北郵通信原理實驗報告

1、北京郵電大學通信原理實驗報告學院：信息與通信工程學院班級： 姓名：姓名：實驗一：雙邊帶抑制載波調幅（DSB-SC AM）一、實驗目的1、了解DSB-SC AM信號的產生以及相干解調的原理和實現方法。2、了解DSB-SC AM信號波形以及振幅頻譜特點,并掌握其測量方法。3、了解在發(fā)送DSB-SC AM信號加導頻分量的條件下,收端用鎖相環(huán)提取載波的原理及其實現方法。4、掌握鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶的測量方法,掌握鎖相環(huán)提取載波的調試方法。二、實驗原理DSB信號的時域表達式為頻域表達式為其波形和頻譜如下圖所示DSB-SC AM 信號的產生及相干解調原理框圖如下圖所示將均值為零的模擬基帶信號m(t)與正

2、弦載波c(t)相乘得到DSBSC AM信號，其頻譜不包含離散的載波分量。DSBSC AM信號的解調只能采用相干解調。為了能在接收端獲取載波，一種方法是在發(fā)送端加導頻，如上圖所示。收端可用鎖相環(huán)來提取導頻信號作為恢復載波。此鎖相環(huán)必須是窄帶鎖相，僅用來跟蹤導頻信號。在鎖相環(huán)鎖定時，VCO輸出信號sin2fct+與輸入的導頻信號cos2fct的頻率相同，但二者的相位差為+90，其中很小。鎖相環(huán)中乘法器的兩個輸入信號分別為發(fā)來的信號s(t)（已調信號加導頻）與鎖相環(huán)中VCO的輸出信號，二者相乘得到ACmtcos2fct+Apcos2fctsin2fct+=Ac2mtsin+sin4fct+Ap2si

3、n+sin4fct+在鎖相環(huán)中的LPF帶寬窄，能通過Ap2sin分量，濾除m(t)的頻率分量及四倍頻載頻分量，因為很小，所以約等于。LPF的輸出以負反饋的方式控制VCO,使其保持在鎖相狀態(tài)。鎖定后的VCO輸出信號sin2fct+經90度移相后，以cos2fct+作為相干解調的恢復載波，它與輸入的導頻信號cos2fct同頻，幾乎同相。相干解調是將發(fā)來的信號s(t)與恢復載波相乘，再經過低通濾波后輸出模擬基帶信號ACmtcos2fct+Apcos2fctcos2fct+=Ac2mtcos+cos4fct+Ap2cos+cos4fct+經過低通濾波可以濾除四倍載頻分量，而Ap2cos是直流分量，可以

4、通過隔直流電路濾除，于是輸出為Ac2mtcos。三、實驗框圖1、根據原理圖得到產生DSB-SC AM信號的實驗連接框圖如圖所示2、DSB-SC AM信號的相干解調及載波提取實驗連接圖3、測量VCO的壓控靈敏度四、實驗步驟1、DSBAC信號的產生（1）將音頻振蕩器輸出的模擬音頻信號及住振蕩器輸出的100KHZ模擬載頻信號分別用連線聯結至乘法器的兩個輸入端。（2）用示波器觀看音頻振蕩器輸出信號的信號波形的幅度和振蕩頻率，調整為10KHZ，作為均值為0的調制信號m(t)。（3）用示波器觀看主振蕩器輸出波形的幅度及振蕩頻率。（4）用示波器觀看乘法器的輸出波形，并注意已調信號波形的相位翻轉與調制信號波形

5、的關系。（5）測量已調信號的振幅頻譜，注意其振幅頻譜的特點。（6）將已調信號和導頻分量加到加法器的兩個輸入端，調整加法器上的參數G和g,使其與實際相符。觀看輸出波形及其頻譜。具體調整方法如下:a.首先調整增益G：將加法器的B輸入接地端接地，A輸入端接已調信號，用示波器觀看加法器A輸入端的信號幅度與加法器輸出信號幅度。調節(jié)旋鈕G，使得加法器輸出幅度與輸入一致，說明此時G=1b.再調整增益g：加法器A輸入端仍接已調信號，B輸入端接導頻信號。用頻譜儀觀看加法器輸出信號的振幅頻譜，調節(jié)增益g旋鈕，使導頻信號振幅頻譜的幅度為已調信號的邊帶頻譜幅度的0.8倍。此導頻信號功率約為已調信號功率的0.32倍。2

