实验一 常规双边带调幅与解调实验（AM ）
一、实验目的
1、掌握常规双边带调幅与解调的原理及实现方法。
2、掌握二极管包络检波法原理。
二、实验内容
1、完成常规双边带调幅，观测AM 信号的波形及其频谱。
2、采用二极管包络检波法，解调AM 信号。
三、实验仪器
1、信号源模块 一块
2、调制模块 一块
3、20M 双踪示波器 一
台
4、带话筒立体声耳机 一副
四、实验原理
幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使之随调制信号作线性变化的过程。 幅度调制器的一般模型如图3-1所示。
m(t)
m
c s (t)
图3-1 幅度调制器的一般模型
1、常规双边带调幅（AM ）
常规双边带调制简称调幅（AM ）。假设调制信号()m t 的平均值为0，将其叠加一个直流偏量0A 后与载波相乘，即可形成调幅信号。其时域表示式为
[]0()()cos AM c s t A m t t ω=+
若()m t 为确知信号，则AM 信号的频谱为
[][]01
()()()()()2
AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++-+
++- 其典型波形和频谱（幅度谱）如图3-2所示
cos c t
ω()
m t
0(A m t +
t
()
AM S
t
H
H
C
C
图3-2 AM 信号的波形和频谱
若()m t 为随机信号，则已调信号的频域表示必须用功率谱描述。
由波形可以看出，当满足条件：0max ()m t
A ≤时，AM 调幅波的包络与调制信号()m t 的形状完全一样，因此用包络检波的方法很容易恢复出原始调制信号；如果上述条件没有满足，就会出现“过调幅”现象，这时用包络检波将会发生失真。
AM 的优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今调幅制仍广泛用于无线电广播。 本实验采用的AM 调幅框图如下图3-3所示。
图3-3 AM 调幅实验框图
上图中，由信号源模块DDS 模拟信源直接提供调制信号0()A m t +，即含直流分量的正弦模拟信号，同时将信号源模块384KHz 正弦载波作为载波输入，两者相乘得到“AM 调幅
信号”输出。模块电路中“调制深度调节”旋转电位器可调节乘法器的调制深度。
2、包络检波法
解调是调制的逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复出原基带信号（即调制信号）。解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。
前面提到，当AM 信号在满足0max ()m t A ≤的条件下，其包络与调制信号()m t 的形状完全一样。因此，AM 信号一般都采用简单的包络检波法来恢复信号。
本实验采用的二极管峰值包络检波器如下图3-4所示。
AM输入检波输出解调输出
图3-4 AM解调实验框图（包络检波法）
实验中将AM调幅信号送入“AM输入”，经二极管包络检波得到“检波输出”信号，它是AM调幅信号的包络，然后再经一级RC低通滤波器，还原出原调制信号。
五、实验步骤
1、将信号源模块、调制模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的电源开关，对
应的发光二极管灯亮，两个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）
3、AM调幅
（1）信号源模块“DDS－OUT”测试点输出2KHz正弦波信号，调节“DDS调幅”
旋转电位器，使其峰峰值为1V左右。同时，调节“384K调幅”旋转电位器，
使“384K正弦载波”输出峰峰值为3.6V左右。
（2）实验连线如下：
信号源模块调制模块“模拟相乘法调制”
DDS－OUT ——————————基带输入
384K正弦载波—————————载波输入
（3）调节“调制深度调节”旋转电位器，示波器双踪观测调制模块模拟相乘法调制“基带输入”与“调制输出”信号。
此时，将示波器两通道幅度单位调到同一档，例如均为“1V/格”档位，理解基
带信号是AM调幅信号的“包络”这一概念。
4、AM解调（包络检波法）
将AM调幅信号送入包络检波法“AM输入”测试点，观测“检波输出”与“解调输出”测试点波形，并对比模拟信号还原的效果。
5、模拟语音信号AM调幅与解调
用信号源模块模拟语音信源输出的“T－OUT”话音信号代替2K正弦信号送入模拟调制模块中，模拟解调模块还原的“解调输出”信号送回信号源模拟语音信源“R－IN”测试点，耳机接收话筒语音信号，完成模拟语音信号AM调幅与解调的整个过程。
实验二 2PSK调制与解调实验
一、实验目的
1、掌握2PSK调制的原理及实现方法。
2、掌握2PSK解调的原理及实现方法。
二、实验内容
1、分别采用数字键控法、模拟相乘法2PSK调制，观测2PSK调制信号的波形。
2、采用相干解调法2PSK解调。
三、实验仪器
1、信号源模块 一块
2、调制模块 一块
3、解调模块 一块
4、20M 双踪示波器 一台
四、实验原理
1、2PSK 调制
2PSK （二进制相移键控，Phase Shift Keying ）信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和π相位载波分别代表传“1”和传“0”。
2PSK 信号产生的方法有两种：模拟调制法和数字调制法。
图13-1 2PSK 调制模拟相乘法原理框图
上图13-1是2PSK 调制模拟相乘法原理框图。信号源模块提供码速率96K 的NRZ 码和384K 正弦载波。在2ASK 中数字基带信号是单极性的，而在2PSK 中数字基带信号是双极性的。故先将单极性NRZ
码经码型变换电路转换为双极性NRZ 码，然后与384K 正弦载波相乘，便得2PSK 调制信号。乘法器的调制深度可由“调制深度调节”旋转电位器调节。
图13-2 2PSK 调制数字键控法原理框图
