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电子信息工程综合实验2011.12目录：实验一、虚拟仪器综合使用实验 (3)实验二、DDS信号发生器 (12)实验六、基于FPGA的DDS信号源 (22)实验三、锁相环路参数测试 (26)实验四、数字频率合成器的设计 (35)实验七、匹配滤波器 (44)实验八、相关器 (52)实验九、正交调制器 (65)实验十、正交相干检波器 (71)实验十一、线性调频脉冲压缩 (76)实验十二、动目标检测及相参积累 (83)实验一虚拟仪器综合使用实验一、实验目的学习掌握虚拟仪器DSO-2902示波器/逻辑分析仪和PC-LAB20000任意波形信号源的功能及使用方法，达到熟练运用程度。
二、实验仪器1．DSO-2902示波器/逻辑分析仪一台2．PC-LAB20000任意波形信号源一台3．普通示波器/信号源各一台4．微机一台5．微机专用直流电源一台三、实验内容6．了解DSO-2902示波器/逻辑分析仪基本配置。
7．学习硬件及其软件的安装。
8．掌握DSO-2902示波器/逻辑分析仪和PC-LAB20000任意波形信号源的使用方法。
四、实验步骤9．在PC机上安装好DSO-2902示波器/逻辑分析仪和PC-LAB20000任意波形信号源的软件及硬件。
10．打开PC-LAB20000任意波形信号源操作过程：a）双击电脑桌面的“PC-LAB20000”图标；b）点击选择菜单中：None PCG10 378 并点击“OK”；c）点击选择实验者所需的信号波形、频率、幅度、偏压等指标。
d）再将DSO-2902示波器/逻辑分析仪的测试探头与PC-LAB20000任意波形信号源的输出电缆连接好。
11．打开DSO-2902示波器操作过程：a）双击电脑桌面的“DSO-2902”图标；b）电击“确认”；c）选择单屏显示，单击“OK”；d）点击屏幕上点击“GO”键（按下“GO”意味着开始捕捉，不按“GO”意味着停止捕捉）；1）点击“AUTOSET”键，有波形出现在屏幕上（“Autoset”自动设置示波器参数与捕捉的信号相匹配）；2）点击鼠标右键，出现参数窗口，调整参数详细见附录中操作指南相关内容。
电子信息工程综合实验教程张文青谭文编南京理工大学电子工程与光电技术学院二〇〇七年五月前言电子信息工程专业作为江苏省的一个品牌专业，除理论课程的设置表现品牌特色外，对实验课程的设置也相当重要，因为实验课可培育和锻炼学生的科研设计能力和实际动手能力。
为了适应电子信息工程专业的进展和需要，咱们结合教研室的实际特点编写了这本电子信息工程综合实验教程，其中大多数的实验都是教研室的科研功效，该实验教程包括四大类实验，具体可分为：第一大类测量操纵类实验，包括转速测量与操纵实验，温度测量与操纵实验，电量测量与分析实验；第二大类雷达信号处置类实验，包括雷达测速实验，线性调频脉冲紧缩实验，匹配滤波器实验；第三大类锁相与频率合成类实验，包括VCO锁相环电路实验， DDS信号发生器实验；第四大类虚拟仪器类实验，包括LabVIEW编程环境与大体操作实验，LabVIEW图形、数组、簇编程实验，数据搜集实验，虚拟信号发生器实验，信号处置实验，网络通信实验，共14个综合性实验项目。
每一大类都表现了一个特色，学生可依照自己的情形选做其中的每一大类。
本书可作为工科院校电子信息工程专业综合实验的教材或参考书，也可作为相关课程的实验教材或毕业设计的相关参考资料。
在本书编写进程中取得电子工程教研室领导的大力支持和帮忙，专门是取得教研室主任朱晓华教授和张重雄教授的大力支持和帮忙，全书由教研室主任朱晓华教授审阅，在此表示衷心的感激。
由于编者水平有限，加上时刻仓促，书中不免存在不妥或错误的地方，敬请读者、同行批评指正。