6、、DSBAC信號的相干解調及其載波提?。?）鎖相環(huán)的調試： VCO模塊及其框圖如上述實驗框圖所示。 將VCO模塊前面板上的頻率選擇開關撥到HI載波頻段的位置，VCO的VIN輸入端暫不接信號。用示波器觀看VCO的輸出波形及工作頻率，然后旋轉VCO模塊前面板上的f0按鈕，改變VCO中心頻率，其頻率范圍約為70130KHz。 然后將可變直流電壓模塊的DC輸出端與VCO模塊的VIN相連接，雙蹤示波器分別接于VCO輸出端及DC輸入端。a.當直流電壓為0時，調整VCO模塊的f0按鈕，使VCO的中心頻率f0為100KHz。b.從-2V至+2V改變直流電壓，觀察VCO的頻率及其線性工作范圍。c.調節(jié)VCO的G

7、AIN旋鈕，使得在可變直流電壓為1V時的VCO頻率頻偏為10KHz。值得注意的是，不同GAIN值對應不同的VCO壓控靈敏度。 （2）單獨測量鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波器的工作是否正常 按下圖所示的電路圖進行試驗，即鎖相環(huán)處于開環(huán)狀態(tài)。鎖相環(huán)中的LPF輸出端不要接至VCO的輸入端。此時，下圖中的乘法器相當于混頻器。 在實驗中，將另一VCO作為信號源輸入乘法器。改變信源VCO的中心頻率，用示波器觀看鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波的輸出信號，它應該是輸入信號與VCO輸出信號的差拍信號。（3）測量鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶 將載頻提取的鎖相環(huán)閉環(huán)連接，仍使用另一VCO作為輸入于鎖相環(huán)的信號源，如下圖所示。 首先將

8、信號源VCO的中心頻率調到比100KHz小很多的頻率，是鎖相環(huán)處于失鎖狀態(tài)（示波器輸出為交變波形）。調節(jié)信號源VCO，使其頻率由低往高緩慢變化。當示波器呈現的信號波形由交變信號變?yōu)橹绷餍盘枙r，說明鎖相環(huán)由失鎖狀態(tài)進入了鎖定狀態(tài)，記錄輸入信號的頻率f2。 繼續(xù)將信源的頻率往高調節(jié)，環(huán)路電壓跟著變化，直到從示波器見到的信號波形由直流突變?yōu)榻涣餍盘?，說明鎖相環(huán)失鎖，記錄此時的輸入信號頻率f4.再從f4開始，將輸入信號頻率從高往低調，記錄再次捕捉到同步時的頻率f3.繼續(xù)向低調節(jié)頻率，直到再次失鎖，記錄頻率f1。 上述過程可反復進行幾次。同步帶 f1=f4-f1捕捉帶 f2=f3-f2（4）恢復載波a)

9、將圖中的鎖相環(huán)按上述過程調好，在按照指導書圖示實驗連接，將加法器輸出信號接至鎖相環(huán)的輸出端。將移相器模塊印刷電路板上的頻率選擇開關撥到HI位置。b)用示波器觀察鎖相環(huán)的LPF輸出信號是否是直流信號，以此判斷載波提取PLL是否處于鎖定狀態(tài)。若鎖相環(huán)鎖定，用雙蹤示波器可以觀察發(fā)端導頻信號 與鎖相環(huán)VCO輸出的信號 時候同步的，二者的相應相位差為 ，且 很小。若鎖相環(huán)失鎖，則鎖相環(huán)LPF輸出波形是交流信號，可緩慢調節(jié)鎖相環(huán)VCO模塊的 旋鈕，直至鎖相環(huán)LPF輸出為直流，即鎖相環(huán)由失鎖進入鎖定，繼續(xù)調接 旋鈕，使LPF輸出的直流電壓約為0電平。c)在確定鎖相環(huán)提取載波成功后，利用雙蹤示波器分別觀察發(fā)端