上图13-2是2PSK 调制数字键控法原理框图。为便于实验观测，由信号源模块提供码速率为96Kbit/s 的NRZ 码数字基带信号和384KHz 正弦载波信号，NRZ 码为“1”的一个码元对应0相位起始的正弦载波的4个周期，NRZ 码为“0”的一个码元对应π相位起始的正弦载波的4个周期。
实验中采用模拟开关作为正弦载波的输出通/断控制门，数字基带信号NRZ 码用来控制门的通/断。当NRZ 码为高电平时，模拟开关1导通，模拟开关2截止，0相位起始的正弦载波通过门1输出；当NRZ 码为低电平时，模拟开关2导通，模拟开关1截止，π相位起始的正弦载波通过门2输出。门的输出即为2FSK 调制信号，如下图13-3所示。
NRZ输入
调制信号
1
1
00
1
PSK
图13-3 2PSK 调制信号波形
2、2PSK 解调
2PSK 信号的解调通常采用相干解调法，原理框图如下图13-4所示。
调制输入
BS输入
判决电压调节
载波输入相乘输出
滤波输出
解调输出
判压输出
图13-4 2PSK 解调相干解调法原理框图
设已调信号表达式为1()cos(())s t A t t ω?=?+（A 1为调制信号的幅值）， 经过模拟乘法器与载波信号A 2cos t ω（A2为载波的幅值）相乘，得
0121
()[cos(2())cos ()]2
e t A A t t t ω??=
++ 可知，相乘后包括二倍频分量121
cos(2())2
A A t t ω?+和cos ()t ?分量（()t ?为时间的
函数）。因此，需经低通滤波器除去高频成分cos(2())t t ω?+，得到包含基带信号的低频信号。
然后再进行电压判决和抽样判决。此时，“解调类型选择”拨位开关拨到“PSK ”一端。 解调过程中各测试点波形如下图13-5所示。
判压输出
解调输出
NRZ输入
调制信号
滤波输出
相乘输出
01
100
1
0110
1
图13-5 2PSK解调各测试点波形
五、实验步骤
1、将信号源模块、调制模块、解调模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的电源开关，对
应的发光二极管灯亮，三个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）
3、信号源模块设置
（1）“码速率选择”拨码开关设置为8分频，即拨为00000000 00001000。
24位“NRZ码型选择”拨码开关任意设置。
（2）调节“384K调幅”旋转电位器，使“384K正弦载波”输出幅度为3.6V左右。
4、2PSK调制（数字键控法）
（1）实验连线如下：
信号源模块调制模块
NRZ ———————— NRZ输入（数字键控法调制）
384K正弦载波————载波1输入（数字键控法调制）（2）调制模块“键控调制类型选择”拨码开关拨成1001，即选择2PSK调制方式。
（3）以调制模块“NRZ输入”的信号为内触发源，示波器双踪观测“NRZ输入”和“调制输出”测试点波形。
（4）改变信号源模块NRZ码的码型，观察2PSK调制信号波形的相应变化。
5、2PSK解调
（1）以上模块设置和连线均不变，增加连线如下：
调制模块解调模块
调制输出（数字键控法）——调制输入（PSK/DPSK解调）
信号源模块解调模块
384K正弦载波——————载波输入（PSK/DPSK解调）
BS ——————————BS输入（PSK/DPSK解调）（2）“解调类型选择”拨位开关拨到“PSK”一端。
（3）示波器观测“相乘输出”、“滤波输出”测试点波形。
（4）调节“PSK/DPSK判决电压调节”旋转电位器，示波器双踪观测“滤波输出”与“判压输出”测试点波形，分析随判决电压值的不同，“判压输出”波形的变化。
（5）示波器双踪观测信号源模块“NRZ”与解调模块PSK/DPSK解调“解调输出”测试点码型，对比2PSK解调还原的效果。
（6）改变信号源模块NRZ码的码型，重复上述实验步骤。
6、2PSK调制与解调（模拟相乘法）
（1）信号源模块设置不变，拆除以上所有连线，实验重新连线如下：
信号源模块调制模块
NRZ ————————单极性输入（NRZ变换）
384K正弦载波————载波输入（模拟相乘法调制）
调制模块内连线
双极性输出（NRZ变换）——基带输入（模拟相乘法调制）（2）示波器双踪观测NRZ变换“单极性输入”与“双极性输出”测试点波形。
（3）以“基带输入”测试点信号为内触发源，示波器双踪观测“基带输入”和“调制
输出”测试点波形。
“调制输出”两不同起始相位的载波幅度如有不同，可通过调节“调制深度调节”旋转电位器P01，使“调制输出”信号幅度平坦。 说明：“基带输入”为正电平时，“调制输出”为π相位起始的384KHz 正弦载波信号；
“基带输入”为负电平时，“调制输出”为0相位起始的384KHz 正弦载波信号。
（4）改变信号源模块NRZ 码的码型，观察2PSK 调制信号波形的相应变化。 （5）重复实验步骤5，相干解调2PSK 调制信号。
六、课后扩展题
根据2PSK 调制数字键控法原理框图，使用MC14066芯片自行设计一个数字键控法2PSK 调制电路，搭建硬件电路，通过实验调试检验实际效果。
有兴趣的同学请思考：三个硬件电路，数字键控法2ASK 调制电路、数字键控法2FSK 调制电路和数字键控法2PSK 调制电路，在结构形式上有无相似之处？是否能“合并同类项”？
实验三 脉冲编码调制与解调实验（PCM ）
一、实验目的
1、掌握抽样信号的量化原理。
2、掌握脉冲编码调制的基本原理。
二、实验内容
1、对模拟信号脉冲编码调制，观测PCM编码。
2、将PCM编码解调还原。
三、实验仪器
1、信号源模块一块
2、信源编码模块一块
3、20M双踪示波器一台
4、带话筒立体声耳机一副
四、实验原理
1、抽样信号的量化原理
模拟信号抽样后变成在时间离散的信号后，必须经过量化才成为数字信号。
模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化两种。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化?也小；反之，量化间隔就大。非均匀量化与均匀量化相比，有两个突出的优点：首间隔v