编者2007年9月实验目录第一大类测量操纵类实验 (2)实验一转速测量与操纵 (3)实验二温度测量与操纵 (13)实验三电量测量与分析 (19)第二大类雷达信号处置类实验 (29)实验四雷达测速实验 (30)实验五线性调频脉冲紧缩实验 (33)实验六匹配滤波器实验 (37)第三大类锁相与频率合成类实验 (40)实验七 VCO锁相环电路实验 (41)实验八锁相频率合成器的设计 (47)实验九 DDS信号源的设计 (53)第四大类虚拟仪器类实验 (59)实验十虚拟仪器利用实验 (60)实验十一 LabVIEW编程环境与大体操作实验 (62)实验十二 LabVIEW图形、数组、簇编程实验 (65)实验十三数据搜集实验 (67)实验十四虚拟信号发生器实验 (75)实验十五信号处置实验 (78)实验十六网络通信实验 (80)附录 (99)附录A 实验一的硬件电路图及参考程序附录B 实验二的硬件电路图及参考程序附录C 实验三的硬件电路图及参考程序附录D DSO_2902示波器的说明书第一大类测量操纵类实验实验摘要：测量操纵类实验要紧利用传感器，接口电路和单片机系统对转速、温度、电量等信号进行测量和操纵，通过C51软件编程完成各部份功能的，该实验包括的知识点有硬件方面：单片机技术，传感器技术，模拟电子技术，数字电子技术，接口技术；软件方面：汇编语言，C51语言，Protel,Matlab等。
电子信息工程综合实验实验报告题目：电子信息工程综合实验实验报告院系：电子工程与光电技术学院姓名（学号）：指导教师：实验日期： 2015年11月6号目录实验一正交调制器实验 (2)实验二正交相干检波器 (7)实验三匹配滤波器 (12)实验四动目标检测及相参积累 (17)实验五线性调频脉冲压缩 (29)实验总结 (35)实验一正交调制器实验一、实验目的1.掌握正交调制器的工作原理；2.掌握正交调制器的电路组成。
二、实验仪器信号源、示波器、直流稳压电源三、实验原理正交调制是一种特殊的复用技术，一般是指利用两个频率相同但相位相差90度的正弦波作为载波，同时传送两路互相独立的信号的一种调制方式。
图一是具体的调制器功能框图。
图一正交调制器功能框图如图一所示，两路互相正交的信号i(t)和q(t)分别调制角频率为W c的互相正交的正弦波调制，调制后两路相加的波形为：如果两路正交的信号i(t)和q(t)分别为线性调频脉冲信号的复包络的实部和虚部，即：2(t )c o s (k t )i π=，2q(t)sin(k t )π=正交调制器的输出则为：显然，正交调制器的输出为载频频率为W c 的线性调频脉冲信号。
四、实验电路本实验装置主要由波形产生电路以及正交调制电路两个模块组成，硬件方面主要使用了单片机和FPGA 两种可编程的器件联合实现的。
单片机处理开关扫描和显示电路，FPGA 实现波形产生与输出选择，具有很大的灵活性和开放性，系统原理框图如图二所示。
图二 正交调制器实验装置原理框图本实验装置的单片机选用的是Atmel 公司的单片机AT89C55WD,如图三单片机的数据地址复用口全部与FPGA 相连，此外地址的高三位也与FPGA 相连，这主要是为了让FPGA 承担为单片机地址译码器选通外设的作用。
单片机的WR 、RD 和ALE 也与FPGA 相连，这是为了保证单片机与FPGA 的通信时的时序问题。
单片机的IO 口PI 口全部接到开关上，使用独立式按键结构中的查询方式。
正交鉴频实验报告总结
正交鉴频实验是一种常用的电信测量技术，用于测量无线电通信系统
中的正交干扰以及频率偏移。
在本次实验中，我们使用了DDS（Direct Digital Synthesis）技术生成了两个正交的信号，并使用带通滤波器和
相干解调器进行信号的分解和检测。
实验结果表明，在正交鉴频技术的应用下，我们成功地实现了信号的
分解和检测。
通过检测两个正交信号的相位差，我们可以准确地测量信号
的频率偏移。
根据实验结果和理论计算，我们得到了较为准确的频率偏移值，证明了正交鉴频技术在频率测量中的可靠性和准确性。
在实验过程中，我们也发现了一些问题。
首先，由于实验设备的限制，我们只能测量较低频率范围内的信号，因此在实际应用中需要注意考虑频
率范围的选择。
其次，由于信号在传输过程中易受到干扰和衰减的影响，
