北郵通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、北郵通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告北京郵電大學(xué)通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院班級(jí)：姓名：姓名：實(shí)驗(yàn)一：雙邊帶抑制載波調(diào)幅(DSB-SCAM)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解DSB-SCAMJ號(hào)的產(chǎn)生以及相干解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。2、了解DSB-SCAMJ號(hào)波形以及振幅頻譜特點(diǎn)，并掌握其測(cè)量方法。3、了解在發(fā)送DSB-SCAM信號(hào)加導(dǎo)頻分量的條件下，收端用鎖相環(huán)提取載波的原理及其實(shí)現(xiàn)方法。4、掌握鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶的測(cè)量方法，掌握鎖相環(huán)提取載波的調(diào)試方法。、實(shí)驗(yàn)原理DSB®號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為Sdsb。)mcosct頻域表達(dá)式為c1SdSB()2M(c)M(c)其波形和頻譜如下圖所示i.機(jī)研-% o%*

2、 力2% *一4。小DSB-SCAM言號(hào)的產(chǎn)生及相干解調(diào)原理框圖如下圖所示發(fā)送端出并G的導(dǎo)頻分母載波CO5 2用轉(zhuǎn)出如（2種4 4（:1、恢立載波接收端SBSCAM看號(hào)T嚴(yán)（"匚*2gf將均值為零的模擬基帶信號(hào)m（t）與正弦載波c（t）相乘得到號(hào)，其頻譜不包含離散的載波分量。DSB-SCAM信號(hào)的解調(diào)只能采用相干解調(diào)。為了能在接收端獲取載波，一種方法是在發(fā)送端加導(dǎo)頻，如上圖所示。收端可用鎖相環(huán)來提取導(dǎo)頻信號(hào)作為恢復(fù)載波。此鎖相環(huán)必須是窄帶鎖相，僅用來跟蹤導(dǎo)頻信號(hào)。在鎖相環(huán)鎖定時(shí)，VCO輸出信號(hào)？?？?與輸入的導(dǎo)頻信號(hào)cos（2：rCt）的頻率相同，但二者的相位差為（?+?,其中甲很小

3、。鎖相環(huán)中乘法器的兩個(gè)輸入信號(hào)分別為發(fā)來的信號(hào)s（t）（已調(diào)信號(hào)加導(dǎo)頻）與鎖相環(huán)中VCO的輸出信號(hào)，二者相乘得到?（寺？）？+?+?Iff/、ff卜affwf/bbbbbbb"«Z?r._=行？?（蹙？?+?+?+t?鏟+?在鎖相環(huán)中的LPF帶寬窄，能通過不？?？量，濾除m的頻率分量及四倍頻載頻分量，因?yàn)槠胶苄。远松爰s等于*LPF的輸出以負(fù)反饋的方式控制VCO,使其保持在鎖相狀態(tài)。鎖定后的VCO輸出信號(hào)sin（2：rCt+小）經(jīng)90移相后，以？?+?作為相干解調(diào)的恢復(fù)載波，它與輸入的導(dǎo)頻信號(hào)s與恢復(fù)載波相乘，再經(jīng)過低通濾波后輸出模擬?司頻，幾乎同相。相干解調(diào)是將發(fā)來的信

4、號(hào)?32？（？+?+?2IJJ/V*JV*9?='?（?+?+;?+?-?經(jīng)過低通濾波可以濾除四倍載頻分量，而令？?？?？直流分量，可以通過隔直流電路濾除，于是輸出為；?(?？?、實(shí)驗(yàn)框圖1、根據(jù)原理圖得到產(chǎn)生DSB-SCAM言號(hào)的實(shí)驗(yàn)連接框圖如圖所示AUDIOQW7IL1ATOR1A7ER 工6啦£I NIO 二 CAJEIEE二消上 CLX三ZkHs HE相碇2、DSB-SC AM言號(hào)的相干解調(diào)及載波提取實(shí)驗(yàn)連接圖1W2TStEFTEP MES * E in oin3、測(cè)量VCO勺壓控靈敏度Kci+111Plt.t.用MVC”的小看“*四、實(shí)驗(yàn)步驟1、DSB-AC信號(hào)的產(chǎn)