10、的導頻信號及收端載波提取鎖相環(huán)中VCO的輸出經移相后的信號波形，調節(jié)移相器模塊中的移相旋鈕，達到移相 ，使輸入于相干解調的恢復載波與發(fā)來的導頻信號不僅同頻，也基本同相。d)用頻譜儀觀測恢復載波的振幅頻譜，并加以分析。（5）相干解調a)在前述實驗的基礎上，將信號和恢復載波分別連接至相干解調的乘法器的輸入端。b)用示波器觀察相干解調相乘、低通濾波后的輸出波形。c)改變發(fā)端音頻信號的頻率，觀察輸出波形的變化。五實驗結果與分析（1） dsb-sc am信號的產生1、音頻振蕩器輸出調制信號波形，頻率為10KHz2、 主振蕩器輸出信號波形，頻率為100KHz3、乘法器輸出DSB-SC信號波形乘法器輸出信號

11、包絡為調制信號，音頻信號零點位置存在相位翻轉。4、乘法器輸出頻譜由圖可看出，dsb-sc am信號在100kHz處并無頻譜分量，僅在左右各偏移10kHz處存在信號，與理論分析一致。5、加法器輸出波形與頻譜6、加法器輸出頻譜從圖可以看出，在100KHz位置為導頻信號，兩邊為已調信號。導頻信號振幅頻譜的幅度為已調信號頻譜的邊帶頻譜幅度的0.8倍，導頻信號功率約為已調信號的0.8*0.8/2=0.32倍。（2） DSB-SC AM信號的相干解調及載波提取1、調整VCO中心頻率為100kHz 2、測試同步帶和捕捉帶直流電壓為+-2v頻率可變直流電壓為+-1v時，VOC頻率偏移為+-10khz測量得出f

12、1=94.37K f2=96.15K f3=104.2K f4=106.4K同步帶 f1=f4-f1=12.03K捕捉帶 f2=f3-f2=8.05K3、鎖相環(huán)相乘. 4、解調輸出波形解調輸出的波形與輸入波形基本同頻同相，僅在幅度上有偏差。5.恢復載波用鎖相環(huán)提取載波提取載波的頻譜圖六、思考題1、說明DSB-SC AM信號波形的特點答： DSB-SC為雙邊帶調幅，是只傳輸兩個邊帶的調制方式。雙邊帶調制是實現頻譜搬移，其波形振幅隨著調制信號變化，但與普通調幅波不同，它的包絡不再反映調制信號的波形，而是在零值上下變化，并且在調制信號等于0的瞬間，書岸邊帶調幅波的高頻振蕩相位可能出現180度的相位突

13、變。經幅度調制后，基帶信號的頻譜被搬移到了載頻fc處。若模擬基帶信號帶寬為W，則調幅信號帶寬為2W，因為在頻域中輸出此調幅信號s(t)的信道帶寬B=2W。2、畫出已調信號加導頻的振幅頻譜，算出導頻信號功率與已調信號功率之比。答：由圖可知，導頻信號功率與已調信號功率的百分比為31.2%，接近理論值32%。 3、實驗中載波提取的鎖相環(huán)中的LPF能不能用TIMS系統中的“TUNEABLE LPF”？答：不能，TUNEABLE LPF 中WIDE一項中帶寬的濾波范圍是2kHz-12kHz，輸出信號頻率可能大于范圍被濾掉導致結果錯誤，所以不能使用。4、若本實驗中的音頻信號為1kHz，請問實驗系統所提供的