因此在实际应用中需要采取适当的干扰抑制和信号增强措施，以提高测量
的准确性和可靠性。
另外，在信号的处理和分析过程中，需要注意选择合
适的算法和技术，以便更好地解决相关的问题。
综上所述，正交鉴频实验是一种有潜力的电信测量技术，具有较高的
准确性和可靠性。
然而，由于实验设备和环境的限制，目前该技术在实际
应用中仍存在一些挑战，需要进一步研究和改进。
通过进一步的研究和实践，正交鉴频技术有望在无线通信系统中发挥更大的作用，帮助我们更好
地理解和解决相关的问题。
正交相干检波方法及FPGA的实现引言现代雷达普遍采用相参信号来进行处理，而如何获得高精度基带数字正交(I，Q)信号是整个系统信号处理成败的关键。
传统的做法是采用模拟相位检波器来得到I、Q信号，其正交性能一般为：幅度平衡在2％左右，相位正交误差在2°左右，即幅相误差引入的镜像功率在-34 dB左右。
这样的技术性能限制了信号处理器性能的提高。
为此，近年来提出了对低中频直接采样恢复I、Q信号的数字相位检波器。
随着高位、高速A／D的普遍应用，数字相位检波方法的实现已成为可能。
本文介绍了一种正交相干检波方法，并给出了其FPGA的实现方案。
1 基本原理1．1 中频信号分解的基本原理一个带通信号通常可表示为：其中，xI(t)、xQ(t)分别是s(t)的同相分量和正交分量。
ω0为载频，a (t)、φ(t)分别为包络和相位。
它们之间具有如下关系：所构成的复包络信号为，该信号包含了式(1)中的所有信息。
要对中频信号进行直接采样，首先要保证采样后的频谱不发生混叠。
根据基本的采样理论，即Nvquist采样定理要求以不低于信号最高频率两倍的采样速率对信号直接采样，才能保证所得到的离散采样值能够准确地确定信号。
然而，如果信号的频率分布在某一有限频带上，而且信号的最高频率fH远大于信号的带宽，那么，此时若仍按Nyquist采样率来采样，则其采样频率就会很高，以致难以实现，或是后续处理的速度不能满足要求。
因此，此时就要用到带通采样理论。
所谓带通采样定理，即设一个频率带限信号选x(t)，其频带限制在(fL，fH)内，此时，如果其采样速率满足：式中，n取能满足fs≥2(fH-fL)的最大正整数(O，1，2，)，则用fs进行等间隔采样所得到的信号采样值就能准确地确定原始信号。
式(4)中的fs用带通中心频率f0和频带宽度B可表示为：其中，，n为整数，且要求满足。
正交相干检波的bessel内插法及其cpld实现一、引言正交相干检波是在无线通信系统中，对接收到的信号进行检波处理的重要环节。
随着通信技术的不断发展，对信号处理方法的要求也越来越高。
本文主要研究了正交相干检波的Bessel内插法及其CPLD实现，旨在提高信号处理效率和系统性能。
二、正交相干检波原理1.基本概念正交相干检波是利用两个相互正交的信号（I和Q信号）进行检波处理，得到原始信号的实部和虚部。
在无线通信系统中，I和Q信号通常代表接收到的基带信号。
2.工作原理正交相干检波器的核心部分是相干检波器，它由一个乘法器、一个低通滤波器和一個积分器组成。
乘法器对I和Q信号进行乘法运算，得到实部信号；低通滤波器用于滤除高频干扰；积分器对实部信号进行积分处理，得到原始信号的实部。
同理，可以得到原始信号的虚部。
三、Bessel内插法1.Bessel函数介绍Bessel函数是一种非线性函数，具有良好的内插性能。
在信号处理领域，Bessel内插法被广泛应用于恢复原始信号的幅度和相位信息。
2.内插法原理Bessel内插法是根据Bessel函数的性质，在已知离散点的基础上进行内插，得到连续的函数曲线。
内插过程中，通过最小二乘法优化内插参数，使得内插结果更加接近实际曲线。
四、CPLD实现正交相干检波1.CPLD简介CPLD（复杂可编程逻辑器件）是一种电子器件，具有较高的集成度和可编程性。
通过编程配置，CPLD可以实现各种数字逻辑电路，满足不同应用场景的需求。
2.硬件设计本文提出的正交相干检波器采用CPLD实现，首先设计了一个正交相干检波器的硬件平台。
