北邮通信原理实验报告 g

电子工程学院

通信原理硬件实验报告

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指导教师:

实验日期： 2015 年5 月12 日— 5 月 15 日

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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信号的产生以及相干解调的原理和实现方法。 2、了解DSB-SC AM信号波形以及振幅频谱特点,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其实现方法。

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的调试方法。

二、实验原理

DSB信号的时域表达式为

sDSB(t)m(t)cosct

频域表达式为

1SDSB()[M(c)M(c)]

2其波形和频谱如下图所示

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将均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到DSB—SC AM信号，其频谱不包含离散的载波分量。

DSB—SC AM信号的解调只能采用相干解调。为了能在接收端获取载波，一种方法是在发送端加导频。收端可用锁相环来提取导频信号作为恢复载波。此锁相环必须是窄带锁相，仅用来跟踪导频信号。 在锁相环锁定时，VCO输出信号

的频率相同，但二者的相位差为

与输入的导频信号度，其中很小。锁相

环中乘法器的两个输入信号分别为发来的信号s(t)与锁相环中VCO

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的输出信号，二者相乘得到

在锁相环中的LPF带宽窄，能通过率分量及四倍频载频分量，因为很小，所以

分量，滤除m(t)的频约等于。LPF的输

出以负反馈的方式控制VCO,使其保持在锁相状态。锁定后的VCO输出信号

经90度移相后，以

作为相干解调的

恢复载波，它与输入的导频信号同频，几乎同相。

相干解调是将发来的信号s(t)与恢复载波相乘，再经过低通滤波后输出模拟基带信号，经过低通滤波可以滤除四倍载频分量，而是直流分量，可以通过隔直流电路滤除，于是输出为

。

（一）DSB-SC AM 信号产生原理图

（二）DSB-SC AM信号的相干解调及载波提取原理图

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三、实验步骤

（一）DSB-SC AM信号的产生

1、DSB-SC AM信号的产生

（1）将音频振荡器输出的模拟音频信号及住振荡器输出的100KHZ模拟载频信号分别用连线联结至乘法器的两个输入端。

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（2）用示波器观看音频振荡器输出信号的信号波形的幅度和激荡平率，调整为10KHZ。 （3）用示波器观看主震荡输出波形。

（4）用示波器观看乘法器的输出波形及其频谱。 （5）将已调信号和导频分量加到加法器的两个输入端，调整加法器上的参数G和g,使其与实际相符。观看输出波形及其频谱。具体调整方法如下:

a.首先调整增益G：将加法器的B输入接地端接地，A输入端接已调信号，用示波器观看加法器A输入端的信号幅度与加法器输出信号幅度。调节旋钮G，使得加法器输出幅度与输入一致，说明此时G=1

b.再调整增益g：加法器A输入端仍接已调信号，B输入端接导频信号。用频谱仪观看加法器输出信号的振幅频谱，调节增益g旋钮，使导频信号振幅频谱的幅度为已调信号的边带频谱幅度的0.8倍。此导频信号功率约为已调信号功率的0.32倍。

实验结果：

1、10kHz音频振荡器输出调制信号

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2.100khz主振信号

3.乘法器输出dsb-sc信号波形

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乘法器输出信号包络为调制信号，音频信号零点位置存在相位翻转。 4、已调信号波形

5、加法器中的G调整

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6、加法器中g的调整

dB0-10-20-30-40-50-600kHz5010015012May2015 20:38200250300

由图可知，导频信号振幅频谱的幅度为已调信号频谱的边带频谱幅度的0.8倍

六、思考题

1、说明DSB-SC AM信号波形的特点

答：DSB-SC为双边带调幅，时域当载波与m(t)同时改变极性时出现反相点，而反相点不影响性能。经幅度调制后，基带信号的频谱被搬 移到了载频fc处。若模拟基带信号带宽为W，则调幅信号带宽为2W，

