北邮通信原理硬件实验报告.pdf

实验一:双边带抑制载波调幅(DSB-SCAM).3一、实验目的.3二、实验原理.3三、实验框图.4四、实验步骤.6五、实验结果与分析.7DSB-SC信号的产生.7DSB-SC信号的相干解调及载波提取.10六、思考题.12七、问题及解决方法.13实验二：具有离散大载波的双边带调幅(AM).14一、实验目的.14二、实验原理.14三、实验框图.15四、实验步骤.15五、实验结果与分析.16六、思考题.19七、问题及解决方法.20实验三：调频(FM).20一、实验目的.20二、实验原理.20三、实验框图.21四、实验步骤.22五、实验结果与分析.22六、思考题.24七、问题及解决方法.25实验六：眼图.25一、实验目的.25二、实验原理.25三、实验框图.26四、实验步骤.26五、实验结果与分析.27六、问题及解决方法.27实验七：采样、判决.27一、实验目的.27二、实验原理.28三、实验框图.28四、实验步骤.29五、实验结果与分析.29六、思考题.30七、问题及解决方法.31实验八：二进制通断键控(00K).31一、实验目的.31二、实验原理.31三、实验框图.32四、实验步骤.33五、实验结果与分析.33六、思考题.38七、问题及解决方法.38实验十二：低通信号的采样与重建.39一、实验目的.39二、实验原理.39三、实验框图.40四、实验步骤.40五、实验结果与分析.40六、思考题.43七、问题及解决方法.44实验十一：信号星座.44一、实验目的.44二、实验原理.45三、实验框图.45四、实验步骤.45五、实验结果与分析.45六、思考题.47七、问题及解决方法.48实验一：双边带抑制载波调幅(DSBSCAM)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信号的时域表达式为频域表达式为其波形和频谱如下图所示c(t)相乘得到DSB-SC AM信小其频谱不包含离散的载波分量。发送端增益G 相加器m(t)S(t)DSB_SC AM丽An(t)cos2增险、-4 cos 2c(t|导频分*载波接收端w(/)LPFcos(2+输出【恢夏我波90:sm(2 石少 W)LPFvco我波提取DSB-SC AM信号的解调只能采用相解调。为了能在接收端获取载波，一-种方法是在 发送 端加导频。收端可用锁相环来提取导频信号作为恢夏载波。此锁相环必须是窄带锁相，仅用来跟踪 导频信号。在锁相环领定时，VC0输出信号血Qpifct+时与输入的导频信二c。s(2pT丘t的频率相 同，但二者的相位差为中+如度，其中单彳艮小。锁相环中乘法器的两个输入信号分别为发来的信号s(t)与锁相环中VC0的输出信号，二者相乘得到Ar/2+sin(4pMct+(p)+Ap/2 4-dn(4pifct在锁相环中的LPF带宽窄，能通过Ap/2*rfncp分量，滤除m(t)的频率分量及四倍频载频分量，因为甲很小，所以血事约等于 LPF的输出以负反馈的方式控制VC0,使其保持在锁相状态。锁定后的VC0输出信号血。？怛+屯潴90度移相后，以CQ2(Zplfct+作为相 干解调的恢复载波，它与输入的导频信号同频，儿乎同相。相干解调是将发来的信号s(t)与恢夏我波相乘，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岗而Ap/2 CQS9是自流分量，可以通过隔亘流电路滤除，于是输出为如/2 m(t)coacpo三、实验框图1、DSB-SC AM信号的产生输出HATERSIGNALS 100kHz3火 CARRIER(Q)SCOPE SELECTOR2、DSB-SC AM信号的相十解调及载波提取解调箱出oori3、测量VCO的压控灵敏度按双线示 波器四、实验步骤1、DSBAC信号的产生(1)将音频振荡器输出的模拟音频信号及住振荡器输出的100KHZ模拟载频信号分别用连线 联结至乘法器的两个输入端。