通原实验报告
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实验二二进制调制技术原理一:实验目的(1)根据题目,查阅有关资料,掌握数字带通调制技术以及扩频通信原理。
(2)学习MA TLAB软件,掌握MA TLAB各种函数的使用。
(3)根据数字带通调制原理,运用MA TLAB进行编程,仿真调制过程,记录并分析仿真结果。
(4)熟悉二进制调制的技术原理,能够利用二进制调制原理进行2ASK,2PSK,2FSK调制并分析在不同信噪比下它们的误码率。
二: 实验原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输,在实际应用中,大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。
为了使数字信号在带通信道中传输,必须使用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
通常使用键控法来实现数字调制,比如对载波的振幅、频率和相位进行键控。
(1)2ASK:2ASK信号的产生方法通常有两种:模拟调制和键控法。
解调有相干解调和非相干解调。
P=1时f(t)=Acoswt;p=0时f(t)=0;其功率谱密度是基带信号功率谱的线性搬移(2)2FSK:一个FSK信号可以看成是两个不同载波的2ASK信号的叠加。
其解调和解调方法和ASK差不多。
2FSK信号的频谱可以看成是f1和f2的两个2ASK频谱的组合。
(3)2PSK:2PSK以载波的相位变化作为参考基准的,当基带信号为0时相位相对于初始相位为0,当基带信号为1时相对于初始相位为180°。
三:实验内容:(1) 2ASK调制信噪比:snr=5db信噪比:snr=15db时信噪比:snr=25db时1.单极性NRZ基带信号的时域波形和频谱2.经过2ASK调制后的波形3.经过信道后的波形图4. 设计带通滤波器5经过理想低通6.抽样判决(2) 2PSK调制信噪比:snr=5db信噪比: snr=15db时信噪比:snr=25db时经过2ASK调制后的波形经过信道后的波形图设计带通滤波器经过理想低通后的波形图抽样判决四:实验结果2ASK程序代码:%clc;clear all;close all;echo off%echo on%------------------系统仿真参数A=1; %载波振幅fc=3; %载波频率(Hz)snr=5; %信噪比dB。
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。
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 1DPSK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 02. 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下图 1.2.1,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下图1.2.2,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3. 2DPSK信号的解调原理2DPSK信号最常用的解调方法有两种,一种是极性比较和码变换法,另一种是差分相干解调法。
(1) 2DPSK信号解调的极性比较法它的原理是2DPSK信号先经过带通滤波器,去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声,再与本地载波相乘,去掉调制信号中的载波成分,再经过低通滤波器去除高频成分,得到包含基带信号的低频信号,将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码,再经过逆差分器,就得到了基带信号。
通讯原理第一次实验报告1 DDS信号源使用实验人员:同组人员:一、实验目的1.了解DDS信号源的工作原理;2.掌握RZ9681实验平台DDS信号源使用方法;3.理解DDS信号源各种输出信号的特性;4.配合示波器完成系统测试。