先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中往往是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例，因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的信噪比。
非均匀量化的实际过程通常是将抽样值压缩后再进行均匀量化。现在广泛采用两种对数μ压缩律，我国和欧洲各国均采用A压缩律。本实验中PCM编码方式也是采压缩，美国采用
用A压缩律。
A律压扩特性是连续曲线，实际中往往都采用近似于A律函数规律的13折线（A=87.6）的压扩特性。这样，它基本保持连续压扩特性曲线的优点，又便于用数字电路来实现，如下图6-1所示。
图6-1 13折线特性
表6-1列出了13折线时的x 值与计算得的x 值的比较。
表 6-1 A 律和13折线比较
表中第二行的x 值是根据6.87=A 计算得到的，第三行的x 值是13折线分段时的值。可见，13折线各段落的分界点与6.87=A 曲线十分逼近，同时x 按2的幂次分割有利于数字化。
2、脉冲编码调制的基本原理
通常把从模拟信号抽样、量化，指导变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制（Pulse Code Modulation ，PCM ）。
在13折线法中，无论输入信号是正是负，均用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值。其中，用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平。其它四位表示段内码，它的16种可能状态来分别代表每一段落的
16个均匀划分的量化级。这样处理的结果，使8个段落被划分成27
＝128个量化级。段落码和8个段落之间的关系如表6-2所示，段内码与16
个量化级之间的关系见表6-3。上述编码方法是把压缩、量化和编码合为一体的方法。
表6-2 段落码 表6-3 段内码
3、PCM原理框图
PCM原理框图如下图6-2所示。
编码部分
译码部分
图6-2 PCM原理框图
上图中，信号源模块提供音频范围内模拟信号及时钟信号，包括工作时钟2048K、位同步时钟64K、帧同步时钟8K，送信源编码模块，经抽样保持、量化、编码过程，产生64K 码速率的PCM编码信号。
译码部分同样将PCM编码与各时钟信号送入，经译码、低通滤波器，还原出模拟信号。
五、实验步骤
1、将信号源模块、信源编码模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的电源开关，对
应的发光二极管灯亮，两个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）
3、PCM编码
（1）信号源模块“2K正弦基波”幅度调节至3V左右。
（2）实验连线如下：
信号源模块信源编码模块（模块左下方PCM编解码）
2K正弦基波—————S－IN
2048K———————2048K－IN
64 K————————CLK－IN
8K————————FRAM－IN
（3）以“FRAM-IN”信号为内触发源，示波器双踪观测“FRAM-IN”、“PCM-OUT”测试点波形,PCM编码能够稳定观测，且每四帧编码为一个周期。
说明：帧信号对应的那一位PCM编码，可能出现半位为0，半位为1的情况，这是由实验中使用的PCM编译码芯片的工作时序决定的。
（4）以“S-IN”信号为内触发源，示波器双踪观测“S-IN”、“ PCM-OUT”测试点波形，PCM编码能够稳定观测，每一周期正弦波对应4帧共32位PCM编码，且32位一
循环，码速率为64K。
（5）改变信号源模块“2K正弦基波”的幅度，重复上述实验步骤。
4、PCM译码
（1）以上模块设置和连线均不变，增加连线如下：
信源编码模块内连线（模块左下方PCM编解码）
PCM－OUT——————JPCM－IN
2048K－IN——————J2048K－IN
CLK－IN ——————JCLK－IN
FRAM－IN——————JFRAM－IN
（2）示波器双踪观测“S-IN”和“JPCM-OUT”测试点波形，均为正弦波，且幅度相当。
5、模拟语音信号PCM编译码
用信号源模块模拟语音信源输出的“T－OUT”话音信号代替2K正弦信号输入模拟信号数字化模块中，还原的“解调输出”信号送回信号源模拟语音信源“R－IN”测试点，耳机接收话筒语音信号，完成模拟语音信号PCM编译码的整个过程。
六、课后扩展题
阅读教师参考书光盘中附带的TP3067芯片数据手册，特别是对“同步工作模式”和“异步工作模式”的理解。思考实验中观测到的帧信号对应的那一位PCM编码，为什么会出现半位为0，半位为1的情况？
有兴趣的同学可参考TP3067芯片的典型电路，自行设计一个PCM编解码电路，搭建硬件电路，通过实验调试检验实际效果。
实验四同步载波提取实验
一、实验目的
1、掌握用科斯塔斯（Costas）环提取同步载波的原理与实现方法。
二、实验内容
1、观察科斯塔斯环提取同步载波的过程。
2、提取数字调制信号的同步载波。
三、实验仪器
1、信号源模块一块
2、调制模块一块
3、同步提取模块一块
4、20M双踪示波器一台
四、实验原理
1、科斯塔斯环同步载波提取
同步是通信系统中一个重要的实际问题。当采用同步解调或相干检测时，接收端需要提供一个与发射端调制载波同频同相的相干载波。这个相干载波的获取就称为载波提取。
提取载波的方法一般分为两类：一类是在发送有用信号的同时，在适当的频率位置上，插入一个（或多个）称作导频的正弦波，接收端就由导频提取出载波，称为插入导频法；另一类是不专门发送导频，而在接收端直接从发送信号中提取载波，称为直接法。
图15-1是科斯塔斯（Costas ）环提取同步载波原理框图。
图15-1 科斯塔斯环提取同步载波原理框图
上图科斯塔斯环环路中，加于两个相乘器的本地信号为压控振荡器输出的一对相位相差准90°的方波信号,展开为傅氏级数表示，有
14111v sin sin 3sin 5...sin ...35t t t n t n π??