5、生(1)將音頻振蕩器輸出的模擬音頻信號(hào)及住振蕩器輸出的100KHz模擬載頻信號(hào)分別用連線聯(lián)結(jié)至乘法器的兩個(gè)輸入端。(2)用示波器觀看音頻振蕩器輸出信號(hào)的信號(hào)波形的幅度和振蕩頻率，調(diào)整為10KHz作為土MS為0的調(diào)制信號(hào)m(t)。(3)用示波器觀看主振蕩器輸出波形的幅度及振蕩頻率。(4)用示波器觀看乘法器的輸出波形，并注意已調(diào)信號(hào)波形的相位翻轉(zhuǎn)與調(diào)制信號(hào)波形的關(guān)系。(5)測(cè)量已調(diào)信號(hào)的振幅頻譜，注意其振幅頻譜的特點(diǎn)。(6)將已調(diào)信號(hào)和導(dǎo)頻分量加到加法器的兩個(gè)輸入端，調(diào)整加法器上的參數(shù)和g,使其與實(shí)際相符。觀看輸出波形及其頻譜。具體調(diào)整方法如下：a.首先調(diào)整增益G:將加法器的B輸入接地端接地，A輸

6、入端接已調(diào)信號(hào),用示波器觀看加法器A輸入端的信號(hào)幅度與加法器輸出信號(hào)幅度。調(diào)節(jié)旋鈕G,使得加法器輸出幅度與輸入一致，說明此時(shí)G=1b.再調(diào)整增益g:加法器A輸入端仍接已調(diào)信號(hào)，B輸入端接導(dǎo)頻信號(hào)。用頻譜儀觀看加法器輸出信號(hào)的振幅頻譜，調(diào)節(jié)增益g旋鈕，使導(dǎo)頻信號(hào)振幅頻譜的幅度為已調(diào)信號(hào)的邊帶頻譜幅度的0.8倍。此導(dǎo)頻信號(hào)功率約為已調(diào)信號(hào)功率的0.32倍。2、DSB-AC信號(hào)的相干解調(diào)及其載波提取(1)鎖相環(huán)的調(diào)試：VCO模塊及其框圖如上述實(shí)驗(yàn)框圖所示。將VCO真塊前面板上的頻率選擇開關(guān)撥到HI載波頻段的位置，VCO勺VIN輸入端暫不接信號(hào)。用示波器觀看VCO的輸出波形及工作頻率，然后旋轉(zhuǎn)VCO真

7、塊前面板上的f0按鈕，改變VCO心頻率，其頻率范圍約為70730KHz然后將可變直流電壓模塊的DC輸出端與VCO奠塊的VIN相連接，雙蹤示波器分別接于VCO俞出端及DC輸入端。a.當(dāng)直流電壓為0時(shí)，調(diào)整VCO真塊的f0按鈕，使VCO的中心頻率f0為100KHzb.從-2V至+2V改變直流電壓，觀察VCO勺頻率及其線性工作范圍。c.調(diào)節(jié)VCO勺GAIN旋鈕，使得在可變直流電壓為±?時(shí)的VCO®率頻偏為士？?KH14值得注意白是，不同GAIN值對(duì)應(yīng)不同的VCOffi控靈敏度(2)單獨(dú)測(cè)量鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波器的工作是否正常按下圖所示的電路圖進(jìn)行試驗(yàn)，即鎖相環(huán)處于開環(huán)狀態(tài)。鎖

8、相環(huán)中的LPF出端不要接至VCO勺輸入端。此時(shí)，下圖中的乘法器相當(dāng)于混頻器。在實(shí)驗(yàn)中，將另一VCO乍為信號(hào)源輸入乘法器。改變信源VCO勺中心頻率，用示波器觀看鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波的輸出信號(hào)，它應(yīng)該是輸入信號(hào)與VC輸出信號(hào)的差拍信號(hào)。(3)測(cè)量鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶將載頻提取的鎖相環(huán)閉環(huán)連接，仍使用另一VCO乍為輸入于鎖相環(huán)的信號(hào)源，如下圖所示。首先將信號(hào)源VCO的中心頻率調(diào)到比100KHz小很多的頻率，是鎖相環(huán)處于失鎖狀態(tài)(示波器輸出為交變波形)。調(diào)節(jié)信號(hào)源VCO使其頻率由低往高緩慢變化。當(dāng)示波器呈現(xiàn)的信號(hào)波形由交變信號(hào)變?yōu)橹绷餍盘?hào)時(shí)，說明鎖相環(huán)由失鎖狀態(tài)進(jìn)入了鎖定狀態(tài)，記錄輸入信號(hào)的頻率

9、f20繼續(xù)將信源的頻率往高調(diào)節(jié)，環(huán)路電壓跟著變化，直到從示波器見到的信號(hào)波形由直流突變?yōu)榻涣餍盘?hào)，說明鎖相環(huán)失鎖，記錄此時(shí)的輸入信號(hào)頻率f4.再從f4開始，將輸入信號(hào)頻率從高往低調(diào)，記錄再次捕捉到同步時(shí)的頻率f3.繼續(xù)向低調(diào)節(jié)頻率，直到再次失鎖，記錄頻率f1。同步帶？?=?-?捕捉帶？?=?-?（4）恢復(fù)載波a）將圖中的鎖相環(huán)按上述過程調(diào)好，在按照指導(dǎo)書圖示實(shí)驗(yàn)連接，將加法器輸出信號(hào)接至鎖相環(huán)的輸出端。將移相器模塊印刷電路板上的頻率選擇開關(guān)撥到HI位置。b）用示波器觀察鎖相環(huán)的LPF輸出信號(hào)是否是直流信號(hào)，以此判斷載波提取PLL是否處于鎖定狀態(tài)。若鎖相環(huán)鎖定，用雙蹤示波器可以觀察發(fā)端導(dǎo)頻信號(hào)與