14、PLL能否用來提取載波？為什么？答：不能，因為鎖相環(huán)的截止頻率為2.8kHz，如果音頻信號為1kHz則鎖相環(huán)會跟蹤音頻信號，造成信號失真。5、若發(fā)端不加導頻，收端提取載波還有其他方法嗎？請畫出框圖答：使用平方環(huán)法或科斯塔斯環(huán)法提取。平方環(huán)法框圖：科斯塔斯環(huán)法框圖：實驗二：具有離散大載波的雙邊帶調幅（AM）一、實驗目的1、了解AM信號的產生原理和實現方法。2、了解AM信號波形和振幅頻譜的特點，并掌握調幅系數的測量方法。3、了解AM信號的非相干解調原理和實現方法。二、實驗原理1、AM信號的產生對于單音頻信號進行AM調制的結果為其中調幅系數。AM信號的包絡與調制信號m(t)成正比，為避免產生過調制（

15、過調會引起包絡失真）要求。AM信號的振幅頻譜具有離散的大載波，這是與DSB-SC AM信號的振幅頻譜的不同之處。由和分別表示AM信號波形包絡最大值和最小值，則AM信號的調幅系數為如圖所示為AM調制的過程和頻譜示意圖。產生AM信號的方法有兩種，分別如下圖所示。第二種方法與實驗一DSB-SC AM信號加導頻的產生方法類似,只是AM信號的離散載波要足夠大，以避免產生過調制。本實驗采用第一種方法產生AM信號。2、AM信號的解調AM信號由于具有離散大載波，故可以采用載波提取相干解調的方法。其實現類似于實驗一中的DSB-SC AM信號加導頻的載波提取和相干解調的方法。AM的主要優(yōu)點是可以利用包絡檢波器進行

16、非相干解調，可以使得接收設備更加簡單。本實驗采用包絡檢波方案。三、實驗框圖1、AM信號的產生2、AM信號的非相干解調四、實驗步驟1、AM信號的產生（1）按圖進行各模塊之間的連接。（2）音頻振蕩器輸出為5KHz，主振蕩器輸出為100KHz，乘法器輸入耦合開關置于DC狀態(tài)。（3）分別調整加法器的增益G以g均為1。（4）逐步增大可變直流電壓，使得加法器輸出波形是正的。（5）觀察乘法器輸出波形是否為AM波形。（6）測量AM信號的調幅系數a值，調整可變直流電壓，使a=0.8。（7）測量a=0.8的AM信號振幅頻譜。2、AM信號的非相干解調（1）輸入的AM信號的調幅系數a=0.8。（2）用示波器觀察整流器

17、的輸出波形。（3）用示波器觀察低通濾波器的輸出波形。（4）改變輸入AM信號的調幅系數，觀察包絡檢波器輸出波形是否隨之改變。（5）改變發(fā)端調制信號的頻率，觀察包絡檢波輸出波形的變化。五、實驗結果與分析AM信號的產生1、音頻振蕩輸出信號由圖可看出，調制信號頻率約為5kHz。2、調整a=0.8后AM信號振幅及頻譜由上圖可看出a=0.8。在頻譜圖中，在100kHz處有明顯的載頻分量，在左右5kHz處有搬移后的邊頻分量。3、當a=0.8時，整流器輸出波形4、當a=0.8時，解調輸出波形5、當a=1時，信號過零點。所以，當a1時，信號必將出現失真。6、當調制信號頻率改變時，信號解調出現失真。六、思考題1、

18、在什么情況下，會產生AM信號的過調現象？答：當調制系數大于1時，會產生過調現象，此時幅度最小值不是實際最小值，實際最小值應為負值。2、對于a=0.8的AM信號，請計算載頻功率與邊帶功率之比值。答：AM信號公式為則可得其邊帶功率為：載波功率為：所以比值為3.1253、是否可用包絡檢波器對DSB-SC AM信號進行解調？請解釋原因。答：不可以。因為已調信號的包絡與m(t)不同，并不代表調制信號，有負值部分，且在與t軸的交點處有相位翻轉。而包絡應該為正幅度。實驗三：調頻（FM）一、實驗目的1、了解用VCO作調頻器的原理及實驗方法。2、測量FM信號的波形圖及振幅頻率。3、了解利用鎖相環(huán)作FM解調的原理

