实验6载波传输系统实验

电力线载波通信系统调制与解调实验
电力线载波通信系统调制与解调实验主要包括以下内容：
1. 实验目的：了解电力线载波通信系统的调制和解调原理，掌握相关调制和解调技术。

2. 实验器材：电力线载波通信模块、示波器、电源、信号发生器等。

3. 实验原理：
- 载波调制：使用调制技术将要传输的信号通过调制器调制到载波上，常用的调制技术包括调幅调制(AM)、调频调制(FM)和调相调制(PM)。

- 载波解调：使用解调技术将调制后的载波信号从电力线上解调出来，还原为原始的信号。

4. 实验步骤：
- 将电力线载波通信模块连接电源并接入电力线路。

- 使用信号发生器产生要传输的信号，并通过调制器进行调制（如选择AM 调制）。

- 调制后的信号通过电力线传输到接收端，进行解调（如选择AM解调）。

- 使用示波器观察解调后的信号波形，并与传输前的信号进行对比。

5. 实验注意事项：
- 实验操作时要注意安全，避免电击等事故发生。

- 实验器材的连接要正确、稳固，保证信号传输的正常进行。

- 实验结果要仔细观察和记录，对比分析实验前后的信号波形和特性。

6. 实验结果分析：通过对比实验前后的信号波形和特性，评估载波通信系统的调制和解调性能，并进行分析和结论的总结。

7. 实验扩展：可以尝试使用不同的调制技术，或者设计不同的调制解调算法，比较它们在电力线载波通信系统中的性能差异。

一、实验目的1. 理解同步载波在通信系统中的作用和重要性。

2. 掌握同步载波同步原理和实现方法。

3. 通过实验验证同步载波同步方法的有效性和可行性。

二、实验原理1. 同步载波的定义：同步载波是指接收端与发射端的载波相位保持一致，从而实现信号的正确接收和解调。

2. 同步载波同步原理：同步载波同步是通过调整接收端载波与发射端载波的相位差，使两者保持一致，从而实现信号的正确接收。

3. 同步载波同步方法：主要有插入导频法、相位锁定环法、频率锁定环法等。

三、实验设备与仪器1. 发射端：正弦波发生器、调制器、放大器、天线；2. 接收端：低通滤波器、解调器、示波器、频谱分析仪；3. 实验平台：通信实验箱、计算机。

四、实验步骤1. 设置发射端参数：正弦波发生器输出载波信号，频率为10MHz，幅度为1V。

2. 设置接收端参数：低通滤波器截止频率为10MHz，解调器为相干解调器。

3. 插入导频法同步载波实验：（1）将正弦波发生器输出信号作为导频信号，通过放大器放大后，与发射端载波信号叠加，形成导频信号。

（2）将导频信号传输到接收端，经过低通滤波器、解调器后，得到同步载波信号。

（3）使用示波器观察接收端同步载波信号的波形，并与发射端载波信号进行比较，验证同步效果。

4. 相位锁定环法同步载波实验：（1）将发射端载波信号作为相位参考信号，通过解调器解调后，得到相位信号。

（2）将相位信号与接收端载波信号进行比较，通过相位锁定环调整接收端载波相位，使其与发射端载波相位保持一致。

（3）使用示波器观察接收端同步载波信号的波形，并与发射端载波信号进行比较，验证同步效果。

5. 频率锁定环法同步载波实验：（1）将发射端载波信号作为频率参考信号，通过解调器解调后，得到频率信号。

（2）将频率信号与接收端载波信号进行比较，通过频率锁定环调整接收端载波频率，使其与发射端载波频率保持一致。

（3）使用示波器观察接收端同步载波信号的波形，并与发射端载波信号进行比较，验证同步效果。

一、实验目的1. 理解载波信号的基本概念和特性。

2. 掌握载波信号的调制和解调方法。

3. 通过实验验证调制和解调过程，加深对理论知识的理解。

二、实验原理载波信号是一种频率较高的信号，常用于传输信息。

在通信系统中，载波信号可以将信息信号（如音频信号、视频信号等）调制到高频载波上，实现远距离传输。

本实验主要涉及以下原理：1. 调幅（AM）：将信息信号叠加到载波信号上，使其振幅随信息信号变化。

2. 调频（FM）：将信息信号的频率变化转换为载波信号的频率变化。

3. 调相（PM）：将信息信号的相位变化转换为载波信号的相位变化。

三、实验仪器1. 载波信号发生器2. 信息信号发生器3. 调制器4. 解调器5. 示波器6. 双踪示波器7. 连接线四、实验步骤1. 调幅实验（1）开启载波信号发生器，调整频率和幅度。

