無線通信系統(tǒng)實驗實驗報告

1、無線通信系統(tǒng)實 報告LOGYOUR LO(某某廣告設(shè)計有限么專業(yè)制作七亍tu 電了也時、到簸凈、*品動畫設(shè)計、廣告設(shè)計、發(fā)布、An album of paintinjzs of calling card of the professional electron that make, electron, catalog product animation design, advertisant design, roloase, installs 無線通信系統(tǒng)（圖像傳輸）實驗報告一、實驗?zāi)康?、掌握無線通信（圖像傳輸）收發(fā)系統(tǒng)的工作原理；2、了解各電路模塊在系統(tǒng)中的作用。二、實驗內(nèi)容a）測試發(fā)射機(jī)

2、的工作狀態(tài)；b）測試接收機(jī)的工作狀態(tài)；c）測試圖像傳輸系統(tǒng)的工作狀態(tài)；d）通過改變系統(tǒng)內(nèi)部連接方式造成對圖像信號質(zhì)量的影響來了解各電路模塊 的作用。二、無線圖像傳輸系統(tǒng)的基本工作原理發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備是通信設(shè)備的重要組成部分。其作用是將已調(diào)波經(jīng)過某 些處理（如放大、變頻）之后，送給天饋系統(tǒng)，發(fā)向?qū)Ψ交蜣D(zhuǎn)發(fā)中繼站；接收系 統(tǒng)再將空間傳播的信號通過天線接收進(jìn)來，經(jīng)過某些處理（如放大、變頻）之 后，送到后級進(jìn)行解調(diào)、編碼等。還原出基帶信息送給用戶終端。為了使發(fā)射系 統(tǒng)和接收系統(tǒng)同時工作，并且了解各電路模塊在系統(tǒng)中的作用，通過實驗箱中的 天線模塊和攝像頭及顯示器，使得發(fā)射和接收系統(tǒng)自閉環(huán)，通過圖像質(zhì)量

3、來驗證 通信系統(tǒng)的工作狀態(tài)，及各個電路模塊的作用和連接變化時對通信或圖像質(zhì)量的 影響。以原理框圖為例，簡單介紹一下各部分的功能與作用。攝像頭采集的信號送 入調(diào)制器進(jìn)頻率調(diào)制，再經(jīng)過一次變頻后、濾波（濾去變頻產(chǎn)生的諧波、雜波 等）、放大、通過天線發(fā)射出去。經(jīng)過空間傳播，接收天線將信號接收進(jìn)來，再 經(jīng)過低噪聲放大、濾波（濾去空間同時接收到的其它雜波）、下變頻到480MHz, 再經(jīng)中頻濾波，濾去諧波和雜波、經(jīng)視頻解調(diào)器，解調(diào)后輸出到顯示器還原圖像 信號。三、實驗儀器信號源、頻譜分析儀等。四、測試方法與實驗步驟（-）發(fā)射機(jī)測試圖1原理框圖基帶信號送入調(diào)制器，進(jìn)行調(diào)制（調(diào)幅或調(diào)頻等調(diào)制），調(diào)制后根據(jù)頻率

4、要求 進(jìn)行上變頻,變換到所需微波頻率，并應(yīng)有一定帶寬，然后功率放大，通過天線發(fā) 射或其它方式傳播。每次變頻后，會相應(yīng)產(chǎn)生諧波和雜波，一般變頻后加響應(yīng)頻 段的濾波器，以濾除諧波和雜波。保證發(fā)射信號的質(zhì)量或頻率穩(wěn)定度。另外調(diào)制 器或變頻器本振信號的穩(wěn)定度也直接影響發(fā)射信號的好壞，因而，對本振信號的 質(zhì)量也有嚴(yán)格的要求。頻率穩(wěn)定度是指：在規(guī)定的時間間隔內(nèi)，頻率準(zhǔn)確度變化 的最大值。變頻器所需的本振源根據(jù)需要可選用VCO、DRO、PLL等。a）測試發(fā)射系統(tǒng)功率：按照圖2連接電路。圖2發(fā)射機(jī)框圖設(shè)信號源頻率為480MHz,信號源輸出功率為OdBm。測試發(fā)射機(jī)輸出功率； 再逐漸增加信號輸入功率，觀察發(fā)射機(jī)