10、鎖相環(huán)VCO俞出的信號(hào)時(shí)候同步的，二者的相應(yīng)相位差為，且很小。若鎖相環(huán)失鎖，則鎖相環(huán)LPF輸出波形是交流信號(hào)，可緩慢調(diào)節(jié)鎖相環(huán)VCO奠塊的旋鈕，直至鎖相環(huán)LPF輸出為直流，即鎖相環(huán)由失鎖進(jìn)入鎖定，繼續(xù)調(diào)接旋鈕，使LPF輸出的直流電壓約為0電平。c）在確定鎖相環(huán)提取載波成功后，利用雙蹤示波器分別觀察發(fā)端的導(dǎo)頻信號(hào)及收端載波提取鎖相環(huán)中VCO的輸出經(jīng)移相后的信號(hào)波形，調(diào)節(jié)移相器模塊中的移相旋鈕，達(dá)到移相，使輸入于相干解調(diào)的恢復(fù)載波與發(fā)來的導(dǎo)頻信號(hào)不僅同頻，也基本同相。d）用頻譜儀觀測(cè)恢復(fù)載波的振幅頻譜，并加以分析。（5）相干解調(diào)a）在前述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將信號(hào)和恢復(fù)載波分別連接至相干解調(diào)的乘法器的輸

11、入端。b）用示波器觀察相干解調(diào)相乘、低通濾波后的輸出波形。c）改變發(fā)端音頻信號(hào)的頻率，觀察輸出波形的變化。五.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（1）dsb-scam信號(hào)的產(chǎn)生1、音頻振蕩器輸出調(diào)制信號(hào)波形，頻率為10KHz3、乘法器輸出DSB-SC®號(hào)波形K-Wrivwmr乘法器輸出信號(hào)包絡(luò)為調(diào)制信號(hào)，音頻信號(hào)零點(diǎn)位置存在相位翻轉(zhuǎn)。4、乘法器輸出頻譜由圖可看出，dsb-scam信號(hào)在100kHz處并無頻譜分量，僅在左右各偏移10kH處存在信號(hào)，與理論分析一致。5、加法器輸出波形與頻譜 U!J0-10-20-30-40kHz40120140從圖可以看出，在100KHz位置為導(dǎo)頻信-6006、加法器輸出頻

12、譜dB山上;100608012May2015 20:36頻譜的幅度為已調(diào)信號(hào)頻譜的邊帶頻譜幅度的0.8倍，導(dǎo)頻信號(hào)功率約為已調(diào)信號(hào)的 0.8*0.8/2=0.32 倍。(2) DSB-SC AM言號(hào)的相干解調(diào)及載波提取1、調(diào)整VCO心頻率為100kHz號(hào)，兩邊為已調(diào)信號(hào)。導(dǎo)頻信號(hào)振幅期&urfion4-A20可變直流電壓為+-1v時(shí)，VOC頻率偏移為+-10khz測(cè)量得出f1=94.37Kf2=96.15Kf3=104.2Kf4=106.4K同步帶？?=?-?=12.03K捕捉帶？?=?-?=8.05K3、鎖相環(huán)相乘.RIGOL4、解調(diào)輸出波形解調(diào)輸出的波形與輸入波形基本同頻同相，僅在

13、幅度上有偏差5.恢復(fù)載波提取載波的頻譜圖六、思考題1、說明DSB-SCAM信號(hào)波形的特點(diǎn)答：DSB-SC為雙邊帶調(diào)幅，是只傳輸兩個(gè)邊帶的調(diào)制方式。雙邊帶調(diào)制是實(shí)現(xiàn)頻譜搬移，其波形振幅隨著調(diào)制信號(hào)變化，但與普通調(diào)幅波不同，它的包絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)的波形，而是在零值上下變化，并且在調(diào)制信號(hào)等于0的瞬間，書岸邊帶調(diào)幅波的高頻振蕩相位可能出現(xiàn)180度的相位突變。經(jīng)幅度調(diào)制后，基帶信號(hào)的頻譜被搬移到了載頻fc處。若模擬基帶信號(hào)帶寬為W,則調(diào)幅信號(hào)帶寬為2W,因?yàn)樵陬l域中輸出此調(diào)幅信號(hào)s的信道帶寬B=2W。2、畫出已調(diào)信號(hào)加導(dǎo)頻的振幅頻譜，算出導(dǎo)頻信號(hào)功率與已調(diào)信號(hào)功率之比。答：由圖可知，導(dǎo)頻信號(hào)功率與已