(2)用示波器观看音频振荡器输出信号的信号波形的幅度和激荡平率，调整为10KHZo(3)用示波器观看主震荡输出波形。(4)用示波器观看乘法器的输出波形及其频谱。(5)将己调信号和导频分量加到加法器的两个输入端，调整加法器上的参数G和g，使其与实际相符。观看输出波形及其频谱。具体调整方法如下：a.首先调整增益G：将加法器的B输入接地端接地，A输入端接12调信号，用示波器观 看 加法器A输入端的信号幅度与加法器输出信号幅度。调节旋钮G,使得加法器输出幅度与 输入一 致，说明此时GFb.再调整增益g：加法器A输入端仍接已调信号，B输入端接导频信号。用频谱仪观看加法 器输出信号的振幅频谱，调节增益g旋钮，使导频信号振幅频谱的幅度为己调信号的边带频谱幅 度的0.8詹。此导频信号功率约为已调信号功率的0.32倍。2、DSB-AC信号的相干解调及其载波提取(1)锁相环的调试：a.调整VC0的中心频率f0在100KHZb.将直流电压输入VC0,改变其值从-22V,观察VC0的频率及其线性工作范围c.调节VC0的压控灵敏度到合适范围。d.检测LPF是否正常工作。.反复测量锁相环的同步带和捕捉带，使其尽量准确。(2)恢复载波a.将电路按照原理图连接好，用示波器观察锁相环中的LPF的输出信号是否为直流信号，以 此判定是否锁定。b.贯穿导频信号和VC0的输出是否同步，调节移相器使其相依到达90度。c.观察恢夏载波的频谱振幅。(3)相干解调a.将已调信号和恢复的载波接入解调乘法器的两个输入端。b.观察解调后的输出波形。c.改变音频振荡器的频率，观察解调输出波形的变化。五、实验结果与分析信号的产生(1)音频振荡器输出调制信号由图可看出音频信号的频率f约为10kHz,振幅约为1.3Vo(2)主振荡器输出信号波形RIGO1主震荡频率为100kHz,振幅约为1.6Vo(3)乘法器输出波形可以从图上看出，乘法器输出信号包络为调制信号，频率与我波频率相同为100kHz。输出 振帽约为1.3V,与调制信号振帽相同。音频信号零点位置存在相位翻转。(4)已调信号振幅频谱RIGOLTDRmt OCH2CH 1-2.00U CH2-2.00U Time 200.0us*2.000us巾图可看出，dsb-sc am信号在100kHz处并无频谱分量，仅在左右各偏移10kHz处 存在信号，与理论分析一致。(5)调整加法器中的G,g由图，调整G二L同理调节g,是导频信号振幅频谱的幅度为已调信号频谱的边带频谱 幅度 的0.8倍。(6)带导频的调幅信号振幅频谱Time 50.00US&*0.0000s由图可以计算出，导频信号功率约为己调信号的0.8*0.8/2=0.32倍。信号的相干解调及载波提取恢复载波：1、调整VC0中心频率为100kHz2、VC0线性工作范围的测量线性工作范围约在80120kHz,VCO的压控灵敏度约为20kHz/Vo3、GAIN调节后直流输入IV频偏10kHz4、锁相环由失锁进入锁定状态，LPF输出直流实验中将信号源VC。的中心频率由比100kHz小很多开始往高调的过程中，当示波器的 信 号波形由交流信号变为直流信号时，锁相环由失锁状态进入锁定状态，此时输入信号的频 率为 f2=93.981kHzo将频率继续往高调节，当示波器信号波形由直流突变为交流信号，说明 锁相环 失锁，此时输入信号频谱为f4=108.81kHZ。再从f4开始，将输入信号频率从高往低调，记录再次捕捉到同步的频率f3=104.84kHz,继续 往低调节频率，直到再次失锁，记录频率f 1=89.604kHz。由此可知锁相环在VCOffi控灵敏度为10kHz/V,Vin二0.8V时，同步带为Afl=f4fl=19.206kHz,捕捉带为 Af2=f3-f2=10.859kHZo5、输入为100kHz主振时锁相环进入锁定状态6、恢复载波振幅频谱RIGOL g r,_.a,t RmtT，D I i j Q CH fTime 56.OSus&.0000s相干解调：1、相干解调相乘、低通滤波后的输出波形2、改变发端音频振荡器的频率后的调制信号及解调信号 频率变小：频率变大:由图可知，改变发端音频振荡器的频率，解调输出信号也随之改变，无法还原调制波形。