19、及實現方法。二、實驗原理1、FM信號的產生若調制信號是單音頻信號則FM信號的表達式為其中其中Kf為頻率偏移常數（Hz/V），是調制指數。由卡松公式可知FM信號的帶寬為產生FM信號的方法之一是利用VCO，如下圖所示。VCO的輸入為，當輸入電壓為0時，VCO輸入頻率為；當輸入模擬基帶信號的電壓變化時，VCO的振蕩頻率作相應的變化。2、鎖相環(huán)解調FM信號鎖相環(huán)解調的原理框圖如下圖所示。鎖相環(huán)鎖定時，VCO輸出的FM信號與接收到的輸入FM信號之間是同頻關系，相位也幾乎相同。鎖相環(huán)解調的原理如下所述。假設鎖相環(huán)輸入是FM信號s(t)，則t=2Kf-tmd對于VCO來說，它的控制電壓是環(huán)路濾波器的輸出v(

20、t).VCO的瞬時頻率為fvt=fc+Kvv(t)其中Kv是VCO的壓控靈敏度（Hz/V），VCO的輸出可表示為sot=AOsin2fct+o(t)其中ot=2Kv-tvd鎖相環(huán)中的乘法器和低通濾波器組成了相位比較器，該低通濾波器用來濾除二倍載頻分量。鑒頻器輸出為et=12AcAosint-o(t)其中t-ot=et為相位差。鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)時，相位差很小，使得sint-o(t)t-ot=et此時，可將鎖相環(huán)等效表示為下圖所示的線性模型。圖中的g(t)是環(huán)路濾波器的沖激相應，其傅里葉變換為G(f)。根據這一模型，相位差可表示為et=t-2Kv-tvd等效于detdt+2Kvvt=ddtt或d

21、etdt+2Kv-+egt-d=ddtt對上式進行傅里葉變換，得到j2fef+2KvefGf=j2f(f)其中的ef、f分別是et和t的傅里葉變化。整理上式得：ef=11+KvjfGf(f)合理設計Kv及Gf，使它滿足以下條件：KvG(f)jf1 fW等效于vt=12Kvddtt=KfKvm(t)這個結果表明，VCO的控制電壓v(t)同基帶信號m(t)成正比，所以v(t)就是FM解調的輸出信號。鎖相環(huán)環(huán)路濾波器的頻率響應G(f)的帶寬應與系帶信號的帶寬相同，這樣環(huán)路濾波器輸出的噪聲將被限帶于W。VCO的輸出是寬帶調頻信號，它的瞬時頻率跟隨接受調頻信號的瞬時頻率而變。由上面的分析可以看出，鎖相環(huán)

22、作FM解調時有兩個關鍵點：一是開環(huán)增益（即鎖相環(huán)開環(huán)的增益）要足夠大，二是環(huán)路濾波器的帶寬要與基帶信號的帶寬相同。三、實驗框圖1、FM信號的產生2、FM信號的鎖相環(huán)解調四、實驗步驟1、FM信號的產生（1） 單步調試VCOa.將VCO模塊的印刷電路板上的撥動開關置于VCO模式。將VCO板塊前面板上的頻率選擇開關置于“HI”狀態(tài)。然后，將VCO模塊插入系統機架的插槽內。b.將可變直流電壓模塊的輸出端與VCO模塊的Vin端相連接，示波器接于VCO輸出端： 直流電壓為零時，調節(jié)VCO模塊的f0旋鈕，使VCO的中心頻率為100赫茲 。在-2V至于+2范圍內改變直流電壓，測量VCO的頻率及線性工作范圍。

23、調節(jié)VCO模塊的GAIN旋鈕，使得直流電壓在+/-2V范圍內變化時，VCO的頻率在+/-5HZ內變化。（2）將音頻振蕩器的頻率調到2Hz，作為調制信號輸入于VCO的Vin輸入端。（3）測量圖2.4.4中各點信號波形。（4）測量FM信號的振幅頻譜。2、FM信號的解調（1）單步調試VCOa.將VCO模塊置于“VCO”, 前面板上的頻率選擇開關置于“HI”狀態(tài).b.將可變直流電壓模塊的輸出端與VCO模塊的Vin端相連接。當直流電壓為零時，調節(jié)VCO的f0旋鈕，使VCO的中心頻率為100kHz。當可變直流電壓為+/-1V時，調節(jié)VCO的GAIN旋鈕，使VCO的頻率偏移為+/-10kHz。（2）將鎖相環(huán)