平台包括乘法器、低通滤波器、积分器和Bessel内插模块等部分。
通过合理布局和连线，实现各模块之间的信号传输。
3.软件设计在硬件平台的基础上，本文编写了相应的控制程序。
程序主要包括信号输入、乘法运算、低通滤波、积分处理、Bessel内插和信号输出等功能。
通过编程实现正交相干检波器的算法，并对实验数据进行处理。
南京理工大学电子信息工程综合实验实验报告题目：电子信息工程综合实验实验报告院系：电子工程与光电技术学院姓名（学号）：指导教师：实验日期： 2015年11月6号目录实验一正交调制器实验 (2)实验二正交相干检波器 (7)实验三匹配滤波器 (12)实验四动目标检测及相参积累 (17)实验五线性调频脉冲压缩 (29)实验总结 (35)实验一 正交调制器实验一、实验目的1.掌握正交调制器的工作原理；2.掌握正交调制器的电路组成。
二、实验仪器信号源、示波器、直流稳压电源 三、实验原理正交调制是一种特殊的复用技术，一般是指利用两个频率相同但相位相差90度的正弦波作为载波，同时传送两路互相独立的信号的一种调制方式。
图一是具体的调制器功能框图。
图一 正交调制器功能框图如图一所示，两路互相正交的信号i(t)和q(t)分别调制角频率为W c 的互相正交的正弦波调制，调制后两路相加的波形为：(t)i(t)cosw (t)sinw c c x t q t=+如果两路正交的信号i(t)和q(t)分别为线性调频脉冲信号的复包络的实部和虚部，即：2(t)cos(k t )i π=，2q(t)sin(k t )π= 正交调制器的输出则为：222x(t)(t)cos (t)sin cos(k t )cos()sin(k t )sin()cos(k t )c c c c c i t q t t t t ωωπωπωωπ=+=-=+显然，正交调制器的输出为载频频率为W c 的线性调频脉冲信号。
四、实验电路本实验装置主要由波形产生电路以及正交调制电路两个模块组成，硬件方面主要使用了单片机和FPGA 两种可编程的器件联合实现的。
单片机处理开关扫描和显示电路，FPGA 实现波形产生与输出选择，具有很大的灵活性和开放性，系统原理框图如图二所示。
图二正交调制器实验装置原理框图本实验装置的单片机选用的是Atmel公司的单片机AT89C55WD,如图三单片机的数据地址复用口全部与FPGA相连，此外地址的高三位也与FPGA相连，这主要是为了让FPGA承担为单片机地址译码器选通外设的作用。
实验一转速测量与控制一、实验目的1．熟悉速度传感器工作原理2．熟悉硬件设计原理3．熟悉软件编程方法二、实验仪器PC机、示波器、综合实验板、数字表，频率计三、实验设计原理1.硬件设计原理（1）整体设计框图图1-1 整体设计方框图其中，图的上半部分为测量部分，下半部分为控制部分CPU：AT89C52I/O：人机接口，7290D/A：5618直流电机：V =24vm（2）硬件主要由三块集成芯片和直流电机、光电转速传感器等组成。
①信号产生与放大整形图1-2 信号产生与放大整形示意图注：圆盘上有360个孔，因此每转输出360个脉冲。
光电转速传感器：传感器的作用是将各种现场的被测物理量按照一定的规律转换成便于测量的模拟电信号（电压或电流）。
转速传感器将电动机转速转化为电压信号，作为整个系统的输入。
本实验中采用光电式转速传感器，其工作原理是：利用电动机带动一个圆周上有均匀分布小孔的圆盘来控制发光二极管的光强，使光的强度呈周期性变化。
光电二极管的回路电流也呈周期性变化，频率f=N/60×360=6N Hz，其中N为转速，单位为R/min。
信号放大整形：传感器的输出电压信号比较小，一般只有几毫伏到几十毫伏，不足以驱动后边与之相连的芯片，并混有许多干扰信号，因此必须将信号放大到与下一极芯片驱动电压相匹配的程度，并去除干扰，变成一个方波信号。
本实验中电动机、光电传感器及信号放大整形电路都集成到一块，封装在一个圆柱形容器内。
输出的信号经过反向器（近一步提供驱动）和缓冲器后输送给AT89C52单片机T0管脚。
