。为什么？答：不能。因为本实验中回复载波信号的锁相环中使用了截止频率为2.8kHz的 RC LPF 滤波器，音频信号如果是 1KHz ，锁相环就会跟踪到音频信息的波形变化，使得信号失真。5. 若发端不加导频，收端提取载波还有其他方法吗？请画出框图。答：不加导频就没有离散的频谱分量，不窄带滤波。可用平方环法或科斯塔斯环法提取载波。平方环法四、心得体会由于是开头的实验， 对于器材不够熟悉， 调整 G 和 g 时不知道具体作用是什么，调整时间较久，振幅之间 0
8、.8 倍也仅仅是目测。载波提取调试锁相环，最开始选用的中心频率不当，总是调不出锁相环的效果，或者只能出现一半，后来改变中心频率小于 100kHz，按照课本上原理图连接重新调测，正确测得同步带和捕捉带。后面恢复载波比较简单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 信号的产生原理和实现方法。2) 了解 AM 信号波形和振幅频谱的特点，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、实验内容及步骤1 . AM 信号的产生1) 按照书中图示进行模块的连接。2) 分别调整增益 G 和 g 均为 1。3) 观察乘法器输出是否为 AM 波形。4)
9、 测量 AM 信号的条幅系数 a 的值，并调整可变电压，使得 a=0.8 ，并测量振幅频谱。2.AM 信号的非相干解调1) 用示波器观察整流器的输出波形，观察 LPF 的输出波形。2) 改变输入 AM 信号的调幅系数，观察包络检波器输出波形的变化。3) 改变发端调制信号的频率，观察包络检波输出波形的变化。三、思考题1在什么情况下，会产生AM 信号的过调现象？答：当调制系数 a1 时，已调信号的包络不再是调制信号，信号波形失真，包络检波器无法从 中解调出正确信号。 AM 信号产生过调现象。2 对于 a=0.8 的 AM 信号，请计算载频功率与边带功率之比。答： pc/ps=1/(0.5 0.82
10、)=3.1253 是否可用包络检波器对DSB-SC AM 信号进行解调？请解释原因。答：不可以。因为 DSB-SC AM 信号的产生由调制信号与载波直接相乘，不具有离散大载波，它的包络无法表征调制信号，故只能用相干解调方式。实验三调频（ FM ）一、实验目的1) 了解用 VCO 作调频器的原理及实验方法。2) 测量 FM 信号的波形及振幅频谱。3) 了解利用锁相环作 FM 解调的原理及实现方法。二、实验内容及步骤1.FM 信号的产生1) 单独调测 VCO ，方法同实验一类似。 Vin 接直流电压，当直流电压为零时，调节中心频率 100kHz ；在直流 2V 内观察 VCO 线性工作范围； 由 GAIN 调节 VCO 灵敏度，使直流电压 2V 变化 时 VCO 频偏为 5kHz 。2) 将音频振荡器的频率调为 2kHz ，作为调制信号输入 VCO 的 Vin 端。3) 测量 FM 输出波形及振幅频谱。2. FM 信号的锁相环解调1) 单独调测 VCO ，此处同实验一中的调测完全一致 .f2=94.2kHz f4=114.5kHz f3=106.3kHz f1=86.5kHz2) 将已经调测好的 FM 信号输入锁相环，用示波器观察解调信号。3) 改变发端的调制信号频率，观察 FM 解调的输出波形变化。频率增大