24、閉環(huán)連接，將另一個VCO作信源，接入于鎖相環(huán)，測試鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶。（3）將已調好的FM信號輸入與鎖相環(huán)，用示波器觀察解調信號。若鎖相環(huán)已鎖定，則在鎖相環(huán)低通濾波器的輸出信號應是直流分量疊加模擬基帶信號。（4）改變發(fā)端的調制信號頻率，觀察FM解調的輸出波形變化。五、實驗結果與分析1音頻信號與輸出FM信號紅：原始信號 藍：vco輸出信號2.FM輸出信號頻譜3.FM信號的鎖相環(huán)解調紅：原始信號 藍：解調信號六、思考題1、本實驗的FM信號調制指數是多少？FM信號的帶寬是多少？答： 2、用VCO產生FM信號的優(yōu)點是可以產生大頻偏的FM信號，缺點是VCO中心頻率穩(wěn)定程度差。為了解決FM大頻偏以及中

25、心頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，可采用什么方案來產生FM信號？答：為了使中心頻率穩(wěn)定，可以使用鎖相環(huán)形成反饋，使得它僅用確保VCO中心頻率的穩(wěn)定性及準確度與晶振一致。3、對于本實驗具體所用的鎖相環(huán)及相關模塊，若發(fā)端調制信號頻率為10kHz，請問實驗三中的鎖相環(huán)能否解調出原調制信號？為什么？答：不能，因為10KHz不在鎖相環(huán)的同步帶內，此時用鎖相環(huán)解調會使鎖相環(huán)進入失鎖狀態(tài)，無法正確解調出原信號。4、用于調頻解調的鎖相環(huán)與用于載波提取的鎖相環(huán)有何不同之處？答：在調頻解調中使用的濾波器為低通濾波器，濾波器輸出接至示波器和VCO，即鎖相環(huán)調后的顯示信號為低通濾波器的輸出信號；在時鐘提取中使用的濾波器為環(huán)路濾

26、波器，濾波器輸出僅接至VCO中，而鎖相環(huán)輸出信號應為VCO的輸出信號而不是低通濾波器的輸出信號。實驗五：時鐘恢復一、實驗目的：（1）了解從線路碼中提取時鐘的原理。（2）了解從RZ-AMI碼中提取時鐘的實現方法。（3）自主完成從BIP-RZ或UNI-RZ碼恢復時鐘的實驗。二、實驗原理：在數字通信中，接收端為了能從接受信號中恢復出原始的數據信號，必須要有一個與收到的數字基帶信號符號速率相同步的時鐘信號。通常，從接收信號中提取時鐘這一過程稱為符號同步或時鐘同步。1.BIP-RZ時鐘恢復假設數據獨立等概，該碼的功率譜密度無離散的時鐘分量，僅含連續(xù)譜，如圖所示。只須使用全波整流或者平方運算，對于占空比為

27、50%的雙極性歸零碼，得到整流或平方后的波形，可以看成是數據全為1的單極性歸零碼，即為時鐘信號。2.UNI-RZ時鐘恢復單極性歸零碼功率譜中包含了離散直流分量、連續(xù)譜、離散時鐘分量及奇次諧波分量，密度如下圖所示，可以利用窄帶濾波器或者鎖相環(huán)從單極性歸零碼中提取時鐘分量。如果濾波器足夠窄，則窄帶濾波器的輸出功率譜密度中，連續(xù)譜部分形成的干擾可以忽略。此時輸出的時域信號為 V(t)=2A11/2cos(2Rbt+)其中是固定相移，可通過移相器校正，再通過整形電路可得到方波時鐘。3.零均值限帶PAM時鐘恢復可用方法很多，很多情況下取絕對值或者取平方可以得到時鐘的離散分量，這樣就可以提取這個離散分量，

