通信原理实验
辽宁大学信息学院
2005年5月
目录
实验一数字基带信号实验
(AMI/HDB3) (3)
实验二数字调制实验 (7)
实验三模拟锁相环与载波同步实验 (11)
实验四数字解调实验 (14)
实验五全数字锁相环与位同步实验 (18)
实验六帧同步实验 (22)
实验七数字基带通信系统实验 (25)
实验八2DPSK、2FSK通信系统实验 (29)
实验九AM调制解调通信系统实验 (30)
实验十PAM调制解调实验 (33)
实验十一PCM编译码实验 (36)
实验十二ADPCM编译码实验 (42)
实验十三CVSD调制解调实验 (47)
实验十四话音信号多编码通信系统实验 (51)
实验十五码型变换实验（CPLD开放模块实验） (53)
实验十六时分复用实验（CPLD开放模块实验） (56)
实验十七计算机通信实验（CPLD开放模块实验） (59)
实验十八5B6B编译码实验（CPLD开放模块实验）………………………………
61
实验一数字基带信号实验
一、实验目的
1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握AMI、HDB3的编码规则。
3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。
二、实验内容
1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。
三、基本原理
本实验使用数字信源模块、HDB3编译码模块和可编程逻辑器件模块。
1、数字信源
本模块是整个实验系统的发终端，其原理方框图如图1-1所示。本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位
到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。此NRZ 信号为集中插入帧同步码时分复用信号。发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。
本模块有以下测试点及输入输出点：
? CLK 晶振信号测试点
? BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点
? FS 信源帧同步信号输出点/测试点
? NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点
图1-1 数字信源方框图
图1-2 帧结构
2. HDB3编译码
原理框图如图1-3所示。本单元有以下测试点及输出点：
? NRZ_IN 编码器输入信号
? BS_IN 位同步输入信号
? NRZ_OUT 译码器输出信号
? BS- OUT 锁相环输出的位同步信号
?（AMI）HDB3 编码器输出信号
?（AMI）HDB3-D （AMI）HDB3整流输出信号
3
图1-3 HDB3编译码方框图
本模块上的开关K1用于选择码型，K1位于左边（A端）选择AMI码，位于右边（H端）选择HDB3码。
图1-3中各单元与各单元器件的对应关系如下：
? HDB3编译码器U9：HDB3编译码集成电路CD22103A
?单/双极性变换器U10：模拟开关4052
?双/单极性变换器U13：非门74HC04
?相加器U14：或门74LS32
?带通U11、U12：运放UA741
?限幅放大器U15：运放LM318
?锁相环U16：集成锁相环CD4046
下面简单介绍AMI、HDB3码编码规律。
AMI码的编码规律是：信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1，1的符号交替反转；信息代码0的为0码。AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码，即脉冲宽度τ与码元宽度（码元周期、码元间隔）T S的关系是τ=0.5T S。
HDB3码的编码规律是：4个连0信息码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V，有偶数个信息1码（包括0个信息1码）时取代节为B00V，其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1；HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则，而V的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻V码的符号又是交替反转的；HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。
设信息码为0000 0110 0001 0000 0，则NRZ码、AMI码，HDB3码如图1-4所示。
分析表明，AMI码及HDB3码的功率谱如图1-5所示，它不含有离散谱f S成份（f S =1/T S，等于位同步信号频率）。在通信的终端需将它们译码为NRZ码才能送给数字终端机或数模转换电路。在做译码时必须提供位同步信号。工程上，一般将AMI或HDB3码数字信号进行整流处理，得到占空比为0.5的单极性归零码（RZ|τ=0.5T S）。这种信号的功率谱也在图1-5中给出。由于整流后的AMI、HDB3码中含有离散谱f S，故可用一个窄带滤波器得到频率为f S 的正弦波，整形处理后即可得到位同步信号。本单元用CD22103集成电路进行AMI或HDB3编译码。当它的第3脚（HDB3/ AMI）接+5V时为HDB3编译码器，接地时为AMI编译码器。编码时，需输入NRZ码及位同步信号，它们来自数字信源单元，已在电路板上连好。CD22103
编码输出两路并行信号+H-OUT和-H-OUT，它们都是半占空比的正脉冲信号，分别与AMI或HDB3码的正极性信号及负极性信号相对应。这两路信号经单/双极性变换后得到AMI码或HDB3。
双/单极性变换及相加器构成一个整流器。整流后的（AMI）HDB3-D信号含有位同步信号频率离散谱。由于位同步频率比较低，很难将有源带通滤波器的带宽做得很窄，它输出的信号BPF是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号。对此信号进行限幅放大处理后得到幅度恒定、周期变化的脉冲信号，但仍不能将此信号作为译码器的位同步信号，需作进一步处理。当锁相环的自然谐振频率足够小时，对输入的电压信号可等效为窄带带通滤波器（关于锁相环的基本原理将在实验三中介绍）。本单元中采用电荷泵锁相环构成一个Q值约为35的的窄带带通滤波器，它输出一个符合译码器要求的位同步信号BS-R。
译码时，需将AMI或HDB3码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、第13脚，此任务由双/单变换电路来完成。
当信息代码连0个数太多时，从AMI码中较难于提取稳定的位同步信号，而HDB3中连0个数最多为3，这对提取高质量的位同信号是有利的。这也是HDB3码优于AMI码之处。HDB3码及经过随机化处理的AMI码常被用在PCM一、二、三次群的接口设备中。
图1-4 NRZ、AMI、HDB3关系图
频谱
图1-5 AMI、HDB3、RZ|τ=0.5T
S
四、实验步骤
1、熟悉信源模块，AMI&HDB3编译码模块（由可编程逻辑器件模块实现）和HDB3编译码模块的工作原理。
2、打开数字信号源模块和AMI&HDB3编译码模块的电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。
用FS作为示波器的外同步信号，进行下列观察：
（1）示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状
态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发
光管熄）；
（2）用K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。
3、打开AMI(HDB3)编译码模块电源。将数字信源模块的NRZ-OUT和BS-OUT用导线分别连接到AMI(HDB3)编译码模块的NRZ-IN和BS-IN上。用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。
用信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号。
（1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接NRZ-OUT和（AMI）HDB3，将信源模块K1、K2、K3的每一位都置1，观察并记录全1码对应的AMI码和HDB3码；再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察AMI码时将开关K1置于A端，观察HDB3码时将K1置于H端，观察时应注意编码输出（AMI）HDB3比输入NRZ-OUT延迟了4个码元。
（2）将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI 码和HDB3码。
（3）将K1、K2、K3置于任意状态，K320置A或H端，将（AMI）HDB3－OUT和（AMI）HDB3－IN相连，将CH1接NRZ-OUT，CH2分别接（AMI）HDB3-D和NRZ ，观察波形。观察时应注意：
? NRZ信号（译码输出）迟后于NRZ-OUT信号（编码输入）8个码元。
? AMI、HDB3码是占空比等于0.5的双极性归零码，AMI-D、HDB3-D是占空比等于0.5的单极性归零码。
? BS-OUT是一个周期基本恒定（等于一个码元周期）的TTL电平信号。
?本实验中若24位信源代码中只有1个“1“码，则无法从AMI码中得到一个符合要求的位同步信号，因此不能完成正确的译码。若24位信源代码全为“0”码，则更不可能从AMI信号（亦是全0信号）得到正确的位同步信号。信源代码连0个数越多，越难于从AMI 码中提取位同步信号（或者说要求带通滤波的Q值越高，因而越难于实现），译码输出NRZ 越不稳定。而HDB3码则不存在这种问题。
五、实验报告要求
1. 根据实验观察和记录回答：
（1）不归零码和归零码的特点是什么？
（2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？为什么？
2. 设代码为全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出AMI及HDB3码的代码和波形。
3. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。
4. 试根据占空比为0.5的单极性归零码的功率谱密度公式说明为什么信息代码中的连0码越长，越难于从AMI 码中提取位同步信号，而HDB 3码则不存在此问题。
5. 根据公式n p n C R C K I ωζπω2,2/103
55103o =
=
，)41(82ζζω+=n L B 计算环路自
然谐振频率ωn ，阻尼系数ζ和等效噪声带宽B L 。式中I P =0.05A ，K o =8π×103
rad/s.v 。再用Q= f o ／B L 计算锁相环等效带通滤波器的品质因数，式中f o =170.5KHZ 。
6. 将C 105改为1000μf ，重新计算锁相环等效带通滤波器的品质因数。
7．设输入的NRZ 码为：111100010110010000100110，求出其对应的CMI ，BHP ，Miller 编码，并画出波形图。
实验二 数字调制实验
一、实验目的
1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。
2、掌握用键控法产生2ASK 、2FSK 、2PSK 、2DPSK 信号的方法。
3、掌握相对码波形与2PSK 信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK 信号波形之间的关系。
4、了解2ASK 、2FSK 、2PSK 、2DPSK 信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 二、实验内容
1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。
2、用示波器观察2ASK 、2FSK 、2PSK 、2DPSK 信号波形。
3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号的频谱。 三、基本原理
本实验使用数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供位同步信号和数字基带信号（NRZ 码）。调制模块将输入的NRZ 绝对码变为相对码、用键控法产生2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号。调制单元的原理方框图如图2-1所示。
图2-1 数字调制方框图
本单元有以下测试点及输入输出点：
? BS-IN 位同步信号输入点
? NRZ-IN 数字基带信号输入点
? CAR 2DPSK信号载波测试点
? AK(即NRZ-IN) 绝对码测试点（与NRZ-IN相同）
? BK 相对码测试点
? 2DPSK（2PSK）-OUT 2DPSK（2PSK）信号测试点/输出点，V P-P>0.5V
? 2FSK-OUT 2FSK信号测试点/输出点，V P-P>0.5V
? 2ASK 2ASK信号测试点，V P-P>0.5V
将晶振信号进行2分频、滤波后，得到2ASK的载频2.2165MHZ。放大器的发射极和集电极输出两个频率相等、相位相反的信号，这两个信号就是2PSK、2DPSK的两个载波，2FSK 信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，也是通过分频和滤波得到的。
下面重点介绍2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2-2所示。
图2-2 2PSK、2DPSK波形
图中假设码元宽度等于载波周期的1.5倍。2PSK信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时，2PSK信号相位变化180?，相同时2PSK信号相位不变，可简称为“异变同不变”。2DPSK信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1”时，2DPSK信号的相位变化180?。码元为“0”时，2DPSK信号的相位不变，可简称为“1变0不变”。应该说明的是，此处所说的相位变或不变，是指将本码元内信号的初相与一码元内信号的末相进行比较，而不是将相邻码元信号的初相进行比较。实际工程中，2PSK或2DPSK信号载波频率与码速率之间可能是整数倍关系也可能是非整数倍关系。但不管是那种关系，上述结论总是成立的。
本单元用码变换——2PSK调制方法产生2DPSK信号，原理框图及波形图如图2-3所示。相对于绝对码AK、2PSK调制器的输出就是2DPSK信号，相对于相对码、2DPSK调制器的输出是2PSK信号。图中设码元宽度等于载波周期，已调信号的相位变化与AK、BK的关系当然也是符合上述规律的，即对于AK来说是“1变0不变”关系，对于BK来说是“异变同不变”关系，由AK到BK的变换也符合“1变0不变”规律。
图2-3中调制后的信号波形也可能具有相反的相位，BK也可能具有相反的序列即00100，这取决于载波的参考相位以及异或门电路的初始状态。
2DPSK通信系统可以克服上述2PSK系统的相位模糊现象，故实际通信中采用2DPSK 而不用2PSK（多进制下亦如此，采用多进制差分相位调制MDPSK），此问题将在数字解调实
验中再详细介绍。
+2PSK调制
2DPSK(AK)
2PSK(BK)
T
S
A
K
B
K
B
K-1
图2-3 2DPSK调制器
2PSK信号的时域表达式为 S(t)= m(t)Cosωc t
式中m(t)为双极性不归零码BNRZ，当“0”、“1”等概时m(t)中无直流分量，S(t)中无载频分量，2DPSK信号的频谱与2PSK相同。
2ASK信号的时域表达式与2PSK相同，但m(t)为单极性不归零码NRZ，NRZ中有直流分量，故2ASK信号中有载频分量。
2FSK信号（相位不连续2FSK）可看成是AK与AK调制不同载频信号形成的两个2ASK 信号相加。时域表达式为
t
t
m
t
t
m
t
S
c
c2
1
cos
)(
cos
)(
)(ω
ω+
=
式中m(t)为NRZ码。
设码元宽度为Ts，f S=1／Ts在数值上等于码速率，2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK的功率谱密度如图2-4所示。可见，2ASK、2PSK（2DPSK）的功率谱是数字基带信号m(t)功率谱的线性搬移，故常称2ASK、2PSK（2DPSK）为线性调制信号。多进制的MASK、MPSK（MDPSK）、MFSK信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。
f c-f s fc f c+f s f f c-f s fc f c+f s
f
f c1-f s f c1f c2f c2+f s
2ASK2PSK（2DPSK）
2FSK
图2-4 2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK信号功率谱
本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK也具有离散谱。
四、实验步骤
1、熟悉数字信源单元及数字调制单元的工作原理。
2、连线：数字调制单元的CLK、BS-IN、NRZ-IN分别连至数字信号源单元的
CLK、BS-OUT、NRZ-OUT。
3、打开数字信源模块与数字调制模块得电源。用数字信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接AK，CH2接BK，信源模块的K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。
4、示波器CH1接2DPSK-OUT，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。
5、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK-OUT和2ASK-OUT；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）。
6、用频谱议观察AK、2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱（条件不具备时不进行此项观察）。
应该注明的是：由于示波器的原因，实验中可能看不到很理想的2FSK、2DPSK波形。
五、实验报告要求
1、设绝对码为全1、全0或1001 1010，求相对码。
2、设相对码为全1、全0或1001 1010，求绝对码。
3、设信息代码为1001 1010，载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK 信号波形。
4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。
5、总结2DPSK信号的相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号的相位变化与相对码的关系（即2PSK的相位变化与信息代码之间的关系）。
实验三模拟锁相环与载波同步实验
一、实验目的
1. 掌握模拟锁相环的工作原理，以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。
2. 掌握用平方环法从2DPSK信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计方法。
3. 了解相干载波相位模糊现象产生的原因。
二、实验内容
1. 观察模拟锁相环的锁定状态、失锁状态及捕捉过程。
2. 观察环路的捕捉带和同步带。
3. 用平方环法从2DPSK信号中提取载波同步信号，观察相位模糊现象。
三、基本原理
常用平方环或同相正交环（科斯塔斯环）从2DPSK信号中提取相干载波。本实验用平方环，其原理方框图如图3-1所示。
图3-1 载波同步方框图
载波同步模块上有以下测试点及输入输出点：
? 2DPSK-IN 2DPSK 信号输入点 ? MU
平方器输出测试点，V P-P ＞1V
? COMP
锁相环输入信号测试点
? Ud
锁相环压控电压测试点
? VCO
锁相环输出信号测试点，V P-P ＞0.2V ? CAR-OUT
相干载波信号输出点/测试点
锁相环由鉴相器（PD ）、环路滤波器（LF ）及压控振荡器（VCO ）组成，如图3-2所示。
u o (t)
图3-2 锁相环方框图
