1、通信原理硬件實驗報告班級： 姓名： 學號： 實驗一：雙邊帶抑制載波調幅（dsb-sc am）實驗目的1. 了解dsb-sc am信號的產生及相干解調的原理和實現方法。2. 了解dsb-sc am的信號波形及振幅頻譜特點，并掌握其測量方法。3. 了解在發送dsb-sc am信號加導頻分量的條件下，收端用鎖相環提取載波的原理及其實現方法。4. 掌握鎖相環的同步帶和捕捉帶的測量方法，掌握鎖相環提取載波的調試方法。實驗步驟及系統框圖圖（1）抑制載波的雙邊帶產生方法dsb-sc am信號的產生（1） 按照圖所示，將音頻振蕩器輸出的模擬音頻信號及主振蕩器輸出的100khz模擬載波信號分別用連接線連至乘法器

2、的兩個輸入端（2） 用示波器觀看音頻振蕩器輸出信號的信號波形幅度及振蕩頻率，調整音頻信號的輸出頻率為10khz，作文均值為0的控制信號（3） 用示波器觀看主振蕩器輸出信號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，并注意已調信號波形的相位翻轉與調制信號波形關系（5） 測量已調信號的振幅頻譜，注意其振幅頻譜的特點（6） 按照圖將dsb-sc am信號及導頻分別連到加法器的輸入端，觀看加法器的輸出波形及振幅頻譜，分別調整加法器中的增益g和g，具體調整方法如下（a） 首先調整增益g：將加法器的b輸入接地端接地，a輸入端接已調信號，用示波器觀看加法器a輸入端的信號幅度與加法器輸出信號幅度

3、。調節旋鈕g，使得加法器暑促幅度與輸入一致，說明此時g=1（b） 將調整增益g：加法器a輸入端仍接已調信號，b輸入端接導頻信號。用頻譜儀觀看加法器輸出信號的振幅頻譜，調節增益g旋鈕，使導頻信號振幅頻譜的幅度為已調信號的邊帶頻譜幅度的0.8倍。此導頻信號功率約為已調信號功率的0.32倍。dsb-sc am信號的相干解調及載波提取1. 鎖相環調試單獨測量vco性能vco模塊及其電路框圖如圖所示。實驗中注意要將vco模塊印刷電路板上的開關撥到vco模式。將vco模塊前面板上的頻率選擇開關撥到hi載波頻段的位置，vco的vin輸入端暫不接信號（此時vin被模塊內部接地）。用示波器觀看vco的輸出波形及

4、工作頻率f0，然后旋轉vco模塊前面板上的f0旋鈕，改變vco中心頻率f0，其頻率范圍約為70130khz。然后將可變直流電壓模塊的dc輸出端與vco模塊的vin端相連接，雙蹤示波器分別接于vco輸出端及dc輸出端。當直流電壓為零時，調節vco模塊f0旋鈕，使vco的中心頻率為100khz。從-2v至+2v改變直流電壓，觀察vco的頻率及線性工作范圍。調節vco模塊的gain旋鈕，使得在可變直流電壓為+-1時的vco頻率偏移為+-10khz。值得注意的是，不同gain值對應不同的vco壓控靈敏度。單獨測量鎖相環中的相乘、低通濾波器的工作是否正常。按圖所示的電路圖進行實驗，即圖中的鎖相環處于開環

5、狀態。鎖相環中的lpf輸出端不要接至vco的輸入端。此時，圖中的乘法器相當于混頻器。在實驗中，將另一vco作為信號源輸出與乘法器。改變信號源vco的中心頻率，用示波器觀看鎖相環中的相乘、低通濾波的輸出信號，它應是輸入信號與vco輸出信號的差拍信號（差頻信號）。測量鎖相環的同步帶及捕捉帶。按圖將載頻提取的鎖相環閉環連接，仍使用另一vco作為輸入于鎖相環的信號源，如圖所示。鎖相環的輸出和輸入存在差頻或相差時，這種差別會體現在環路濾波器的輸出上。如果環路濾波器的輸出接近直流，它將對vco形成一個負反饋控制，使鎖相環輸出信號的頻率和相位能跟蹤輸入，此即同步狀態（鎖定狀態）。鎖定狀態下，若輸出信號的頻率

