通信电子线路实验一Word格式文档下载.docx
《通信电子线路实验一Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信电子线路实验一Word格式文档下载.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
评定成绩：
审阅教师：
3.1常用仪器使用实验
1、说明频谱仪的主要工作原理，示波器测量精度与示波器带宽、与被测信号频率之间关系。
答：
一是对信号进行时域的采集，然后对其进行傅里叶变换，将其转换成频域信号。
这种方法对于AD要求很高，但还是难以分析高频信号。
二是通过直接接收，称为超外差接收直接扫描调谐分析仪。
即：
信号通过混频器与本振混频后得到中频，采用固定中频的办法，并使本振在信号可能的频谱范围内变化。
得到中频后进行滤波和检波，就可以获取信号中某一频率分量的大小（帕斯瓦尔定理）。
示波器测量精度与前置放大电路的噪声，电源的噪声，ADC采样的有效位数，信号调理电路的精度等都有关。
示波器带宽越宽，底噪越大，实际精度受到影响。
为了提高精度，ADC的位数必须足够多，但这将会降低ADC的转换速率（除非用的是并行比较型），也就是降低了ADC的采样频率。
而根据采样定理，ADC采样频率必须为信号最高频率的两倍以上，所以所采信号的频率限制了示波器的精度。
2、画出示波器测量电源上电时间示意图，说明示波器捕获电源上电上升时间的工作原理。
捕获这个过程需要示波器采样周期小于过渡时间。
这里，为了观察电源上电波形，只需采用电平触发，就可以捕获这个电压上升过程。
我们采用的是数字示波器，可以观察到预触发的波形。
测量电源上电时间示意图：
3、简要说明在FM调制过程中，调制信号的幅度与频率信息是如何加到FM波中的。
见以下公式
4、对于单音调制信号，分别采用AM与FM调制方式，信号所占的带宽如何计算，并与频谱仪测试结果进行比较说明。
AM波的带宽公式：
FM波的带宽公式：
可以观察到FM占用的带宽远大于AM。
这一点与从频谱仪上观察的结果一致。
3.2正弦波压控振荡器实验
【实验现象】
如下图为压控振荡器输出端的时域波形：
图3.2.1
频域波形：
图3.2.2
实验中观察到，开始时压控振荡器输出波形失真严重，经初步讨论研究，更换了示波器探头，实现阻抗匹配，再观察时波形依旧失真但相较于之前的已有所优化。
压控振荡器输出波形失真的原因，可能是内部变容二极管工作不正常，或者说是二极管的相位噪声过大造成的。
VCO内部可有突变型二极管和超突变二极管，突变性二极管往往有高Q值低相位噪声，相比之下而超突变二极管则有更大的相位噪声。
【整理分析】
1.整理实验数据，观测压控振荡器的压控特性。
并填写记录表，画出VCO控制特性曲线。
P23压控电压（V）
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
-0.5
P24脚输出频率（MHz）
2.26
2.71
3.31
3.96
4.81
5.92
7.18
9.06
11.01
14.29
输出电压幅度（mv）
220
492
712
720
584
536
504
376
112
96
2.根据式3.2.1，利用特性曲线，求出该压控振荡器的压控灵敏度K0。
实验数据
VCO控制特性曲线如下
K0=（f2-f1）/（Uc2-Uc1）=（14.29-2.26）M/[-0.5-（-9）]=1.4153MHz/V
3.3振幅调制与解调电路实验
实验中，调幅波在时域中的波形：
图3.3.1
调幅波的频谱图：
图3.3.2
解调所得波形：
图3.3.3
1.MC1496各引脚电位填入表3.3.1中。
表3.3.1MC1496各引脚电位实验数据
PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
（V）
0.00
-0.72
-1.15
-0.45
-6.09
8.13
0.04
5.49
0.05
8.12
0.06
-7.23