模拟锁相环中，PD 是一个模拟乘法器，LF 是一个有源或无源低通滤波器。锁相环路是一个相位负反馈系统，PD 检测u i (t)与u o (t)之间的相位误差并进行运算形成误差电压u d (t)，LF 用来滤除乘法器输出的高频分量（包括和频及其他的高频噪声）形成控制电压u c (t)，在u c (t)的作用下、u o (t)的相位向u i (t)的相位靠近。设u i (t)=U i sin[ωi t+θi (t)]，u o (t)=U o
cos[ωi t+θo (t)]，则u d (t)=U d sin θe (t)，θe (t)=θi (t)-θo (t)，故模拟锁相环的PD 是一个正弦PD 。设u c (t)=u d (t)F(P)，F(P)为LF 的传输算子，VCO 的压控灵敏度为K o ，则环路的数学模型如图3-3所示。
θi (t)
o (t)
图3-3 模拟环数学模型
当6
)(π
θ≤
t e 时，e d e d U t U θθ=)(sin ，令K d =U d 为PD 的线性化鉴相灵敏度、单位为
V/rad ，则环路线性化数学模型如图3-4所示。
θi (t)
θo (t)
图3-4 环路线性化数学模型
由上述数学模型进行数学分析，可得到以下重要结论：
? 当u I (t)是固定频率正弦信号(θI (t)为常数)时，在环路的作用下，VCO 输出信号频率可以由固有振荡频率ωo （即环路无输入信号、环路对VCO 无控制作用时VCO 的振荡频率），变化到输入信号频率ωI ，此时θo (t)也是一个常数，u d (t)、u c (t)都为直流。我们称此为环路的锁定状态。定义Δωo =ωI -ωo 为环路固有频差，Δωp 表示环路的捕捉带，ΔωH 表示环路的同步带，模拟锁相环中Δωp <ΔωH 。当|Δωo |<ΔωP 时，环路可以进入锁定状态。当|Δωo |<ΔωH 时环路可以保持锁定状态。当|Δωo |>ΔωP 时，环路不能进入锁定状态，环路锁定后若Δωo 发生变化使|Δωo |>ΔωH ，环路不能保持锁定状态。这两种情况下，环路都将处于失锁状态。失锁状态下u d (t)是一个上下不对称的差拍电压，当ωI >ωo ，u d (t)是上宽下窄的差拍电压；反之u d (t)是一个下宽上窄的差拍电压。
? 环路对θI (t)呈低通特性，即环路可以将θI (t)中的低频成分传递到输出端，θI (t)中的高频成分被环路滤除。或者说，θo (t)中只含有θI (t)的低频成分，θI (t)中的高频成分变成了相位误差θe (t)。所以当u I (t)是调角信号时，环路对u I (t)等效为一个带通滤波器，离ωI 较远的频率成分将被环路滤掉。
? 环路自然谐振频率ωn 及阻尼系数ζ(具体公式在下文中给出)是两个重要参数。ωn
越小，环路的低通特性截止频率越小、等效带通滤波器的带宽越窄；ζ越大，环路稳定性越好。
? 当环路输入端有噪声时，θI (t)将发生抖动，ωn 越小，环路滤除噪声的能力越强。实验一中的电荷泵锁相环4046的性能与模拟环相似，所以它可以将一个周期不恒定的信号变为一个等周期信号。
对2DPSK 信号进行平方处理后得
2/)2cos 1(cos )()(222t t t m t S c c ωω+==，
此信号中只含有直流和2ωc 频率成分，理论上对此信号再进行隔直流和二分频处理就可得到相干载波。锁相环似乎是多余的，当然并非如此。实际工程中考虑到下述问题必须用锁相环：
? 平方电路不理想，其输出信号幅度随数字基带信号变化，不是一个标准的二倍频正弦信号。即平方电路输出信号频谱中还有其它频率成分，必须滤除。
? 接收机收到的2DPSK 信号中含有噪声（本实验系统为理想信道，无噪声），因而平方电路输出信号中也含有噪声，必须用一个窄带滤波器滤除噪声。
? 锁相环对输入电压信号和噪声相当于一个带通滤波器，我们可以选择适当的环路参数使带通滤波器带宽足够小。
当固有频差为0时，模拟环输出信号的相位超前输入相位90?，必须对除2电路输出信号进行移相才能得到相干载波。移相电路由两个单稳态触发器U56:A 和U56:B 构成。U56:A 被设置为上升沿触发，U56:B 为下降沿触发，故改变U56:A 输出信号的宽度即可改变U56:B 输出信号的相位，从而改变相干载波的相位。此移相电路的移相范围小于90?。
可对相干载波的相位模糊作如下解释。在数学上对cos2ωc t进行除2运算的结果是cosωc t或-cosωc t。实际电路也决定了相干载波可能有两个相反的相位，因二分频器的初始状态可以为“0”也可以是“1”。
在本套实验装置中，鉴相器、环路滤波器、压控振荡器采用数字集成琐相环芯片CD4046，现对此芯片介绍如下：
CD4046是一数字集成锁相环，它包括鉴相器和压控振荡器。
该片内有两个鉴相器供选择，一个是异或门鉴相器，一个是鉴频-鉴相器。
四、实验步骤
本实验使用数字信源、数字调制、载波同步及模拟锁相环三个模块。
1.熟悉上述四个模块的工作原理。
2. 将信源模块的BS-OUT、NRZ-OUT、CLK分别连接到数字调制模块的BS-IN、NRZ-IN 和CLK，再将调制模块的2DPSK连接到载波同步模块的2DPSK-IN。将模拟锁相环及载波同步单元的KEY波动开关拨到上方，用示波器顺序观察2DPSK，MU,VCO,COMP,Ud ,CAR-OUT信号，结合原理图理解从2DPSK信号中提取载波的过程。
3．用示波器观察锁相环的锁定状态、失锁状态。
环路锁定时，环路输入信号频率等于反馈信号频率，即COMP与VCO的频率相等，这时如观察u d为近似锯型波的稳定波形。环路失锁时环路输入信号频率与反馈信号频率不相等，即此时COMP与VCO的频率不相等，这时如观察u d为不稳定波形。
根据上述特点可判断环路的工作状态，具体实验步骤如下：
1）观察锁定状态与失锁状态
向下拨动开关KEY, 接通电源后用示波器观察u d，若u d为稳定波形，则调节载波同步模块上的电位器R26，u d随R26减小而减小，随R26增大而增大，这说明环路处于锁定状态。用示波器两路探头同时观察COMP和VCO，可以看到两个信号频率相等。也可以用频率计分别测量COMP和VCO频率。在锁定状态下，向某一方向变化R26，可使u d由稳定的波形变为不稳定，COMP和VCO频率不再相等，环路由锁定状态变为失锁。
接通电源后u d也可能是不稳定的差拍信号，表示环路已处于失锁状态。失锁时u d的最大值和最小值就是锁定状态下u d的变化范围（对应于环路的同步范围）。环路处于失锁状态时，COMP和VCO频率不相等。调节R26使u d的差拍频率降低，当频率降低到某一程度时u d 会突然变成稳定的信号，环路由失锁状态变为锁定状态。
2）测量同步带与捕捉带
将双踪示波器两路探头分别接在COMP（锁相环输入频率fi ）和VCO端，调节R26, 使环路处于良好的锁定状态，即示波器上两路波形不但清晰稳定，而且要尽可能地保持很小的相位差。
a)同步带测量：缓慢调节R26使COMP端的频率fi向下，直到刚好出现失锁现象时停
止调节R26，记下此时的锁相环输入频率fi１；缓慢调节R26使COMP端的频率fi向上，使环路重新锁定,直到再次出现失锁现象时停止调节R26，记下此时的信号源输出频率fi２，则环路的同步带为fi１－fi２。
b）捕捉带测量：缓慢调节R26，使COMP端的频率fi向下出现失锁现象，向上缓慢调节fi，直到环路刚好入锁，记下此时的信号源输出频率fi３; 然后向上调节fi，使环路重新失锁后，再向下缓慢调节fi直到环路刚好入锁，记下此时的信号源输出频率fi４则环路的捕捉带为fi４－fi３。
五、实验报告要求
1.总结锁相环锁定状态及失锁状态的特点。
2.根据实验结果计算环路同步带Δf H及捕捉带Δf P 。
3.总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因。
4.设VCO固有振荡频率f0 不变，环路输入信号频率可以改变，试拟订测量环路同步带
及捕捉带的步骤。
实验四数字解调实验
一、实验目的
1. 掌握2DPSK相干解调原理。
2. 掌握2FSK过零检测解调原理。
二、实验内容
1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。
2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。
三、基本原理
可用相干解调或差分相干解调法（相位比较法）解调2DPSK信号。在相位比较法中，要求载波频率为码速率的整数倍，当此关系不能满足时只能用相干解调法。本实验系统中，2DPSK载波频率等码速率的13倍，两种解调方法都可用。实际工程中相干解调法用得最多。 2FSK信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。
图4-1 数字解调方框图
（a）2DPSK相干解调（b）2FSK过零检测解调
本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解调2FSK信号。
2DPSK解调模块上有以下测试点及输入输出点：
? 2DPSK-IN 2DPSK信号输入点/测试点
? CAR-IN 相干载波输入点
? BS-IN 位同步信号输入点
? MU 相乘器输出信号测试点
? LPF 低通、运放输出信号测试点
? CM 整形输出信号的输出点/测试点
? BK 解调输出相对码测试点
? AK-OUT 解调输出绝对码测试点
2FSK解调模块上有以下测试点及输入输出点：
? 2FSK-IN 2FSK信号输入点/测试点
? BS-IN 位同步信号输入点
? FD 2FSK过零检测输出信号测试点
? LPF 低通滤波器输出点/测试点
? CM 整形输出测试点
? AK-OUT 解调输出信号的输出点/测试点
在实际应用的通信系统中，解调器的输入端都有一个带通滤波器用来滤除带外的信道白噪声并确保系统的频率特性符合无码间串扰条件。本实验系统中为简化实验设备，发端即数字调制的输出端没有带通滤波器、信道是理想的，故解调器输入端就没加带通滤波器。
下面对2DPSK相干解调电路中的一些具体问题加以说明。
?比较器的输出CM为TTL电平信号，它不能作为相对码直接送给码反变器，因为它并不是一个标准的单极性非归零码，其单个“1”码对应的正脉冲的宽度可能小于码元宽度、也可能大于码元宽度。另外，当LPF中有噪声时，CM中还会出现噪声脉冲。
?异或门74LS86输出的绝对码波形的高电平上叠加有小的干扰信号，经U34整形后即可去掉。
DPSK相干解调器模块各点波形示意图如图4-2所示。图中设相干载波为π相。
图4-2 2DPSK相干解调波形示意图
2FSK解调器工作原理及有关问题说明如下：
?图4-3为2FSK过零检测解调器各点波形示意图，图中设“1”码载频等于码速率的两倍，“0”码载频等于码速率。
整形1和整形2的功能与比较器类似，在其输入端将输入信号叠加在2.5V上。74HC04的状态转换电平约为2.5V，可把输入信号进行硬限幅处理。整形1将正弦2FSK信号变为TTL 电平的2FSK信号。整形2和抽样电路共同构成一个判决电平为2.5V的抽样判决器。