6、或相位發出輕微變化，vco的輸出都能進行跟蹤。如果環路濾波器的輸出是交變的，則鎖相環處于失鎖狀態。失鎖狀態下鎖相環中的乘法器相當于混頻器，此時環路濾波器輸出的是乘法器兩端輸入信號的差拍信號。設鎖相環當前處于鎖定狀態，向上或向下改變鎖相環的輸入信號頻率，使之遠離vco的中心頻率，則當輸入信號頻率超過某邊界值后，vco將不再能跟蹤輸入的變化環路失鎖。向上和向下改變輸入信號頻率對應有兩個邊界頻率，稱這兩個邊界頻率的差值為同步帶。若鎖相環當前處于失鎖狀態，向上或向下改變鎖相環的輸出信號頻率，使之接近vco的中心頻率，則當輸入信號頻率進入某邊界值后，vco將能跟蹤輸入的變化，環路鎖定。向上和向下有有兩個

7、邊界，稱這兩個邊界頻率的差值為捕捉帶。下面測量鎖相環的同步帶和捕捉帶。按圖進行連接，用示波器觀看鎖相環中lpf輸出端信號波形。首先將信號源vco的中心頻率調到比100khz小很多的頻率，使鎖相環處于失鎖狀態。調節信號源vco，使其頻率由低往高緩慢變化，當示波器呈現信號波形由交流信號變為直流信號時，說明鎖相環由失鎖狀態進入了鎖定狀態，記錄輸入信號的頻率f2，如圖所示。該圖表示鎖相環鎖定時，環路控制電壓vin與輸入信號頻率的關系。在鎖定狀態下，環路控制電壓vin是直流。繼續將信號源的頻率往高調節，環路電壓vin跟著變化，直到示波器見到的信號波形由直流突變為交流信號，說明鎖相環失鎖，記錄此時的輸入信

8、號頻率f4。再從f4開始，將輸入信號頻率從高往低調，記錄再次捕捉到同步時的頻率f3.繼續向低調節頻率，直到再次失鎖，記錄頻率f1。上述過程反復進行幾次。由鎖相環鎖定時的環路電壓vin與輸入信號頻率的關系可畫圖，根據測量得到的f1、f2、f3及f4值可算出鎖相環的同步帶及捕捉帶為:同步帶 f1=f4-f1捕捉帶 f2=f3-f2在上述基礎上，當vco的壓控靈敏度為10khz/v時，此鎖相環的同步帶約為12khz，對應的vin輸入的直流電壓約為0.6v。最后，將主振蕩器模塊的100khz，余弦信號輸入于鎖相環，適當調節鎖相環vco模塊中的f0旋鈕，使鎖相環鎖定于100khz，此時lpf輸出的直流電

9、平約為零電平。2恢復載波（1）將圖中的鎖相環按上述過程調好，在按照圖的實驗連接，將加法器輸出信號接至鎖相環的輸出端。將移相器模塊印刷電路板上的頻率選擇開關撥到hi位置。（2）用示波器觀察鎖相環的lpf輸出信號是否是直流信號，以此判斷載波提取pll是否處于鎖定狀態。若鎖相環鎖定，用雙蹤示波器可以觀察發端導頻信號cos2fct與鎖相環vco輸出的信號sin(2fct+)時候同步的，二者的相應相位差為90+，且很小。若鎖相環失鎖，則鎖相環lpf輸出波形是交流信號，可緩慢調節鎖相環vco模塊的f0旋鈕，直至鎖相環lpf輸出為直流，即鎖相環由失鎖進入鎖定，繼續調接f0旋鈕，使lpf輸出的直流電壓約為0電

10、平。（3）在確定鎖相環提取載波成功后，利用雙蹤示波器分別觀察發端的導頻信號及收端載波提取鎖相環中vco的輸出經移相后的信號波形，調節移相器模塊中的移相旋鈕，達到移相90，使輸入于相干解調的恢復載波與發來的導頻信號不僅同頻，也基本同相。（4）用頻譜儀觀測恢復載波的振幅頻譜，并加以分析。3相干解調（1）在上述實驗的基礎上，按照圖2.2.3所示，將相干解調的相乘、低通濾波模塊連接上（將“tuneable lpf”模塊前面板上的頻率范圍選擇開關撥到wide位置），并將發送來的信號與恢復載波分別連至相干解調的乘法器的兩個輸入端。（2）用示波器觀察相干解調相乘、低通濾波后的輸出波形。改變發端音頻振蕩器的頻

11、率，解調輸出信號也隨之改變。需指出，由于本實驗系統所提供的鎖相環中的rc lpf的3db帶寬為2.8khz，所以此dsb-sc am實驗的調制信號頻率選為10khz。實驗結果音頻振蕩器輸出10khz正弦信號作為調制信號。基帶輸入信號波形圖：載波波形：乘法器輸出的已調信號波形及頻譜：分別調整加法器中的增益g和g，觀看加法器輸出波形及振幅頻譜。調整g=1加法器輸出：調整g，導頻信號振幅幅度為已調信號邊帶頻譜0.8倍調vco的壓控靈敏度，觀察vco頻譜vco開環鎖相環通過低通之前的頻譜vco開環過低通后波形及頻譜閉換vco過低通之前)失鎖閉環過低通由頻譜可清楚地看到低通濾波器濾掉了高頻成分兩頻率相差

