北郵通原實(shí)驗(yàn)報(bào)告

電子工程學(xué)院通信原理硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名班級(jí)學(xué)號(hào)班內(nèi)序號(hào)聯(lián)系電話指導(dǎo)教師:實(shí)驗(yàn)日期：目錄實(shí)驗(yàn)一雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB-SCAM） 4一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?4二、 實(shí)驗(yàn)原理 4三、 實(shí)驗(yàn)連接框圖 5四、 實(shí)驗(yàn)步驟 5五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 6六、 思考題 8七、 問題及解決 9實(shí)驗(yàn)二具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅（AM） 10一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?10二、 實(shí)驗(yàn)原理 10三、 實(shí)驗(yàn)連接框圖 11四、 實(shí)驗(yàn)步驟 12五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 12六、 思考題 16實(shí)驗(yàn)四線路碼的編碼與解碼 17一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?17二、 實(shí)驗(yàn)原理 17三、 實(shí)驗(yàn)連接框圖 18四、 實(shí)驗(yàn)步驟 18五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 18實(shí)驗(yàn)六眼圖 25一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?25二、 實(shí)驗(yàn)原理 25三、 實(shí)驗(yàn)連接框圖 25四、 實(shí)驗(yàn)步驟 25五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 26六、 問題及解決 26實(shí)驗(yàn)八二進(jìn)制通斷鍵控（OOK） 27一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?27二、 實(shí)驗(yàn)原理 27三、 實(shí)驗(yàn)框圖 27四、 實(shí)驗(yàn)步驟 28五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 29六、 思考題 34實(shí)驗(yàn)心得 35

實(shí)驗(yàn)一雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB-SCAM）實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釪SB-SCAM信號(hào)的產(chǎn)生及相干解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。了解DSB-SCAM的信號(hào)波形及振幅頻譜特點(diǎn)，并掌握其測量方法。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)提取載波的原理及實(shí)現(xiàn)方法。掌握鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶的測量方法，掌握鎖相環(huán)提取載波的調(diào)試方法。實(shí)驗(yàn)原理DSB-SCAM信號(hào)的產(chǎn)生及相干解調(diào)原理框圖如下將均值為0的模擬基帶信號(hào)m(t)與正弦載波c(t)相乘得到DSB-SCAM信號(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，其中一種方法是在發(fā)送端添加導(dǎo)頻（如上圖）。收端可用鎖相環(huán)來提取導(dǎo)頻信號(hào)作為恢復(fù)載波。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)sin(2πfct+φ)與輸入的導(dǎo)頻信號(hào)cos2πfct的頻率相同，但二者的相位差為(φ+A=鎖相環(huán)中的LPF帶寬窄，能通過Ap2sinφ分量，濾除因?yàn)棣蘸苄。詓inφ≈φ。LPF的輸出Ap2sinφ以負(fù)反饋的方式控制VCO，使其保持在鎖定狀態(tài)。鎖定后的VCO輸出信號(hào)相干解調(diào)是將發(fā)來的信號(hào)s(t)與恢復(fù)載波相乘，再經(jīng)過低通濾波器后輸出模擬基帶信號(hào)

