通信原理实验报课件.docx
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通信原理实验报课件
通信原理实验
实验报告
实验二抑制载波双边带的产生（DSBSCgeneration）
一．实验目的：
1．了解抑制载波双边带（SC-DSB）调制器的基本原理。
2．测试SC-DSB调制器的特性。
二．实验步骤：
1．将TIMS系统中的音频振荡器（AudioOscillator）、主振荡器（MasterSignals）、缓冲放大器（BufferAmplifiers）和乘法器（Multiplier）按图
（1）连接。
图
（1）抑制载波的双边带产生方法一
2．用频率计来调整音频振荡器，使其输出为1kHz，作为调制信号，并调整缓冲放大器
的K1,使其输出到乘法器的电压振幅为1V。
3．调整缓冲放大器的K2，使主振荡器输至乘法器的电压为1V，作为载波信号。
4．测量乘法器的输出电压，并绘制其波形。
5．调整音频振荡器的输出，重复步骤4。
三．实验结果：
1.音频振荡器输出1KHz正弦信号作为调制信号。
已调信号波形图：
四．实验结果分析：
1）图形分析：
从图中可以清晰的看到有两种波形，蓝色的是载波信号，频率较高，而黄色的是调制信号，频率明显较低。
调制之后的波形的包络与调制信号类似。
按理来说会完全重合，但是从图中却有很大误差，接下来解释误差缘由。
2）误差分析：
为什么会产生大的误差，第一是因为这次实验是定性的，所以我们的调制信号并不是1K，也很难调节到1K。
第二，是因为为了显示较为清晰明显的图像，我们将两个频道的电压测量精度调节得并不相同，所以出来的图必然不会重合。
五．思考题：
1．如何能使示波器上能清楚地观察到载波信号的变化？
答：
可以通过观察输出信号的频谱来观察载波的变化，另一方面，调制信号和载波信号的频率要相差大一些，可通过调整音频震荡器来完成。
2．用频率计直接读SC—DSB信号，将会读出什么值。
答：
频率计测得的是围绕一个中心频率来回摆动的值。
实验三振幅调制（Amplitudemodulation）
一、实验目的：
1.了解振幅调制器的基本工作原理。
2.了解调幅波调制系数的意义和求法。
二、实验步骤：
1．将Tims系统中的音频振荡器（AudioOscillator）、可变直流电压（VariableDC）、主振荡器（MasterSignals）、加法器（Adder）和乘法器（Multiplier）按图（3）连接。
图（3）振幅调制的产生方法一
2．音频振荡器输出为1kHZ，主振荡器输出为100kHZ，将乘法器输入耦合开关置DC状态。
3．将可变直流器调节旋钮逆时针调至最小，此时输出为-2.5V加法器输出为+2.5V。
4．分别调整加法器增益G和g，使加法器交流振幅输出为1V，DC输出也为1V。
5．用示波器观察乘法器的输出，读出振幅的最大值和最小值，用公式
a
M=Ummax-Ummin
Ummax+Ummin
计算调制系数。
6．分别调整AC振幅和DC振幅，重复步骤5，观察超调的波形。
7.用图（4）的方法，产生一般调幅波。
8．将移相器置“HI”。
9．先不加加法器B输入端的信号，调整缓冲放大器的增益和加法器的G增益。
使加法器输出为振幅1V的SC-DSB信号。
10．移去加法器A输入端的信号，将B输入端信号加入，调整加法器的g增益，使加法器输出为振幅1V的正弦值。
11．将A端信号加入，调整移相器的相移，使加法器输出为调幅波，观察其波形，计算调制系数。
图（4）振幅调制的产生方法二
3．实验结果：
1）方法一的实验图像：
2）方法二的实验图像：
3）超调波形：
四．实验结果分析：
1）正常调制情况下，已调信号的包络是调制信号，接收端的包络检波器可以从中解调出信号。
可以看出蓝色已调波形的包络与黄色波形对应。
可以明显的看出幅度的最大值和最小值处，由此可以算出调制系数。
2）超调波形非常像实验一的波形，但是黄色载波信号就完全对应不上，这就是超调，超调后无法用包络检波解调。
五．思考题：
1.当调制系数大于1时，调制系数Ma=（Ummax-Ummin）/（Ummax+Ummin）,此公式是否合适？
答：