12、極大，鎖相環輸出頻率相差極大時過低通后由其頻譜可見當兩頻率相差極大是鎖相環輸出亦接近零頻，效果類似于“被鎖定”。鎖相環鎖定鎖定頻譜鎖相環失鎖鎖相環同步帶與捕捉帶取值： f1f2f3f4f/khz95.0596.68104.45106.34vin/v0.520.4-0.36-0.52示意圖：(鎖相環中心頻率f0=100.49khz，見上鎖相環鎖定頻譜圖)恢復載波在調節好鎖相環之后,lpf輸出已經基本為直流信號了,這是表示鎖相環已經是鎖定狀態了而此時用雙蹤示波器觀察到導頻信號和鎖相環輸出信號是同步的,相位相差約為90相移后相干解調對比波形用示波器觀察解調信號和dsb-sc am信號,可以看出解調后

13、的波形和am信號的包絡基本是一致的。.實驗結果分析由時域可知產生的已調信號存在相位翻轉。由頻譜可以看出，產生的雙邊帶抑制載波調幅信號被搬移到載頻附近，但不包含離散分量，這是由于模擬基帶信號的頻譜成分中不包含離散的直流分量。當調節加法器增益后，輸出波形幅度也相應變化，說明已調信號的幅度與載頻幅度成正比。截圖中的差頻信號圖揭示了鎖相環工作原理，即利用輸入和輸出的頻差調解反饋控制電路，形成頻率鎖定。當鎖相環輸入頻率接近vco的中心頻率時，處于鎖定狀態，而頻率相差變大時，鎖相環失鎖，但試驗中發現當兩頻率相差大到一定程度時，鎖相環又進入“鎖定”狀態，又上圖的頻譜可清晰地發現這一規律。鎖定時導頻信號和鎖相

14、環輸出信號是同步的,相位相差約為90。由相干解調的截圖可知，解調信號和產生的dsb-sc am信號包絡基本是一致的，略有相移。當調解音頻輸入頻率超過一定范圍后，則會產生解調失真的情況。思考題1. 整理實驗記錄波形，說明dsb-scam信號波形特點。答:雙邊帶調幅信號的包絡仍然是隨調制信號而變化，但它已不能完全準確地反映低頻調制信號的變化規律。在調制信號的負半周，已調與原載波反相；在調制信號的正半周，已調波與原載波同相；在調制信號的過零點處，調幅信號發生1800相位突變。因為雙邊帶信號不包含載波,所以發送的全部功率都載有信息，功率利用率高。2. 整理實驗記錄振幅頻譜，畫出已調信號加導頻的振幅頻譜

15、圖（標上頻率值）。根據此振幅頻譜，計算導頻信號功率與已調信號功率之比。答：答：中心頻率為100khz，帶寬為20khz已調信號信號功率：ps=aca222=ac2a22導頻信號功率：pc=ap22再帶入實驗中測的數據得：pspc0.32fcfc+wfc-w3. 實驗中載波提取鎖相環的lpf是否可用tims系統中的”tuneable lpf”?請說明理由。答：不可以.實驗中使用的是rc lpf，參數為-3db 2.8khz，tuneable lpf是橢圓濾波器，截止頻率是5khz，通帶為紋波，會對實驗結果產生影響。4. 若本實驗中的音頻信號為1khz，請問實驗系統所提供的pll能否用來提取載波。

16、為什么？答：不能。實驗提供鎖相環濾波中心頻率為2.8khz，當音頻信號變為1khz時將不能得到正確輸出。5. 若發端不加導頻，收端提取載波還有其他方法嗎？請畫出框圖。答：在收端采用平方環法或costas環法從接收信號中提取載波。窄帶濾波器平方環法：環路濾波器平方 2psk信號移相器二分頻恢復載波vco科斯塔環：低通濾波恢復載波環路濾波vco 2psk信號-90低通濾波實驗二：具有離散大載波的雙邊帶調幅（am）實驗目的1. 了解am信號的產生原來及實現方法。2. 了解am的信號波形及振幅頻譜的特點，并掌握調幅系數的測量方法。3. 了解am信號的非相干解調原理和實現方法。實驗步驟及系統框圖am信號

17、的產生（1） 按圖2.3.4進行各模塊之間的連接。（2） 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置于dc狀態。（3） 分別調整加法器的增益g和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） 測量am信號的調幅系數a值，調整可變直流電壓，使a=0.8。（7） 測量a=0.8的am信號振幅頻譜。am信號的非相關解調（1） 輸入的am信號的調幅系數a=0.8。（2） 用示波器觀察整流器（rectifier）的輸出波形。（3） 用示波器觀察低通濾波器（lpf）的輸出波形。（4） 改變輸入am信號的調幅