（2）开启信息信号发生器，调整频率和幅度。

（3）将信息信号输入调制器，选择调幅方式。

（4）将调幅后的信号输入解调器，观察解调后的信号波形。

（5）分析调幅信号的频谱，比较调制前后的频谱差异。

2. 调频实验（1）开启载波信号发生器，调整频率和幅度。

（2）开启信息信号发生器，调整频率和幅度。

（3）将信息信号输入调制器，选择调频方式。

（4）将调频后的信号输入解调器，观察解调后的信号波形。

（5）分析调频信号的频谱，比较调制前后的频谱差异。

3. 调相实验（1）开启载波信号发生器，调整频率和幅度。

（2）开启信息信号发生器，调整频率和幅度。

（3）将信息信号输入调制器，选择调相方式。

（4）将调相后的信号输入解调器，观察解调后的信号波形。

（5）分析调相信号的频谱，比较调制前后的频谱差异。

五、实验数据与分析1. 记录实验过程中各信号发生器的参数设置。

2. 观察调制和解调后的信号波形，分析信号的调制效果。

3. 比较调制前后的频谱，分析信号的频谱特性。

4. 分析实验结果，总结实验过程中遇到的问题和解决方法。

六、实验结论1. 通过实验，掌握了载波信号的基本概念和特性。

DBPSK调制及解调实验报告实验六DBPSK调制及解调实验⼀、实验⽬的1、掌握DBPSK调制和解调的基本原理；2、掌握DBPSK数据传输过程，熟悉典型电路；3、熟悉DBPSK调制载波包络的变化；4、掌握DBPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本⽅法；⼆、实验器材1、主控&信号源、9号、13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、DBPSK调制解调（9号模块）实验原理框图DBPSK调制及解调实验原理框图2、DBPSK调制解调（9号模块）实验框图说明基带信号先经过差分编码得到相对码，再将相对码的1电平和0电平信号分别与256K载波及256K反相载波相乘，叠加后得到DBPSK调制输出；已调信号送⼊到13模块载波提取单元得到同步载波；已调信号与相⼲载波相乘后，经过低通滤波和门限判决后，解调输出原始相对码，最后经过差分译码恢复输出原始基带信号。

其中载波同步和位同步由13号模块完成。

四、实验步骤实验项⽬⼀DBPSK调制信号观测（9号模块）概述：DBPSK调制实验中，信号是⽤相位相差180°的载波变换来表征被传递的信息。

本项⽬通过对⽐观测基带信号波形与调制输出波形来验证DBPSK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】→【BPSK/DBPSK数字调制解调】。

将9号模块的S1拨为0100，13号模块的S3拨为0111。

3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz，调节信号源模块的W3使256KHz 载波信号的峰峰值为3V。

4、实验操作及波形观测。

（1）以9号模块“NRZ-I”为触发，观测“I”；（2）以9号模块“NRZ-Q”为触发，观测“Q”。

（3）以9号模块“基带信号”为触发，观测“调制输出”。

思考：分析以上观测的波形，分析与ASK有何关系？分析：I和Q处的波形分别为两个相位不同的2ASK，调制输出的是两个2ASK分别于两个相位相差π的载波相乘后再相加的结果实验项⽬⼆DBPSK差分信号观测（9号模块）概述：本项⽬通过对⽐观测基带信号波形与NRZ-I输出波形，观察差分信号，验证差分变换原理。

实验二BPSK传输系统综合实验一、实验原理（一）BPSK 调制理论上二进制相移键控（BPSK）可以用幅度恒左，而其载波相位随着输入信号m （1、0 码）而改变，通常这两个相位相差180° .如果每比特能量为E”则传输的BPSK信号为：0°m = 0180°m = 1（二）BPSK 解调接收的BPSK信号可以表示成:为了对接收信号中的数拯进行正确的解调，这要求在接收机端知道载波的相位和频率信息，同时还要在正确时间点对信号进行判决。

这就是我们常说的载波恢复与位定时恢复。

1、载波恢复对二相调相信号中的载波恢复有很多的方法，最常用的有平方变换法、判决反馈环等。

在BPSK解调器中，载波恢复的指标主要有：同步建立时间、保持时间、稳态相差、相位抖动等。

本地恢复载波信号的稳态相位误差对解调性能存在影响，若提取的相V载波与输入载波没有相位差，则解调输出的信号为a\t） = a（t）cos： A倍.即输岀信噪比下降cos2 A，其将影响信道的误码率性能，使误码增加。