?单稳1、单稳2分别被设置为上升沿触发和下降沿触发，它们与相加器一起共同对TTL电平的2FSK信号进行微分、整流处理。
?LPF不是TTL电平信号且不是标准的非归零码，必须进行抽样判决处理。U34对抽样判决输出信号进行整形。
?说明一点， 2DPSK解调的信号码不能为全0或全1，否则抽样判决器不能正常工作。
图4-3 2FSK过零检测解调器各点波形示意图
四、实验步骤
本实验使用数字信源模块、数字调制模块、载波同步模块、2DPSK解调模块及2FSK 解调模块，它们之间的信号连结方式如图4-4所示。实际通信系统中，解调器的位同步信号来自位同步提取单元。本实验中这个信号直接来自数字信源。在做2DPSK解调实验时，位同
步信号送给2DPSK解调单元，做2FSK解调实验时则送到2FSK解调单元。
图4-4 数字解调实验连接图
１．按图4-4将五个模块的信号输出、输入点连在一起。
2检查数字信源模块、数字调制模块及载波同步模块是否已在工作正常。
3. 2DPSK解调实验
（1）用数字信源的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的BK，CH2接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图4-3所示的理论波形。
（2）示波器的CH2接LPF，可看到LPF与MU反相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号与0电平对称，否则不对称。
（３）断开、接通电源若干次，使数字调制单元CAR信号与载波同步单元CAR-OUT信号同相，观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字调制单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。
（４）再断开、接通电源若干次，使CAR信号与CAR-OUT信号反相，重新进行步骤（３）中的观察。
在进行上述各步骤时应注意运放是一个反相放大器。
4. 2FSK解调实验
示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，观察2FSK过零检测解调器的解调过程（注意：低通及整形2都有倒相作用）。LPF 的波形应接近图4-4所示的理论波形。
五、实验报告要求
1. 设绝对码为1001101，相干载波频率等于码速率的1.5倍，根据实验观察得到的规律，画出CAR-OOT与CAR同相、反相时2DPSK相干解调MU、LPF、BS、BK、AK波形，总结2DPSK克服相位模糊现象的机理（设运放无倒相作用）。
2. 设信息代码为1001101，2FSK的两个载频分别为码速率的四倍和两倍，根据实验观察得到的规律，画出2FSK过零检测解调器输入的2FSK波形及FD、LPF、AK波形（设低通滤波器及整形2都无倒相作用）。
实验五全数字锁相环与位同步实验
一、实验目的
1. 掌握数字锁相环工作原理以及微分整流型数～字锁相环的快速捕获原号理。
2. 掌握用数字环提取位同步信号的原理及对信息代码的要求。
3. 掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。
二、实验内容
1. 观察数字环的失锁状态、锁定状态。
2. 观察数字环锁定状态下位同步信号的相位抖动现象及相位抖动大小与固有频差、信息代码的关系。
3. 观察数字环位同步器的同步保持时间与固有频差之间的关系。
三、基本原理
位同步电路的原理框图、波形图分别如图5-2、图5-3所示。
一、位同步模块有以下测试点及输入输出点：
? S-IN 基带信号输入、测试点
? BS-OUT 位同步信号输出、测试点
二、图5-2中各单元与图5-3中元器件的对应关系如下：
?晶振X1：晶体；
?微分器U1D：LF347
?放大器U1C：LF347
?整流器U1B、U1A：LF347
?单稳电路U2、U3：74LS123
?分频器U4：EPM7064
?门电路U4：EPM7064
三、工作原理
本系统中采用的是微分整流型数字锁相环，它主要由波形转换电路及数字锁相器组成。
1、波形转换电路
波形转换电路主要由一微分、整流电路组成，码元信号经微分、整流后就可以提出位同步信号分量，其波形如图5-1所示，原理框图如图5-2所示。
图5-1 基带信号微分、整流波形
2、数字锁相
数字锁相的原理方框图如图5-2所示，它由稳定度振荡器、分频器、相位比较器和控制器组成。其中，控制器包括图中的扣除门、附加门和“或门”。高稳定度振荡器产生的信号经整形电路变成周期性脉冲，然后经控制器再送入分频器，输出位同步脉冲序列。若接收码元的速率为F （波特），则要求位同步脉冲的重复速率也为F （赫）。这里晶振的振荡频率设计在nF （赫），由晶振输出经整形得到重复频率为nF （赫）的窄脉冲（图5-3中的b(b ’)）。如果接收端晶振输出经n 次分频后，不能准确地和收到的码元信号同频同相，这时就要根据相位比器输出的误差信号，通过控制器对分频器进行调整。从经微分、整流后的码元信息中就可以获得接收码元所有过零点的信息，其工作波形如图5-1所示。得到接收码元的相位后，再将它加于相位比较器去比较。首先，先不管图中的单稳3，设接收信号为不归零脉冲（波形a ），我们将每个码元的宽度分两个区，前半码元称为“滞后区”，即若位同步脉冲波形b 落入此区，表示位同步脉冲的相位滞后于接收码元的相位；同样，后半码元称为“超前区”。接收码元经微分整流，并经单稳4电路后，输出如波形e 所示的脉冲。当位同步脉冲波形b （它是由n 次分频器d 端的输出，取其上升沿而形成的脉冲）位于超前区时，波形e 和分频 器d 端的输出波形d 使与门A 有输出，该输出再经过单稳1就产生一超前脉冲（波形f ）。若位同步脉冲波形b ’（图中的虚线表示）落于滞后区，分频器c 端的输出波形（c 端波形和d 端波形为反相关系）如波形c ’所示，则与门B 有输出，再经过单稳2产生一滞后脉冲（波 形g ）。这样，无论位同步脉冲超前或滞后，都会分别送出超前或滞后脉冲对加于分频器的
单稳1
单稳2
附加
扣除
整形
晶振
B
单
稳3
A
微分 整流 单稳4
脉冲形
非门
位同步脉
接收码
通信原理实验报告
作者: 日期:
通信原理实验报告 实验名称：实验一—数字基带传输系统的—MATLAB方真 实验二模拟信号幅度调制仿真实验班级：10通信工程三班_________ 学号：2010550920 ________________ 姓名：彭龙龙______________
指导老师：王仕果______________
实验一数字基带传输系统的MATLA仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数； 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生； 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念，掌握卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质； 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MATLAB程序验证卷积的常用基本性质； 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解系统功率谱，绘制相应曲线。 基本要求：掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写 MATLAB程序，实现各种常用信号的MATLA实现，并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看，通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看，信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换，而基带成形、滤波、调 制等则是信号层坎上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换，必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 3.1信号及系统在计算机中的表示 3.1.1时域取样及频域取样 一般来说，任意信号s(t)是定义在时间区间(-R, +R)上的连续函数，但所有计算机的CPU都只能按指令周期离散运行，同时计算机也不能处理( -R, + R)这样一个时间段。 为此将把s(t)按区间T, T截短为 2 2 S T(t)，再对S T(t)按时间间隔△ t均匀取样，得到取样 点数为: 仿真时用这个样值集合来表示信号 T Nt t s(t)。显然△ t反映了仿真系统对信号波形的分辨 率， (3-1) △ t越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学，信号被取样以后，对应的频谱时频率的周期函数，其重复周期是—。如果信号的最高频率为f H，那么必须有f H W 丄才能保证不发 t 2 t 生频域混叠失真。设 1 B s 2 t 则称B s为仿真系统的系统带宽。如果在仿真程序中设定的采样间隔是△ (3-2) t,那么不能用
实验三FSK调制及解调实验 一、实验目的 1、掌握用键控法产生FSK信号的方法。 2、掌握FSK非相干解调的原理。 二、实验器材 1、主控&信号源、9号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、实验原理框图 FSK调制及解调实验原理框图 2、实验框图说明 基带信号与一路载波相乘得到1电平的ASK调制信号，基带信号取反后再与二路载波相乘得到0电平的ASK调制信号，然后相加合成FSK调制输出；已调信号经过过零检测来识别信号中载波频率的变化情况，通过上、下沿单稳触发电路再相加输出，最后经过低通滤波和门限判决，得到原始基带信号。 四、实验步骤 实验项目一FSK调制 概述：FSK调制实验中，信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态。本项目中，通过调节输入PN序列频率，对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证FSK调制原理。 1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【FSK数字调制解调】。将9号模块的S1拨为0000。调节信号源模块的W2使128KHz载波信号的峰峰值为3V，调节W3使256KHz载波信号的峰峰值也为3V。 3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KH。 4、实验操作及波形观测。 （1）示波器CH1接9号模块TH1基带信号，CH2接9号模块TH4调制输出，以CH1为触发对比观测FSK调制输入及输出，验证FSK调制原理。 （2）将PN序列输出频率改为64KHz，观察载波个数是否发生变化。 答：PN序列输出频率增大后，载波个数会增多。 实验项目二FSK解调 概述：FSK解调实验中，采用的是非相干解调法对FSK调制信号进行解调。实验中通过对比观测调制输入与解调输出，观察波形是否有延时现象，并验证FSK解调原理。观测解调输出的中间观测点，如TP6（单稳相加输出），TP7（LPF-FSK），深入理解FSK解调过程。 1、保持实验项目一中的连线及初始状态。 2、对比观测调制信号输入以及解调输出：以9号模块TH1为触发，用示波器分别观测9号模块TH1和TP6（单稳相加输出）、TP7（LPF-FSK）、TH8（FSK解调输出），验证FSK解