14、調(diào)信號(hào)功率的百分比為31.2%,接近理論值32%3、實(shí)驗(yàn)中載波提取的鎖相環(huán)中的LPF能不能用TIMS系統(tǒng)中的“TUNEABLEPF'?答：不能，TUNEABLELP葉WID一項(xiàng)中帶寬的濾波范圍是2kHz-12kHz，輸出信號(hào)頻率可能大于范圍被濾掉導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤，所以不能使用。4、若本實(shí)驗(yàn)中的音頻信號(hào)為1kHz,請(qǐng)問實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的PLL能否用來提取載波？為什么？答：不能，因?yàn)殒i相環(huán)的截止頻率為2.8kHz,如果音頻信號(hào)為1kHz則鎖相環(huán)會(huì)跟蹤音頻信號(hào)，造成信號(hào)失真。5、若發(fā)端不加導(dǎo)頻，收端提取載波還有其他方法嗎？請(qǐng)畫出框圖答：使用平方環(huán)法或科斯塔斯環(huán)法提取。平方環(huán)法框圖：Sam(t)Ac

15、(AAmSin(2fmt)sin2fAA(1asin(2fmt)sin2fj其中調(diào)幅系數(shù)aamoAAM信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)m成正比，為避免產(chǎn)生過調(diào)制（過調(diào)會(huì)引起包絡(luò)失真）要求a1。AM信號(hào)的振幅頻譜具有離散的大載波，這是與DSB-SCAMB號(hào)的振幅頻譜的不同之處。由Amax和Am.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AmaxAminaAmaxAmin如圖所示為AMS制的過程和頻譜示意圖。產(chǎn)生AM信號(hào)的方法有兩種，分別如下圖所示直迸電壓相加E3國2.3.2產(chǎn)生AM信號(hào)的方法之一圖2. 3. 3產(chǎn)生AM信號(hào)的方法之二當(dāng)心相'BEM，二-4的2穩(wěn)第二種方法與實(shí)驗(yàn)一D

16、SB-SCAM1號(hào)加導(dǎo)頻的產(chǎn)生方法類似，只是AM信號(hào)的離散載波要足夠大，以避免產(chǎn)生過調(diào)制。本實(shí)驗(yàn)采用第一種方法產(chǎn)生AM信號(hào)。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-SCAM9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)備更加簡單。本實(shí)驗(yàn)采用包絡(luò)檢波方案。、實(shí)驗(yàn)框圖1、AM信號(hào)的產(chǎn)生I' 7IP1IER隼 肅調(diào) 叁2、AM1號(hào)的非相干解調(diào)AKIM,一珀陽2.亂5AM京4的富蝌1為為二總注幡意四、實(shí)驗(yàn)步驟1、AM信號(hào)的產(chǎn)生(D按圖進(jìn)行各模塊之間的連接。(2)音頻振蕩

17、器輸出為5KHz;主振蕩器輸出為100KHZ,乘法器輸入耦合開關(guān)置于DC狀態(tài)。(3)分別調(diào)整加法器的增益G以g均為1。(4)逐步增大可變直流電壓，使得加法器輸出波形是正的。(5)觀察乘法器輸出波形是否為AM波形。(6)測(cè)量AM言號(hào)的調(diào)幅系數(shù)a值，調(diào)整可變直流電壓，使a=0.8。(7)測(cè)量a=0.8的AM信號(hào)振幅頻譜。2、AM1號(hào)的非相干解調(diào)(1)輸入的AM言號(hào)的調(diào)幅系數(shù)a=0.8o(2)用示波器觀察整流器的輸出波形。(3)用示波器觀察低通濾波器的輸出波形。(4)改變輸入AM1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。(5)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

18、與分析AM言號(hào)的產(chǎn)生1、音頻振蕩輸出信號(hào)由圖可看出，調(diào)制信號(hào)頻率約為5kHz。2、調(diào)整a=0.8后AM言號(hào)振幅及頻譜由上圖可看出a=0.8。在頻譜圖中，在 右5kHz處有搬移后的邊頻分量。3、當(dāng)a=0.8時(shí)，整流器輸出波形100kHz處有明顯的載頻分量，在左chi i wv ch?nnv so onusg心口nothRIGCIL4、當(dāng)a=0.8時(shí)，解調(diào)輸出波形5、當(dāng)a=1時(shí)，信號(hào)過零點(diǎn)。所以，當(dāng)a>1時(shí)，信號(hào)必將出現(xiàn)失真。6、當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率改變時(shí)，信號(hào)解調(diào)出現(xiàn)失真。六、思考題1、在什么情況下，會(huì)產(chǎn)生AM1號(hào)的過調(diào)現(xiàn)象？答：當(dāng)調(diào)制系數(shù)大于1時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過調(diào)現(xiàn)象，此時(shí)幅度最小值不是實(shí)際最小值，