5、輸出功率直至達(dá)到飽和。b）測試發(fā)射頻率穩(wěn)定度：以上連接不變，設(shè)定信號源頻率為480MHz,信號源輸出 功率仍為OdBmo通過頻譜分析儀觀察射頻輸出信號的相位噪聲，分別設(shè)置頻譜分 析儀SPAN為1MHz和1 OOKHz,可分別觀察到偏離載頻1 OOKHz和lOKHz的單邊帶 相位噪聲譜密度，判斷發(fā)射信號的短期頻率穩(wěn)定度。圖3測試方框圖 c）測試發(fā)射信號的帶外諧波、雜波抑制。以上連接不變，設(shè)定信號源頻率為 480MHz,信號源輸出功率仍為OdBm,通過頻譜分析儀觀察射頻輸出信號的頻譜， 設(shè)置頻譜分析儀SPAN為5GHz,此時觀察頻譜輸出的諧波、雜波等，與主頻相比 較，其差值為抑制度。（二）接收機(jī)測

6、試接收系統(tǒng)或接收設(shè)備是通信設(shè)備的重要組成部分，其作用是：通過天線接收 通信對方或經(jīng)中繼轉(zhuǎn)發(fā)的射頻信號，經(jīng)過某些處理（如放大、變頻）之后，送到 后級進(jìn)行解調(diào)、編碼等，還原出基帶信息送給用戶終端?，F(xiàn)代無線接收系統(tǒng)一般都采用超外差式結(jié)構(gòu)。超外差式結(jié)構(gòu)的主要特征是在 電路構(gòu)成上具有變頻器和中頻放大器。圖4接收機(jī)方框圖a）測試接收系統(tǒng)增益：按照圖4連接電路，在低噪聲放大器輸入端連接信號源， 中頻放大器輸出端接頻譜分析儀。設(shè)定信號源頻率為；輸出功率為-60dBmo中頻 放大器輸出頻率為480MHz,此時頻譜分析儀顯示幅度與-60dBm差值為接收鏈路 總增益。b）測試接收機(jī)靈敏度：圖4連接不變。改變信號源輸

7、出功率大小，可從-60dBm繼 續(xù)往小變化，在頻譜分析儀上觀察輸出信號頻譜。當(dāng)頻譜分析儀RBW設(shè)為 10MHz,頻譜分析儀顯示的頻譜與頻譜分析儀基底噪聲差值為10dB時，這時信號 源輸出功率幅度為接收機(jī)最小接收靈敏度。c）測試接收機(jī)動態(tài)范圍：圖4連接不變。設(shè)定信號源輸出功率為接收機(jī)最小接收 靈敏度，改變信號源輸出功率大小，不斷增加信號源輸出功率，觀察輸出幅度變化。當(dāng)輸入幅度增加，輸出幅度也增加，但增加量小于1 dB時，為接收機(jī)線性 動態(tài)范圍；當(dāng)輸入幅度變化，輸出幅度不變化時，為接收機(jī)動態(tài)范圍。d）測試接收機(jī)噪聲系數(shù):在微波濾波器輸入端連接噪聲系數(shù)測試儀的噪聲源，視頻 放大器輸出端接噪聲系數(shù)測試

8、儀。見圖5。應(yīng)按照儀器使用說明進(jìn)行被測系統(tǒng)的 測試。圖5接收機(jī)噪聲測試（三）系統(tǒng)測試發(fā)射機(jī)和接收機(jī)結(jié)構(gòu)不變的情況下，接入微波發(fā)射、接收天線，再外加攝像 頭和顯示器，即將發(fā)射和接收系統(tǒng)通過天線、攝像頭、顯示器自閉環(huán)來測試收/ 發(fā)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。a）傳輸圖像實驗。通過攝像頭和顯示器驗證接收和發(fā)射系統(tǒng)的工作狀態(tài)。發(fā) 射系統(tǒng)的衰減器的輸入端接攝像頭；接收系統(tǒng)中頻放大器輸出端接解調(diào)器輸入 端，解調(diào)器輸出端接顯示器。連接好后，給各電路模塊及顯示器、攝像頭加電， 兩天線距離40公分左右，并且兩只天線的極化方式要一致。這時顯示器上應(yīng)顯 示有攝像頭攝到的圖像。b）收發(fā)天線相對位置發(fā)生變化，極化狀態(tài)發(fā)生變化，觀察