=
Ω+Ω+Ω++Ω+????，n 取1，3，5… 24111v cos cos3cos5...cos ...35t t t n t n π??
=
Ω+Ω+Ω++Ω+????
，n 取1，3，5… 式中，2T
π
Ω=
，T 为方波信号的周期。设输入的调制信号为()cos c m t t ω，则 34111v ()cos sin sin 3sin 5...sin ...35c m t t
t t t n t n ωπ??=Ω+Ω+Ω++Ω+????
111()cos sin ()cos sin 3sin 5...sin ...35c c Am t t t Bm t t t t n t n ωω??
=Ω+Ω+Ω++Ω+??
??
1
111
()[s i n ()s i n ()]()c o s s i n 3s i n 5...s i n .
2
35c c c A m t B m t t t t n t n ωωω??
=
+Ω+-
Ω+Ω+Ω++Ω+????
44111v ()cos cos cos3cos5...cos ...35c m t t
t t t n t n ωπ??
=Ω+Ω+Ω++Ω+????
111()cos cos ()cos cos3cos5...cos ...35c c Am t t t Bm t t t t n t n ωω??
=Ω+Ω+Ω++Ω+??
??
1111()[cos()cos()]()cos sin 3sin 5...sin ...235c c c Am t Bm t t t t n t n ωωω??=
+Ω+-Ω+Ω+Ω++Ω+???? V3、V4分别经低通滤波器滤除高频分量，输出为：
511
v ()sin()()sin 22c Am t Am t ωθ=
-Ω= 611
v ()cos()()cos 22
c Am t Am t ωθ=-Ω=
上式中，θ即为压控振荡器输出信号与输入信号载波之间的相位误差。 V5、V6相乘，得 22
7561v v v ()sin 28
A m t θ== 当θ较小时， 22
71v ()4
A m t θ≈
可知，V7的大小与相位误差θ成正比，它就相当于一个鉴相器的输出。用V7去调整压控振荡器输出信号的相位，最后使稳定相位误差减小到很小的数值。这样压控振荡器的输出就是所需提取的载波。“频率调节”旋转电位器用来手调压控振荡器的压控信号的直流电平，增大接收端的时钟调节范围，使同步更容易。
五、实验步骤
1、将信号源模块、调制模块、同步提取模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，三个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）
3、信号源模块“码速率选择”拨码开关设置为8分频，即拨为00000000 00001000。 24位“NRZ 码型选择”拨码开关任意设置。
调节“384K 调幅”旋转电位器，使“384K 正弦载波”输出幅度为3.6V 左右。
4、这里以数字键控法实现2PSK 调制为例。调制模块“键控调制类型选择”拨码开关
拨成1001，即选择2PSK 调制方式。 5、实验连线如下：
信号源模块 调制模块
NRZ ———————————— NRZ 输入（数字键控法调制） 384K 正弦载波————————载波1输入（数字键控法调制）
信号源模块 同步提取模块 24.576M ——————————— CLK
调制模块 同步提取模块 调制输出（数字键控法调制）——调制输入
6、示波器双踪观测频带同步提取模块“V1”与“V2”测试点，调节“频率调节”旋转电位器P01，两波形可稳定观测，且均为384KHz 方波信号，有“V2”超前“V1”准90度相位（半个码元宽度），如下图所示。
说明：调节“频率调节”旋转电位器时，可参考“V1”或“V2”测试点的方波频率
值，调节至频率在384KHz 附近。
7、示波器双踪观测信号源模块“384K正弦载波”测试点和频带同步提取模块“载波输
出”测试点，微调“频率调节”旋转电位器，可观测到两波形同频且同相。
如两波形相位正好反相，可尝试按“复位”键使同相。
8、示波器分别观测“V3”、“V4”、“V5”、“V6”、“V7”测试点波形。
9、改变调制方式，重复以上实验步骤，提取同步载波。
实验五数字基带传输系统实验
一、实验目的
1、掌握数字基带传输系统的基本架构。
二、实验内容
1、双路模拟信号分别PCM编码、再时分复用送入信道传输。
2、从接收到的复用信号中提取同步信号并时分解复用、再分别PCM译码还原。
三、实验仪器
1、信号源模块两块
2、信源编码模块两块
3、时分复用模块一块
4、信道与眼图模块一块
5、同步提取模块一块
6、20M双踪示波器一台
7、带话筒立体声耳机两副
四、实验原理
1、数字基带传输系统发送部分
数字基带传输系统发送部分框图如下图21-1所示。
信道
图21-1 数字基带传输系统发送部分框图
双路模拟信号规定在音频范围内，可由信号源模块提供1K 正弦基波和2K 正弦基波，或者由两块信号源模块分别提供模拟语音信号。
PCM 编码所需时钟信号，即2048K 、64K 和8K 数字时钟由一块信号源模块提供。 将双路模拟信号分别送入两块信源编码模块中PCM 编码。
编码数据连同时钟信号一起送入时分复用模块时分复用输入，作为时分复用的第一路复用数据和第二路复用数据。
时分复用信号在信道与眼图模块中选择高斯白噪信道或256K 数字基带传输信道传输。 2
、数字基带传输系统接收部分
数字基带传输系统接收部分框图如下图21-2所示。
图21-2 数字基带传输系统接收部分框图
从信道接收到的信号送入同步提取模块中提取256K 位同步信号BS 及基带帧同步信号FS ，两同步信号与接收到的复用信号一起给时分复用模块进行时分解复用。
时分解复用还原出来的“数据1”、“数据2”连同位同步、帧同步信号一起分别送入两块信源编码模块中PCM 译码，还原出模拟信号。
五、实验步骤
1、将两块信号源模块、两块信源编码模块、时分复用模块、信道与眼图模块、同步提取模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下七个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，七个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）
3、数字基带传输发送端
（1）这里以信号源模块提供“1K 正弦基波”和“2K 正弦基波”为例，将“2K 正弦基
波”的幅度调节至3V 左右。
（2）将双路模拟信号，及所需的2048K 、64K 和8K 数字时钟信号分别送入两块信源编码
模块中PCM 编码。
（3）编码数据连同时钟信号一起送入时分复用模块时分复用输入，作为时分复用的第一路复用数据和第二路复用数据。
（4）参考实验连线如下：
信号源模块信源编码模块一
2048K—————————2048K－IN
64K——————————CLK－IN
8K—————————— FRAM－IN
2K正弦基波—————— S－IN