18、系數，觀察包絡檢波器輸出波形是否隨之改變。（5） 改變發端調制信號的頻率，觀察包絡檢波輸出波形的變化。圖（2）振幅調制的產生方法實驗結果am波的形成：1.調整加法器的增益a) g的調整將加法器的一個輸入接地,另一個接信號,用示波器觀察輸入輸出波形振幅,調整到其振幅相等時說明g=1b) g的調整將接地的輸入接信號,用示波器觀看加法器的輸出信號與輸入信號的振幅比,原理同上2加法器輸出為正我們的試驗臺時鐘信號出問題，發生指標不合格接到同學試驗臺上的正確時鐘信號3.am波形：a=0.8振幅頻譜：am波形過調am的解調輸出：非相干解調通過整流器輸出波形，由于經過乘法器，得到和頻和差頻，頻譜中正好可以得到

19、這個結論。整流過調波形低通濾波器輸出波形改變輸入am的調幅系數，觀察包絡檢波器的輸出波形調幅系數增大調幅系數減小改變發端調制信號的頻率，觀察包絡檢波輸出頻率增大頻率減小實驗結果分析在進行試驗時，發現連線正確卻總是得不到穩定的理想波形，于是猜想是信號源可能出現了問題，在對信號發生器進行示波器觀察的時候發現波形不穩定，有一個低頻分量驗證了猜想。在a1時會產生am信號的過調現象。2. 對于a=0.8的am信號，請計算載頻功率與邊帶功率之比值。答：比值為3.125。3. 是否可用包絡檢波器對dsb-scam信號進行解調？請解釋原因。答：不可以，因為dsbsc am 信號波形的包絡并不代表調制信號，在與

20、t 軸的交點處有相位翻轉。實驗三：調頻(fm)實驗目的1.了解用vco作調頻器的原理及實驗方法。2.測量fm信號的波形及振幅頻譜。3.了解利用鎖相環作fm解調的原理及實現方法。實驗步驟fm信號的產生（1）單獨調測vco（a）將vco模塊的印刷電路板上的撥到開關置于vco模式，將頻率選擇開關置于“hi”狀態。然后，將vco模塊插入插槽（b）將可變直流電壓模塊的輸出端與vco模塊的vin端相連接，示波器接vco輸出端l 當直流電壓為0時，調節f0旋鈕，使vco中心頻率為100khzl 在-2v+2v范圍內改變直流電壓，測量vco的頻率及線形工作區域l 調節vco的“gain”旋鈕，是的直流電壓在-

21、2v+2v范圍內變化時，頻率在-5khz+5khz范圍內變化（2）將音頻振蕩器的頻率調到2khz，作為調制信號輸入于vco的vin端（3）測量各點波形（4）測量fm波的振幅頻譜fm信號的鎖相環解調（1）單獨調測vco（a）將vco模塊的印刷電路板上的撥到開關置于vco模式，將頻率選擇開關置于“hi”狀態。然后，將vco模塊插入插槽（b）將可變直流電壓模塊的輸出端與vco模塊的vin端相連接，示波器接vco輸出端l 當直流電壓為0時，調節f0旋鈕，使vco中心頻率為100khzl 調節vco的“gain”旋鈕，是的直流電壓在-1v+1v范圍內變化時，頻率在-10khz+10khz范圍內變化（2）

22、將鎖相環閉環連接，將另一個vco作為信源，接入鎖相環，測試鎖相環的同步帶及捕捉帶。（3）將已調測好的fm信號輸入于鎖相環，用示波器觀察解調信號。若鎖相環已鎖定，則在lpf輸出的信號應該是直流分量疊加模擬基帶信號。（4）改變發端的調制信號頻率，觀察fm解調的輸出波形變化。實驗結果1.fm波的產生vco100khz的中心頻率音頻震蕩信號調到2khz產生的fm波的波形可見在原信號幅度較大時，fm波頻率較小，波形較松；原信號幅度較小時，fm波頻率較大，波形較密。vco開環鎖相環通過低通之前的頻譜vco開環過低通后波形及頻譜閉換vco過低通之前)失鎖閉環過低通由頻譜可清楚地看到低通濾波器濾掉了高頻成分兩