六、思考题1、说明DSB-SCAM信号波形的特点答：DSB-SC为双边带调幅，时域当载波与m(t)同时改变极性时出现反相点，而反相点不影响 性能。经幅度调制后，基帚信号的频谱被搬移到了我频fc处。若模拟基帚信号带宽为W.则调 幅信号带宽为2W,因为在频域中输出此调幅信号s(t)的信道带宽B=2WoAM信号为具有离散大载波的双边带幅度调制信号，它是在DSB-SB信号的基础上加一离散 的大载波分址，因此传输效率有所卜降。AM信号因为解调时要使用包络检波所以要保 证|m(t)|,1,使AM信号的包络Acl+m(t)总为正数。2、画出己调信号加导频的振幅频谱，算出导频信号功率与已调信号功率之比。RIGOL TDRmt OCHlfTime 50.00US.0000s答：由图nJ知，导频信号的频谱幅度是A】二174mV,边频信号的频谱幅度是A2=216mV,所以导频 信号功率与己调信号功率的百分tt=A12/2/A22=32.45%,接近理论值32%,误差主要来 源于读数误差。3、实验中载波提取的锁相环中的LPF能不能用TIMS系统中的“TUNEABLE LPF”?答：不能，因为RCLPF中的3DB带宽是2.8kHz,而TUNEABLE LPF中WIDE一项中带宽的滤 波范围是 2kHz-12kHz,所以不能使用。4、若不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？为什么？答：不能，因为锁相环的截止频率为2.8kHz,如果音频信号为1kHz则锁相环会跟踪音频信 号，造成信 号失真。5、若发端不加导频，收端提取载波还有其他方法吗？请画出框图答：如图所不七、问题及解决方法因为这是通原硬件实验中的第一个，我们刚刚开始接触这些东西，已开始做的时候真是什么都 不会。之前用的是模拟示波器，初次使用数字滤波器研究了一段时间；也不会调出频 谱图；锁相环 的调试也不会。总之就是很混乱，所以我们第一节课还是先做完了实验:二，差不多熟练第二节课 才返何来把实验一做完的。通过这儿次调频漕的各种经历，我总结出r调频谱的一些小诀窍：要先 在时域把信号波形调整到某个地方（一般是最佳状态，但不一定是最佳观察状态），然后再在频域 调。可以用分屏来不断调试，调试得差不多了便M以用全 屏观看。实验二：具有离散大载波的双边带调幅(AM)一、实验目的1、了解AM信号的产生原理和实现方法。2、了解AM信号波形和振幅频谱的特点，并掌握调幅系数的测量方法。3、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信号的产生对于单音频信号&sin(2”/)进行AM调制的结果为编(/)=AC(A+Atti sin(2/)sin 2 勿=A,A(1+sin(2”“)sin 2jrfct其中调幅系数。二危，要求。VI以免过调引起包络失真。AIII和分别表示AM信号波形包络最大值和最小值，则AM信号的调幅系数a=如图所示为AM调制的过程和频谱示意图.-%00)A+Anin2、AM信号的解调AM信号山于具有离散大载波，故可以采用载波提取相干解调的方法。其实现类似 于实验 一中的DSB-SC AM信号加导频的载波提取和相干解调的方法。AM的主要优点是可以利用包络检波器进行非相干解调，凹以使得接收设备更加筒 单。三、实验框图1、AM信号的产生2、AM信号的非相干解调AM信 号o-UTILITIEPEF-PATORCH町&输入 DIODE+LPF 0RC LPF四、实验步骤1、AM信号的产生(1)按图进行各模块之间的连接。分别调整加法器的增益G以g均为1。逐步增大叮变直流电压，使得加法器输出波形是正的。观察乘法器输出波形是否为AM波形。测量AM信号的调幅系数a值，调整可变宜流电压，使归0.8。测量井0.8的AM信号振幅频谱。(2)音频振荡器输出为5KHz,主振荡器输出为lOOKHz,乘法器输入耦合开关置于DC状态。