信号源模块信源编码模块二
2048K—————————2048K－IN
64K——————————CLK－IN
8K—————————— FRAM－IN
1K正弦基波—————— S－IN
信号源模块时分复用模块
2048K—————————2048K
64K——————————位同步（时分复用输入）
8K——————————帧同步（时分复用输入）
信源编码模块一时分复用模块
PCM－OUT———————数据1（时分复用输入）
信源编码模块二时分复用模块
PCM－OUT———————数据2（时分复用输入）
（5）时分复用模块“第三路复用数据码型拨码设置”拨码开关SW01任意设置。
（6）示波器观测数字基带传输发送端各测试点信号
4、信道与眼图
将时分复用数据送入信道与眼图模块高斯白噪信道或256K数字基带传输信道传输，从信道输出的信号再送到时分复用模块时分解复用输入“数据”测试点中。
观测此时256K码速率带限信道的眼图。
5、数字基带传输接收端
（1）参考“时分复用实验”、“位同步信号提取实验”和“帧同步信号提取实验”的实验操作步骤，将接收到的时分复用信号进行时分解复用。
（2）将时分解复用输出的两路数据分别交叉送入两块信源编码模块中PCM译码还原。
6、模拟语音信号的数字基带传输
将两副带话筒立体声耳机分别插入两块信号源模块的音频插座中。原信号源模块“2K正弦基波”、“1K正弦基波”改为由信号源模块模拟语音信源提供的模拟信号，即“T-OUT”输出话音信号。双路语音信号经PCM编码、时分复用、信道传输、时分解复用并交换、PCM译码后，还原的模拟语音分别送入信号源模块模拟语音信源“R-IN”测试点，双方耳机接收对方话筒语音信号，完成双路模拟语音信号数字基带传输的整个过程。
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
通信原理 实验报告 课程名称：通信原理 实验三：二进制数字信号调制仿真实验实验四：模拟信号数字传输仿真实验姓名： 学号： 班级： 2012年12 月
实验三二进制数字信号调制仿真实验 一、实验目的 1.加深对数字调制的原理与实现方法； 2.掌握OOK、2FSK、2PSK功率谱密度函数的求法； 3.掌握OOK、2FSK、2PSK功率谱密度函数的特点及其比较； 4.进一步掌握MATLAB中M文件的调试、子函数的定义和调用方法。 二、实验内容 1. 复习二进制数字信号幅度调制的原理 2. 编写MATLAB程序实现OOK调制； 3. 编写MATLAB程序实现2FSK调制； 4. 编写MATLAB程序实现2PSK调制； 5. 编写MATLAB程序实现数字调制信号功率谱函数的求解。 三、实验原理 在数字通信系统中，需要将输入的数字序列映射为信号波形在信道中传输，此时信源输出数字序列，经过信号映射后成为适于信道传输的数字调制信号。数字序列中每个数字产生的时间间隔称为码元间隔，单位时间内产生的符号数称为符号速率，它反映了数字符号产生的快慢程度。由于数字符号是按码元间隔不断产生的，经过将数字符号一一映射为响应的信号波形后，就形成了数字调制信号。根据映射后信号的频谱特性，可以分为基带信号和频带信号。 通常基带信号指信号的频谱为低通型，而频带信号的频谱为带通型。 调制信号为二进制数字基带信号时，对应的调制称为二进制调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率和相位只有两种变化状态。相应的调制方式有二进制振幅键控(OOK/2ASK)、二进制频移键控(2FSK)和二进制相移键控(2PSK)。 下面分别介绍以上三种调制方法的原理，及其MATLAB实现： 本实验研究的基带信号是二进制数字信号，所以应该首先设计MATLAB程序生成二进制数字序列。根据实验一的实践和第一部分的介绍，可以很容易的得到二进制数字序列生成的MATLAB程序。 假定要设计程序产生一组长度为500的二进制单极性不归零信号，以之作为后续调制的信源，并求出它的功率谱密度，以方便后面对已调信号频域特性和基带信号频域特性的比较。整个过程可用如下程序段实现： %定义相关参数 clear all; close all; A=1 fc=2; %2Hz; N_sample=8; N=500； %码元数 Ts=1; %1 Baud/s dt=Ts/fc/N_sample; %波形采样间隔 t=0:dt:N*Ts-dt; Lt=length(t);
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;
通信原理 实验报告 实验名称：实验一码型变换实验 姓名：xxxx 专业班级：电信xxxxx班 学号：xxxxxxxxxxxxx 中南大学物理与电子学院 X2013年下学期 xx月xx号
码型变换实验: 一、实验目的 1、了解几种常用的数字基带信号。 2、掌握常用数字基带传输码型的编码规则。 3、掌握常用CPLD实现码型变换的方法。 二、实验内容 1、观察NRZ码、RZ码、AMI码HDB3码CMI 码BPH码的波形。 2、观察全0码或者全1码时各码型的波形。 3、观察HDB3码、AMI码的正负极性波形。 4、观察RZ码、AMI码、HDB3码、CMI码、 BPH码经过码型反变换后的输出波形。5、自行设计码型变换电路，下载并观察波 形。 三、实验器材 1、信号源模块 2、编码、译码模块 3、20M双示踪示波器 4、连接线 四、实验结果分析 1、CMI、RZ、BPH码遍解码电路观测
信号源： S1:01110010 S2:01010101 S3:00110011 CMI码： DOUT1波形：1110010 NRZ-OUT输出波形：01010101001100110111 RZ码： DOUT1：11001101
NRZ-OUT输出波形：001100110111001001 DOUT1：10111001001010101
NRZ-OUT输出波形：010110010110011 2、AMI、HDB3码编解码电路观测 S1：01110010 S2：00011000 S3：01000011 AMI码： DOUT1：
DOUT2： AMI-OUT：101001100100110111010011001
通信原理课程设计报告
一. 2DPSK基本原理 1.2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。 定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设： ?Φ=0→数字信息“0”； ?Φ=π→数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1
DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π 或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0 2. 2DPSK信号的调制原理 一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。 图1.2.2 键控法调制原理图 码变换相乘 载波 s(t)e o(t)