通信原理 实验一 实 验 报 告 实验日期： 学院： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：
实验一数字基带传输系统的MA TLAB仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数； 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生； 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念，掌握卷积表达式及其物理意义，掌握 卷积的计算方法、卷积的基本性质； 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的 常用基本性质； 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数，并学会利用 MATLAB求解系统功率谱，绘制相应曲线。 基本要求：掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写 MATLAB程序，实现各种常用信号的MA TLAB实现，并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB 程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB 程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB 程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看，通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看， 信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如 信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换，而基带成形、滤波、调 制等则是信号层次上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换，必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 四、实验步骤 （1）分析程序program1_1 每条指令的作用，运行该程序，将结果保存，贴在下面的空白 处。然后修改程序，将dt 改为0.2，并执行修改后的程序，保存图形，看看所得图形的效果 怎样。 dt=0.01 时的信号波形 Sinusoidal signal x(t) -2-1.5-1-0.500.51 1.52 Time t (sec) dt=0.2 时的信号波形
实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有MATLAB6.5或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式：x=square(t,duty) 功能：产生一个周期为2π、幅度为1 ±的周期性方波信号。其中duty表示占空比，即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1：产生频率为40Hz，占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用subplot(311); % 设置3行1列的作图区，并在第1区作图plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); subplot(313); plot(t,x3); title('占空比75%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]);
图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式：x=rectpuls(t,width) 功能：产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定，其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2：生成幅度为2，宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4:0.0001:4; T=4; % 设置信号宽度 x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1); title('x(t)'); axis([-4 6 0 2.2]); x2=2*rectpuls(t-T/2,T); % 信号函数调用
实验一信号源实验 一、实验目的 1、了解通信系统的一般模型及信源在整个通信系统中的作用。 2、掌握信号源模块的使用方法。 二、实验内容 1、对应液晶屏显示，观测DDS信源输出波形。 2、观测各路数字信源输出。 3、观测正弦点频信源输出。 4、模拟语音信源耳机接听话筒语音信号。 三、实验仪器 1、信号源模块一块 2、20M双踪示波器一台 四、实验原理 信号源模块大致分为DDS信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。 1、DDS信源 DDS直接数字频率合成信源输出波形种类、频率、幅度及方波B占空比均可通过“DDS信源按键”调节（具体的操作方法见“实验步骤”），并对应液晶屏显示波形信息。 正弦波输出频率范围为1Hz～200KHz，幅度范围为200mV～4V。 三角波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。 锯齿波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。 方波A输出频率范围为1Hz～50KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比50％不变。 方波B输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比以5％步进可调。 输出波形如下图1-1所示。
正弦波：1Hz-200KHz 三角波：1Hz－20KHz 锯齿波：1Hz－20KHz 方波A：1Hz－50KHz(占空比50％) 方波B：1Hz－20KHz（占空比0％－100％可调） 图1-1 DDS信源信号波形 2、数字信源 （1）数字时钟信号 24.576M：钟振输出时钟信号，频率为24.576MHz。 2048K：类似方波的时钟信号输出点，频率为2048 KHz。64K：方波时钟信号输出点，频率为64 KHz。 32K：方波时钟信号输出点，频率为32KHz。 8K：方波时钟信号输出点，频率为8KHz。 输出时钟如下图1-2所示。
通信实验指导书电气信息工程学院
目录 实验一AM调制与解调实验???????? 1 实验二FM调制与解调实验??????????? 5 实验三ASK调制与解调实验????????? 8 实验四FSK调制与解调实验?????????11 实验五时分复用数字基带传输?????? 14 实验六光纤传输实验??????????? 19 实验七模拟锁相环与载波同步???????? 27 实验八数字锁相环与位同步???????? 32
实验一AM 调制与解调实验 一、实验目的 理解 AM 调制方法与解调方法。 二、实验原理 本实验中 AM 调制方法：原始调制信号为 1.5V 直流＋ 1KHZ 正弦交流信号，载波为20KHZ 正弦交流信号，两者通过相乘器实现调制过程。 本实验中 AM 解调方法：非相干解调（包络检波法）。 三、实验所需部件 调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。 四、实验步骤 1.熟悉实验所需部件。 2.按下图接线。 3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。 4.结合上述实验结果深入理解 AM 调制方法与解调方法。
实验一参考结果
实验二FM 调制与解调实验 一、实验目的 理解 FM 调制方法与解调方法。 二、实验原理 本实验中 FM 调制方法：原始调制信号为 2KHZ 正弦交流信号，让其通过 V/F （电压 /频率转换，即 VCO 压控振荡器）实现调制过程。 本实验中 FM 解调方法：鉴频法（电容鉴频＋包络检波＋低通滤波） 三、实验所需部件 调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。 四、实验步骤 1.熟悉实验所需部件。 2.按下图接线。 3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中。 4.结合上述实验结果深入理解 FM 调制方法与解调方法。
