当前位置：文档之家 › 通信原理实验指导书

通信原理实验指导书

  • 格式：doc
  • 大小：846.50 KB
  • 文档页数：26

实验一 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，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ssTtTtth//sin)(，如果用)(th以及)(th的时延sT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ssTT21,21，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)(tg：

sssssssTtTtTtTTtcTtcTththtg/11sin)(sinsin)()()(





sTf21||

其他 

0)(sTfH可以看到，这个系统的冲激响应的衰减是理想低通冲激响应函数衰减的sTt/11，它比理想低通系统冲激响应函数衰减快，因此相对于对定时精度的要求降低，它的系统响应为

可以看到，第一类部分响应系统并不满足抽样点无码间干扰的条件，其每个抽样点仅受前一个码元的影响，因此可以通过减去前一码元的干扰来确定当前抽样点值，从而正确判决。因此，第一类部分响应系统可以用框图表示。

h(t)Ts

+cn∈{+1,-1}an∈{0,1}

理想低通

g(t)

第一类部分响应系统框图电平转换

2.基带信号眼图 在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 在数字系统的接收端用示波器观察接收信号，将接收信号输入示波器的垂直放大器，同时调整示波器的水平扫描周期为码元间隔的整数倍，则示波器上显示的波形形如一只只“眼睛”，称为基带信号的眼图。其实，基带信号的眼图形成原因是因为示波器的荧光显示屏光迹在信号消失后需要一段时间才能消失，因此显示在示波器上的是若干段的数字基带波形的叠加，呈现出眼图的形状。 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。

sTf21||

其他 



0)cos(2)()1()(2ssfTjssfTjefTTfHefG

在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。 三、实验内容 1.产生一个{+1，-1}的二元随机序列，画出其第一类部分响应系统的基带信号； 2.画出该信号的眼图。 clc Ts=1; N=100; eye_num=6;%横向排列的眼睛个数 N_data=100; dt=Ts/N; dd=[]; t1=-50*Ts:dt:50*Ts-dt; t2=-100*Ts:dt:100*Ts-2*dt;

subplot(311) d=sign(randn(1,N_data));% 产生双极性数字信号 for i=1:100 dd=[dd,d(i)*ones(1,100)]%对每个码元采100个样值点 end plot(t1,dd)%随机产生的双极性数字信号 xlabel('t/Ts'); ylabel('双极性数字信号'); axis([0 20 -1.2 1.2])

subplot(312) gt=sinc((t1+eps)/Ts)./(1-(t1+eps)./Ts);%系统冲激响应函数 y=conv(dd,gt)*dt;%部分响应基带信号 plot(t2,y) xlabel('t/Ts'); ylabel('部分响应基带信号'); axis([0 20 -3 3]); ss=zeros(1,eye_num*N); t3=0:dt:eye_num*N*dt-dt; for k=0:100 ss=y(k*N+1:(k+eye_num)*N); subplot(313) plot(t3,ss); axis([0 6 -3 3]) hold on; end; xlabel('t/Ts'); ylabel('部分响应信号眼图');

02468101214161820-101

t/Ts双极性数字信

号

02468101214161820-202t/Ts部分响应基带

信

号

0123456-202t/Ts部分响应信号眼

图

(以下是网上的) Ts=1; N=16; eye_num=10; N_data=1000; dt=Ts/N; t=-5*Ts:dt:5*Ts; % 产生双极性数字信号 d=sign(randn(1,N_data)); dd=sigexpand(d,N); % 部分响应系统冲击响应 ht=sinc((t+eps)/Ts)./(1-(t+eps)./Ts); ht(6*N+1)=1; st=conv(dd,ht); tt=-5*Ts:dt:(N_data+5)*N*dt-dt; subplot(211); plot(tt,st); axis([0 20 -3 3]); xlabel('t/Ts'); ylabel('部分响应基带信号'); % 画眼图 subplot(212); ss=zeros(1,eye_num*N); ttt=0:dt:eye_num*N*dt-dt; for k=5:50 ss=st(k*N+1:(k+eye_num)*N); drawnow; plot(ttt,ss); hold on; end; xlabel('t/Ts'); ylabel('部分响应信号眼图');

四、思考题 1.观察t对g(t)的影响； -10-8-6-4-2024681000.20.40.60.811.2t/Tsg(t)

468101214161820-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.02

t/Tsg(t)

2.解释看到的眼图为何与规则的眼图不太一样？ 规则的眼图是理想情况下得到的，而实际传输信号过程中存在码间串扰，从而使得波形产生失真，示波器的扫描迹线就不能完全重合，于是形成的眼图线迹杂乱，噪声的存在使得眼图的线迹变成比较模糊的带状的线，噪声越大，线条越粗，越模糊，眼睛张开的越小。 五．实验总结 实验后我对第一类部分响应系统有了更加深刻的理解：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，但其每个抽样点仅受前一个码元的影响，因此可以通过减去前一码元的干扰来确定当前抽样点值，从而正确判决。 在产生双极性基带信号时，开始时产生的信号有尖顶脉冲的出现，并非全部是矩形，这是由于对一个码元的抽样点太少引起的，加上下面这段代码后就可以对每个码元采100个样值点，从而解决了这个问题。 for i=1:100 dd=[dd,d(i)*ones(1,100)] end