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因为在频域中输出此调幅信号s(t)的信道带宽B=2W。 AM信号为具有离散大载波的双边带幅度调制信号，它是在DSB-SB信号的基础上加一离散的大载波分量，因此传输效率有所下降。AM信号因为解调时要使用包络检波所以要保证|m(t)|≤1，使AM信号的包络Ac[1+m(t)]总为正数。

七、问题及解决方法

这是本次通原实验的第一个实验，因为不太熟悉要求，11

。。。。。。。。

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、实验原理

1、AM

信号的产生

对于单音频信号

m(t)Amsin(2fmt)

进行AM调制的结果为

sAM(t)Ac(AAmsin(2fmt))sin2fctAcA(1asin(2fmt))sin2fct

其中调幅系数aAm，要求a1以免过调引起包络失真。 A由Amax和Amin分别表示AM信号波形包络最大值和最小值，则AM信号的调幅系数为

aAmaxAmin

AmaxAmin如图所示为AM调制的过程和频谱示意图。

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2、AM信号的解调

AM信号由于具有离散大载波，故可以采用载波提取相干解调的方法。其实现类似于实验一中的DSB-SC AM信号加导频的载波提取和相干解调的方法。

AM的主要优点是可以利用包络检波器进行非相干解调，可以使得接收设备更加简单。

三、实验框图

1、AM信号的产生

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2、AM信号的非相干解调

四、实验步骤

1、AM信号的产生

（1）按图进行各模块之间的连接。

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（2）音频振荡器输出为5KHz，主振荡器输出为100KHz，乘法器输入耦合开关置于DC状态。

（3）分别调整加法器的增益G以g均为1。

（4）逐步增大可变直流电压，使得加法器输出波形是正的。 （5）观察乘法器输出波形是否为AM波形。

（6）测量AM信号的调幅系数a值，调整可变直流电压，使a=0.8。 （7）测量a=0.8的AM信号振幅频谱。

2、AM信号的非相干解调

（1）输入的AM信号的调幅系数a=0.8。 （2）用示波器观察整流器的输出波形。 （3）用示波器观察低通滤波器的输出波形。

（4）改变输入AM信号的调幅系数，观察包络检波器输出波形是否随之改变。

（5）改变发端调制信号的频率，观察包络检波输出波形的变化。

五、实验结果与分析

1、加直流，使波形为正

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2、调整G，g使得a=0.8后AM信号频谱

3、AM信号振幅频谱

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dB0-10-20-30-40-50-60 kHz02040608012May2015 21:14100120140

4、示波器观察整流器的输出波形

5、用示波器观察低通滤波器的输出波形

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6 包络检波器输出波形

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六、思考题

1、在什么情况下，会产生AM信号的过调现象？

答：当调制系数大于1时，会产生过调现象，此时幅度最小值不是实际最小值，实际最小值应为负值。

2、对于a=0.8的AM信号，请计算载频功率与边带功率之比值。 答：AM信号公式为SAM(t)Ac[1asin(2fmt)]sin(2fct)

则可得其边带功率为：载波功率为：

Pc(Pb(Aca2)44

Ac2)22

所以比值为：=3.125

3、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。因为已调信号的包络与m(t)不同，并不代表调制信号，有负值部分，且在与t轴的交点处有相位翻转。而包络应该为正幅度。

七、问题及解决方法

有很多人说第二个实验简单，但就我们小组而言，这个实验是最难的。。。。。。。

实验四：线路码的编码与解码

一、 实验目的

1. 了解各种常用线路线路码的信号波形及其功率谱。

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2 . 了解线路码的解码。

二 实验步骤

实验装置连接图如下

1．用Tims 系统中主振荡器（Master Signals）、序列码产生（Sequence Generator）、线性编码器（Line-Code Encoder），缓 冲放大器 （Buffer Amplifier） ，线性解 码器（Line-Code Decoder）组成如图所示的线性编码电路和线性解码电路。

2．主振荡器8.33kHz 信号输入到线形编码器M.CLK 端，往

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其内部电路分频，由B.CLK输出，作为码时钟，频率8.33k/4，分别给序列码产生器和解码的时钟。