②数据采集与处理单稳态触发器测速装置缓冲器单片机1秒1GT0图1-3 数据采集与处理框图电路板上有一个由555集成定时器构成的单稳态触发器，提供1秒钟的定时，来控制74HC244缓冲器的通与断，这样单片机计数器一次所累积的数即为脉冲频率，经换算后可得到电动机的转速。
图1-4 定时电路原理图单稳态触发器的特点是：电路有两个工作状态：个稳态，一个暂态。
实验五正交相干检波器实验一、实验目的1、掌握正交相干检波的基本原理，实现方法和运用它检测信号（例如多普勒信号）。
2、掌握正交相干检波器幅度一致性和相位正交性（幅相不平衡）的检测方法。
二、实验仪器信号源、示波器、直流稳压电源。
三、实验原理本实验的原理方框图如图1所示图1 正交相干检波器原理框图假如图1中输入的实窄带信号为：()()cos[2()]x t a t t fπϕ=+其中，()a t 为实窄带信号的幅度调剂；f为实窄带信号的中频；()t ϕ为实窄带信号的相位调制。
如果()x t 用复指数表示，可写成：00()22()()()j t j tj tf f x t a t t eeeϕππμ==其中，()()()j t t a t e ϕμ=是复包络，02j tf eπ是复载频。
()x t 中的信息全部包含在复包络()t μ中，所以只要处理()t μ就可以的得到信号的全部信息。
复包络()t μ可进一步写成：()()()()cos ()()sin ()j t t a t a t t ja t t e ϕμϕϕ==+参见图1，I 支路的乘法器输出为：000()()2()cos[2()]cos(2)(){cos ()cos[4()]}L x t t a t t t t a t t t t f f f x πϕπϕπϕ=+=++ 经过低通滤波（LPF ）后输出为：()()cos ()It a t t y ϕ=同样，Q 支路的乘法器输出为：000()()2()cos[2()]sin(2)(){sin ()sin[4()]}L x t t a t t t a t t t t f f f x πϕπϕπϕ=+=-+ 经过低通滤波（LPF ）后输出为：()()sin ()Qt a t t yϕ=用()It y 作为实部，()Qt y作为虚部，组成以复信号恰好是中频的复包络，即：()()()IQt t j t y yμ=+因()It y 和()Qt y 均为视频信号，而且包含了原信号的幅度和相位：1()()()()tanQ It a t t y t yϕ-==经变换后，就可对信号进行数字处理。
实验三相关器的实验一、实验目的1、了解相关器的工作原理。
2、加深理解相关器与匹配滤波器的关系。
3、掌握采用相关器进行信号处理的方法。
二、实验仪器信号源、示波器、直流稳压电源、万用表。
三、实验原理相关器包括两种类型：自相关器和负相关器。
1、自相关器自相关器运算是对一个信号或一个随机过程或信号加噪声的混合波形而言它的原理框图如下所示。
图一自相关器2、互相关器互相关器运算是对两个信号或两个不同的随机过程而言的。
它的原理方框图如图所示。
图二互相关器3、相关处理系统图三相关处理系统四、实验电路实验原理框图图四相关器实验原理框图五、实验内容和步骤实验装置的Q9座“INPUT”连接到“信号源”上；Q9座“OUT1”和“OUT2” 分别连接到示波器的两个输入端“CH1”和“CH2”上；正确连接“＋5V”和“±12V”电源。
Q9座“INPUT”对应的“信号源”输出频率设置为500Hz正弦。
3、测量、记录并分析波形（1）按“K1”或“K2”键，使数码管“DISP1”显示“0”；按“K5”或“K6”键，使数码管“DISP3”显示“0”；按“K7”或“K8”键，使数码管“DISP4”显示“1”，观测并记录“OUT1” 和“OUT2”输出波形；再按“K5”或“K6”键，使数码管“DISP3”显示“2”；按“K7”或“K8”键使数码管“DISP4”显示“3”，观测并记录“OUT1” 和“OUT2”输出波形；再按“K5”或“K6”键，使数码管“DISP3”显示“4”；按“K7”或“K8”键，使数码管“DISP4”显示“5”，观测并记录“OUT1” 和“OUT2”输出波形；再按“K5”或“K6”键，使数码管“DISP3”显示“6”；按“K7”或“K8”键，使数码管“DISP4”显示“7”，观测并记录“OUT1” 和“OUT2”输出波形。