(3)(4)(5)(6)(7)2、AM信号的非相干解调(1)输入的AM信号的调幅系数定0.8O1、调制信号(加直(2)用示波器观察整流器的输出波形。(3)用示波器观察低通滤波器的输出波形。(4)改变输入AM信号的调幅系数，观察包络检波器输出波形是否随之改变。(5)改变发端调制信号的频率，观察包络检波输出波形的变化。五、实验结果与分析由图可看出，调制信号频率约为5kHZ。调制信号加上直流电压后，加法器输出波形为正值。2、乘法器输出波形(两个通道显示的调制前后信号幅度波形)由图可知，乘法器输出包络与调制信号幅值变化相同，且其中调幅系数*0.8。3、调整*0.8后AM信号频谱由上两图可看出，AM信号振幅为2.56V,包络振幅为0.24V,所以可得a=0.83。在频谱图中,在100kHz处有明显的载频分量，在左右5kHz处有搬移后的边频分量。2、整流器输出波形5、低通滤波器输出波形由图可知，输出后的正弦信号频率约为5.36kHz,与原信号只有0.02kHz的偏差。6、改变AM信号的调幅系数，包络检波器输出波形开始不变，调过小后产生过调，波形 发生 变化。7、改变调制信号频率为时解调输出 频率变大:当频率过小时，波形底部会失真，幅值变大：当频率调大时，波形无失其，怛幅值变小。六、思考题1、在什么情况下，会产生AM信号的过调现象？答：当直流电压过小，加法器输出有负值的时候，会产生AM信号的过调现象。2、对于*0.8的AM信号，请计算载频功率与边带功率之比值。答：AM 信号公式为(r)=A 1+白 sin(2/)sin(2 r)4=(纠、4则可得其边带功率为：4载波功率为：空妃所以比值为:=3.1253、是否可用包络检波器对DSB-SC AM信号进行解调？造解样原因。答.不可以。因为己调信号的包络与m(t)不同，并不代表调制信号，有负值部分，且在与t轴 的交点处有相位翻转。而包络应该为正幅度。七、问题吸解决方法本次实验比起实验一较为简单,通过实验一的磕磕绊绊我们也逐渐熟悉了设备和软件的 使 用方法，所以我们做这个实验还是比较顺利的。实验三：调频(FM)一、实验目的1、了解用vco作调频器的原理及实验方法。2、测量FM信号的波形图及振幅频率。3、了解利用锁相环作FM解调的原理及实现方法。二、实验原理1、FM信号的产生 单音频信号经FM调制后的表达式为SFM)=A cos2,5.r+9)其中0 O)sin2Az=sin 2吁mtJ maK调制指数方=J mHI卡松公式W.知FM信号的带竟为心(/?+1团FM信号的产生框图如卜.图所示。m(t)rvco$FM”)VCO的输入为），当输入电压为。时，VCo输入频率为刀；当输入模拟基带信号的电压变化时，VC0的振荡频率作相应的变化。2、锁相环解调FM信号锁相环解调的原理框图如卜图所示。输入信号,屐相器 环路滤波器s（t 输v(t)VCO VVCO的压控电压Po）同基帚信号心）成正比，所以心）就是FM解调的输出信号。锁相环解调FM信号有两个关键点，一是开环增益足够大，二是环路滤波器的带宽要与基带 信号带宽相同。三、实验框图1、FM信号的产生2、FM信号的锁相环解调见实验步骤1 FM信号的产生(1)单步调试VCOa.将VCO模块的印刷电路板上的拨动开关置于VCO模式。将VCO板块前面板上的频率选择 开关置于“HI”状态。然后，将VCO模块插入系统机架的插槽内。b 将町变直流电压模块的输出端与VCO模块的Vin端相连接，示波器接于VCO输出端：直流电压为零时，调节VCO模块的fO旋钮，使VCO的中心频率为100赫兹。在-2V至于+2范围内改变直流电压，测量VCO的频率及线性工作范围。调节VCO模块的GAIN旋钮，使得直流电压在+/-2V范围内变化时，VCO的频率在+/-5HZ内变 化。(2)将音频振荡器的频率调到2Hz,作为调制信号输入于VCO的Vin输入端。(3)测量图2.4.4中各点信号波形。(4)测量FM信号的振幅频谱。2、FM信号的解调(1)单步调试VC0a.