28、再通過整形移相得到需要的時鐘。也可以通過超前滯后門同步器或者其他環(huán)路方式恢復時鐘。三、實驗步驟：從RZ-AMI碼恢復時鐘（1） 按書中示意圖連接模塊，將移相模塊印刷電路板上的撥動開關撥到LO位置。（2） 用示波器觀察實驗連接圖的各點波形。（3） 調節(jié)緩沖放大器的K旋鈕，使得放大器輸出波形足夠大，經移相器移相后，比較器輸出TTL電平的恢復時鐘。（4） 將恢復時鐘與發(fā)送時鐘分別送至雙蹤示波器，調節(jié)移相器的相移，使得恢復時鐘與發(fā)送端時鐘的相位一致。說明本實驗從RZ-AMI碼恢復時鐘的原理。（5） 將恢復時鐘送至線路解碼器的時鐘輸入端，線路碼的譯碼器輸出原發(fā)送的偽隨機序列。四、實驗框圖五、實驗波形圖：

29、從RZ-AMI碼恢復時鐘RZ-AMI碼輸出：乘法器輸出：低通濾波器輸出：緩沖放大器輸出：移相器輸出：恢復時鐘：解碼輸出：從BIP-RZ碼提取時鐘六、思考題（1）如何從分相碼中提取時鐘？答：利用01和10的中間跳變提取定時，分頻得到時鐘。（2）對于雙極性不歸零碼，如果發(fā)送數據中“1”出現的概率為90%，請問如何從這樣的信號中提取時鐘？答：可利用呈現的頻譜中的離散分量提取時鐘信號。（3）從限帶基帶信號中提取時鐘的原理是什么？答：將限帶基帶信號平方，然后通過鎖相環(huán)提取。原理框圖如下：限帶濾波器鎖相環(huán)平方s(t)實驗六：眼圖一、實驗目的了解數字傳輸系統中“眼圖”的觀察方法及其作用。二、實驗原理實際通信

30、系統中，數字信號經過非理想的傳輸系統產生畸變，總是在不同程度上存在碼間干擾的，系統性能很難進行定量的分析，常常甚至得不到近似結果。而眼圖可以直觀地估價系統碼間干擾和噪聲的影響，是常用的測試手段。從眼圖的張開程度，可以觀察碼間干擾和加性噪聲對接收基帶信號波形的影響，從而對系統性能作出定性的判斷。三、實驗框圖四、實驗步驟1、將可調低通濾波器模塊開關置于NORM位置。2、將主信號發(fā)生器的8.33kHz TTL電平的方波輸入與線路編碼器的M.CLK端，經四分頻后，由B.CLK端輸出2.083kHz的時鐘信號。3、將序列發(fā)生器模塊的印刷電路板上的雙列直插開關選擇“10”，產生長為256的序列碼。4、用雙

31、蹤示波器同時觀察可調低通濾波器的輸出波形和2.083kHz的時鐘信號。并調節(jié)可調低通濾波器的TUNE旋鈕及GAIN旋鈕，以得到合適的限帶基帶信號波形，觀察眼圖。五、實驗波形圖實驗七：采樣、判決一、實驗目的1、了解采樣、判決在數字通信系統中的作用及其實現方法。2、自主設計從限帶基帶信號中提取時鐘、并對限帶信號進行采樣、判決、恢復數據的實驗方案，完成實驗任務。二、實驗原理在數字通信系統中的接收端，設法從接受濾波器輸出的基帶信號中提取時鐘，用以對接受濾波器輸出的基帶信號在眼圖睜開最大處進行周期性的瞬時采樣，然后將各采樣值分別與最佳判決門限進行比較做出判決、輸出數據。三、實驗框圖1、采樣、判決系統框圖

