通信原理及同步技術(shù)實(shí)驗(yàn)ppt

1、通信原理及同步技術(shù)系列實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：32學(xué)分：2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.模擬線性（AM、DSB）調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)。2.模擬線性調(diào)制（SSB、VSB、QAM）與解調(diào)實(shí)驗(yàn)。1 3.基本數(shù)字信號(hào)源產(chǎn)生、m序列加繞及解擾實(shí)驗(yàn)、2ASK調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)。 4. 2PSK、2FSK數(shù)字載波調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)。 5.增量調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)。 6.最佳接收機(jī)（匹配濾波器）實(shí)驗(yàn)。 7.模擬鎖相環(huán)調(diào)制跟蹤與載波跟蹤實(shí)驗(yàn)。 8.二相BPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)。 9. QPSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真。 （可選作）2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 實(shí)驗(yàn)是基于MATLAB平臺(tái)的Simulink動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真開(kāi)發(fā)的仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 實(shí)驗(yàn)方式1.在本實(shí)驗(yàn)室完成每次實(shí)驗(yàn)。2.因?yàn)槭欠抡嫫脚_(tái)，

2、每次上課必須來(lái)聽(tīng)講解實(shí)驗(yàn)。3 實(shí)驗(yàn)要求 按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)要求，先在系統(tǒng)默認(rèn)參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后根據(jù)指導(dǎo)書(shū)要求改變系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。必須個(gè)人完成。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 要求圖、表完整，清晰。對(duì)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)現(xiàn)象需 用文字說(shuō)明的，要用文字說(shuō)明。不得相互抄襲。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告每人一份。4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以是手寫(xiě)的，也可以是打印的。 但要有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?shí)驗(yàn)結(jié)果等內(nèi)容，必 須是紙質(zhì)檔。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告封面上必須清楚寫(xiě)明學(xué)號(hào)、姓名等 信息，以便在教務(wù)處網(wǎng)站上登錄成績(jī)。 若有補(bǔ)選的同學(xué)，必須在報(bào)告封面上注明補(bǔ) 選。必須是大四的學(xué)生才能補(bǔ)選。 5 實(shí)驗(yàn)考勤與報(bào)告記分規(guī)則 1.進(jìn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí)，先簽到。 2.在授課期間，不得隨意離開(kāi)

3、實(shí)驗(yàn)室， 有事需先請(qǐng)假。 3.完成實(shí)驗(yàn)后，需指導(dǎo)教師檢查圖、表、 數(shù)據(jù)是否完整，簽字后方能離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。 4.相互抄襲、復(fù)印的，一律按零分處理。 5.平時(shí)成績(jī)30分，全部報(bào)告70分。6交實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)間及地點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)完成一周后，即11周周五之前把實(shí)驗(yàn) 報(bào)告交到科B117室。 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師：饒力 聯(lián)系方式： 7鎖相環(huán)路的特性簡(jiǎn)介 鎖相環(huán)路就是一種反饋控制電路,它控制的參量是輸出信號(hào)的相位。因此,也稱(chēng)為自動(dòng)相位控制電路。 鎖相的目的是使系統(tǒng)輸出信號(hào)的相位始終與 輸入信號(hào)的相位同步。8一. PLL的組成及工作原理 PLL包括： 1. PD： Phase Detector 2. LF： Loop Filter

4、 3. VCO： Voltage Controlled Oscillator 受控對(duì)象 控制器9基本構(gòu)成如下圖:PDVCOLFH(P)=110 1. 鑒相器 PD 輸出的誤差信號(hào) 是相差e(t)的函數(shù)，即： 正弦鑒相器用模擬相乘器與低通濾波器的串接作為模型。LPFUdSin (t)+-2 (t)UdSine(t)1e(t)11 正弦鑒相特性02-2e(t)122.環(huán)路濾波器 LF 環(huán)路濾波器具有低通特性，它對(duì)環(huán)路參數(shù)調(diào)整起著決定性的作用。 LF的特性決定了環(huán)路的不同特性。F(P)F(s)時(shí)域頻域S=j代入F(S)得到頻率響應(yīng)F(j)13 常用的三種LF： 1.RC積分Filter頻率特性 F(