二、实验仪器1.RZ9681实验平台2.实验模块:主控模块3.100M双通道示波器三、实验原理1.DDS信号产生原理直接数字频率合成(DDS—Digital Direct Frequency Synthesis),是一种全数字化的频率合成器,由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。
时钟频率给定后,输出信号的频率取决于频率控制字,频率分辨率取决于累加器位数,相位分辨率取决于ROM 的地址线位数,幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位数。
图2.1.1.1 DDS信号源产生原理信号源由主控模块上的M4芯片内置的DA产生,M4产生的函数信号经直流交流电路转换和驱动电路驱动从DDS1锚孔输出。
幅度调节旋钮控制输出信号幅度,频率调节旋钮控制输出信号频率,旋钮左右旋转时产生脉冲信号,M4检测到后调整DA的速率(改变信号频率)和数字电位器阻值(改变输出幅度);信号种类:正弦、方波、三角、半波、全波、复合信号等;频率:0-200KHZ,幅度:10V(峰峰值)。
抽样脉冲采用M4的PWM功能实现,脉冲的频率和占空比可调(鼠标),脉冲频率:0-99KHZ,占空比12.5%-87.5%;经直流交流转换电路从P01输出。
2.DDS信号操作设置主控模块可以提供两路DDS信号源,分别是低频信号源DDS1和高频信号源DDS2,其中DDS2信号源除了作为调幅和调频的载波输出外,其他功能暂时保留。
实验中主要用到的是DDS1信号源,DDS1信号源可以生成各种类型的信号,提供可调的频率、幅度。
四、实验内容及步骤1.加电打开系统电源开关,底板的电源指示灯正常显示。
若电源指示灯显示不正常,请立即关闭电源,查找异常原因。
通信原理第五次实验报告电⼦信息⼯程学院12级通信原理实验报告班级:指导⽼师:学期:实验7 PSK DPSK调制解调实验⼀、实验⽬的1. 掌握PSK DPSK调制解调的⼯作原理及性能要求;2. 进⾏PSK DPSK调制、解调实验,掌握电路调整测试⽅法;3. 掌握⼆相绝对码与相对码的码变换⽅法。
⼆、实验仪器1.信道编码与ASK、FSK、PSK、QPSK调制,位号:A、B位2.PSK/QPSK解调模块,位号:C位3.时钟与基带数据发⽣模块,位号: G位4.复接/解复接、同步技术模块,位号:I位5.100M双踪⽰波器1台6.信号连接线6根三、实验原理(⼀) PSK、DPSK调制电路⼯作原理PSK和QPSK采⽤了和FSK相同的实验模块:“信道编码与ASK、FSK、PSK、QPSK调制”模块,该模块由于采⽤了可编程的逻辑器件,因此通过切换内部的编程单元,即可输出不同的调制内容,PSK,DPSK调制电路原理框图如下如所⽰:图7-1 PSK、DPSK调制电路原理框图图7-1中,基带数据时钟和数据,通过JCLK和JD两个铆孔输⼊到可编程逻辑器件中,由可编程逻辑器件根据设置的⼯作模式,完成PSK和DPSK的调制,因为可编程逻辑器件为纯数字运算器件,因此调制后输出需要经过D/A器件,完成数字到模拟的转换,然后经过模拟电路对信号进⾏调整输出,加⼊跟随器,完成了整个调制系统。
PSK/DPSK调制系统中,默认输⼊信号应该为32K的时钟信号,在时钟与基带数据发⽣模块有32K的M序列输出,可供该实验使⽤,可以通过连线将时钟和数据送到JCLK和JD输⼊端。
标有PSK.DPSK个输出铆孔为调制信号的输出测量点,可以通过按动模块上的SW01按钮,切换PSK.DPSK铆孔输出信号为PSK或DPSK,同时LED指⽰灯会指⽰当前输出内容的⼯作状态。
2.相位键控解调电路⼯作原理⼆相PSK(DPSK)解调器电路采⽤科斯塔斯环(Constas环)解调,其原理如图7-2所⽰。
北邮通原软件实验报告北京邮电大学实验报告题目:班级:专业:姓名:成绩:实验1: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.实验原理抽样定理:设时间连续信号m(t),其最高截止频率为fm ,如果用时间间隔为T抽样过程原理图(时域)重建过程原理图(频域)具体而言: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。