19、實(shí)際最小值應(yīng)為負(fù)值。2、對(duì)于a=0.8的AM信號(hào)，請(qǐng)計(jì)算載頻功率與邊帶功率之比值。答：AM言號(hào)公式為Sam(t)Ac1asin(2fmt)sin(2f#Pb(牛)24則可得其邊帶功率為：4A2R22載波功率為：2所以比值為3.1253、是否可用包絡(luò)檢波器對(duì)DSB-SCAMt號(hào)進(jìn)行解調(diào)？請(qǐng)解釋原因。答：不可以。因?yàn)橐颜{(diào)信號(hào)的包絡(luò)與m(t)不同，并不代表調(diào)制信號(hào)，有負(fù)值部分，且在與t軸的交點(diǎn)處有相位翻轉(zhuǎn)。而包絡(luò)應(yīng)該為正幅度。實(shí)驗(yàn)三：調(diào)頻(FM)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解用VCO乍調(diào)頻器的原理及實(shí)驗(yàn)方法。2、測(cè)量FM信號(hào)的波形圖及振幅頻率。3、了解利用鎖相環(huán)作FMS調(diào)的原理及實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1、FM信

20、號(hào)的產(chǎn)生若調(diào)制信號(hào)是單音頻信號(hào)macos(2fmt)則FM信號(hào)的表達(dá)式為Sfm(t)Accos2fct(t)其中aKf(t)sin2fmtsin2fmtfm一.aK,其中？2:為頻率偏移常數(shù)(Hz/V),一是調(diào)制指數(shù)。fm由卡松公式可知FM信號(hào)的帶寬為B2(1)fm產(chǎn)生FM信號(hào)的方法之一是利用VCO如下圖所示。m(t)ivccVCO勺輸入為m，當(dāng)輸入電壓為0時(shí)，VCC輸入頻率為fc；當(dāng)輸入模擬基帶信號(hào)的電壓變化時(shí),VCO勺振蕩頻率作相應(yīng)的變化。2、鎖相環(huán)解調(diào)FM信號(hào)鎖相環(huán)解調(diào)的原理框圖如下圖所示根據(jù)這一模型，相位差可表示為?(?)?= ?)?- ?才?-8?+ ?= ?(? ? ? ? 八?+

21、 ?r?(? ? ?q?p?»?/、 /-對(duì)上式進(jìn)行傅里葉變換，得到(?(?+ ?>(?= (?)其中的？(？?、？?(?分別是？?>(?痛口？N?勺傅里葉變化。整理上式得:?(?=?(?)?+ (看?夕?？合理設(shè)計(jì)？雙？?，使它滿足以下條件:i?W)? ?|?< ?=而而"?(?)這個(gè)結(jié)果表明，VCO勺控制電壓v(t)同基帶信號(hào)m(t)成正比，所以v(t)就是FP解調(diào)的輸出信號(hào)。鎖相環(huán)環(huán)路濾波器的頻率響應(yīng)G的帶寬應(yīng)與系帶信號(hào)的帶寬相同，這樣環(huán)路濾波器輸出的噪聲將被限帶于WVCO勺輸出是寬帶調(diào)頻信號(hào)，它的瞬時(shí)頻率跟隨接受調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率而變。由上面的分析

22、可以看出，鎖相環(huán)作FM解調(diào)時(shí)有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是開環(huán)增益(即鎖相環(huán)開環(huán)的增益)要足夠大，二是環(huán)路濾波器的帶寬要與基帶信號(hào)的帶寬相同。三、實(shí)驗(yàn)框圖1、FM信號(hào)的產(chǎn)生Al J! 510 CH5I I A I ORAIN C憫2、FM信號(hào)的鎖相環(huán)解調(diào)SYNt'M，i ru him"IE M'吩-c «H Bill K四、實(shí)驗(yàn)步驟1、FM信號(hào)的產(chǎn)生(1)單步調(diào)試VCOa.將VCO真塊的印刷電路板上的撥動(dòng)開關(guān)置于VCO莫式。將VCO8塊前面板上的頻率選擇開關(guān)置于“HI”狀態(tài)。然后，將VCO奠塊插入系統(tǒng)機(jī)架的插槽內(nèi)。b.將可變直流電壓模塊的輸出端與VCO模塊的Vin端相連