2.根据所测电压，分析并判断调幅集成电路内主要晶体管的工作状态。
图3.3.4
MC1496的电路原理图如上，根据引脚8、10和6、12的电压值可知：
8脚连接两个管子处于限幅工作状态，10脚连接的两个管子处于截止区；
根据引脚4,1和2,3的电压值可知：
1脚所连接的管子处于放大区，4叫连接的管子处于截止区；
根据引脚5，和14的电压值可知：
5脚所连接的两个管子都处于放大区，处于导通状态。
3.当fc=2MHz，Vpp=200mV正弦单音信号，fM=2kHz，Vpp=200mV正弦单音信号时：
①分别画出调幅信号的频域及时域波形，计算调制指数；
调幅信号的频域波形：
见上图3.3.2。
调幅信号的时域波形：
见上图3.3.1。
软件仿真图如下：
（a）
（b）
（c）
（d）
图3.3.5
调制指数Ka=1，0.7，0.5，0.1。
②测量此时的调幅波形，计算调制指数；
波形如图3.3.1所示。
调制指数约为85%。
③用频谱仪测量此时已调波的频谱
见实验现象图3.3.2。
4.写出此调幅信号的数学表达式，并计算此调幅波所占带宽。
数学表达式：
Uo（t）=Ucm*（1+0.85*cos（wm*t））*cos（wc*t）;
所占带宽B=4kHz
5.实验步骤（3）与（4）中分别改变载波和基带信号幅度时，哪一个对已调信号波形的影响大一些，为什么？
基带信号的幅度影响较大。
据图3.3.4即MC1496电路原理图，基带信号输入的三极管工作在放大电路，而载波信号的三极管只工作在截止和放大区，相当于开关电路，改变输入幅值影响不大。
因此是载波信号对已调信号的波形影响较大。
3.4调频电路实验
FM波时域波形：
图3.4.1
FM波最高频率：
图3.4.2
FM波最低频率：
图3.4.3
FM波频谱图：
图3.4.4
用示波器FFT分析FM波：
图3.4.5
1.分别画出在实验内容
（1）和
（2）中所产生的FM波的时域波形和频谱图，在时域波形中表明幅度与周期，在频谱图中标出功率与FM波所占带宽。
FM波时域波形见图3.4.1，峰峰值1.88V，频率6.667MHz；
频谱图见3.4.4，带宽110Hz，此参数不足信，因为在原始题目条件下，根本观察不到明显的频偏现象，调整后方得该图，示波器显示频率也不准确，频谱仪显示中噪声较大。
2.在试验内容（4）中，利用式（3.4.5）可求出此时调制指数Mf=（fmax-fmin）/F。
说明：
由于测试误差，可能fmax和fmin测试时差异较大，但这是一种求出调制指数的方法。
Mf=110Hz/6.5MHz=1.7*10^-5。
实验中，由于仪器设备的问题，在题目所给定的参数下，fmax与fmin相差极小，波形基本没有变化，因此调整参数，得出上述波形。
但是调频观察效果依然不佳，因此计算出的调制指数Mf显得尤为小，其中既有测量方法的问题，也有仪器设备本身老化的问题。
关于测量方法，实验中没有好好利用频谱仪，反而采用示波器测量最大频偏，这是最大的错误。
3.利用式（3.4.6）计算CarsonFM波带宽，并与测试结果进行比对说明。
思考为什么在单音调制时，FM波也会占有较宽的带宽。
单音调制时FM波占有较宽带宽是因为，调频的原理为频率随单音信号的幅度变化而变化，如果单音信号的幅度变化大，则带宽相应变大，与AM波相比，FM波的频谱也往往丰富的多。
4.思考，若一调频信号的调制信号为，调频波表达式为,调频波表达式为
（1）此信号载频和调制信号频率各是多少？
（2）若调制信号幅度增大一倍，调制信号频率不变，调制系数和带宽各有何变化？
（1）此信号的载频信号频率，调制信号频率。
（2）由于有所以当调制信号幅度增大一倍时，调制系数也会增大一倍。
因为有，所以有原来的带宽为，当调制信号幅度增大一倍时，带宽变为。
从计算结果中可以发现当调制信号幅度增大一倍，调制信号频率不变时，调制系数增大一倍，在宽带调制中，带宽也会相应的大约增大一倍。
5.说明调制频偏和调频信号所占带宽的关系。
调制信号所占带宽，而，即，所以调频信号所占带宽为两倍的调制偏频加上两倍的调制信号频率，当宽带调频时，即时，。
升级会员 