或者说,如果一个连续信号f(t)的频谱中最高频率不超过f h,这种信号必定是个周期性的信号,当抽样频率f S≥2 f h时,抽样后的信号就包含原连续信号的全部信息,而不会有信息丢失,当需要时,可以根据这些抽样信号的样本来还原原来的连续信号。
根据这一特性,可以完成信号的模-数转换和数-模转换过程。
三.实验步骤1.将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。
实现验证抽样定理的仿真系统,同时在必要的输出端设置观察窗。
如下图所示2.设置各模块参数三个基带信号频率从上至下依次为10hz、20hz、40hz。
抽样信号频率fs设置为80hz,即2*40z。
(由抽样定理知,fs≥2fH)。
低通滤波器频率设置为40hz 。
设置系统时钟,起始时间为0,终止时间设为1s.抽样率为1khz。
3.改变抽样速率观察信号波形的变化。
四.实验结果五.实验建议、意见将抽样率fs设置为小于两倍fh的值,观察是否会产生混叠失真。
实验2:验证奈奎斯特第一准则一.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.实验原理基带传输系统模型奈奎斯特准则提出: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。
无码间干扰基带传输时,系统冲击响应必须满足x(nTs)=1(n=0); x(nTs)=0(n=!0)。
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: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信号的产生及相干解调的原理和实现方法。
2) 了解DSB-SC AM的信号波形及振幅频谱的特点,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调试方法。
二、实验内容及步骤1. DSB-SC AM 信号的产生1) 按照指导书图示,连接实验模块。
2) 示波器观察音频振荡器输出调制信号m(t),调整频率10kHz,均值03) 示波器观察主振荡器输出信号波形和频率;观察乘法器输出,注意相位翻转。
4) 测量已调信号的振幅频谱,调整加法器的G和g,使导频信号的振幅频谱的幅度为已调信号的编带频谱幅度的0.8倍。
2、DSB-SC AM 信号的相干解调及载波提取1) 调试锁相环a) 单独测试VCO的性能Vin暂不接输入,调节f0旋钮,改变中心频率,频率范围约为70~130kHz。
V in接直流电压,调节中心频率100kHz,使直流电压在-2~2V变化,观察VCO 线性工作范围;由GAIN调节VCO灵敏度,使直流电压变化正负1V时VCO频偏为10kHz。
b) 单独测试相乘和低通滤波工作是否正常。
锁相环开环,LPF输出接示波器。
两VCO经过混频之后由LPF输出,输出信号为差拍信号。
c) 测试同步带和捕捉带:锁相环闭环,输出接示波器,直流耦合。
将信号源VCO的频率f0调节到比100kHz小很多的频率,使锁相环失锁,输出为交变波形。
调节信号源VCO频率缓慢升高,当波形由交流变直流时说明VCO 锁定,记录频率f2=96.8kHz,继续升高频率,当直流突变为交流时再次失锁,记录频率f4=115.6kHz。
缓慢降低输入VCO频率,记录同步时频率f3=106.9kHz 和再次失锁时频率f1=90.7kHz。
实验五双极性不归零码一、实验目的1.掌握双极性不归零码的基本特征2.掌握双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.双极性不归零码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理双极性不归零码是用正电平和负电平分别表示二进制码1和0的码型,它与双极性归零码类似,但双极性非归零码的波形在整个码元持续期间电平保持不变.双极性非归零码的特点是:从统计平均来看,该码型信号在1和0的数目各占一半时无直流分量,并且接收时判决电平为0,容易设置并且稳定,因此抗干扰能力强.此外,可以在电缆等无接地的传输线上传输,因此双极性非归零码应用极广.双极性非归零码常用于低速数字通信.双极性码的主要缺点是:与单极性非归零码一样,不能直接从双极性非归零码中提取同步信号,并且1码和0码不等概时,仍有直流成分。