23、頻率相差極大，鎖相環輸出頻率相差極大時過低通后由其頻譜可見當兩頻率相差極大是鎖相環輸出亦接近零頻，效果類似于“被鎖定”。鎖相環鎖定鎖定頻譜解調輸出波形實驗結果分析觀察波形，與原始信號波形對比可知，在幅值達到最大時，fm波形密集，在幅值達到最小時，fm波形疏松。原始信號通過對頻率的影響，產生疏密差別，從而達到傳輸信息的作用。由頻域可知，fm波的帶寬較同情況下的am寬，頻域上頻譜成分豐富，且與調制系數有關。實驗中采用了鎖相環解調，使得vco的輸入輸出調頻信號是同頻的幾乎同相，能夠較好地解調出原調制信號。思考題1. 本實驗的fm信號調制指數是多少？fm信號的帶寬是多少？答：調制指數為2.5khz/v

24、，信號帶寬為b=21+fm=14khz2. 為了解決fm大頻偏及中心頻率穩定度之間的矛盾，可采用什么方案來產生fm信號？答：采用間接調頻的辦法，即先產生窄帶信號，再經過倍頻、混頻產生符合要求的寬帶信號。3. 對于本實驗具體所用的鎖相環及相關模塊，若發端調制信號頻率為10khz，請問實驗三中的鎖相環能否解調出原調制信號？為什么？答：不能。當發端調制信號頻率超過一定范圍時，將不能與鎖相環的環路濾波相匹配，無法解調出原調制信號。4. 用于調頻解調的鎖相環與用于載波提取的鎖相環有何不同？答：調頻解調的鎖相環的輸出是lpf的輸出，其頻率和相位與調頻信號時相同的；恢復載波的鎖相環的輸出是vco的輸出，其頻

25、率與調頻信號是相同的，但相位與原調制信號相差90。實驗四：線路碼的編碼與解碼實驗目的1. 了解各種常用線路線路碼的信號波形及其功率譜。2. 了解線路碼的解碼。實驗步驟及連接圖1用tims系統中主振蕩器（master signals）、序列碼產生（sequence generator）、線性編碼器（line-code encoder），緩沖放大器（buffer amplifier），線性解碼器（line-code decoder）組成如圖（10）所示的線性編碼電路和線性解碼電路。2主振蕩器 8.33khz 信號輸入到線形編碼器 m.clk 端，往其內部電路分頻，由 b.clk輸出，作為碼時鐘，頻

26、率 8.33k/4，分別給序列碼產生器和解碼的時鐘。3用序列碼產生器產生一個數字信號，再加入線形編碼器進行編碼分別產生，不歸零絕對碼（nrz-l），不歸零相對碼（nrz-m），單極性歸零碼（unt-rz），雙極性歸零碼（bip-rz），ami 碼和分裂碼（machester碼）用示波器觀察通過放大器后的波形，并觀察眼圖。圖（10）線性編碼與解碼連線圖4將此信號通過緩沖放大器，作為模擬信道，其帶寬可以調整，用示波器觀察通過放大器后的波形，并觀察其眼圖。5再用線性解碼器解碼，此時輸入的狀態要和編碼器輸出狀態相同。6用加法器和噪聲產生器構成有線信道，重復以上實驗。實驗結果原始碼型1. 雙極性不歸零碼

27、（nrz-l）信號波形2. 基于傳號的差分雙極性不歸零碼（nrz-m）信號波形3. 單極性不歸零碼（uni-rz）信號波形4. 雙極性歸零碼（bip-rz）信號波形5. 歸零的傳號交替反轉碼（rz-ami）信號波形6. bio-l信號波形7. dicode-nrz信號波形8. duobinary信號波形實驗結果分析由上述的頻譜分析可以清晰地看出各種編碼的特性：例如對比雙極性不歸零碼與單極性不歸零碼，從其頻譜中可得單極性不歸零碼具有離散分量；雙極性歸零碼的主瓣寬度是雙極性不歸零碼的主瓣寬度的兩倍。這些和書上學到的知識一致，通過實驗我們對這些書本上的知識有了更直觀更深刻的理解。在收端，只要將雙極性

28、歸零碼的信號波形經簡單的非線性變換（全波整流）變為單極性歸零碼，即可從中提取定時信息。實驗五：時鐘恢復實驗目的(1) 了解從線路碼中提取時鐘的原理(2) 了解從rz-ami碼中提取時鐘的實現方法實驗步驟（1） 按圖連接各模塊。將移向模塊印刷電路板上的撥動開關撥到lo。（2） 用示波器觀察各點波形。（3） 調節緩沖放大器的k波形，是的放大器輸出波形足夠大，經移相器移相后，比較器輸出ttl電平的恢復時鐘。（4） 就恢復時鐘與發送時鐘分別送至雙蹤示波器，調節移相器的移相，使得恢復時鐘與發送端時鐘相位相一致。說明原理（5） 將恢復時鐘送至線路解碼器的時鐘輸入端，線路碼的譯碼器輸出原發送的偽隨機序列。實