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 报 告 实验名称：PAM编译码器系统 姓名： 学号： 日期： 一．实验名称：PAM编译码器系统 二、实验仪器 1、J H5001通信原理综合实验系统一台 2、20MHz双踪示波器一台
3、函数信号发生器一台 三、实验目的 1、验证抽样定理 2、观察了解PAM信号形成的过程 3、了解混迭效应形成的原因 四、实验内容 准备工作：将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在NH位置（右端），将测试信号选择开关KQ01设置在外部测试信号输入2_3位置（右端）。 1.近似自然抽样脉冲序列测量 （1）首先将输入信号选择开关K701设置在T（测试状态）位置，将低通滤波器选择开关K702设置在F（滤波位置），为便于观测，调整函数信号发生器正弦波输出频率为200～1000Hz、输出电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。 （2）用示波器同时观测正弦波输入信号（J005）和抽样脉冲序列信号（TP703），观测时以TP703做同步。调整示波器同步电平和微调调整函数信号发生器输出频率，使抽样序列与输入测试信号基本同步。测量抽样脉冲序列信号与正弦波输入信号的对应关系。 2.重建信号观测 TP704为重建信号输出测试点。保持测试信号不变，用示波器同时观测重建信号输出测试点和正弦波输入信号，观测时以J005输入信号做同步。 3.平顶抽样脉冲序列测量 将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在H位置（左端）。 方法同1测量，请同学自拟测量方案。记录测量波形，与自然抽样测量结果做比较。 4.平顶抽样重建信号观测 将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在H位置（左端）。 方法同2测量，请同学自拟测量方案。记录测量波形，与自然抽样测量结果对比分析平顶抽样的测试结果。 5.信号混迭观测 （1）当输入信号频率高于4KHz（1/2抽样频率）时，重建信号将出现混迭效应。观测时，将跳线开关K702设置在NF（无输入滤波器）位置。调整函数信号发生器正
实验一、PCM编译码实验 实验步骤 1. 准备工作：加电后，将交换模块中的跳线开关KQ01置于左端PCM编码位置，此时MC145540工作在PCM编码状态。 2. PCM串行接口时序观察 （1）输出时钟和帧同步时隙信号观测：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号（TP503），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。 （2）抽样时钟信号与PCM编码数据测量：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。 3. PCM编码器 （1）方法一： （A）准备：将跳线开关K501设置在测试位置，跳线开关K001置于右端选择外部信号,用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。 （B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。分析为什么采用一般的示波器不能进行有效的观察。 （2）方法二： （A）准备：将输入信号选择开关K501设置在测试位置，将交换模块内测试信号选择开关K001设置在内部测试信号（左端）。此时由该模块产生一个1KHz的测试信号，送入PCM编码器。（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以内部测试信号（TP501）做同步（注意：需三通道观察）。分析和掌握PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟的对应关系。 4. PCM译码器 （1）准备：跳线开关K501设置在测试位置、K504设置在正常位置，K001置于右端选择外部信号。此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。 （2） PCM译码器输出模拟信号观测：用示波器同时观测解码器输出信号端（TP506）和编码器输入信号端口（TP501），观测信号时以TP501做同步。定性的观测解码信号与输入信号的关系：质量、电平、延时。 5. PCM频率响应测量：将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，定性的观测解码恢复出的模拟信号电平。观测输出信号信电平相对变化随输入信号频率变化的相对关系。
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。
通信原理软件实验报告 学院：信息与通信工程学院 班级： 一、通信原理Matlab仿真实验 实验八 一、实验内容 假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形和频谱。 二、实验原理 1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM 该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到，其表达式及时间波形图为： 应当注意的是，m(t)的绝对值必须小于等于1，否则会出现下图的过调制： AM信号的频谱特性如下图所示： 由图可以发现，AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。 2、双边带抑制载波调幅（DSB—SC AM）信号的产生 双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波 c(t)相乘得到，如图所示： m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示：
若调制信号m(t)是确定的，其相应的傅立叶频谱为M(f)，载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到，因此经过调制之后，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，则调制信号带宽为2W，并且频谱中不含有离散的载频分量，只是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。 3、单边带条幅SSB信号 双边带抑制载波调幅信号要求信道带宽B=2W, 其中W是模拟基带信号带宽。从信息论关点开看，此双边带是有剩余度的，因而只要利用双边带中的任一边带来传输，仍能在接收机解调出原基带信号，这样可减少传送已调信号的信道带宽。 单边带条幅SSB AM信号的其表达式： 或 其频谱图为： 三、仿真设计 1、流程图：