32、2、時鐘提取電路四、實驗步驟1、請自主設計圖2.8.1中的提取時鐘的實驗方案，完成恢復時鐘（TTL電平）的實驗任務。請注意：調節(jié)恢復時鐘的相移，使恢復時鐘的相位與發(fā)來的數字基帶信號的時鐘相位一致（請將移相器模塊印刷電路板上的撥動開關撥到“LO”位置）。2、按照圖2.8.1所示，將恢復時鐘輸入于判決模塊的B.CLK時鐘輸入端（TTL電平）。將可調低通濾波器輸出的基帶信號輸入于判決模塊，并將判決模塊印刷電路板上的波形選擇開關SW1撥到NRZ-L位置（雙極性不歸零碼），SW2開關撥到“內部”位置。3、用雙蹤示波器同時觀察眼圖及采樣脈沖。調節(jié)判決模塊前面板上的判決點旋鈕，使得在眼圖睜開最大處進行采樣、

33、判決。對于NRZ-L碼的最佳判決電平是零，判決輸出的是TTL電平的數字信號。五、實驗波形分析由上圖可以看出，在時鐘上升沿處，眼圖張開最大，即最佳采樣時刻。在此時刻進行采樣判決可以獲得較為準確的判決結果。六、思考題對于滾降系數為=1的升余弦滾降的眼圖，請示意畫出眼圖，標出最佳取樣時刻和最佳判決門限。答：如上圖，0為最佳判決門限，眼睛長大最大時為最佳取樣時刻。實驗八：二進制通斷鍵控（FM）一 實驗目的1) 了解OOK信號的產生及其實現方法；2) 了解OOK信號波形和功率譜的特點及其測量方法；3) 了解OOK信號的解調及其實現方法；二 實驗原理 二進制通斷鍵控(OOK)方式是以單極性不歸零碼序列來控

34、制正弦載波的導通與關閉。如圖所示。OOK信號的功率譜密度含有離散的載頻分量和連續(xù)譜（主瓣寬度為2）。OOK信號的解調方式有相干解調和非相干解調兩種。對于相干解調，可以從接收到的OOK信號提取離散的載頻分量，恢復載波，然后進行相干解調、時鐘提取、采樣、判決、輸出數字信號。本實驗采用非相干解調，其原理圖如圖所示。三 實驗框圖OOK信號產生：OOK非相干信號解調：四 實驗步驟OOK信號的產生1.如圖連接各模塊。2.用示波器觀察圖中各點信號波形。3.用頻譜儀測量圖中各點的功率譜。OOK信號的非相干解調1.如圖連接各模塊。2.用示波器觀察各點波形。3.自主完成時鐘提取、采樣、判決的實驗任務。（恢復時鐘的

35、相位要與發(fā)來信號的時鐘相位一致）五實驗結果及其分析 OOK信號產生B.CLK輸出：功率譜： 序列發(fā)生器x輸出功率譜：信號發(fā)生器sin輸出信號發(fā)生器8.3kTTL電平OOK信號：OOK信號非相干解調 整流器輸出：低通濾波器輸出判決器輸入時鐘判決器輸出五 思考題對OOK信號的相干解調，如何進行載波提取？請畫出原理框圖及實驗框圖。答：OOK的功率譜密度中含有離散載頻分量，所以可以用窄帶濾波器來提取時鐘實驗十二：低通信號的采樣與重建一、 實驗目的1） 了解OOK信號的產生及其實現方法；2） 了解OOK信號波形和功率譜的特點及其測量方法；3） 了解OOK信號的解調及其實現方法；二、 實驗原理頻帶受限于的模擬基帶信號，可以唯一地被采樣周期的采樣序列值所確定。將該樣值序列通過截止頻率為的LPF，可以無失真地重建或者恢復出原基帶信號。實驗原理圖如上圖所示，模擬音頻信號通過采樣器輸出被采樣信號，由周期采樣脈沖序列控制開關的閉合與打開構成采樣器。將采樣信號通過低通濾波器即可恢復原基帶信號。三、實驗框圖四、實驗步驟1、按照圖連接各模塊。2、用雙蹤示波器測量圖中的各點信號波形，調節(jié)雙脈沖發(fā)生器模塊前面板上的“WIDTH”旋鈕，使采樣脈沖的脈沖寬度約為10s。3、用頻譜儀測量各信號的頻譜，并加以分析。五、實驗波形分析信號發(fā)生器輸出sin（wt）波形