四、实验步骤1.按照图3.5-1 所示实验框图搭建实验环境。
2.设置参数:设置序列码产生器序列数N=128;观察其波形及功率谱。
3.调节序列数N 分别等于64.256,重复步骤2.图3.5-1 双极性不归零码实验框图实验五步骤2图N=128实验五步骤3图N=64N=256六、实验报告(1)分析双极性不归零码波形及功率谱。
(2)总结双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法。
实验六一、实验目的1.掌握双极性归零码的基本特征2.掌握双极性归零码的波形及功率谱的测量方法3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.双极性归零码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理双极性归零码是二进制码0 和1 分别对应于正和负电平的波形的编码,在每个码之间都有间隙产生.这种码既具有双极性特性,又具有归零的特性.双极性归零码的特点是:接收端根据接收波形归于零电平就可以判决1 比特的信息已接收完毕,然后准备下一比特信息的接收,因此发送端不必按一定的周期发送信息.可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的作用,后沿起了终止信号的作用.因此可以经常保持正确的比特同步.即收发之间元需特别的定时,且各符号独立地构成起止方式,此方式也叫做自同步方式.由于这一特性,双极性归零码的应用十分广泛。
实验一:双边带抑制载波调幅(DSB-SC AM)一、实验目的:*了解DSB-SC AM信号的产生及相干解调的原理和实现方法。
*了解DSB-SC AM信号波形及振幅频谱特点,并掌握其测量方法。
*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。
*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测试方法。
二、实验原理:DSB-SC AM信号的产生及相干解调原理:增益G将均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波相乘得到DSB-SC AM信号,其频谱不包含载波分量。
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,在发端加导频。
收端用窄带锁相环来提取导频信号作为恢复载波。
锁定后的VCO输出信号与导频同频且几乎同相。
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号。
三、实验步骤(A) DSB-SC AM信号的产生1、实验步骤:(1)调整音频振荡器输出的模拟信号频率为10KHZ,作为均值为零的调制信号m(t)。
主振荡器输出100KHZ的模拟载波信号。
如下图:主振荡器输出音频振荡器输出将两路信号连接到乘法器的两个输入端。
(2)乘法器输出波形如下图,波形在调制信号半周期的整数倍处的过零点存在相位翻转。
(3)已调信号的振幅频谱如下图:该频谱具有以下特点:没有单独的载波分量,在载波频率的两侧有相互对称的两个冲击信号,分别称为上、下边带。
该频谱是将基带信号线性搬移到载波频率上得到的。
(4)将DSB-SC AM信号和导频分别连接到加法器的输入端,调整加法器的增益G和g (a)调整G=1(b)调整g=0.8,即为:频谱中导频信号幅度为已调信号边带幅度的0.8倍。
2、思考题(1)说明DSB-SC AM信号波形的特点。
答:1、波形的包络按调制信号的规律变化;2、瞬时变化频率为载波频率;3、波形在调制信号半周期的整数倍处的过零点存在相位翻转。
(2)已调信号加导频的振幅频谱图如下:答:此导频信号幅度为已调信号边带幅度的0.8倍,导频信号功率与已调信号功率之比为0.32。