23、接，示波器接于VCO俞出端：?直流電壓為零時(shí)，調(diào)節(jié)VCO真塊的f0旋鈕，使VCO勺中心頻率為100赫茲。?在-2V至于+2范圍內(nèi)改變直流電壓，測(cè)量VCO勺頻率及線性工作范圍。?調(diào)節(jié)VCO奠塊的GAIN旋鈕，使得直流電壓在+/-2V范圍內(nèi)變化時(shí)，VCO勺頻率在+/-5HZ內(nèi)變化。(2)將音頻振蕩器的頻率調(diào)到2Hz,作為調(diào)制彳S號(hào)輸入于VCO勺Vin輸入端。(3)測(cè)量圖2.4.4中各點(diǎn)信號(hào)波形。(4)測(cè)量FM信號(hào)的振幅頻譜。2、FM信號(hào)的解調(diào)(1)單步調(diào)試VCOa.將VCO奠塊置于“VCO,前面板上的頻率選擇開關(guān)置于“HI”狀態(tài).b.將可變直流電壓模塊的輸出端與VCO奠塊的Vin端相連接。當(dāng)直流電

24、壓為零時(shí)，調(diào)節(jié)VCOf0旋鈕，使VCO勺中心頻率為100kHz。當(dāng)可變直流電壓為+/-1V時(shí)，調(diào)節(jié)VCO勺GAIN旋鈕，使VCO勺頻率偏移為+/-10kHz。(2)將鎖相環(huán)閉環(huán)連接，將另一個(gè)VCO乍信源，接入于鎖相環(huán)，測(cè)試鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶。(3)將已調(diào)好的FM信號(hào)輸入與鎖相環(huán)，用示波器觀察解調(diào)信號(hào)。若鎖相環(huán)已鎖定，則在鎖相環(huán)低通濾波器的輸出信號(hào)應(yīng)是直流分量疊加模擬基帶信號(hào)。(4)改變發(fā)端的調(diào)制信號(hào)頻率，觀察FM解調(diào)的輸出波形變化。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1.音頻信號(hào)與輸出FM信號(hào)432/%1'-mIIJli'l：1.；Lt/|_.r.eg|；：IIQ!|!i1.1.:1i

25、9;li-il,J'1.l.'ii".i*.I:.u.ItJ!1/".!1ii：1V0if1I.；|11!%!J.!1I-11|JMi|：!'-；i；1：1,IJ,|i1fflljill:.i!-2J1；1:7小-3-4Vx=3394mV,o=2058mV,xo=-1336mV1.61.20.80.40.0-0.4-0.850100150200250300350400450-1.2-50V2.0-1.6-2.0500人20Apr201610:01紅：原始信號(hào)藍(lán)：vco輸出信號(hào)2.FM輸出信號(hào)頻譜kHz3.FM信號(hào)的鎖相環(huán)解調(diào)>_t/.產(chǎn)嵬),/

26、Jfq1Ajfl1，J1fTr7*/3"/Ax=3394mV,o=2058mV,xo=-1336mV1.61.20.80.40.0-0.1-0.4-0.2-0.8-1.2-1.605010015035040045020025030020Apr201610:20V2.0-2.0500人紅：原始信號(hào)藍(lán)：解調(diào)信號(hào)六、思考題1、本實(shí)驗(yàn)的FM信號(hào)調(diào)制指數(shù)B是多少？FM信號(hào)的帶寬是多少?W 2(5kHz2kHz2.51)f 14kHz2、用VCOT生FM信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)生大頻偏的FM信號(hào)，缺點(diǎn)是VCO中心頻率穩(wěn)定程度差。為了解決FM大頻偏以及中心頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，可采用什么方案來產(chǎn)生FM信

27、號(hào)？答：為了使中心頻率穩(wěn)定，可以使用鎖相環(huán)形成反饋，使得它僅用確保VCO中心頻率的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確度與晶振一致。DDS帶通她波器*鑒相器環(huán)路濁波器VCOCLK3、對(duì)于本實(shí)驗(yàn)具體所用的鎖相環(huán)及相關(guān)模塊，若發(fā)端調(diào)制信號(hào)頻率為10kHz,請(qǐng)問實(shí)驗(yàn)三中的鎖相環(huán)能否解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)？為什么？答：不能，因?yàn)?0KHz不在鎖相環(huán)的同步帶內(nèi)，此時(shí)用鎖相環(huán)解調(diào)會(huì)使鎖相環(huán)進(jìn)入失鎖狀態(tài)，無法正確解調(diào)出原信號(hào)。4、用于調(diào)頻解調(diào)的鎖相環(huán)與用于載波提取的鎖相環(huán)有何不同之處？答：在調(diào)頻解調(diào)中使用的濾波器為低通濾波器，濾波器輸出接至示波器和VCO即鎖相環(huán)調(diào)后的顯示信號(hào)為低通濾波器的輸出信號(hào)；在時(shí)鐘提取中使用的濾波器為環(huán)路濾波器，