对BPSK 而言，在存在载波恢复稳态相差时信道误码率为：2、位定时抽样时钟在信号最大点处进行抽样，保证了输出信号具有最大的信噪比性能，从而也使误码率较小。

在刚接收到BPSK信号之后，位左时一般不处于正确的抽样位置，必须采用一左的算法对抽样点进行调整，这个过程称为位左时恢复。

常用的位左时恢复有：滤波法、数字锁相环等。

最后，对通信原理综合实验系统中最常用的几个测量方法作一介绍：眼图、星座图与抽样判决点波形。

1、眼图：利用眼图可方便直观地估讣系统的性能。

示波器的通道接在接收滤波器的输出端，调整示波器的水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步。

在荧光屏上看到显示的图型很像人的眼睛，所以称为眼图。

2、星座图：与眼图一样，可以较为方便地估计出系统的性能，同时它还可以提供更多的信息，如I、Q支路的正交性、电平平衡性能等。

星座图的观察方法如下：用一个示波器的一个通道接收I支路信号，另一通道接Q支路信号，将示波器设置成X-Y方式。

实验六二相BPSK、DPSK调制解调实验(理论课：教材第七章P188)实验内容1.二相BPSK调制解调实验2.二相DPSK调制解调实验3.PSK解调载波提取实验实验目的1.掌握二相BPSK（DPSK）调制解调的工作原理及电路组成。

2.了解载频信号的产生方法。

3.掌握二相绝对码与相对码的码变换方法。

一、二相BPSK、DPSK调制实验（一）、重点概念回顾关于调制的概念，所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。

广义的调制分为基带调制和带通调制（也成为载波调制）在无线通信中和其他场合，调制一词均指载波调制。

载波调制，就是用调制信号去控制载波的参数的过程，使载波的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。

调制信号是指来自信息源的消息信号（基带信号）这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。

未受调制的周期性振荡信号称为载波，它可以是正弦波，也可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。

载波调制后称为已调信号，它含有调制信号的全部特征。

解调（也称检波）则是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。

1调制方式有很多，主要分两大类：连续波调制和脉冲调制。

连续波调制包括三类有：线性调制，非线性调制，数字调制。

1、线性调制里有：AM常规双边带调制、DSB双边带调制、SSB单边带调制、VSB残留边带调制。

2、非线性调制里有：FM频率调制、PM相位调制两种3、数字调制里有：ASK振幅键控、FSK频率键控和PSK、DPSK、QPSK 相移键控。

脉冲调制方式里有两大类：脉冲模拟调制和脉冲数字调制、1、脉冲模拟调制有三种：PAM脉冲幅度调制、PDM（PWM）脉冲宽度调制和PPM脉位调制2、脉冲数字调制有四种：PCM脉码调制、增量调制、DPCM差分脉码调制和ADOCM其它话音编码方式。

本节课程主要讲的是数字调制里的相移键控调制PSK DPSK方式。

首先几个名词介绍：1、绝对移相调制(BPSK)：二相绝对移相调制（PSK或BPSK）：是采用直接调相法来实现的，就是用基带信号直接控制载波相位的变化来实现相位调制的。

实验7 频带传输系统综合实验一、实验目的：1、将所做过的独立实验进行组合，构成可通话的频带传输系统。

掌握系统工作原理，了解信号流程并完成两人通话功能。

2、分析系统连接后所遇到的问题，且提出解决向题的方料3、了解载波相位误差，位同步相位误差对系统的性能的影响。

4、了解相位抖动对系统的影响。

二、实验内容：1、了解二人通话的2DPSK频带传输系统的原理，掌握实验模块的正确组合和连线。

2、了解决收端载波相位误差，位同步相位误差对系统造成影响的方法。

3、观察相位抖动对系统的影响。

4、分析系统组成后容易出现什么问题，提出解决问题的方法。

5、当发端发送固定数字信号时，将收、发端关键波形按相位关系绘画出来。

且加以说明。

三、预习要求1、复习前面各章有关的独立实验内容。

2、了解可通话2DPSK频带传输实验的原理。

3、自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器1、直流电源一台2、示波器一台3、数字信源模块、数字调制模块、载波时钟提取模块、数字解调模块、帧同步/终端模块、PCM编译码模块各一块。

五、实验原理图3-16-1 系统流程图1. 数字信源中的多路信号的复接原理数字信源模块的原理框图如附图所示。

1.1时序信号的产生本模块通过二进制分频器，得到１６kＨＺ和８kＨＺ方波信号，然后送入２／４译码器，得到反相的脉宽为八个时钟周期的四个脉冲信号，经反相器后得到正相的时序脉冲信号。