（2）按“K5”或“K6”键，使数码管“DISP3”显示“7”；按“K7”或“K8”键，使数码管“DISP4”显示“5”；按“K3”或“K4”键，使数码管“DISP2”分别显示“0”～“F”，测量并记录“OUT1” 和“OUT2”输出幅度。
实验一光敏电阻光控开关、光控灯实验一、实验目的1、了解和掌握光敏电阻的工作原理及应用性2、了解和掌握光控开关电路原理二、实验内容1、光敏电阻光控开关实验2、设计性实验三、实验仪器1、光电创新综合实验平台2、特性测试模块3、光源特性测试模块4、开放性实验模块二5、连接导线四、实验原理1、光敏电阻的结构与工作原理光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。
光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小。
当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。
一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。
实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级，亮电阻值在几千欧以下。
光敏电阻的结构很简单，下图1(a)为金属封装的硫化镉光敏电阻的结构图。
在玻璃底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质，称为光导层。
半导体的两端装有金属电极，金属电极与引出线端相连接，光敏电阻就通过引出线端接入电路。
为了防止周围介质的影响，在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜，漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。
为了提高灵敏度，光敏电阻的电极一般采用梳状图案，如图1(b)所示。
图1(c)为光敏电阻的接线图。
金属电极检流计2、本实验通过改变照射到光敏电阻上光强大小来控制继电器的开关状态，从而控制发光二极管指示灯的亮和灭，原理如图2所示。
图2 光敏电阻光控开关、光控灯电路工作原理：电路接通后，关边照射到光敏电阻上的光强，当光强发生变化时，光敏电阻的阻值跟着发生变化，导致Q1三极管的基极电压随光强发生变化，致使Q4三极管的基极电流发生变化，从而使继电器的工作状态发生变化，起到开关控制的作用。
五、注意事项1、不得扳动面板上面元器件，以免造成电路损坏，导致实验仪不能正常工作。
2、实验操作中不要带点插拔导线，应该在熟悉原理后，按照电路图连接，检查无误后，方可打开电源进行实验。
正交相干检波的bessel内插法及其cpld实现【原创版】目录一、正交相干检波的概念及其在通信中的应用二、Bessel 内插法的原理及其在正交相干检波中的作用三、CPLD 实现正交相干检波与 Bessel 内插法的优势四、CPLD 在正交相干检波中的具体实现方法五、总结与展望正文一、正交相干检波的概念及其在通信中的应用正交相干检波是一种在通信领域中广泛应用的信号处理技术，其主要作用是提取信号中的有用信息，并抑制噪声。
在正交相干检波中，通常会采用 Bessel 内插法来提高信号的解析精度。
二、Bessel 内插法的原理及其在正交相干检波中的作用Bessel 内插法是一种基于 Bessel 函数的插值方法，它可以在保证频谱不变的情况下，提高信号的解析精度。
在正交相干检波中，Bessel 内插法的主要作用是恢复信号在频域中的原始信息，从而提高信号的识别精度。