9、圖像質(zhì)量的好壞。 通過這個實驗可以非常直觀地了解發(fā)射和接收的工作狀態(tài)。c）調(diào)整發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)參數(shù)如降低輸出功率等，觀察圖像質(zhì)量的變化；d）調(diào)整接收機(jī)的系統(tǒng)參數(shù)如在低噪聲電路前加衰減器，觀察圖像質(zhì)量的變 化，。五、實驗報告1、詳細(xì)描述圖像傳輸系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的各個組成部分及其功能。發(fā)射機(jī):1) 信號源：提供攝像頭的視頻信號，將光信號轉(zhuǎn)化成電信號。2) 固定衰減器：有2dB的衰減，可以將信號強(qiáng)度減弱，如果信號能量過強(qiáng)的話 容易導(dǎo)致后級器件功率過大而燒壞。3) 上變頻：將基帶信號的頻率調(diào)制到一個很高的頻率上去，因為高頻率的載波 易在信道中傳輸。4) 射頻濾波器：將上變頻產(chǎn)生的其他多余信號濾掉，同時

10、防止雜波噪聲對信號 產(chǎn)生干擾。5) 射頻放大器：將發(fā)射端的信號調(diào)大，因為經(jīng)過信道傳輸時信號會衰減，所以 為了防止信號衰減到接收機(jī)檢測范圍之外，需要提高發(fā)射端的信號功率和幅 度。接收機(jī)：1) 天線：系統(tǒng)最前段，用于接收信號。2) 低噪聲放大器：由于信號在信道中傳輸后會衰減，為了能讓信號被后續(xù)模 塊處理，需要將信號放大，且為了不混入干擾信號，使用低噪聲的放大器。3) 射頻濾波器：信號在信道中傳輸時會受到加性高斯白噪聲的影響，使信號 在全頻率都有干擾。為了把載波的頻率留下，濾除噪聲，需要射頻濾波器。4) 下變頻：將己調(diào)載波解調(diào)。5) 中頻濾波器：把下變頻產(chǎn)生的干擾頻率信號或者其他因素產(chǎn)生的非基帶頻

11、率濾除只留下基帶信號的頻率。6) 中頻放大器：將基帶信號放大，使之可以被后級的解調(diào)器解調(diào)。2、該發(fā)射機(jī)的輸入功率、接收機(jī)增益與接收機(jī)靈敏度 由于我們組只做了發(fā)射機(jī)的實驗，所以僅列出發(fā)射機(jī)的實驗數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)的各部分增益（以dB為單位）：上變頻器：6dB射頻放大器：15、16dB固定衰減器：衰減2dB射頻濾波器：5、7dB 所以總的增益為24dB至27dBa）測試發(fā)射系統(tǒng)功率輸入（db）輸出（dB）012345其中輸入為5dB輸出為是ldb壓縮點(diǎn)。b）測試發(fā)射頻率穩(wěn)定度單邊帶相位噪聲譜密度：n-a+c-101ogB偏載100kHz n-a=-38dB B = 30kHz單邊相位噪聲譜密度偏載1MHz

12、 n-a=-40dB B = 300kHz 單邊相位噪聲譜密度C為修正系數(shù)3、若在接收機(jī)的低噪聲放大器前加入衰減器，會明顯改變圖像質(zhì)量，而在中頻放大器前加入衰減器，圖像質(zhì)量變差程度有限，為什么因為在底噪放前加衰減器，會對本來信號強(qiáng)度就很小的接收信號進(jìn)一步削弱，使信噪比變小，噪聲對信號的影響會更大，所以衰減器的衰減效果越明顯, 圖像的質(zhì)量就會越差。但在中頻放大器前加衰減器時，由于所有的信號已經(jīng)處理完畢，而且此時已 經(jīng)經(jīng)歷了變頻器濾波器增益效果，而且信號和噪聲會同近似同比例下降，信噪比 兒乎不變，所以變差程度有限。3、說明有哪些內(nèi)部因素會影響本系統(tǒng)的圖像質(zhì)量內(nèi)部對信號處理時各有源器件會有熱噪聲，降低系統(tǒng)的信噪比。在變頻的時候可能載波頻率和噪聲頻率作用會產(chǎn)生頻率大小和基帶頻率差不 多的信號影響系統(tǒng)的性能。濾波器的濾波性能無法達(dá)到嚴(yán)格的濾波，殘留的噪聲功率對系統(tǒng)有一定影 響。4、舉例說明有哪些外部因素會影響本系統(tǒng)的圖像質(zhì)量可能通過什么途徑能夠解 決。實驗人的電子產(chǎn)品