通信原理实验报告 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式：x=square(t,duty) 功能：产生一个周期为2π、幅度为1±的周期性方波信号。其中duty表示占空比，即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1：产生频率为40Hz，占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用 subplot(311); % 设置3行1列的作图区，并在第1区作图 plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 ]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 ]); subplot(313); plot(t,x3);
title('占空比75%'); axis([0 ]); 图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式：x=rectpuls(t,width) 功能：产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定，其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2：生成幅度为2，宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4::4; T=4; % 设置信号宽度x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1);
实验七抽样定理实验 一、实验目的 1、了解抽样定理在通信系统中的重要性。 2、掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。 3、理解低通采样定理的原理。 4、理解实际的抽样系统。 5、理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。 6、理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。 7、理解带通采样定理的原理。 二、实验器材 1、主控&信号源、3号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、实验原理框图 图1-1 抽样定理实验框图 2、实验框图说明 抽样信号由抽样电路产生。将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样和自然抽样信号是通过开关
S1切换输出的。 抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA数字滤波器（有FIR、IIR两种）。反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。 要注意，这里的数字滤波器是借用的信源编译码部分的端口。在做本实验时与信源编译码的内容没有联系。 四、实验步骤 实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证 概述：通过不同频率的抽样时钟，从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异和联系，验证抽样定理。 1、关电，按表格所示进行连线。 2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。调节主控模块的W1使A-out输出峰峰值为3V。 3、此时实验系统初始状态为：被抽样信号MUSIC为幅度4V、频率3K+1K正弦合成波。抽样脉冲A-OUT为幅度3V、频率9KHz、占空比20%的方波。 4、实验操作及波形观测。 （1）观测并记录自然抽样前后的信号波形：设置开关S13#为“自然抽样”档位，用示波器分别观测MUSIC主控&信号源和抽样输出3#。 MUSIC主控&信号源抽样输出3#
通信原理 实 验 报 告
实验一 数字基带信号实验(AMI/HDB3) 一、 实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点 2、掌握AMI 、HDB 3的编码规则 3、掌握从HDB 3码信号中提取位同步信号的方法 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点 5、了解HDB 3（AMI ）编译码集成电路CD22103 二、 实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ ）、传号交替反转码（AMI ）、三阶高密度 双极性码（HDB 3）、整流后的AMI 码及整流后的HDB 3码 2、用示波器观察从HDB 3/AMI 码中提取位同步信号的波形 3、用示波器观察HDB 3、AMI 译码输出波形 三、 基本原理 本实验使用数字信源模块（EL-TS-M6）、AMI/HDB 3编译码模块（EL-TS-M6）。 BS S5S4S3S2S1 BS-OUT NRZ-OUT CLK 并 行 码 产 生 器 八选一 八选一八选一分 频 器 三选一 NRZ 抽 样 晶振 FS 倒相器 图1-1 数字信源方框图 010×0111××××××××× ×××××××数据2 数据1 帧同步码 无定义位 图1-2 帧结构 四、实验步骤 1、 熟悉信源模块和HDB3/AMI 编译码模块的工作原理。 2、 插上模块（EL-TS-M6），打开电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。 用FS 作为示波器的外同步信号，进行下列观察： （1） 示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT 和BS-OUT ，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；
实验一 1. 根据实验观察和纪录回答： （1）不归零码和归零码的特点是什么 （2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同 答： 1）不归零码特点：脉冲宽度等于码元宽度Ts 归零码特点：＜Ts 2）与信源代码中的“1”码对应的AMI码及HDB3码不一定相同。因信源代码中的“1”码对应的AMI码“1”、“-1”相间出现，而HDB3码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。举例： 信源代码 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 AMI 1 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 HDB3 1 0 0 0 1 -1 1 -1 0 0 -1 1 0 0 0 1 0 -1 2. 设代码为全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出AMI及HDB3码的代码和波形。 答： 信息代码 1 1 1 1 1 11 AMI 1 -1 1 -1 1-1 1 HDB3 1 -1 1 -1 1 -1 1 信息代码0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 AMI0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 HDB3 0 0 0 1-10 0 1-1 0 0 1 -1 信息代码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 AMI0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 HDB30 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 –1 0 3. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。 答： 位同步信号HDB3 整流窄带带通滤波器整形移相 HDB3中不含有离散谱f S(f S在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱f S成分，故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。
通信原理实验报告 实验一抽样定理 实验二 CVSD编译码系统实验 实验一抽样定理 一、实验目的 所谓抽样。就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔T 抽取一个瞬时幅度值（样值），即x(t)*s(t)=x(t)s(t)。在一个频带限制在（0，f h）内的时间连续信号f（t），如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。 抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原信号。这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。 二、功能模块介绍 1.DDS 信号源：位于实验箱的左侧 （1）它可以提供正弦波、三角波等信号，通过连接P03 测试点至PAM 脉冲调幅模块的32P010 作为脉冲幅度调制器的调制信号x(t)。抽样脉冲信号则是通过P09 测试点连至PAM 脉冲调幅模块。 （2）按下复合式按键旋钮SS01，可切换不同的信号输出状态，例如D04D03D02D01=0010 对应的是输出正弦波，每种LED 状态对应一种信号输出，具体实验板上可见。 （3）旋转复合式按键旋钮SS01，可步进式调节输出信号的频率，顺时针旋转频率每步增加100Hz,逆时针减小100Hz。 （4）调节调幅旋钮W01，可改变P03 输出的各种信号幅度。 2.抽样脉冲形成电路模块 它提供有限高度，不同宽度和频率的抽样脉冲序列，可通过P09 测试点连线送到PAM 脉冲调幅模块32P02，作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲s(t)。P09 测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。该模块提供的抽样脉冲频率可通过旋转SS01 进行调节，占空比为50%。 3.PAM 脉冲调幅模块 它采用模拟开关CD4066 实现脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时，模拟开关导通，有调制信号输出；抽样脉冲序列为低电平，模拟开关断开，无信号输出。因此，本模块实现的是自然抽样。在32TP01 测试点可以测量到已调信号波形。 调制信号和抽样脉冲都需要外接连线输入。已调信号经过PAM 模拟信道（模拟实际信道的惰性）的传输，从32P03 铆孔输出，可能会产生波形失真。PAM 模拟信道电路示意图如下图所示，32W01（R1）电位器可改变模拟信道的传输特性。