28、濾波器輸出僅接至VCO中，而鎖相環(huán)輸出信號(hào)應(yīng)為VCO勺輸出信號(hào)而不是低通濾波器的輸出信號(hào)。實(shí)驗(yàn)五：時(shí)鐘恢復(fù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1) 了解從線路碼中提取時(shí)鐘的原理。(2) 了解從RZ-AMI碼中提取時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)方法。(3)自主完成從BIP-RZ或UNI-RZ碼恢復(fù)時(shí)鐘的實(shí)驗(yàn)。二、實(shí)驗(yàn)原理：在數(shù)字通信中，接收端為了能從接受信號(hào)中恢復(fù)出原始的數(shù)據(jù)信號(hào)，必須要有一個(gè)與收到的數(shù)字基帶信號(hào)符號(hào)速率相同步的時(shí)鐘信號(hào)。通常，從接收信號(hào)中提取時(shí)鐘這一過程稱為符號(hào)同步或時(shí)鐘同步。1.BIP-RZ時(shí)鐘恢復(fù)假設(shè)數(shù)據(jù)獨(dú)立等概，該碼的功率譜密度無離散的時(shí)鐘分量，僅含連續(xù)譜,只須使用全波整流或者平方運(yùn)算，對(duì)于占空比為50%勺雙極性歸

29、零碼，得到整流或平方后的波形，可以看成是數(shù)據(jù)全為1的單極性歸零碼，即為時(shí)鐘信號(hào)。2.UNI-RZ時(shí)鐘恢復(fù)單極性歸零碼功率譜中包含了離散直流分量、連續(xù)譜、離散時(shí)鐘分量及奇次諧波分量，密度如下圖所示，可以利用窄帶濾波器或者鎖相環(huán)從單極性歸零碼中提取時(shí)鐘分量。2.6.2單極性歸零碼功率譜密度如果濾波器足夠窄，則窄帶濾波器的輸出功率譜密度中，連續(xù)譜部分形成的干擾可以忽略。此時(shí)輸出的時(shí)域信號(hào)為V(t)=2Ai1/2cos(2Rbt+巾)其中也是固定相移，可通過移相器校正，再通過整形電路可得到方波時(shí)鐘3.零均值限帶PAM寸鐘恢復(fù)可用方法很多，很多情況下取絕對(duì)值或者取平方可以得到時(shí)鐘的離散分量,這樣就可以提

30、取這個(gè)離散分量，再通過整形移相得到需要的時(shí)鐘。也可以通過超前滯后門同步器或者其他環(huán)路方式恢復(fù)時(shí)鐘。三、實(shí)驗(yàn)步驟：從RZ-AMI碼恢復(fù)時(shí)鐘(1)按書中示意圖連接模塊，將移相模塊印刷電路板上的撥動(dòng)開關(guān)撥到LO位置。(2)用示波器觀察實(shí)驗(yàn)連接圖的各點(diǎn)波形。(3)調(diào)節(jié)緩沖放大器的K旋鈕，使得放大器輸出波形足夠大，經(jīng)移相器移相后，比較器輸出TTL電平的恢復(fù)時(shí)鐘。(4)將恢復(fù)時(shí)鐘與發(fā)送時(shí)鐘分別送至雙蹤示波器，調(diào)節(jié)移相器的相移，使得恢復(fù)時(shí)鐘與發(fā)送端時(shí)鐘的相位一致。說明本實(shí)驗(yàn)從RZ-AMI碼恢復(fù)時(shí)鐘的原理。(5)將恢復(fù)時(shí)鐘送至線路解碼器的時(shí)鐘輸入端，線路碼的譯碼器輸出原發(fā)送的偽隨機(jī)序列。四、實(shí)驗(yàn)框圖ailCL

31、OCKRIGINIMVID#BYNoTRANSITIONDETECT（事©oiimihii.ttrdiaiIXTCLK號(hào)«U11UTH五、實(shí)驗(yàn)波形圖：從RZ-AMI碼恢復(fù)時(shí)鐘RZ-AMI碼輸出：FlIQOL乘法器輸出:低通濾波器輸出:RIGOLCH1IlODmVEOO.DuheDdaft：O.COOe緩沖放大器輸出:移相器輸出:恢復(fù)時(shí)鐘:解碼輸出:從BIP-RZ碼提取時(shí)鐘六、思考題(1)如何從分相碼中提取時(shí)鐘？答：利用01和10的中間跳變提取定時(shí)，分頻得到時(shí)鐘。(2)對(duì)于雙極性不歸零碼，如果發(fā)送數(shù)據(jù)中“1出現(xiàn)的概率為90%,請(qǐng)問如何從這樣的信號(hào)中提取時(shí)鐘？答：可利用呈現(xiàn)的頻