部分响应系统 一、实验目的 1．通过实验掌握第一类部分响应系统的原理及实现方法； 2．掌握基带信号眼图的概念及绘制方法。 二、实验原理 1.部分响应系统 为了提高系统的频带利用率，减小定时误差带来的码间干扰，升余弦传输特性在这两者的选择是有矛盾的。理想低通传输特性可以有最高的频带利用率 2=s η，但拖尾的波动比较大，衰减也比较慢。若能改善这种情况，并保留系统 的带宽等于奈奎斯特带宽，就能在保证一定的传输质量前提下显著地提高传输速率。这是有实际意义的，特别是在高速大容量传输系统中。部分响应传输系统就具有这样的特点。 部分响应传输系统是通过对理想低通滤波器冲激响应的线性加权组合，来控制整个传输系统冲激响应拖尾的波动幅度和衰减。当然，这样做会引入很强的码间干扰，但这种码间干扰是可控制的，是已知的，因此很容易从接收信号的抽样值中减去。由于这种组合并不影响系统的传输带宽，因此频带利用率高。 第一类部分响应系统是在相邻的两个码元间引入码间干扰。由于理想低通系统的传递函数为 其冲激响应为s s T t T t t h //sin )(ππ= ，如果用)(t h 以及)(t h 的时延s T 的波形作为系统的 冲激响应，那么它的系统带宽肯定限制在??? ? ? ?-s s T T 21,21，也就是说，系统的频带利用率为2bit/Hz 。 接着来看系统的冲激响应函数)(t g ： s s s s s s s T t T t T t T T t c T t c T t h t h t g /11 sin )(sin sin )()()(-= ?? ????-+=-+=ππππ s T f 21 ||< 其他 ???=0 )(s T f H
通信原理实验报告 实验名称：数字信号的基带传输 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： 在实际应用中，理想低通滤波器是不可能实现的，升余弦滤波器 是在实际中满足无码间干扰传输的充要条件，已获得广泛应用的滤波 器。 升余弦滤波器满足的传递函数为： ???=+-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
通信原理实验报告 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
学院 实验报告 课程名称： 姓名： 学号： 班级： 指导教师： 2017年6月1日
目录 实验网络和实验板简介 (3) 实验1 数字基带信号与 AMI/HDB3编译码 (4) 1.1 实验目的 (4) 1.2 基本原理 (4) 1.3 实验步骤及实验结果 (5) 1.4 实验思考题 (10) 实验2 数字调制 (12) 2.1 实验目的 (12) 2.2 实验原理 (12) 2.3 实验步骤及实验结果 (12) 2.4 实验思考题 (14) 实验3 模拟锁相环与载波同步 (15) 3.1 实验目的 (15) 3.2 实验原理 (15) 3.3 实验步骤及实验结果 (15) 3.4 实验思考题 (18) 实验4 数字解调与眼图 (18) 4.1 实验目的 (18) 4.2 实验原理 (18) 4.3 实验步骤及实验结果 (19) 4. 2FSK解调实验 (21) 4.4 实验思考题 (22) 实验5 数字锁相环与位同步 (22) 5.1 实验目的 (22) 5.2 实验原理 (22) 5.3 实验步骤及实验结果 (23) 5.4 实验思考题 (24) 实验6 帧同步 (25) 6.1 实验目的 (25) 6.2 实验原理 (25) 6.3 实验步骤及实验结果 (26) 6.4 实验思考题 (28) 实验 7 时分复用数字基带通信系统 (28) 7.1 实验目的 (28) 7.2 实验原理 (29) 7.3 实验步骤及实验结果 (30) 7.4 实验思考题 (31) 实验 8 时分复用 2DPSK、2FSK 通信系统 (31) 8.1 实验目的 (31) 8.2 实验原理 (32) 8.3 实验步骤及实验结果 (32) 8.4 实验思考题 (33)
《通信原理软件》实验报告专业通信工程 班级 2011211118 姓名朱博文 学号 2011210511 报告日期 2013.12.20
基础实验： 第一次实验 实验二时域仿真精度分析 一、实验目的 1. 了解时域取样对仿真精度的影响 2. 学会提高仿真精度的方法 二、实验原理 一般来说，任意信号s(t)是定义在时间区间上的连续函数，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这样一个时间段。为此将把s(t)截短，按时间间隔均匀取样，仿真时用这个样值集合来表示信号 s(t)。△t反映了仿真系统对信号波形的分辨率，△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，对应的频谱是频率的周期函数，才能保证不发生频域混叠失真，这是奈奎斯特抽样定理。设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，那么不能用此仿真程序来研究带宽大于的信号或系统。换句话说，就是当系统带宽一定的情况下，信号的采样频率最小不得小于2*f，如此便可以保证信号的不失真，在此基础上时域采样频率越高，其时域波形对原信号的还原度也越高，信号波形越平滑。也就是说，要保证信号的通信成功，必须要满足奈奎斯特抽样定理，如果需要观察时域波形的某些特性，那么采样点数越多，可得到越真实的时域信
号。 三、实验内容 1、方案思路： 通过改变取点频率观察示波器显示信号的变化 2、程序及其注释说明： 3、仿真波形及频谱图： Period=0.01 Period=0.3 4、实验结果分析： 以上两图区别在于示波器取点频率不同，第二幅图取点频率低于第一幅图，导致示波器在画图时第二幅图不如第一幅图平滑。 四、思考题 1.两幅图中第一幅图比第二幅图更加平滑，因为第一幅图中取样点数更 多 2.改为0.5后显示为一条直线，因为取点处函数值均为0 实验三频域仿真精度分析 一、实验目的
1，必做题目 1.1无线信道特性分析 1.1.1实验目的 1)了解无线信道各种衰落特性； 2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义； 3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。 1.1.2实验内容 1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰落 信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信 源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒， 相对平均功率为[0 -3 -6 -9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道 设置如下图所示：