将VCO模块置于“VCO”，前面板上的频率选择开关置于“HI”状态.b.将可变直流电压模块的输出端与VCO模块的Vin端相连接。当直流电压为零时，调节VCO 的fO旋钮，使VCO的中心频率为lOOkHZo当可变直流电压为+/-IV时，调节VCO的GAIN旋 钮，使VCO的频率偏移为+/-10kHz。(2)将锁相环闭环连接，将另一个VCO作信源，接入锁相环，测试锁相环的同步带及捕捉 带。(3)将已调好的FM信号输入与锁相环，用示波器观察解调信号。若锁相环已锁定，贝IJ在 锁相环低通滤波器的输出信号应是直流分量叠加模拟基带信号。(4)改变发端的调制信号频率，观察FM解调的输出波形变化。五、实验结果与分析1、VCO输入直流电压为。时，f0=100kHz,线性T：作范围为-2.5V25V2 音 频 信 号3、FM输出信号RIGOL Rmt500mU Time ZO.OOus*0.0000s当调制信号到达正峰俱时，调频信号最为密集；反之，在到达负峰值时，调频信号最为稀 疏。4.FM输出信号频谱RIro I 一(-1 一 I 孺 EHaM；50.0mUrms/diu 12,50kHz/div Sa=500.0kHzTime 200.0us&*0.0000s上图可看出，FM输出信号频谱并不规整，带宽约为15kHz5、FM解调波形(2kHz)6、改变调制信号频率20kHz带来失真改变调制信号频率仍可以成功解调出原始信兮。但当调制信号频率增大时，解调输出幅值 降低，噪声干扰较大，继续增大调制信号频率可能无法解出原始信号。止匕外，20kHz不在锁相环 的同步带内，此时用锁相环解调会使锁相环进入失锁状态，无法正确解调出原信号。六、思考题1、本实验的FM信号调制指数B是多少？FM信号的带宽是多少？B=Af 5kHz 2kHz答.W=20+l)f=14 班2、用VCO产生FM信号的优点是可以产生大频偏的FM信号，缺点是VCO中心频率稳定程度君。为了解决FM大频偏以及中心频率稳定度之间的矛盾，可采用什么方案来产生FM信号？答：为了使中心频率稳定，可以使用锁相环形成反馈，使得它仅用确保VCO中心频率的稳 定性 及准确度与晶振一致。扉国环路|滤波1波波器3、对于本实验具体所用的锁相环及相关模块，若发端调制信号频率为10kHz.请问实验三中的 锁相环能否解调出原调制信号？为什么？答:不能，因为lOKHz不在锁相环的同步带内，此时用锁相环解调会使锁相环进入失锁状态，无法正确解调出原信号。4、用于调频解调的锁相环与用于载波提取的锁相环有何不同之处？答：在调频解调中使用的滤波器为低通滤波器，滤波器输出接至示波器和VC。，即锁相环调 后 的显示信号为低通滤波器的输出信号；在时钟提取中使用的滤波器为环路滤波器，滤波器输出 仅接至VC。中，而锁相环输出信号应为VC。的输出信号而不是低通滤波器的输出信号。ifr有了实验一锁相环调试得基础，这次实验虽然也比较麻烦，但是电路比较简单，总体还 是 比较顺利的。通过这次实验，我对锁相环有了更加深刻的理解，调频谱的技术也更加熟练了。实验六：眼图、实验目的T解数字传输系统中“眼图”的观察方法及其作用。、实验原理实际通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统产生畸变，总是在不同程度上存在码 间干扰的，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。而眼图可以直观地估 价 系统码问干扰和噪声的影响，是常用的测试手段。从眼图的张开程度，可以观察码向干扰和加 性噪声对接收基带信号波形的影响，从而对系统性能作出定性的判断。三、实验框图RESITRESET CLKAHI SKQUENCF GENIRATOR ANAIWID|CLKOU1nCiAIN NORMSYNCMASTERSIGNALSSCOPE SELECTORsins100 kHz CARRIERCOM/r-j A 输入选择 B通道褊入A JQA O通at I籍由一通道I输入B)R CHIRIG(7触发输入丁加TTL8 3 kHz SAMPLK(Q,CLOCK r；M 外|sinful/通道2输入A一通 ifi2 轮B输入选并通道2输出1、将可调低通滤波器模块开关置于NORM位置。