画图过程中常会出现矩阵向量不匹配的问题，通过看workspace中两向量的取值个数修改t的取值个数就可以了。 写系统冲激响应函数的表达式时，为避免出现分母为零的情况，应使t加上一个无穷小量eps再进行画图。 利用随机产生的双极性基带信号和系统冲激响应函数的卷积求解部分响应基带信号时要乘dt进行修正。 画眼图时取得线条数要足够多才能有足够好的观察效果

合集下载

实验三2FSK调制与解调实验一、实验目的

实验三2FSK调制与解调实验一、实验目的

实验三2FSK调制与解调实验一、实验目的1、了解二进制移频键控2FSK 信号的产生过程及电路的实现方法。

2、了解非相干解调器过零检测的工作原理及电路的实现方法。

3、了解相干解调器锁相解调法的工作原理及电路的实现方法。

二、实验内容1、了解相位不连续2FSK 信号的频谱特性。

2、了解2FSK（相位不连续）调制，非相干、相干解调电路的组成及工作理。

3、观察2FSK 调制，非相干、相干解调各点波形。

4、改变f1、f2的频率大小，观察不同调制指数下的调制解调效果。

（选作）5、利用实验模块的电路，设计出其它解调方法，并自行验证。

（选作）三、预习要求1)画出实验电路中2FSK调制器采用的原理框图；2)根据实验指导书的相关资料，说明本实验2FSK调制的载波频率分别是多少？用什么方法产生的？3)本实验2FSK载波是方波还是正弦波？如何实现的？4)用什么方法可以将方波变成正弦波？5)FSK调制器可以用哪两种基本方法实现？本实验用的是哪一种？6)用什么方法实现的FSK信号的相位是连续的？7)实验中，信息的码速率是多少？可以用什么方法测量？8)可以用什么方法来测量2FSK的两个载波频率？9)当用“10101010………”不断重复的信息码进行FSK调制，用计数法测量FSK调制输出信号的频率，测量得到的频率可能是多少？为什么？10)本实验中，2FSK 信号带宽是多少？如何计算的？公式中的各个量代表什么？11)本实验中，2FSK 信号的频谱会是单峰还是双峰？为什么？12)用示波器同时观测FSK调制器的输入数据、FSK调制器输出的已调信号，要能稳定的观测应该用这两个信号中的哪一个作为示波器的触发信号？13)画出2FSK过零检测解调的原理框图；14)实验中，FSK过零检测解调方案采用数字电路如何实现；15)脉冲的宽度相同，有些时刻的脉冲密一些，有些时刻的脉冲少一些，可以用什么具体的方法区分出每一个单位时刻内脉冲是多还是少？16)测试接收端的各点波形，需要与什么波形对比，才能比较好的进行观测？示波器的触发源该选哪一种信号？为什么？17)采用过零检测解调的方法时，将f1和f2倍频的电路是如何设计的？18)采用过零检测解调的方法时，解调电路中哪一点的波形是f1和f2的倍频？19)2FSK 信号经过整形变成方波2FSK 信号，频谱有什么变化？为什么？20)解调时将f1和f2倍频有何好处？如何通过仪器测量来说明？21)2FSK 信号解调时将f1和f2倍频之后，频谱有什么变化？为什么？22)解调电路各点信号的时延是怎么产生的？23)解调出的信码和调制器的绝对码之间的时延是怎么产生的？24)解调的信号为什么要进行再生？25)理论上，能否实现出一个没有时延的解调器？为什么？26)解调的信号是如何实现再生的？27)再生过程中，是什么环节会对解调的输出造成延时？为什么？28)画出2FSK 锁相PLL 解调的原理框图；29)PLL 解调2FSK 信号的原理是什么？30)为什么2FSK 锁相解调可以实现相干解调？31)要实现2FSK 锁相解调，锁相环需要工作在什么跟踪方式？为什么？32)解调电路中T31（放大出）没有信号输出，可能的原因有哪些？33)T19（2FSK 过零检测出）信号异常，如何判断故障点在哪？34)解调输出信号与发送端的数据信号对比，为什么会有延时，是哪些原理造成的？四、实验原理二进制频率调制（2FSK ）是数据通信中使用较早的一种通信方式。

通信原理实验

通信原理实验

上海工程技术大学通信原理综合实验报告学院电子电气工程学院专业电子信息工程班级学号022211117学生沈文杰指导教师赵晓丽一．验证性实验1.模拟信号源实验一、实验目的1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途2、观察分析各种模拟信号波形的特点。