1.1.3实验作业 1)根据信道参数，计算信道相干带宽和相干时间。 fm=200; t=[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]; p=[10^0 10^-0.3 10^-0.6 10^-0.9]; t2=t.^2; E1=sum(p.*t2)/sum(p); E2=sum(p.*t)/sum(p); rms=sqrt(E1-E2.^2); B=1/(2*pi*rms) T=1/fm 2)设置较长的仿真时间（例如10秒），运行链路，在运行过程中，观察并 分析瑞利信道输出的信道特征图（观察Impulse Response(IR)、 Frequency Response(FR)、IR Waterfall、Doppler Spectrum、Scattering Function）。（配合截图来分析） Impulse Response(IR)
从冲击响应可以看出，该信道有四条不同时延的路径。多径信道产生随机衰落，信道冲击响应幅值随机起伏变化。可以看出，该信道的冲激响应是多路冲激响应函数的叠加，产生严重的码间干扰。 Frequency Response(FR) 频率响应特性图不再是平坦的，体现出了多径信道的频率选择性衰落。
电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室 实验报告 课程名称移动通信原理 实验内容无线信道特性分析； BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析； SIMO系统性能仿真分析 课程教师胡苏 成员姓名成员学号成员分工 独立完成必做题第二题，参与选做题SIMO仿 真中的最大比值合并模型设计 参与选做题SIMO仿真中的 等增益合并模型设计 独立完成必做题第一题 参与选做题SIMO仿真中的 选择合并模型设计
1，必做题目 1.1无线信道特性分析 1.1.1实验目的 1)了解无线信道各种衰落特性； 2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义； 3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。 1.1.2实验内容 1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰 落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相对平均功率为[0 -3 -6 -9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示：
1.1.3实验仿真 (1)实验框图 （2）图表及说明 图一：Before Rayleigh Fading1 #上图为QPSK相位图，由图可以看出2比特码元有四种。
图二：After Rayleigh Fading #从上图可以看出，信号通过瑞利信道后，满足瑞利分布，相位和幅度发生随机变化，所以图三中的相位不是集中在四点，而是在四个点附近随机分布。 图三：Impulse Response #从冲激响应的图可以看出相位在时间上发生了偏移。
信息与通信工程学院通信原理硬件实验报告 指导教师：** 实验日期：2019-5-8
目录 必做： 实验一：双边带抑制载波调幅（DSB-SC AM）实验二：具有离散大载波的双边带调幅 实验三：调频（FM） 实验六：眼图 实验七：采样、判决 实验八：二进制通断键控（OOK） 实验十二：低通信号的采样与重建 选作： 实验九：二进制移频键控（2FSK） 实验十一：信号星座
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-SC AM信号的产生及相干解调原理 图2.2.1表示 DSB-SC AM信号的产生及相干解调原理框图。
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,如图2.2.1所示。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sin(2πft+ψ)与输入的导频信号 cos2πft的频率相同,但二者的相位差为(ψ+90°),其中ψ很小。锁相环中乘法器(相当于鉴相器)的两个输入信号分别为发来的信号s(t)(已调信号加导频)与锁相环中VCO的输出信号,二者相乘得到 锁相环中的LPF带宽窄，能通过分量，滤除m(t)的频率分量及四倍频载频分量。 因为ψ很小，所以sinψ≈ψ的输出亏以负反馈的方式控制VCO，使其保持在锁定状态。锁定后的VCO输出信号经90°移相后，以作为相干解调的恢复载波，它与输人的导频信号同频，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，可通过隔直流电路滤除，于是输出为。 三、电路 DSB-SC AM信号的产生原理图如下图2.2.2
验 报 告 告 实验名称：PAM编译码器系统 姓名：________________ 学号：____________ 日期：__________ .实验名称：PAM编译码器系统
、实验仪器 1、JH5001通信原理综合实验系统一台 2、20MHz双踪示波器一台 3、函数信号发生器 三、实验目的 1、验证抽样定理 2、观察了解PAMI信号形成的过程 3、了解混迭效应形成的原因 四、实验内容 准备工作：将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在NH位置（右端），将测试信号选择开关KQ01设置在外部测试信号输入2_3位置（右端）。 1. 近似自然抽样脉冲序列测量 （1）首先将输入信号选择开关K701设置在T （测试状态）位置，将低通滤波器选择开关 K702设置在F （滤波位置），为便于观测，调整函数信号发生器正弦波输出频率为200? 1000Hz、输出电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005和J006 （地）。 （2）用示波器同时观测正弦波输入信号（J005）和抽样脉冲序列信号（TP703）,观测时以TP703做同步。调整示波器同步电平和微调调整函数信号发生器输出频率，使抽样序 列与输入测试信号基本同步。测量抽样脉冲序列信号与正弦波输入信号的对应关系。 2. 重建信号观测 TP704为重建信号输出测试点。保持测试信号不变，用示波器同时观测重建信号输出测试点和正弦波输入信号，观测时以J005 输入信号做同步。 3. 平顶抽样脉冲序列测量 将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在H位置（左端）。 方法同 1 测量，请同学自拟测量方案。记录测量波形，与自然抽样测量结果做比较。 4. 平顶抽样重建信号观测 将交换模块内的抽样时钟模式开关KQ02设置在H位置（左端）。 方法同 2 测量，请同学自拟测量方案。记录测量波形，与自然抽样测量结果对比分析平顶抽样的测试结果。