通信原理实验报告 一．实验目的 熟悉掌握MATLAB软件的应用，学会对一个连续信号的频谱进行仿真，熟悉sigexpand(x2,ts2/ts1)函数的意义和应用，完成抽样信号对原始信号的恢复。 二．实验内容 设低通信号x（t）=cos(4pi*t)+1.5sin(6pi*t)+0.5cos(20pi*t); (1)画出该低通信号的波形 (2)画出抽样频率为fs=10Hz（亚采样）、20Hz（临界采样）、50Hz（过采样）的抽样序列 (3)抽样序列恢复出原始信号 (4)三种抽样频率下，分别分析对比模拟信号、离散采样信号、恢复信号的时域波形的差异。 原始信号与恢复信号的时域波形之差有何特点？有什么样的发现和结论？ (5)三种抽样频率下，分别分析对比模拟信号、离散采样信号、恢复信号的频域特性的差异。 原始信号与恢复信号的频域波形之差有何特点？有什么样的发现和结论？ 实验程序及输出结果 clear; close all; dt=0.05; t=-2:dt:2 x=cos(4*pi*t)+1.5*sin(6*pi*t)+0.5*cos(20*pi*t); N=length(t); Y=fft(x)/N*2; fs=1/dt; df=fs/(N-1); f=(0:N-1)*df; subplot(2,1,1) plot(t,x) title('抽样时域波形') xlabel('t') grid; subplot(2,1,2) plot(f,abs(Y)); title('抽样频域信号 |Y|'); xlabel('f'); grid;
定义sigexpand函数 function[out]=sigexpand(d,M) N=length(d); out=zeros(M,N); out(1,:)=d; out=reshape(out,1,M*N); 频域时域分析fs=10Hz clear; close all; dt=0.1; t0=-2:0.01:2 t=-2:dt:2 ts1=0.01 x0=cos(4*pi*t0)+1.5*sin(6*pi*t0)+0.5*cos(20*pi*t0); x=cos(4*pi*t)+1.5*sin(6*pi*t)+0.5*cos(20*pi*t); B=length(t0); Y2=fft(x0)/B*2; fs2=1/0.01; df2=fs2/(B-1); f2=(0:B-1)*df2; N=length(t); Y=fft(x)/N*2;
中央民族大学实验报告 学生姓名：马丽娜学号：0938087 专业班级：09电子班 实验类型：□√验证□综合□设计□创新实验日期：2012年3月21日实验成绩： 指导老师：邹慧兰 一、实验项目名称 模拟锁相环模块 二、实验目的 1、熟悉模拟锁相环的基本工作原理 2、掌握模拟字锁相环的基本参数及设计 三、实验基本原理 模拟锁相环模块在通信原理综合实验系统中可作为一个独立的模块进行测试。在系统256KHz时钟锁在发端的256KHz的时钟上，来获得系统的同步时钟，如HDB3接受的同步时钟以及后续电路同步时钟。 该模块主要由模拟锁相环UP01（MC4066）、数字分频器UP02（74LS161）、D触发器UP04（74LS74）、环路滤波器和运放UP03（TEL2702）及阻容器件构成的输入带通滤波器（中心频率：256KHz）组成。在UP01内部有一个振荡器与一个高速鉴相器组成。
该模拟锁相环的框图见图2.1.1。因来自发端信道的HDB3码为归零码，归零码中含有256KHz时钟分量，经UP03B构成中心频率为256KHz有源由带通滤波器后，滤出256KHz时钟信号，该信号再通过UP03A放大，然后经UP04A和UP04B两个除二分频器（共四分频）变为64KHz信号，进入UP01鉴相器输入A脚；VCO输出的512KHz 输出信号经UP02进行八分频变为64KHz信号，送入UP01的鉴相输入B脚；经UP01内部鉴相器鉴相之后的误差控制信号经环路滤波器送入UP01的压控振荡器输入端；WP01可以改变模拟锁相环的环路参数。正常时，VCO锁定在外来的256KHz频率上。模拟锁相环模块各跳线开关功能如下： 1、跳线开关KP01用于选择UP01的鉴相输出。当KP01设置于1_2时（左端），选择异或门鉴相输出，环路锁定时TPP03、TPP05输出信号将存在一定相差；当KP01设置于2_3时（右端），选择三态门鉴相输出，环路锁定时TPP03、TPP05将不存在相差，调整电位器WP01可以改变模拟锁相环的环路参数。 2、跳线开关KP021是用于选择输入锁相信号，当KP021设置于1_2时（HDB3：左端），输入信号来自HDB3编码模块的HDB3码信号；当KP021设置于2_3时（TEST：右端）选择外部的测试信号（J007输入），此信号用于测量该模拟锁相环模块的性能。 在该模块中，各测试点的定义如下： 1、TPP01:256KHz带通滤波器输出 2、TPP02：隔离放大器输出 3、TPP03：鉴相器A输入信号（64KHz） 4、TPP04：VCO输出信号（512KHz） 5、TPP05：鉴相器B输入信号（64KHz） 6、TPP06：环路滤波器输出 7、TPP07：锁定指示检测（锁定时为高电平） 以上测试点通过JP01测试头引出，JPO1的排列如下图所示
实验二 数字调制 一、 实验目的 1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 2、掌握用键控法产生2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号的方法。 3、掌握相对码波形与2PSK 信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK 信号波形之间的关系。 4、了解2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 二、实验内容 1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。 2、用示波器观察2ASK 、2FSK 、2PSK 、2DPSK 信号波形。 3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号的频谱。 三、实验步骤 本实验使用数字信源单元及数字调制单元。 1、熟悉数字调制单元的工作原理。接好电源线，打开实验箱电源开关。 2、用数字信源单元的FS 信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1 接信源单元的(NRZ-OUT)AK ，CH2 接数字调制单元的BK ，信源单元的K1、K2、K3 置于任意状态（非全0），观察AK 、BK 波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。 图 2-1 AK 和BK 信号 结论：从图中结果，总结AK 信号和BK 信号的关系为：-1b =n n n a b ⊕，反过来，-1=b n n n a b ⊕。由于异或1相当于取反，异或0相当于保持。所以当-1=0n b 时，b =n n a ，而当-1=1n b 时，b =n n a 。最终的BK 波形由b n 的首个参考相位决定。
3、示波器CH1 接2DPSK，CH2 分别接AK 及BK，观察并总结2DPSK 信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK 信号相位变化与相对码的关系。 图 2-2 AK和2DPSK信号 结论：2DPSK信号在AK码元为“1”时反相。 图 2-3 BK和2DPSK信号 结论：2DPSK信号在BK信号的前后码元不一致时反相。 4、示波器CH1 接AK、CH2 依次接2FSK 和2ASK；观察这两个信号与AK 的关系。 图 2-4 AK信号和2FSK信号 结论: 2FSK信号中，在AK信号码元为“1”是，对应已调波有载波振幅，码元为“0”时，无已调载波波振幅。
CPLD可编程数字信号发生器实验 一、实验目的 1、熟悉各种时钟信号的特点及波形。 2、熟悉各种数字信号的特点及波形。 二、实验内容 1、熟悉CPLD可编程信号发生器各测量点波形。 2、测量并分析各测量点波形及数据。 三、实验仪器 1、通信原理 0 号模块一块 2、示波器一台 四、实验原理 1、CPLD数字信号发生器，包括以下五个部分： ①时钟信号产生电路； ②伪随机码产生电路； ③帧同步信号产生电路； ④ NRZ码复用电路及码选信号产生电路； ⑤终端接收解复用电路。 2、24位NRZ码产生电路 本单元产生NRZ信号，信号速率可根据输入时钟不同自行选择，帧结构如下图所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16路为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。LED亮状态表示1码，熄状态表示0码。
五、实验框图 六、实验步骤 1、观测时钟信号输出波形。 信号源输出两组时钟信号，对应输出点为“CLK1”和“CLK2”，拨码开关S4的作用是改变第一组时钟“CLK1”的输出频率，拨码开关S5的作用是改变第二组时钟“CLK2”的输出频率。拨码开关拨上为1，拨下为0，拨码开关和时钟的对应关系如下表所示 按如下方式连接示波器和测试点：
启动仿真开关，开启各模块的电源开关。 1）根据表1-2改变S4，用示波器观测第一组时钟信号“CLK1”的输出波形；2）根据表1-2改变S5，用示波器观测第二组时钟信号“CLK2”的输出波形。 2、用示波器观测帧同步信号输出波形。 信号源提供脉冲编码调制的帧同步信号，在点“FS”输出，一般时钟设置为2.048M、256K，在后面的实验中有用到。 按如下方式连接示波器和测试点： 启动仿真开关，开启各模块的电源开关。 将拨码开关S4分别设置为“0100”、“0111”或别的数字，用示波器观测“FS”的输出波形。 3、用示波器观测伪随机信号输出波形 伪随机信号码型为111100010011010，码速率和第一组时钟速率相同，由S4控制。 按如下方式连接示波器和测试点： 4、观测NRZ码输出波形 信号源提供24位NRZ码，码型由拨码开关S1，S2，S3控制，码速率和第二组时钟速率相同，由S5控制。 按如下方式连接示波器和测试点： 示波器通道目标测试点说明 通道１PN PN序列 启动仿真开关，开启各模块的电源开关。 1）将拨码开关S1，S2，S3设置为“01110010 11001100 10101010”，S5设为“1010”，用示波器观测“NRZ”输出波形。`