其波形及相位关系如图1所示。

图1 复接器中的时序脉冲信号1.2四路数据码的复接本信源模块中的四路独立的八位数码，在以上四路时序信号的控制下，依次选通模拟开关１、２、３、４，按顺序依次将四路数码接入同一通道，形成了一路串行码，完成四路数据码的复接。

在本基带传输实验中，将其中第一路数据码置成帧同步码（巴克码）Ｘ１１１００１０。

2. 数字终端模块的分接器原理原理框图如附图所示。

2.1时序脉冲产生电路由Ｕ７、Ｕ８、Ｕ９（７４ＬＳ１６４）八位移存器和Ｕ１２（７４ＬＳ０４）非门、Ｕ１０（７４ＬＳ７４）Ｄ触发器组成。

matlab载波调制的数字传输实验报告数字信号处理是现代通信系统中不可缺少的一部分。

载波调制是数字信号处理中非常重要的技术之一,它可以将数字信号从低频范围转移到高频范围,从而使信号可以在空气中传输。

MATLAB是一种常用的数字信号处理工具,它可以方便地进行载波调制实验。

本文将介绍在MATLAB中进行载波调制的数字传输实验。

首先,需要生成一个数字信号。

在MATLAB中,可以使用sinc函数生成一个基带信号,如下所示：```fs = 1000;t = -1:1/fs:1;x = sinc(2*pi*50*t);```这里的fs是采样频率,t是时间向量,x是生成的基带信号。

接下来,需要进行载波调制。

常用的载波调制包括正弦调制（AM）和相位调制（FM）。

在本实验中,我们将使用相位调制。

生成载波信号的代码如下所示：```fc = 100;carrier = sin(2*pi*fc*t);```这里的fc是载波频率,carrier是生成的载波信号。

接下来,需要将基带信号调制到载波信号上。

在相位调制中,可以使用MATLAB中的cumsum 函数实现。

代码如下所示：```delta_f = 150;phi = cumsum(x.*delta_f/fs);modulated = cos(2*pi*fc*t + phi);```这里的delta_f是相位调制指数,phi是相位偏移量,modulated是调制后的信号。

最后,可以利用MATLAB中的fft函数进行频域分析,并可视化结果。

代码如下所示：```X = fft(x);M = abs(X);f = linspace(-fs/2,fs/2,length(X));plot(f,M);```通过此实验,可以了解数字信号的基本特性和载波调制的原理。

在MATLAB中进行数字信号处理可以提高信号处理的效率和方便性。

红外物理特性及应用实验波长范围在~1000微米的电磁波称为红外波，对红外频谱的研究历来是基础研究的重要组成部分。

对原子与分子的红外光谱研究，帮助我们洞察它们的电子，振动，旋转的能级结构，并成为材料分析的重要工具。

对红外材料的性质，如吸收、发射、反射率、折射率、电光系数等参数的研究，为它们在各个领域的应用研究奠定了基础。

【实验目的】1、 了解红外通信的原理及基本特性。

2、 了解部分材料的红外特性。

3、 了解红外发射管的伏安特性，电光转换特性。

4、 了解红外发射管的角度特性。

5、 了解红外接收管的伏安特性。

【实验原理】 1、红外通信在现代通信技术中，为了避免信号互相干扰，提高通信质量与通信容量，通常用信号对载波进行调制，用载波传输信号，在接收端再将需要的信号解调还原出来。

不管用什么方式调制，调制后的载波要占用一定的频带宽度，如音频信号要占用几千赫兹的带宽，模拟电视信号要占用8兆赫兹的带宽。

载波的频率间隔若小于信号带宽，则不同信号间要互相干扰。

能够用作无线电通信的频率资源非常有限，国际国内都对通信频率进行统一规划和管理，仍难以满足日益增长的信息需求。

通信容量与所用载波频率成正比，与波长成反比，目前微波波长能做到厘米量级，在开发应用毫米波和亚毫米波时遇到了困难。

红外波长比微波短得多，用红外波作载波，其潜在的通信容量是微波通信无法比拟的，红外通信就是用红外波作载波的通信方式。

红外传输的介质可以是光纤或空间，本实验采用空间传输。

2、红外材料光在光学介质中传播时，由于材料的吸收，散射，会使光波在传播过程中逐渐衰减，对于确定的介质，光的衰减dI 与材料的衰减系数α ，光强I ，传播距离dx 成正比：dI Idx α=- （1）对上式积分，可得：Lo I I e α-= （2）上式中L 为材料的厚度。

材料的衰减系数是由材料本身的结构及性质决定的，不同的波长衰减系数不同。

普通的光学材料由于在红外波段衰减较大，通常并不适用于红外波段。