(B) DSB-SC AM信号的相干解调及载波提取1、锁相环的调试:(1)单独测量VCO的性能VCO的中心频率范围约为70~130KHZ,将可变直流电压加入VCO的Vin端后得到-2V~+2V范围内VCO的鉴频特性如下图:如图,直流电压在-2V~与+2V 之间时,VCO 并没有超出线性范围。
由于仪器的可变直流模块提供的电压约在-2V~与+2V 之间,而且实验中VCO 也不需要太大的直流输入,所以仅考虑此范围内的VCO 鉴频特性即可。
调整VCO 中心频率为100KHZ ,可变直流电压为±1V 时VCO 频率偏移为±10KHZ,如下图:中心频率为100KHZ调整GAIN ,加±1V 直流电压VCO 频率偏移为±10KHZ(2)单独测量锁相环中的相乘、低通滤波器的工作是否正常。
VCO 的开环、闭环的连接图如下:开环:闭环:锁相环处于开环状态,乘法器相当于混频器。
改变信源VCO 的中心频率,观察到输出信号为输入信号与VCO 输出信号的差拍信号,如下图:(3)测量锁相环的同步带及捕捉带将锁相环闭环连接,改变信源VCO 的中心频率,锁相环依次处于失锁、锁定状态,得到各状态转换时的输入频率如下图:F2=95KHZ ,Vin=510mV F4=112KHZ ,Vin=-1V信号源信号源F3=107KHZ,Vin=-530mV F1=89KHZ,Vin=1.1V*失锁时VCO输出信号频谱:如上图,VCO失锁时输出信号为交变的差拍信号*锁定时VCO输出信号频谱:计算得:同步带△F1=F4-F1=23KHZ捕捉带△F2=F3-F2=12KHZ最后,将主振荡器输入锁相环,使锁相环锁定于100KHZ,此时LPF输出的直流电平约为零电平。
如下图:2、恢复载波(1)载波提取PLL为锁定状态,使LPF输出信号是直流信号,如下图:这时可由示波器观察到导频信号与VCO输出的信号是同步的,两者的相位差约为90°,如下图:(2)成功的提取了载波后,利用移相器使VCO输出波形移相90°,从而使输入与相干解调的恢复载波与发来的导频信号不仅同频而且同相。
如下图:(3)分析恢复载波的振幅频谱如图,恢复的波形频谱为单一频率的分量,该分量的频率为载波频率,说明成功的恢复了载波。
3、相干解调(1)将发送来的信号与恢复载波分别连至相干解调的乘法器的两个输入端。
观察相干解调相乘,低通滤波后的输出波形如下图:相干解调相乘,低通滤波后的输出波形与原调制信号m(t)解调输出波形与调制信号m(t)基本上同频同相,存在很小的相位差,这是由于仪器的误差和电路的延时造成的。
(2)改变发端音频振荡器的频率,解调输出信号也随之改变,但由于本实验系统所提供的锁相环中的RC LPF的3dB带宽为2.8KHZ,所以调制信号频率改变必须在一定范围之内,超出了这个范围解调信号就会出现失真,如下图:8KHZ,解调输出与调制信号相同 2KHZ ,调制频率太小解调输出波形出现失真4、思考题(1)实验中载波提取锁相环的LPF 是否可用TIME 系统中的“TUNEABLE LPF ”?答:不可以。
因为实验中使用的 UTILITIES 中的 RC LPF 的带宽是 2.8KHz,且只 有-3db 的衰减;而 TUNEABLE LPF 中 NORM 的带宽是 900Hz~5KHz,衰减 带衰减达到-50db,如果乘法器的输出(锁定时基本为 0HZ)小于 900HZ, 那么将被衰减到很小,不能起到控制 VCO 的作用,所以不能跟换。
(2)若本实验中的音频信号为1KHZ ,请问实验系统所提供的PLL 能否用来提取载波? 答:不能,因为本实验系统所提供的锁相环中的RC LPF 的3dB 带宽为2.8KHZ ,所以音频调制信号频率不能太低,否则会出现失真。
如3、相干解调中的(2),音频信号为2KHZ 时解调输出信号波形就出现了失真。
(3)可以采用平方环法和科斯塔斯(COSTAS)环法,下面使用平方环法进行提取载波,如下所示:四、实验心得在本次实验中,初步熟悉了 TIMS 实验系统的使用方法,了解了 TIMS 实验系统与示波器之间配合使用的一些基本技巧,学习和熟悉了各个电路模块的结构和功能,也对理论与实际之间存在的差别有了一个直观的认识。
由于对于实验设备不熟悉,第一次实验遇到了一些困难。