29、驗結果輸入ami的波形圖經過multiplier的輸出經過乘法器后，波形全變為正，并且頻譜成分增加，在頻率為二分之一碼速附近功率較大經過bitclock out bpf1的輸出經過帶通濾波器，取出信號主要成分，即時鐘分量buffer out (ka)phase shifter oututilities out(提取得到的時鐘)提取的時鐘為離散的脈沖信號，在頻譜上清晰顯示出來。line-code decoder(解碼輸出)實驗結果分析由于ami(rz)碼的傳號交替反轉，所以其信號波形的功率譜中無離散的直流分量，功率集中于頻率為二分之一碼速附近。雖然它的功率譜中無離散時鐘分量，在收端，通過乘法器，

30、將雙極性歸零碼的信號波形經簡單的非線性變換（全波整流）變為單極性歸零碼，即可從中提取出離散的時間分量，再經過還原可以得到原始波形中的完整時鐘。實驗六：眼圖實驗目的了解數字基帶傳輸系統中“眼圖”的觀察方法及其作用。實驗步驟1. 將可調低通濾波器模板前面板上的開關置于norm位置。2. 將主信號發生器的8.33khzttl電平的方波輸入于線路碼編碼器的m.clk端，經四分頻后，由b.clk端輸出2.083khz的時鐘信號。3. 將序列發生器模塊的印刷電路板上的雙列直插開關選擇“10”，產生長為256的序列碼。4. 用雙蹤示波器同時觀察可調低通濾波器的輸出波形及2.083khz的時鐘信號。并調節可調

31、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波形，觀察眼圖。實驗結果眼圖圖形實驗結果分析將接收波形輸入于示波器垂直放大器，同時調整示波器的水平掃描周期為輸入碼元周期的整數倍，這時在示波器上就出現了眼圖。如圖所示，為二進制pam產生的眼圖。通過“眼睛”的張開程度可以觀察碼間干擾和加性噪聲對接收基帶信號的影響，從而估計出系統的性能。圖中“眼睛”張開較大，斜邊的斜率較陡，說明該系統性能較好，噪聲等影響較小。實驗七：采樣、判決實驗目的1. 了解采樣、判決在數字通信系統中的作用及其實現方法。2. 自主設計從限帶基帶信號中提取時鐘、并對限帶基帶信號進行采樣、判決、恢復數據的實驗方案，完

32、成實驗任務。實驗步驟1. 自主設計圖中的提取時鐘的實驗方案，完成恢復時鐘（ttl電平）的實驗任務。2. 按照下圖所示，將恢復時鐘輸入于判決模塊的b.clk時鐘輸入端（ttl電平）。將可調低通濾波器輸出的基帶信號輸入于判決模塊，并將判決模塊印刷電路板上的波形選擇開關sw1撥到nrz-l位置（雙極性不歸零碼），sw2開關撥到“內部”位置。3. 用雙蹤示波器同時觀察眼圖及采樣脈沖。調節判決模塊前面板上的判決點旋鈕，使得在眼圖睜開最大處進行采樣、判決。對于nrz-l碼的最佳判決電平是零，判決輸出的是ttl電平的數字信號。實驗結果恢復時鐘在眼圖睜開最大處采樣同時觀察序列輸入與判決輸出的波形實驗結果分析整

33、流提取時鐘并通過移相器使其與原來的定時信息同步，將眼圖的中央橫軸位置作為判決門限，在“眼睛”張開最大處進行采樣，得到判決輸出，基本恢復了原來的信號。思考題對于滾降系數a=1升余弦滾降的眼圖，請示意畫出最佳取樣時刻和最佳判決門限。最佳采樣時刻nts最佳判決門限：0六次通原硬件實驗通過和隊友的合作完成了實驗要求的全部內容，在實驗中學習鞏固了理論課的知識點。通過這次試驗我們主要有兩點收獲：第一，硬件實驗不同于軟件實驗，它有很大的不確定性。實驗板，示波器等儀器隨時可能出現意想不到的問題，這就需要我們細心，耐心地進行實驗中的每一步。例如在我們組的實驗過程中，8.3khz正弦信號源多次出現不穩定的情況，我

34、們只好用很長的連線連到別的組的實驗箱上；試驗箱直流電源有問題，我們就利用示波器下面獨立的直流電源做替代。這些過程看似磨難，延緩了我們的試驗進度，但也正是這些困難使我們有了真正的鍛煉與提高。另外實驗儀器的精確程度并不高，因此在實驗過程中，需要多多調節使得實驗結果更加逼近理論值。這里不得不提到的是鎖相環解調本書中多次用到的一個重要方法。通過設置合理的pll可以大大減小頻率不穩定、相位偏移等因素，在實際中也是被廣泛應用的。第二，試驗中的一些結論都是書本上講過的，失去了新鮮感，于是最開始我們抱著一種完成任務的心態來進行這次試驗。但老師對于頻譜圖的要求使我們發現了自己動手來證明書上結論的樂趣與意義。從時