3．用序列码产生器产生一个数字信号，再加入线形编码器进行编码分别产生，不归零绝对码（NRZ-L），不归零相对码（NRZ-M），单极性归零码（UNT-RZ），双极性归零码（BIP-RZ），AMI 码和分裂码（Machester 码）用示波器观察通过放大器后的波形。

三 实验结果 NRZ—L：

NRZ—M：

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UNI RZ：

BIP RZ：

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RZ AMI：

解调波形：

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实验总结。。。。。。。

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实验六：眼图

一、实验目的

了解数字传输系统中“眼图”的观察方法及其作用。

二、实验原理

实际通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统

产生畸变，总是在不同程度上存在码间干扰的，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。而眼图可以直观地估价系统码间干扰和噪声的影响，是常用的测试手段。从眼图的张开程度，可以观察码间干扰和加性噪声对接收基带信号波形的影响，从而对系统性能作出定性的判断。

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三、实验框图

四、实验步骤

1、将可调低通滤波器模块开关置于NORM位置。 2、将主信号发生器的8.33kHz TTL电平的方波输入与线路编码器的M.CLK端，经四分频后，由B.CLK端输出2.083kHz的时钟信号。

3、将序列发生器模块的印刷电路板上的双列直插开关选择“10”，产生长为256的序列码。

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4、用双踪示波器同时观察可调低通滤波器的输出波形和2.083kHz的时钟信号。并调节可调低通滤波器的TUNE旋钮及GAIN旋钮，以得到合适的限带基带信号波形，观察眼图。 五、实验结果与分析

六、实验总结

这个实验最难的部分在于把眼图给调出来，调节的旋钮也总共只有。。。。。。。

实验八：二进制通断键控（OOK）

一、实验目的

1、了解OOK信号的产生及其实现方法。

2、了解OOK信号波形和功率谱的特点及其测量方法。

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3、了解OOK信号的解调及其实现方法。

二、实验原理

二进制通断键控(OOK)方式是以单极性不归零码序列来控制正弦载波的导通与关闭。如图所示。

OOK信号的解调方式有相干解调和非相干解调两种。本实验采用非相干解调。其原理图如图所示。

三、实验框图

1、OOK信号的产生

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2、OOK信号的非相干解调

四、实验步骤

1、OOK信号的产生

（1）用示波器观察图2.9.4中的各点信号波形。

（2）并用频谱仪测量图2.9.4各点的功率谱（将序列发生器模块印刷电路板上的双列直插开关拨到“11”，使码长为2048）。 2、OOK信号的非相干解调

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（1）用示波器观察2.9.5中各点的波形。

（2）自主完成时钟提取、采样、判决的实验任务（需要注意的是，恢复时钟的相位要与发来信号的时钟相位一致）。

五、实验结果与分析

1 乘法器X输出

dB100-10-20-30-40-5002040608015May2015 19:09100120140kHz

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2 乘法器Y输出

dB100-10-20-30-40-5002040608015May2015 19:10100120140kHz

3、OOK信号 由图可以清晰看出OOK信号与码序列的对比，输出为1时，OOK信号有输出，反之则为0。

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OOK信号频谱

dB100-10-20-30-40-5005010015015May2015 19:07200250300kHz

由图可知OOK信号频谱主瓣在100kHz处，宽度约为5kHz。码序列速率Rb=2.083bps，主瓣宽度约为2Rb

OOK信号的非相干解调

1 低通滤波输入信号

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2 低通滤波输出信号

3 时钟提取

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4 判决器BCLK的输入

BCLK的解调

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5、解调输出

由图可知，输出波形与原信号相比，仅存在一定的幅度衰减以及时延。

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六、思考题

对OOK信号的相干解调，如何进行载波提取？请画出原理框图及实验框图。

答：从接收到的OOK信号提取离散的载频分量，恢复载波。框图如下

七 实验总结

这个实验感觉就像。。。。。。

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