A=經(jīng)過低通濾波器可以濾除四倍頻分量。而Ap2cosφ是直流分量，可實(shí)驗(yàn)連接框圖DSB-SCAM信號(hào)的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)步驟如圖，將音頻振蕩輸出的模擬音頻信號(hào)及主振蕩器輸出的100kHz模擬載頻信號(hào)分別用連接線連至乘法器的兩個(gè)輸入端。用示波器觀看音頻振蕩器輸出信號(hào)的信號(hào)波形的幅度及振蕩頻率，調(diào)整音頻信號(hào)的輸出頻率為10kHz，作為均值為0的調(diào)制信號(hào)m(t)。用示波器觀看主振蕩器輸出信號(hào)波形的幅度及振蕩頻率。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。測量已調(diào)信號(hào)的振幅頻譜，注意振幅頻譜的特點(diǎn)。將DSB-SCAM信號(hào)和導(dǎo)頻分別連到加法器的輸入端，觀看加法器的輸出波形及頻譜，分別調(diào)整加法器中的G和g，方法如下。首先調(diào)制增益G：將加法器的B輸入端接地，A輸入端接已調(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)的幅度。調(diào)節(jié)旋鈕G，使得加法器輸出幅度與輸入一致，此時(shí)G=1.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。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析10kHZ音頻信號(hào)乘法器輸出加法器輸出乘法器輸出頻譜導(dǎo)頻信號(hào)振幅頻譜幅度為已調(diào)信號(hào)的邊帶頻譜幅度的0.8倍思考題說明DSB-SCAM信號(hào)波形的特點(diǎn)DSB-SC為雙邊帶調(diào)幅，時(shí)域當(dāng)載波與m(t)同時(shí)改變極性時(shí)出現(xiàn)反相點(diǎn)，而反相點(diǎn)不影響性能。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(t)的信道帶寬B=2W。AM信號(hào)為具有離散大載波的雙邊帶幅度調(diào)制信號(hào)，它是在DSB-SB信號(hào)的基礎(chǔ)上加一離散的大載波分量，因此傳輸效率有所下降。AM信號(hào)因?yàn)榻庹{(diào)時(shí)要使用包絡(luò)檢波所以要保證|m(t)|≤1，使AM信號(hào)的包絡(luò)Ac[1+m(t)]總為正數(shù)。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。此時(shí)已調(diào)信號(hào)的功率約為-5dB，導(dǎo)頻信號(hào)的功率約為—16dB，導(dǎo)頻信號(hào)功率與已調(diào)信號(hào)功率之比為0.079問題及解決實(shí)驗(yàn)開始后我們將所有線全部插好后準(zhǔn)備用示波器和頻譜儀觀看所需的波形，但發(fā)現(xiàn)此時(shí)并不方便觀看所有波形，且按示意圖連接線后不能調(diào)整G和g。之后我們按實(shí)驗(yàn)步驟一步步操作，順利完成了實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)二具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅（AM）實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釧M信號(hào)的產(chǎn)生原理及實(shí)現(xiàn)方法。了解AM的信號(hào)波形及振幅頻譜的特點(diǎn)，并掌握調(diào)幅系數(shù)的測量方法。了解AM信號(hào)的非相干解調(diào)原理和實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)原理AM信號(hào)的產(chǎn)生若調(diào)制信號(hào)為單音頻信號(hào)m則單音頻調(diào)幅的AM信號(hào)表達(dá)式為s調(diào)幅系數(shù)a=AAM信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)m(t)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a≤1AM信號(hào)的振幅頻譜具有離散大載波，這是與DSB-SCAM信號(hào)的振幅頻譜的不同之處。下圖表示單音頻調(diào)幅AM信號(hào)的信號(hào)波形與振幅頻譜。若用Amax和Aa=實(shí)驗(yàn)中采用下圖所示方法產(chǎn)生AM信號(hào)AM信號(hào)的解調(diào)由于AM信號(hào)的振幅頻譜具有離散大載波，所以收端可以從AM信號(hào)中提取載波進(jìn)行相干解調(diào)，其實(shí)現(xiàn)類似于DSB-SCAM信號(hào)加導(dǎo)頻的載波提取及相干解調(diào)的方法。AM的主要優(yōu)點(diǎn)是可以使用包絡(luò)檢波器進(jìn)行非相干解調(diào)。本實(shí)驗(yàn)采用包絡(luò)檢波的方法。實(shí)驗(yàn)連接框圖實(shí)驗(yàn)步驟AM信號(hào)的產(chǎn)生如圖對(duì)各模塊進(jìn)行連接。音頻振蕩器輸出為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)。分別調(diào)整加法器的增益G和g均為1（或?yàn)槠渌线m值）。逐步增大可變直流電壓，使得加法器輸出波形為正。觀察乘法器輸出波形是否為AM波形。測量AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)a值，調(diào)整可變直流電壓，使a=0.8.測量a=0.8的AM信號(hào)振幅頻譜。AM信號(hào)的非相干解調(diào)輸入的AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)a=0.8。用示波器觀察整流器的輸出波形。用示波器觀察低通濾波器的輸出波形。改變輸入AM信號(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。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。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析加法器輸出可以看到波形的最小值在0電平之上，輸出為正。AM波形AM信號(hào)頻譜實(shí)驗(yàn)中測得Amax=1.52v，Amin整流器輸出波形濾波器輸出波形改變調(diào)幅系數(shù)后輸出波形此時(shí)a=1，出現(xiàn)過調(diào)制，信號(hào)失真。改變頻率后輸出波形改變頻率后檢波輸出波形頻率隨之改變。思考題什么情況下會(huì)產(chǎn)生AM信號(hào)的過調(diào)現(xiàn)象？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，實(shí)際最小值應(yīng)為負(fù)值。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。邊帶功率為P載波功率為P比值為3.125是否可用包絡(luò)檢波器對(duì)DSB-SCAM信號(hào)進(jìn)行解調(diào)？請(qǐng)解釋原因。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)四線路碼的編碼與解碼實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私飧鞣N常用線路碼的信號(hào)波形及其功率譜。了解線路碼的解碼。實(shí)驗(yàn)原理一些典型的線路碼的波形如下圖所示NRZ-L是雙極性不歸零碼NRZ-M是基于傳號(hào)的差分NRZ碼。信號(hào)電平在遇到傳號(hào)（即數(shù)據(jù)1）是改變，遇空號(hào)（數(shù)據(jù)0）不變。如果碼型的變化規(guī)律相反，則稱為NRZ-S，S代表空號(hào)。UNI-RZ是單極性歸零碼BIP-RZ是雙極性歸零碼RZ-AMI是歸零的傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼BIO-L是分相碼，O是相位符號(hào)φ，該碼也稱Manchester碼DICODE-NRZ是不歸零雙碼。每次輸入數(shù)據(jù)的邊沿跳變會(huì)輸出一個(gè)脈沖，其極性與前一脈沖相反。如果輸入沒有邊沿跳變則輸出0電平DUOBINARY是雙二進(jìn)制碼，即二進(jìn)制的第一類部分響應(yīng)的相關(guān)編碼實(shí)驗(yàn)連接框圖實(shí)驗(yàn)步驟如圖連接各模塊。主振蕩器8.33kHz信號(hào)（TTL電平）輸出至線路編碼器的M.CLK端，其內(nèi)部電路四分頻，由B.CLK端輸出頻率為2.083kHz、TTL電平的時(shí)鐘信號(hào)。用序列碼發(fā)生器產(chǎn)生一偽隨機(jī)序列數(shù)字信號(hào)輸入于線路編碼器。產(chǎn)生不同的線路碼。用示波器及頻譜儀觀察各線路碼的信號(hào)波形與功率譜。用線路碼解碼器對(duì)各線路碼進(jìn)行解碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析NRZ-L波形及功率譜NRZ-M波形及功率譜UNI-RZ波形及功率譜BIP-RZ波形及功率譜RZ-AMI波形及功率譜BIO-L波形及功率譜DICODE-NRZ波形及功率譜DUOBINARY波形及功率譜NRZ-L解碼NRZ-M解碼UNI-RZ解碼BIP-RZ解碼RZ-AMI解碼BIO-L解碼DICODE-NRZ解碼DUOBINARY解碼