35、域和頻域兩個方面直觀地看出輸出波形的特點并不僅僅是一個硬性的要求，更是這次試驗的關鍵所在。通過對各種頻譜的觀察，例如：過乘法器前后的頻譜對比以及過低通濾波器前后的頻譜對比，對書本上的知識有有了更直觀的認識。配合理論課知識，通過實踐加深理解和認識，是本次實驗的主要目的，也是我們完成實驗后的重要收獲。另外通過動手實踐也對通原硬件實驗有所了解，通過多次的練習熟悉它們的特點利于在以后的實驗中合理選擇模塊進行實驗，提高實踐能力。最后，再次感謝老師在實驗中給予我們的幫助與指導。實驗八：二進制通斷鍵控(ook) 實驗目的1. 了解ook信號的產生及其實現方法。2. 了解ook信號波形和功率譜的特點及其測量方

36、法。3. 了解ook信號的解調及其實現方法。實驗原理ook的產生原理圖：實驗步驟1. 如下圖連接電路，產生ook信號。用示波器觀察各點信號波形，并用頻譜儀觀察各點功率譜（將序列發生器模塊印刷電路板上的雙列直插開關撥到“11”，使碼長為2048）。2. 如下圖連接，自主完成時鐘提取、采樣、判決，產生ook的非相干解調信號。用示波器觀察各點波形。實驗結果1.ook信號的產生multiplierinput&output 時域及頻域波形：master signals output&output 時域及頻域波形：2.ook信號的非相干解調經過rectifier整流后提取的時鐘：采樣脈沖 & ook輸出：

37、實驗結果分析從乘法器輸入方波的頻域圖中可以看出其頻譜為sa函數，邊帶衰減較慢。從ook的波形圖及乘法器的兩個輸入信號波形中可以看出實驗較好的產生了ook信號。從ook的頻譜圖中可以看出，調制之后三角函數將方波的頻譜搬移到了f=100khz的地方。從lpf的輸出波形可以看出，恢復的波形含有不少高頻分量，但是經過采樣判決輸出后還是很好的恢復了調制方波的波形。從采樣脈沖的波形圖中海可以看出脈沖的形成還是比較理想的。思考題對ook信號的相干解調，如何進行載波提取？請畫出原理框圖及實驗框圖。答：由于ook信號的頻譜中存在離散的載頻分量，所以可通過一個可調的低通濾波器來提取載波。原理框圖：窄帶濾波器輸入信

38、號輸入載波實驗框圖：低通窄帶濾波器增益器移相器輸入ook載波輸出實驗九：二進制移頻率鍵控(2fsk)實驗目的1. 了解連續相位2fsk信號的產生及實現方法。2. 測量連續相位2fsk信號的波形及功率譜。3. 了解用鎖相環進行的2fsk信號解調的原理及實現方法。實驗原理2fsk是用二進制數字基帶信號去控制正弦載波頻率，發送傳號（數據“1”）和空號（數據“0”）時的載波頻率分別為f1和f2。2fsk信號可以分為相位不連續2fsk和相位連續2fsk兩種。本實驗是后者。以雙極性不歸零碼為調制信號，對載波進行調頻得到的就是連續相位的2fsk。相位連續的2fsk的信號表達式為其中，kf是調頻器的頻率偏移常

39、數，單位是hz/v，b(t)是雙極性不歸零碼信號。若b(t)的幅度是+ab，則s(t)的最大頻偏是kfab，若近似以b(t)的主瓣帶寬rb作為b(t)的最高頻率，則按模擬調頻看待時的調頻指數為 f=kfabrb其帶寬卡松公式可近似為 2fsk2(f+1)rb。作為數字調頻，一般定義調制指數為 h=2frb=2kfabrb=2f；h=1/2的情形就是msk。可以用vco作為調頻器來產生相位連續的2fsk信號，如圖：連續相位2fsk信號的解調可采用類似于鎖相環調頻解調的方案，如圖：對鎖相環中lpf輸出的解調信號進行采樣、判決，然后輸出數字信號。本實驗僅完成鎖相解調任務，不做采樣、判決等內容。實驗步