2、将上信号发生器的8.33kHz TTL电平的方波输入与线路编码器的M.CLK端，经四分频后，由B.CLK端输出2.083kHz的时钟信号。3、将序列发生器模块的印刷电路板上的双列立插开关选择“10”，产生治为256的序列码。4、用双踪示波器同时观察可调低通滤波器的输出波形和2.083kHz的时钟信号。并调节可调 低 通滤波器的TUNE旋钮及GAIN旋钮，以得到含适的限带基带信号波形，观察眼图。五、实验结果与分析1、眼图RIGOL 0 RmtT，0 I-X-J-1 OCH2 fCHM 100mU BM l.OOU Time lOO.Ous 0*0.0000s由图可看出，CHI为经过序列发生器产生的序列信号波形叠加所产生的眼图，CH2为 2.083kHz时钟信号。图中“眼睛”闭合的速率，即眼图斜边的斜率，表示系统对定时误差灵敏的程度，斜边 愈 陡，对定位误差愈敏感。在取样时刻上，图中噪声容限为4V,判决门限为0V六、问题及解决方法本次实验电路连接很顺利，也没有夏杂的调试过程。但是我们却不知道如何调出眼图。由于 在通原的理论课上老师对于眼图部分只是一带而过，所以我们并不知道眼图到底是什么，也不会 调出来。后来问了其他调出来的同学，我们总结了调眼图的小技巧：先把可调低通滤波器的线拔 卜来，将方波调稳，再接入可调低通滤波器的线，调GAIN（调整幅度）和丁 1削（调整滤波 器的截止频率），便能看到清晰地眼图。通过本次实验我终于明白了眼图到底是什么，也理解了 相应的编码解码过程，也可以对照深本的理论知识，找到了相应的判决门限，采样时刻，为下一 个实验做好了准备。实验七：采样、判决一、实验目的1、了解采样、判决在数字通信系统中的作用及其实现方法。2、自主设计从限带基带信号中提取时钟、并对限带信号进行采样、判决、恢复数据的实验方案,完成实验任务。二、实验原理在数字通信系统中的接收端，设法从接受滤波器输出的基带信号中提取时钟，用以对接 受 滤波器输出的基带信号在眼图睁开最大处进行周期性的瞬时采样，然后将各采样值分别与 最佳 判决门限进行比较做出判决、输出数据。三、实验框图1、采样、判决系统框图MASHiRIMGNAIARRIIEm IHAMPII Ef in 2klb I SSACitOpl QUI M1 GINIRxmRANAIRI SI 1 X RISIT YSYNCCKi VISION 1MIIN2 oi 112 Z-MOI)INI EllKUCIK I INI-C(1)1INCODI RNR/1 RFSIT 以NRZ-MOO UNI-R/:*RZ-AMI(Q)UiO-LO(3)DIC(I)I Tni A 厂 IDIN)IUN 已).MCLK IK2、时钟提取电路RZAMILIEODtDECODERBITCLOCK RFGESDIVIDttlYNCi今o BUFFER AMPLIFIERtiTILITIF性m电手r臬NRZ.伊 实验步骤1、请自主设计图2.8.1中的提取时钟的实验方案，完成恢复时钟（TTL电平）的实验任务。请 注意：调节恢复时钟的相移，使恢复时钟的相位与发来的数字基带信号的时钟相位一致（请 将 移相器模块印刷电路板上的拨动开关拨到“L0”位置）。2、按照图2.8.1所示，将恢复时钟输入于判决模块的B.CLK 口寸钟输入端（TTL电平九将可调低 通滤波器输出的基带信号输入判决模块，并将判决模块印刷电路板上的波形选持开关SW1拨 到NRZ.L位置（双极性不归零码），SW2升关拨到“内部”位置。3、用双踪示波器同时观察眼图及采样脉冲。调节判决模块前而板上的判决点旋钮，使得在眼图 睁开最大处进行采样、判决。对于NRZ-L H的最佳判决电平是零，判决输出的是TTL电平的数 字信号。