三、CPLD 实现正交相干检波与 Bessel 内插法的优势CPLD（可编程逻辑器件）是一种集成度高、可编程性强的数字电路，它可以根据需要实时调整电路的逻辑功能。
在正交相干检波中，CPLD 可以实现 Bessel 内插法，从而提高信号的解析精度。
与传统的硬件电路相比，CPLD 具有以下优势：1.集成度高：CPLD 可以将大量的逻辑电路集成在一个芯片上，从而减少了硬件的复杂度和成本。
2.可编程性强：CPLD 可以根据需要实时调整电路的逻辑功能，从而适应不同的应用场景。
3.灵活性高：CPLD 可以灵活地实现各种逻辑电路，从而提高系统的适应性和可扩展性。
四、CPLD 在正交相干检波中的具体实现方法CPLD 在正交相干检波中的具体实现方法主要包括以下几个步骤：1.信号采样：通过对信号进行采样，将模拟信号转换为数字信号。
2.Bessel 内插：利用 Bessel 内插法对信号进行插值，从而提高信号的解析精度。
3.正交相干检波：通过正交相干检波方法提取信号中的有用信息，并抑制噪声。
“信息电子技术中的场与波”课程实验报告微波实验学号姓名同组同学实验地点电工电子中心502日期2015.12.31成绩实验1微波频率与波长测量实验一、实验目的1．学会使用选频放大器、功率指示计、信号发生器以及测试框架。
2．掌握基本的测量频率和波导波长的方法。
3．利用3cm波导测试系统，使用吸收式频率计作频率测量电磁波频率；使用测量线来测量波长和频率。
二、实验仪器及设备YS1123标准信号发生器，GX2C-1功率计，YS3892选频放大器，BD20A三厘米波导系统，TC26A三厘米波导测量线，TS7三厘米波导精密衰减器。
图1三、实验原理3.1测量信号源频率频率测量系统的实验连接图如图2。
图2 频率测量系统系统中的PX16频率计为吸收式频率计。
当传输线中相当一部分功率进入频率计谐振腔内，而另一部分从耦合元件处反射回去，在谐振时，腔中场很强，反射回去也强。
使之频率计的输出在谐振时明显减小，如下图所示。
图3也就是说，当频率计转动到输出幅度明显降低，在降低到最低的频率时，就是所测信号源的频率。
3.2 测量波长和频率实验连接如图4所示，图4 测量波长和频率实验连接图输出的波形如图5所示，由此可知，需知晓驻波最小点D1、D2的位置，两个最小点之间的距离即为半个导波长。
导波长122g D D λ=-。
图5 波形图通过测量出的波导波长，也就可计算出频率和波长，如下式。
波导波长和频率与波长之间有一一对应的关系，如图6。
图6波导由频率换算到波长四、实验内容4.1测量信号源频率1.打开信号源选择模式为内方波，方波重复频率为1000Hz 。
2.将吸收式频率计旋离10GHz 大约到9GHz 或者11GHz 左右（以备在之后调节方便），然后开始调节E 、H 阻抗调配器的两个旋钮，直到达到匹配为行波状态即选频器的示数达到最大即可。
3.保持调节好的E 、H 阻抗调配器不变，然后选择合适的选频器放大倍数，慢慢旋转频率计，当输出幅度明显降低直到降到最低时，为电压示数最小即为所测信号源的频率。
实验五正交相干检波器实验
一、 实验目的
1、掌握正交相干检波的基本原理，实现方法和运用它检测信号（例如多普勒信号）。
2、掌握正交相干检波器幅度一致性和相位正交性（幅相不平衡）的检测方法。
二、 实验仪器
信号源、示波器、直流稳压电源。
三、 实验原理
本实验的原理方框图如图1所示
图1 正交相干检波器原理框图
假如图1中输入的实窄带信号为：
()()cos[2()]x t a t t f
π
ϕ=+
其中，()a t 为实窄带信号的幅度调剂；0
f
为实窄带信号的中频；()t ϕ为实
窄带信号的相位调制。
如果()x t 用复指数表示，可写成：
00()
22()()()j t j t
j t
f f x t a t t e
e
e
ϕππμ==
其中，()()()j t t a t e ϕμ=是复包络，02j t
f e
π是复载频。