40、驟2fsk的產生實驗連接圖2fsk的解調輸出連接圖連續相位2fsk信號的產生，如圖連接：1. 單獨測試vco壓控靈敏度。1.1首先將vco模塊的vin輸入端接地，調節vco模塊前面板上的f0旋鈕，使vco中心頻率為100khz。1.2將可變直流電源模塊的直流電壓輸入于vco的vin端。改變直流電壓值，測量vco的中心頻率隨直流電壓的變化情況，調節vco前面板上的gain旋鈕，使vco在輸入直流電壓為+2v時的頻偏為+2khz，即壓控靈敏度為1khz/v。2. 序列發生器的時鐘頻率為2.083khz，觀察圖中各點信號波形，并用頻譜儀測量2fsk信號的功率。2fsk的鎖相環解調連續相位2fsk信號

41、的鎖相環解調，如圖連接：1. 單獨測試vco壓控靈敏度。1.1首先將vco模塊的vin輸入端接地，調節vco模塊前面板上的f0旋鈕，使vco中心頻率為100khz。1.2將可變直流電源模塊的直流電壓輸入于vco的vin端。改變直流電壓值，測量vco的中心頻率隨直流電壓的變化情況，調節vco前面板上的gain旋鈕，使vco在輸入直流電壓為+1v時的頻偏為+10khz。2. 將鎖相環閉環連接，另外用一個vco作為信源，輸入于鎖相環的輸入端，測試鎖相環的同步帶及捕捉帶。3. 將已調好的連續相位2fsk信號輸入于鎖相環，觀察鎖相環是否已鎖定，若已鎖定，則鎖相環的lpf輸出是直流加上解調信號。若未鎖定，

42、則調解鎖相環vco的f0旋鈕，直至鎖定，并使lpf輸出的直流電平為0。觀察解調信號波形。實驗結果1. 測試vco壓控靈敏度。（f0=100khz）調節使vco壓控靈敏度為1khz/v：2.fsk的產生fsk信號及調制信號encoder output&input2fsk的解調輸出：實驗結果分析從encoder output&input的圖中可以看出，b.clk的頻率是m.clk頻率的四倍。從2fsk的波形圖中可以看出2fsk信號的能量不變即幅度不變，且在頻率變化處相位是連續的。 從2fsk信號的頻譜圖可以看出，f比較小，兩個信號波形之間的頻差較小。 在解調輸出時， 由于lpf不理想，輸出的解調波

43、形還是有一定的高頻分量，但是與調制信號的形狀還是大致吻合的，如果再經過經過判決輸出后還是可以很好的恢復原調制信號波形的。實驗十 二進制移相鍵控（2psk）及差分移相鍵控（dpsk）一、實驗目的1. 了解2psk信號的產生原理及實現方法。2. 測量2psk信號波形及其功率譜密度。3. 了解2psk信號的相干解調及實現方法。4. 了解差分移相鍵控（dpsk）的作用及其實現方法。二、實驗原理圖圖10.1圖10.2三、實驗步驟（一）dpsk信號的產生1. 用示波器測量圖10.1中個點的波形。2. 用頻譜儀測量圖10.1中個點的功率譜密度。測量頻譜時，應將序列發生器模塊印刷電路板上的雙列直插開關撥到“1

44、1”位置，以產生碼長為2048的序列碼。（二）dpsk信號的相干解調在本實驗中，恢復載波及恢復時鐘均是從發端節來的。1. 如圖10.2連接各個模塊。2. 將移相器模塊印刷電路板上的開關撥到“hi”位置。調節移相器的相移，使得用于相干解調的恢復載波相位與發來的信號相位一致。3. 用示波器測量圖10.2中個點的信號波形。4. 為了觀察恢復載波的相位模糊對于相干解調輸出波形的極性的影響，請撥動移相器模塊前面的+/-開關，觀察它對于相干解調相乘、低通的輸出波形及相對碼譯碼（差分譯碼）后的波形的影響。 四、實驗結果曲線及波形dpsk波形：功率譜：乘法器x：乘法器y：dpsk信號的相干解調：相干解調相乘：

45、低通輸出：輸入(紅)與解調輸出（藍）波形:相移180度相干解調相乘波形：低通輸出：相對譯碼輸出波形：實驗總結在這次實驗中，我學會了2psk信號的產生原理和實現方法，測量信號波形和其功率譜密度，了解了信號的想干解調及其實現方法。雖然實驗的整個過程充滿了曲折，有一個又一個的困難等著我們去解決，我們也曾想過放棄，也曾煩惱過，但每一節課的最后，驚喜總會出現，正是因為我們不斷的努力，成功才一步步向我們走來，每一個小小的進步都讓我們欣喜萬分。當最后大家都完整的做完整個實驗時，回過頭來看一看，我發現，只要堅持下去，成功就會向你招手實驗十一（選作）：信號星座實驗目的1. 了解mpsk及mqam的矢量表示式及其信號星座圖。2. 掌握mpsk及m