實(shí)驗(yàn)六眼圖實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈹?shù)字基帶傳輸系統(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)碼間干擾和噪聲的影響，是常用的測試手段。從眼圖的張開程度，可以觀察碼間干擾和加性噪聲對(duì)接收基帶信號(hào)波形的影響，從而對(duì)系統(tǒng)性能做出定性的判斷。實(shí)驗(yàn)連接框圖實(shí)驗(yàn)步驟將可調(diào)低通濾波器模塊前面板上的開關(guān)置于NORM位置。將主信號(hào)發(fā)生器的8.33kHzTTL電平的方波輸入于線路碼編碼器的M.CLK端，經(jīng)四分頻后，由B.CLK端輸出2.083kHZ的時(shí)鐘信號(hào)。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TUNE旋鈕及GAIN旋鈕，以得到合適的限帶基帶信號(hào)波形，觀察眼圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析CH1為信號(hào)疊加產(chǎn)生的眼圖，CH2為經(jīng)四分頻后的2.083kHZ信號(hào)。最佳取樣時(shí)刻應(yīng)選擇在眼睛張開最大的時(shí)刻。圖中“眼睛”閉合的速率，即眼圖斜邊的斜率，表示系統(tǒng)對(duì)定時(shí)誤差靈敏的程度，斜邊愈陡，對(duì)定位誤差愈敏感。問題及解決實(shí)驗(yàn)初無論怎么調(diào)整低通濾波器的TUNE和GAIN旋鈕都不能在示波器上看到眼圖。后來發(fā)現(xiàn)是調(diào)節(jié)是速度過快，示波器也存在一定的延時(shí)。慢慢調(diào)節(jié)旋鈕后，在示波器上可以清晰地看到眼圖。

實(shí)驗(yàn)八二進(jìn)制通斷鍵控（OOK）實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釵OK信號(hào)的產(chǎn)生及其實(shí)現(xiàn)方法。了解OOK信號(hào)波形和功率譜的特點(diǎn)及測量方法。了解OOK信號(hào)的解調(diào)及其實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)原理二進(jìn)制通斷鍵控(OOK)方式是以單極性不歸零碼序列來控制正弦載波的導(dǎo)通與關(guān)閉。如圖所示。OOK信號(hào)的功率譜密度含有離散的載頻分量和連續(xù)譜（主瓣寬度為2RbOOK信號(hào)的解調(diào)方式有相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種。對(duì)于相干解調(diào)，可以從接收到的OOK信號(hào)提取離散的