二、实验内容1、测量并分析各测量点波形及数据。

2、熟悉几种模拟信号的产生方法、来源及去处，了解信号流程。

三、设计思想利用信号源模块和20M 双踪示波器进行模拟信号源实验。

主要测试点和可调器件说明如下：1、测试点2K同步正弦波：2K的正弦波信号输出端口，幅度由W1调节。

64K同步正弦波：64K的正弦波信号输出端口，幅度由W2调节。

128K同步正弦波：64K的正弦波信号输出端口，幅度由W3调节。

非同步信号源：输出频率范围100Hz～16KHz的正弦波、三角波、方波信号，通过JP2选择波形，可调电阻W4改变输出频率，W5改变输出幅度。

音乐输出：音乐片输出信号。

音频信号输入：音频功放输入点（调节W6改变功放输出信号幅度）。

2、可调器件K1：音频输出控制端。

K2：扬声器控制端。

W1：调节2K同步正弦波幅度。

W2：调节64K同步正弦波幅度。

W3：调节128K同步正弦波幅度。

W4：调节非同步正弦波频率。

W5：调节非同步正弦波幅度。

W6：调节扬声器音量大小。

四、实验方法1、用示波器测量“2K同步正弦波”、“64K同步正弦波”、“128K同步正弦波”各点输出的正弦波波形，对应的电位器W1，W2，W3可分别改变各正弦波的幅度。

参考波形如下：2、用示波器测量“非同步信号源”输出波形。

1）将跳线开关JP2选择为“正弦波”，改变W5，调节信号幅度（调节范围为0～4V），用示波器观察输出波形。

2）保持信号幅度为3V，改变W4，调节信号频率（调节范围为0～16KHz），用示波器观察输出波形。

3）将波形分别选择为三角波，方波，重复上面两个步骤。

3、将控制开关K1设为“ON”，令音乐片加上控制信号，产生音乐信号输出，用示波器在“音乐输出”端口观察音乐信号输出波形。

通信原理实验报告

通信原理实验报告

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。

《通信电子线路》实验指导书

《通信电子线路》实验指导书

《通信电⼦线路》实验指导书实验⼀、⾼频⼩信号放⼤器实验⼀、实验⽬的1、了解谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。

2、了解信号源内阻及负载对谐振回路的影响，并掌握频带的展宽。

3、掌握放⼤器的动态范围及其测试⽅法。

⼆、主要实验仪器与设备1、⾼频电⼦线路综合实验箱（TKGP系列）；2、扫频仪；3、⾼频信号发⽣器；4、双踪⽰波器。

三、实验原理1、⼩信号调谐放⼤器基本原理⾼频⼩信号放⼤器电路是构成⽆线电设备的主要电路，它的作⽤是⼤信道中的⾼频⼩信号。

为使放⼤信号不失真，放⼤器必须⼯作在线性范围内，例如⽆线电接收机中的⾼放电路，都是典型的⾼频窄带⼩信号放⼤电路。

窄带放⼤电路中,被放⼤信号的频带宽度⼩于或远⼩于它的中⼼频率。

如在调幅接收机的中放电路中，带宽为9KHz，中⼼频率为465KHz，相对带宽Δf/f0约为百分之⼏。

因此，⾼频⼩信号放⼤电路的基本类型是选频放⼤电路，选频放⼤电路以选频器作为线性放⼤器的负载，或作为放⼤器与负载之间的匹配器。

它主要由放⼤器与选频回路两部分构成。

⽤于放⼤的有源器件可以是半导体三极管，也可以是场效应管，电⼦管或者是集成运算放⼤器。

⽤于调谐的选频器件可以是LC谐振回路，也可以是晶体滤波器，陶瓷滤波器，LC集中滤波器，声表⾯波滤波器等。

本实验⽤三极管作为放⼤器件，LC 谐振回路作为选频器。

在分析时，主要⽤如下参数衡量电路的技术指标：中⼼频率、增益、噪声系数、灵敏度、通频带与选择性。

单调谐放⼤电路⼀般采⽤LC回路作为选频器的放⼤电路，它只有⼀个LC回路，调谐在⼀个频率上，并通过变压器耦合输出，图1-1为该电路原理图。

1f中⼼频率为f0+带宽为Δf=f2-f1图1-1、单调谐放⼤电路为了改善调谐电路的频率特性，通常采⽤双调谐放⼤电路，其电路如图1-2所⽰。

双调谐放⼤电路是由两个彼此耦合的单调谐放⼤回路所组成。

它们的谐振频率应调在同⼀个中⼼频率上。

两种常见的耦合回路是：1）两个单调谐回路通过互感M耦合，如图1-2（a）所⽰，称为互感耦合双调谐振回路；2）两个单调谐回路通过电容耦合，如图1-2（b）所⽰，称为电容耦合双调谐回路。