比如:如何用示波器较好的显示波形的频谱、VCO 的调整与测试、同步带,捕捉带的测量等等。
经过了对实验仪器的一段适应之后,以上一些问题得到了很好的解决,并最终得到了很好的实验结果。
经过老师的指导之后,补充了VCO 鉴频特性曲线及VCO 锁定及失锁时的频谱。
实验二:具有离散大载波的双边带调幅(AM)一、实验目的:*了解AM信号的产生原理及实现方法。
*了解AM信号波形及振幅频谱特点,并掌握振幅系数的测量方法。
*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(1)在DSB-SC AM的基础上,再加上离散的大载波分量即可得到AM信号。
增益G增益g(2)调制信号m(t)加上直流电压后对载波进行调制。
本实验采用(2)产生AM信号AM信号的包络与调制信号m(t)成正比,为避免产生过调制,要求a<=1。
其中a=Am/Aa也可由公式a=(Amax-Amin)/(Amax+Amin)得出2、AM信号的解调由于AM信号的振幅频谱具有离散大载波,所以收端可以从AM信号中提取载波进行相干解调,也可以用包络检波器进行非相干解调。
本实验采用包络检波方案。
三、实验步骤(A)AM信号的产生1、产生过程(1)音频振荡器输出为5KHZ,主振荡器输出为100KHZ。
(2)调整G和g均为1调整G=1 调整g=1 (3)逐步增大可变直流电压,使加法器输出波形是正的,如图:(4)得到波形为AM信号,如图:此时计算得a=0.89(5)调整a=0.8经测量,Am=1.92,由a=Am/A计算a=1.92/A=0.8得A=2.4V得到a=0.8时的AM波形如下图:(6)测量a=0.8时的AM信号的振幅频谱与DSC-SC AM信号的振幅频谱相对比:AM信号频谱中有离散的大载波分量以及两个边带,而DSC-SC AM信号只有两个边带而没有载波分量,这是两者的主要区别.2、思考题(1)在什么情况下会产生AM信号过调现象?答:当a>1时,即当所加的直流电压大于调制信号m(t)的最大值Am时,此时加法器输出波形不总是正的,从而导致AM信号的幅度不总是正的,这时就会产生过调制现象。
这种现象的后果是无法进行包络检波。
(2)对a=0.8的AM信号,计算载频功率与边带功率之比。
答:载频功率P1,边带功率=P2,P1/P2=2/a^2=2/0.64=3.125(B)AM信号的非相干解调1、过程(1)输入a=0.8的AM信号(2)观察整流器输出波形由图可见,在加法器增益G=g=1时整流器输出波形出现失真,波形被截断。
这是因为AM信号的幅度对整流器来说过大,AM信号超过整流器限制部分被削掉。
针对这个情况作出的调整是:将加法器的增益调整为G=g=0.5。
调整G=0.5 调整g=0.5再得到G=g=0.5时的AM信号(a=0.8)如图:得到此时的整流器输出波形如图:现在整流器输出波形没有出现失真削顶现象整流器输出信号的频谱如下图:分析这个频谱,可知整流器输出信号中有许多频率分量,其中就包含基带调制信号m(t)的频率分量。
正是由于这个原因,所以解调系统中要加LPF滤出基带信号分量,滤除其他的高频分量,从而达到解调目的。
(3)观察LPF的输出波形。
LPF输出波形和整流器输出波形由频谱知解调得到了原基带信号m(t),其频谱为单频率分量。
(4)改变调幅系数a,观察包络检波输出波形a =1.0 a =1.7由图可知,当调幅系数过大时,出现过调制现象,解调输出波形将出现失真。
不出现失真的a的最大值为1。
(5)改变发端调制信号的频率,观察包络检波器输出波形。
5KHZ 8KHZ改变发端调制信号的频率时,包络检波器输出波形的频率也相应变化。
2、思考题(1)是否可用包络检波器对DSB-SC AM信号进行解调?答:不能,因为DSB-SC AM信号中没有离散的大载波分量,其包络幅度按周期取正负值,不能保证恒在0点以上,出现类似于过调制现象,不符合包络检波原理,所以不能用包络检波进行解调。
在本次实验中, 巩固了 AM 信号的产生原理和实现的方法,通过示波器观察AM 信号的波形和频谱的特点,并掌握了调幅系数的测量的方法。
在此基础上, 理解了 AM 信号的非相干解调, 也就是采用包络检波器+LPF 的经典组合来实现AM 信号的解调。