五、实验结果与分析1、采样在眼图睁开最大处进行:CH 以 l.GOURIGOLSTOP2、判决结果与实际码元之间的对比图:BUB 2.00U CH2 2.00U Time 1.000ms GH-1.340ms六、思考题对丁滚降系数为a二1升余弦滚降的眼图，清示意画出眼图，标出最佳取样时刻和最佳判 决门限。答：最佳判决门限为0。眼图如图所示RIGOL TD0 Rmt OCHI fCHl-v l.OOU 2.00U Time lOO.Qus W-1.344ms七、问题及解决方法本次实验的时钟提取部分，我们没有单独进行电路设计，而是采用了引出的时钟信号。其 他方面，由于己经对眼图有所了解，我们能很快完成解调信号的调试，实验比较顺利。我 们也 看出，一定的时延不可避免，但在工程上已经达到目的，算是成功。由于在实验六的眼图中，一开始采用了错误的触发电平，因此截得的眼图并不是非常完美 的，从而使得此次试验的基础有些偏无，但是这对在眼睛呼开的最大的地方进行采样还是没有 什么影响，从而使得最后解调出来的码元没有错误。实验八：二进制通断键控(OOK)一、实验目的1、了解00K信号的产生及其实现方法。2、了解00K信号波形和功率谱的特点及其测量方法。3、了解00K信号的解调及其实现方法。二、实验原理二进制通断键控(00K)方式是以单极性不归专码序列来控制正弦载波的导通与关闭。如 图 所示。M 八%/)单极性不归零码序列信息速率Rb 载波Asin(24/)00K信匕的解调方式有相解调和非相解调两种。本实验采用非相F解调。其原理 图 如图所示。A00K(1)包络检 波三、实验框图1、00K信号的产生2、00K信号的非相干解调时钟提取移相器恢 U 时制我波四、实验步骤1、00K信号的产生(1)用示波器观察图2.9.4中的各点信号波形。(2)并用频谱仪测量图2.9.4各点的功率谱(将序列发生器模块印刷电路板上的双列直插 开 关拨到，使码长为2048)。2、00K信号的非相干解调(1)用示波器观察2.9.5中各点的波形。(2)自主完成时钟提取、采样、判决的实验任务(需要注意的是，恢复时钟的相位要与发来信号的时钟相位一致)。五、实验结果与分析1、4分频后2.083kHz时钟RIGO由图可知，此时钟为双极性不归零码，幅值约为1.8/1、单极性不归零码3、100kHz 波形4、8.3kHz SAMPLE CLOCK5、OOK信号7、00K可调低通滤波器输出HIGUL9解调输出RIGO六、思考题对00K信号的相干解调，如何进行载波提取？请I田i出原理框图及实验框图。答：从接收到 的00K信号提取离散的载频分量，恢复载波。框图如下S(0Uc vco r90sin位同步Q(i)分频位同步七、问题及解决方法这次实验总体来说还是比较简单的，就是在调00K信号波形的时候遇到了 些小困难。但 我们很快便解决了，我也总结了调出00K信号的小技巧:将示波器的一个输入端（如CH1）接 给00K信号，示波器另一个输入端（如CH2）-定要接序列码发生器的X输出端，然后直接AUTO,然后稍微放大一下时间(别的不要动)便可以了。因为我们组的示波器不能显 示 500mV分度的波形，所以只能这么调。实验十二：低通信号的采样与重建一、实验目的1、了解低通信号的采样及其信号重建的原理和实现方法。2、测量各信号波形及振幅频谱。二、实验原理频带受限于0,俞的模拟基带信号，可以唯一地被采样周期的采样序列俱所确 定。将该样值序列通过一截止频率为九的LPF,nJ以无失真地重建或者恢复出原基带信号。m(t)mjt)IN OUTs(t)实验原理图如上图所示，模拟音频信号 7(f)通过采样器输出被采样信号 7,。)，由周期采样脉冲序列S。)控制一开美的闭合与打升构成采样器。将采样信号通过一低通滤波 器即可恢复原基带信号。三、实验框图T1、按照图连接各模块。2、用双踪示波器测量图中的各点信号波形，调节双脉冲发生器模块前面板上的“WIDTH”旋 钮，使采样脉冲的脉冲宽度约为10US。3、用频谱仪测量各信号的频谱，并加以分析。