32、譜中的離散分量提取時(shí)鐘信號(hào)。(3)從限帶基帶信號(hào)中提取時(shí)鐘的原理是什么？答：將限帶基帶信號(hào)平方，然后通過鎖相環(huán)提取。原理框圖如下：實(shí)驗(yàn)六：眼圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈹?shù)字傳輸系統(tǒng)中“眼圖”的觀察方法及其作用、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)際通信系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過非理想的傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生畸變，總是在不同程度上存在碼間干擾的，系統(tǒng)性能很難進(jìn)行定量的分析，常常甚至得不到近似結(jié)果。而眼圖可以直觀地估價(jià)系統(tǒng)碼問干擾和噪聲的影響，是常用的測(cè)試手段。從眼圖的張開程度，可以觀察碼問干擾和加性噪聲對(duì)接收基帶信號(hào)波形的影響，從而對(duì)系統(tǒng)性能作出定性的判斷。三、實(shí)驗(yàn)框圖 NRZd.KesetXI<.IN|-RZ。)KE8ET荷BIP-R2A

33、LJJHMM 0F»n-i ©data 蒲MASI I KSKiNALSIIMk hh 公 CARRIER<eE.的網(wǎng)S3 kHz SAMri.i CLOCKLEI l hr KA 通通將Xft由港愉2 通通器人”SCLC)P|,：5EII r n*i軌I©* er©B chi TRIG。情AjS棒通選F琳出連接綱上it喜鞋式輸入 3界5小2噌出M 葭<上sin(oif) AQi*i 心四、實(shí)驗(yàn)步驟1、將可調(diào)低通濾波器模塊開關(guān)置于NORMfc置。2、將主信號(hào)發(fā)生器的8.33kHzTTL電平的方波輸入與線路編碼器的M.CLK端，經(jīng)四分頻后，由B

34、.CLK端輸出2.083kHz的時(shí)鐘信號(hào)。3、將序列發(fā)生器模塊的印刷電路板上的雙列直插開關(guān)選擇“10”，產(chǎn)生長為256的序列碼。4、用雙蹤示波器同時(shí)觀察可調(diào)低通濾波器的輸出波形和2.083kHz的時(shí)鐘信號(hào)并調(diào)節(jié)可調(diào)低通濾波器的TUN,鈕及GAIN旋鈕，以得到合適的限帶基帶信號(hào)波形，觀察眼圖。五、實(shí)驗(yàn)波形圖實(shí)驗(yàn)七：采樣、判決一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解采樣、判決在數(shù)字通信系統(tǒng)中的作用及其實(shí)現(xiàn)方法。2、自主設(shè)計(jì)從限帶基帶信號(hào)中提取時(shí)鐘、并對(duì)限帶信號(hào)進(jìn)行采樣、判決、恢復(fù)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。二、實(shí)驗(yàn)原理在數(shù)字通信系統(tǒng)中的接收端，設(shè)法從接受濾波器輸出的基帶信號(hào)中提取時(shí)鐘，用以對(duì)接受濾波器輸出的基帶信號(hào)

35、在眼圖睜開最大處進(jìn)行周期性的瞬時(shí)采樣，然后將各采樣值分別與最佳判決門限進(jìn)行比較做出判決、輸出數(shù)據(jù)。、實(shí)驗(yàn)框圖1、采樣、判決系統(tǒng)框圖MAMIR.OFIFM卜Wkllrv巧RKUee:Cij!四、實(shí)驗(yàn)步驟1、請(qǐng)自主設(shè)計(jì)圖2.8.1中的提取時(shí)鐘的實(shí)驗(yàn)方案，完成恢復(fù)時(shí)鐘（TTL電平）的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。請(qǐng)注意：調(diào)節(jié)恢復(fù)時(shí)鐘的相移，使恢復(fù)時(shí)鐘的相位與發(fā)來的數(shù)字基帶信號(hào)的時(shí)鐘相位一致（請(qǐng)將移相器模塊印刷電路板上的撥動(dòng)開關(guān)撥到“LO'位置）。2、按照?qǐng)D2.8.1所示，將恢復(fù)時(shí)鐘輸入于判決模塊的B.CLK時(shí)鐘輸入端（TTL電平）o將可調(diào)低通濾波器輸出的基帶信號(hào)輸入于判決模塊，并將判決模塊印刷電路板上的波形選擇開關(guān)SW收到NRZ-L位置（雙極性不歸零碼），SW2開關(guān)撥到“內(nèi)部