中南大学 数字通信原理实验报告
目录 实验一：数字基带信号 (3) 实验二：数字调制 (7) 实验四：数字调解和眼图 (11)
实验内容：实验一、实验二、实验四 实验一：数字基带信号 一、实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、掌握AMI、HDB 3 码的编码规则。 3、掌握从HDB 3 码信号中提取位同步信号的方法。 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5、了解HDB 3 （AMI）编译码集成电路CD22103。 二、实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高 密度双极性码（HDB 3）、整流后的AMI码及整流后的HDB 3 码。 2、用示波器观察从HDB 3 码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 3、用示波器观察HDB 3 、AMI译码输出波形。 三、实验步骤 本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。 1.熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线，打开电源开关。 2.用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。 用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察： （1）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）； （2）用开关K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。 3.用示波器观察HDB 3 编译单元的各种波形。
北京邮电大学实验报告 题目：基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告 班级： 2011211126 专业：信息工程 姓名： 序号： 27
成绩： 实验一：验证抽样定理 一、实验目的 1、掌握抽样定理 2. 通过时域频域波形分析系统性能 二、实验原理 低通滤波器频率与m（t）相同 三、实验步骤 1. 要求三个基带信号相加后抽样，然后通过低通滤波器恢复出原信号。 2. 连接各模块完成系统，同时在必要输出端设置观察窗。
3. 设置各模块参数。 三个基带信号的频率从上到下分别设置为11hz、20hz、29hz。 抽样信号频率设置为40hz、120hz、250hz。 将低通滤波器频率设置为30hz，则将恢复第三个信号 进行系统定时设置，起始时间设为0，终止时间设为1s.抽样率设为1khz。3.观察基带信号、抽样后的信号、最终恢复的信号波形 四、实验结果 下边所示三个图分别为抽样频率是120hz(刚好等于两倍信号频率)，250hz （>120hz），40hz(<120hz时输入与输出信号的波形图。 等于50HZ时
等于120HZ时 等于250HZ时 五、实验讨论 由上图可知，当抽样信号频率大于等于两倍输入信号的频率时，所得到的输出信号波形无失真。当抽样信号频率小与两倍输入信号的频率时，输出波形有较大失真。这恰能验证了抽样定理，达到了实验的目的。 六、实验建议、意见 通过这次实验，我进一步了解了抽样定理的意义和作用，同时也学习了system view软件的一些用法，了解了软件的一些基本的功能。对于抽样定理，
我加深的认识是,在实验中通过设置采样频率和低通滤波器的频率这，将理论知识用到了实际去，并且也理解了抽样定理的原理。
学生实验报告
） 实际上，考虑到低通滤波器特性不可能理想，对最高频率为3400Hz的语言信号，通常采用8KHz 抽样频率，这样可以留出1200Hz的防卫带。见图4。如果fs＜fH，就会出现频谱混迭的现象，如图5所示。 在验证抽样定理的实验中，我们用单一频率fH的正弦波来代替实际的语音信号。采用标准抽样频率fs＝8KHZ。改变音频信号的频率fH，分别观察不同频率时，抽样序列和低通滤波器的输出信号，体会抽样定理的正确性。 验证抽样定理的实验方框图如图6所示。在图8中，连接（8）和（14），就构成了抽样定理实验电路。由图6可知。用一低通滤波器即可实现对模拟信号的恢复。为了便于观察，解调电路由射随、低通滤波器和放大器组成，低通滤波器的截止频率为3400HZ
2、多路脉冲调幅系统中的路际串话 ~ 多路脉冲调幅的实验方框图如图7所示。在图8中，连接（8）和（11）、（13）和（14）就构成了多路脉冲调幅实验电路。 分路抽样电路的作用是：将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号。N路抽样脉冲在时间上是互不交叉、顺序排列的。各路的抽样信号在多路汇接的公共负载上相加便形成合路的脉冲调幅信号。本实验设置了两路分路抽样电路。 多路脉冲调幅信号进入接收端后，由分路选通脉冲分离成n路，亦即还原出单路PAM信号。 图7 多路脉冲调幅实验框图 冲通过话路低通滤波器后，低通滤波器输出信号的幅度很小。这样大的衰减带来的后果是严重的。但是，在分路选通后加入保持电容，可使分路后的PAM信号展宽到100％的占空比，从而解决信号幅度衰减大的问题。但我们知道平顶抽样将引起固有的频率失真。 PAM信号在时间上是离散的，但是幅度上趋势连续的。而在PAM系统里，PAM信只有在被量化和编码后才有传输的可能。本实验仅提供一个PAM系统的简单模式。 3、多路脉冲调幅系统中的路标串话 路际串话是衡量多路系统的重要指标之一。路际串话是指在同一时分多路系统中，某一路或某几路的通话信号串扰到其它话路上去，这样就产生了同一端机中各路通话之间的串话。 在一个理想的传输系统中，各路PAM信号应是严格地限制在本路时隙中的矩形脉冲。但是如果传输PAM信号的通道频带是有限的，则PAM信号就会出现“拖尾”的现象。当“拖尾”严重，以至入侵邻路时隙时，就产生了路标串话。 在考虑通道频带高频谱时，可将整个通道简化为图9所示的低通网络，它的上截止频率为：f1=1/(2
通信原理实验报告 实验名称：数字信号的基带传输 班级：08211317 学号：08211660 姓名：张媛（27）
一．实验目的 （1）理解无码间干扰数字基带信号的传输； （2）掌握升余弦滚降滤波器的特性； （3）通过时域、频域波形分析系统性能。 二、仿真环境 SystemView 仿真软件 三、实验原理 （1 ）数字基带传输系统的基本结构 它主要由信道信号形成器、信道、接收滤滤器和抽样判决器组成。为了保证系统可靠有序地工作，还应有同步系统。 1.信道信号形成器 把原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号，这种变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的。 2.信道 是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道，信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，甚至是随机变化的。另外信道还会进入噪声。 3.接收滤波器 滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 4.抽样判决器 在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。而用来抽样的位定时脉冲则依靠同步提取电路从接收信号中提取。 (2) 奈奎斯特第一准则 奈奎斯特准则提出：只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变， 即使其波形已经发生了变化，也能够在抽样判决后恢复原始的信号， 因为信息完全恢复携带在抽样点幅度上。 奈奎斯特准则要求在波形成形输入到接收端的滤波器输出的整个 传送过程传递函数满足： 令k′=j -k ， 并考虑到k′也为整数，可用k 表示： ???=+-0)(1])[(0或其它常数t T k j h b k j k j ≠=?? ?=+0 1)(0t kT h b 00≠=k k
《通信原理》MATLAB 仿真实验 实验一 模拟调制的仿真实验 一、 实验目的 熟悉MATLAB 软件的使用，并学会用MATLAB 来产生信号并实现信号模拟调制的可视化。 二、 实验原理 1、 理论原理 AM 调制就是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变 化的过程。在波形上，幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移（精确到常 数因子）。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。 解调方法利用相干解调。解调就是实现频谱搬移，通过相乘器与载波相乘 来实现。相干解调时，接收端必须提供一个与接受的已调载波严格同步的本地载波，它与接受的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，得到原始的基带调制信号。 通过信号的功率谱密度的公式，得到功率谱密度。即： 在AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果将载波抑制，只需在将直流0A 去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB ）。 DSB 调制器模型如图1所示。 图1 DSB 调制器模型 其中，设正弦载波为 0()cos()c c t A t ω?=+ 式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0?为初始相位（假定0?为0）。 调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。 双边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。在解调过程中，输入信号和噪声可以分别单独解调。相干解调的原理框图如图2所示： )]()([21)]()([)(cos )]([)(00c c c c AM c AM F F A s t t f A t s ωωωωωωδωωδπωω-+++-++=+=