五、实验结果与分析1、原始信号m(t),频率2kHz,幅值约为0.8V,频率2kHz02、采样冲激序列s(t)RIGOL如图，采样脉冲的脉冲宽度约为1OUS3、采样信号ms(t)RIGCI山图而知，冲激序列的幅值与此时刻原始信号的幅值相等。4、采样信号ms(t)及其频谱由图可知，采样信号频谱也为一冲激序列，包络为采样冲激序列频谱的包络。5、重建信号m(t)及其频谱RIGOL,RmtFD I-1-x-3-1 GCH2 fTime 1.000ms GH0.0000s由图可知，虽然有些噪声干扰，但己能较完整地恢复出原信号，频率约为2kHz。六、思考题1、若采样器的输入音频信号为5kHz,请问本实验的LPF的输出信号会产生什么现象？答：由于采样冲激序列为8.3kHz,所以当输入音频信号为5kHz时，采样信号无法满足奈至斯 特抽样定理，所以会产生失真。2、若输入于本实验采样器的信号频谱如图，（a）请画出其采样倍号的振幅频谱图；（b）为了不 失真恢复原基带信号，请问收端的框图作何改动？答：(a)采样信号的振幅频谱图为(b)要达到不失真恢复原基带信号，就必须满足奈奎斯特抽样定理，且使得采样信号低频 部分可被完全滤出，所以频谱需要满足截止频率2kHz f 6.3kHz.即调整LPF的截 止频率 七、问题及解决方法本次实验为低通信号的采样与重建，实验步骤及操作都比较简单，并且在教材中有比较 详 细的实验结果表述，因此在进行本实验时没句遇到什么比较大的问题。通过本次实验，我对低 通信号的采样、重建与奈奎斯特抽样定理有了更深的理解。实验十一：信号星座一、实验目的1、解MPSK及MQAM的矢量表示式及其信号星座图。2、掌握MPSK及MQAM信号星座的测试方法。二、实验原理在数字通信理论中，信号波形在正交信号空间的矢量表示具有重要意义。它是利用信号波 形的矢量表示工具，将M个能量有限信号波形相应地映射为N维正交信号空间中的M个点，在 N维正交信号空间中M个点的集合称为信号星座图。常用数字调制方式中，00K信号和2PSK信号可用一维矢量描述，正交2FSK、M）2的MPSK 及MQAM信号波形可以用二维矢量描述。MPSK信号的二维矢量表示为S/=闽，叫】=1,EqJ=1,2,3,，M实验框图T（1）按照图2.123连接各模块。（2）将序列发生器模块印刷电路板I的双列直插开关拨到位置，产生长为2048的 序列码。（3）将多电平编码器输出的I支路多电平信号及Q支路多电平信号分别接到示波器的X轴 及Y轴上，调廿示波器旋钮，可看到M=4,6,8的MPSK或MQAM信号星座。请注意多电平编码器模块前血板上的开关。上端开关是选择MPSK调制方式或者MQAM调制方 式，下端开关是选择信号星座的点数五、实验结果与分析1、M 二 4 时 MPSKRIGOL Rmt2、M=8 时 MPSKRIGOL3 M=16 时 MPSKRIGOLRUNRmt OOUTOX-Y Mode4、M=4 时 MQAMRmtOAUTOX-Y ModeSa=1.000MHzRIGOLRUNCH 1-1.00U 险 W 1.00U5、M=8 时 MQAMRIGOLRUH XT Mode GPUTO1.00USa=1.000MHzCHI-1.00U6、M 二 16 时 MQAM由以I：致。RIGOLRUNX-Y ModeRmt OOUTOCHi-i.eeu taus i00u Sa：1.000MH16个图时看出实验结果与理论分析结果一六、思考题1、请画出00K,2PSK和正交2FSK信号的星座图。答:00K信号的星座图：S2SIFl(t)2PSK信号的星座图：0 1S2 0 SI Fl(t)正交2FSK信号的星座图：F2(t)f_Fl(t)2、在相同点数M下，MSPK和MQAM it具有更好的抗噪声性能？答：在相同的点数M卜.，MQAM信号的抗噪声性能更好，M4的情况下MQAM的误符率小 于 MPSK的误符率。七、问题及解决方法这次实验应该是所有实验中最简单的一个，我们做得也很开心。只是在接电路的时候接错 了一点，然后很快发现并改正了过来，然后便是民工操作，出了 6张信号星座图。