5、j)=1/(1+j1 ) 1=RC |F(j)|=1/ 1+(1 )2 (j)= arctg1 幅頻特性u(píng)ouiRC相頻特性1415其控制特性如圖所示：3.壓控振蕩器VCOVCO振蕩頻率隨輸入控制電壓變換關(guān)系為：線性的變化，vo0u c16其相位 即：寫(xiě)成算子數(shù)學(xué)模型：Ko/puc(t) (t) 2壓控振蕩器是PLL中的固有積分環(huán)節(jié)。17 4.環(huán)路的相位模型 將以上三個(gè)模型連接起來(lái)，構(gòu)成環(huán)路的模型：UdSin F(P)Ko/p+_ (t)1e(t)2 (t)18 模型給出了輸入相位 與輸出相位 之間的關(guān)系，又稱(chēng)為環(huán)路的相位模型。這是一個(gè)相位負(fù)反饋的誤差控制系統(tǒng)，其特征是存在剩余誤差。19二.

6、鎖相環(huán)用作調(diào)制器與解調(diào)器 理論上，在加入輔助電路的情況下，鎖相環(huán)可以實(shí)現(xiàn)多種調(diào)制方法的調(diào)制器和解調(diào)器。1. 模擬調(diào)頻/調(diào)相信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)20 調(diào)制信號(hào)： (1)調(diào)頻信號(hào)： 完整調(diào)頻表達(dá)式21(2)調(diào)相信號(hào)： 其中 為峰值相偏，對(duì)應(yīng)的調(diào)制信號(hào)的頻譜包含一組間隔為 的譜線。 利用頻率與相位間存在的固有的微積分關(guān)系，如果將調(diào)制信號(hào)先通過(guò)微分器，再加到調(diào)頻器的輸入端，便可輸出調(diào)相信號(hào)。2223VCO的瞬時(shí)相位令VCO輸出信號(hào)242 . 調(diào)制器的實(shí)現(xiàn) 利用VCO的頻率調(diào)制特性，直接將調(diào)制信號(hào)加入到VCO的控制信號(hào)輸入端可以輸出調(diào)頻信號(hào)；如果加上前置微分器，便可以輸出調(diào)相信號(hào)。25 由于VCO的振蕩頻率

7、的溫度漂移特性和非線性性，不能產(chǎn)生高質(zhì)量和高穩(wěn)定度的調(diào)制信號(hào)。 一種具有高頻率穩(wěn)定度的FM信號(hào)調(diào)制器為26 合理設(shè)計(jì)使得PLL工作在載波跟蹤狀態(tài)下，環(huán)路輸出信號(hào)的載波頻率跟蹤晶體振蕩器的變化，可提供高穩(wěn)定度的載波信號(hào)；調(diào)制信號(hào)控制VCO的瞬時(shí)輸出頻率，以實(shí)現(xiàn)FM或PM調(diào)制。 根據(jù)實(shí)現(xiàn)框圖可推出調(diào)制信號(hào)uF(t)與輸出相位2之間的關(guān)系滿(mǎn)足：27由環(huán)路的相位模型：此時(shí) ，得方程令 得28 VCO輸出頻率相對(duì)于自由振蕩頻率o的頻偏為： 由于He (s)具有高通頻率特性，只要uF(s)在He (s)的通帶內(nèi)，則輸出頻偏與調(diào)制信號(hào)成正比，輸出信號(hào)為FM信號(hào)。S 2(s) = He(s) KoUF(s)29 調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)微分后，其Laplace變換為SUF(S)，則此時(shí)調(diào)制信號(hào)與輸出相位2(S)之間的關(guān)系滿(mǎn)足： 可見(jiàn)，只要調(diào)制信號(hào)在He (s)的通帶內(nèi)，就可以使得輸出信號(hào)的相位與調(diào)制信號(hào)成正比關(guān)系，即輸出為PM信號(hào)。30 兩種用法： 1.載波跟蹤 此時(shí)應(yīng)從壓控振蕩器輸出uo(t),在 LF設(shè)計(jì)為窄帶的條件下，uo(t)是提純了的輸入信號(hào)載波。 2.調(diào)制跟蹤 因?yàn)橐{(diào)制信號(hào)，LF有一定的帶寬要求。 若輸入ui(t)是調(diào)頻信號(hào)，有兩種輸出：31 （1）從