()x t 中的信息全部包含在复包络()t μ中，所以只要处理()t μ就可以的得到信
号的全部信息。
复包络()t μ可进一步写成：
()()()()cos ()()sin ()j t t a t a t t ja t t e ϕμϕϕ==+
参见图1，I 支路的乘法器输出为：
000()()2()cos[2()]cos(2)(){cos ()cos[4()]}L x t t a t t t t a t t t t f f f x πϕπϕπϕ=+=++ 经过低通滤波（LPF ）后输出为：
()()cos ()I
t a t t y ϕ=
同样，Q 支路的乘法器输出为：
000()()2()cos[2()]sin(2)(){sin ()sin[4()]}L x t t a t t t a t t t t f f f x πϕπϕπϕ=+=-+ 经过低通滤波（LPF ）后输出为：
()()sin ()Q
t a t t y
ϕ=
用()I
t y 作为实部，()Q
t y
作为虚部，组成以复信号恰好是中频的复包络，
即：
()()()I
Q
t t j t y y
μ=
+
因()I
t y 和()Q
t y 均为视频信号，而且包含了原信号的幅度和相位：
1
()
()()()
tan
Q I
t a t t y t y
ϕ-=
=
经变换后，就可对信号进行数字处理。
四、 实验内容及步骤
1、实验装置的连接
实验装置的Q9座“SIN ”和“FO ”分别连接到两台“DDS 信号产生器实验装置”上；正确连接“+5V ”和“±12V ”电源。
2、Q9座“FO ”对应的“DDS 信号产生器实验装置”输出频率设置为10MHz 。
3、Q9座“SIN ”对应的“DDS 信号产生器实验装置”输出频率从9.6MHz 变到9.999MHz ，分别按“K1”和“K2”键，记录波形，并将测试数据填入表格。
4、幅相不平衡测量方法
正交信号如图2所示，从示波器上读出正交I 、Q 信号的电压幅度值为I A 和
Q A ，按公式
20lg
()I
Q
A A d
B A ∆=
计算幅相平衡度；
测量A T 和B T 的值，按公式
()/()90A B A B T T T T ϕ∆=-+⨯
计算相位平衡度.
5、记录波形
分别按“K1”和“K2”键，“OUT1”和“OUT2”将循环输出表1信号，并通过发光二极管指示，记录这些波形。
改变“SIN ”输入频率，测量数据填入下表2
性
能
A ∆幅相平衡（d
B ）
ϕ∆相位平衡（度）
数据
4.156 6.495
五、 实验结果
中频信号：
136,90I
Q
mV mV A A
==
45,52A
B ns ns T
T ==
当输入信号频率为9.6MHz 时：
904,84848,65I
Q A
B mV mV ns ns
A A T
T ====
当输入信号频率为9.7MHz 时：
1.336, 1.19269,88I
Q A
B V V ns ns
A A T
T ====
当输入信号频率为9.8MHz 时：
107,127A
B ns ns
T
T ==
当输入信号频率为9.9MHz 时：
1.28, 1.2110,124I
Q A
B V V ns ns
A A T
T ====
当输入信号频率为9.95MHz 时：
87,102A
B ns ns
T
T ==
当输入信号频率为9.97MHz 时：
1.472, 1.368144,168I
Q A
B V V ns ns
A A T
T ====
当输入信号频率为9.99MHz 时：
1.504, 1.408107,129I
Q A
B V V ns ns
A A T
T ====
当输入信号频率为9.999MHz 时：
1.512, 1.424104,125I
Q A
B V V ns ns
A A T
T ====
六、 实验思考
1、幅相不平衡造成的原因？
目前采用的模拟正交相检技术受器件离散性的影响较大，而且幅度和相位随频率、温度漂移，这使得I 、Q 通道的幅相误差较大。