不合适，因为此时为超调阶段，幅度最小值不是实际最小值，实际最小值应为负值。
2.用图五产生一般调幅波，为何载波分量要和SC-DSB信号相同。
若两个相位差90度时，会产生什么图形？
答：
因为最后的一般调幅信号为：
coswctcoswt+coswt=（1_coswct）*coswt,其中由两部分组成，为了使这两部分最后能够合并，就要求载波分量和DC-DSB信号同相。
若两个信号相位相差90度，则：
coswctcoswt+sinwt=sqrt（1+coswct*coswct）cos（wt+θ）
这是一个振幅不断变化的调频波。
实验四包络与包络再生（Envelopsandenvelopsrecovery）
一．实验目的：
1．了解包络检波器（EnvelopDetector）的基本构成和原理。
2．实验步骤：
1.利用实验三的方法组成一个调制系数为100%的一般调幅波。
2．将共享模块（UtilitiesModule）中的整流器（Rectifier）和音频放大器（HeadphoneAmplifier）中的3KHz低通滤波器按下图2方式连接：
3.用示波器观察调制系数为0.5和1.5的输出波形。
4.将调幅波到公用模块（UtilitiesModule）中的“DIODE+LPF”的输入端，用示波器观察其输出的波形。
3．实验结果：
实验三方法一的解调：
1．调制系数为100%的调幅波
调制信号波形：
2.调制100%信号的解调图像：
3.调制系数0.5的调制波：
4.调制系数0.5调制波解调：
5.超调波解调：
实验三方法二调制波解调：
四、实验结果分析：
1）正常调制：
在调制系数小于1的调制波中，解调是非常正常的，并且我们组进行了100%和系数0.5的解调，效果都是非常理想的。
2）超调：
在调制系数大于1的情况下，利用包络检波是无法还原调制信号的，实验图像证明了这一点。
五、思考题：
1．是否可用包络检波器来解调“SC-DSB”信号？
请解释原因。
答：
不可以，因为SC-DSB信号波形的包络并不代表调制信号，在与t轴的交点处有相位翻转。
2．比较同步检波和包络检波的优缺点。
答：
包络检波的优点是：
简单、经济；缺点是：
总的发射功率中的大部分功率被分配给了载波分量，其调制效率相当低。
同步检波的优点是：
精确、效率高；缺点是：
复杂、设备较贵。
3.若调制系数大于１，是否可以用包络检波来还原信号？
答：
不可以，若调制系数大于１时，１＋m（t）不是一直为正，解调出来的包络不是原信号。
实验十八ASK调制与解调
一、实验目的：
了解幅度键控（Amplitude-shiftKeyingASK）调制与解调的基本组成和原理。
二、实验步骤：
1．将Tims系统中主振荡器（MasterSignals）、音频振荡器（AudioOscillator）、序列码产生器（SequenceGenerator）和双模拟开关（DualAnalogSwitch），按上图的方式连接。
2．将主振荡器模块2kHz正弦信号加至序列码产生器的CLK输入端并将其输出的TTLX加至又模拟开关control1，作为数字信号序列。
3．将主振荡器模块8.33kHz输出加至音频振荡模块的同步信号输入端（SYNC），并将其输出接到双模拟开关模块的IN1。
4．用示波器观察ASK信号。
a）用开关产生ASK调制信号，如图：
5．将ASK调制信号加到由下图组成的ASK非同步解调器的输入端。
图（7）Ask非同步解调
6．将音频振荡器的输出信号调为4kHz，并将ASK信号加至共享模块中整流器（Rectifier）的输入端。
7．整流器的输出加到可调低通滤波模块的输入端，从低通滤波的输出端可以得到ASK解调信号。
8．将可调直流电压加到共享模块的比较器，决定比较电平，比较器输出为原数字信号。
ASK非同步解调：
选择最佳比较电平VT时，解调出完美波形：
如图：
三．实验结果分析：
1）ASK信号：
记得当时上通原课的时候，就对ASK信号印象非常深刻，通俗的理解就是一半有波形，一半没有波形，所以ASK叫做开关信号。
从实验图非常明显得体现了这一点。
2）ASK信号的非同步解调：
可以看出方波出现的时间点没有规律可循，有时候出现一多簇，有时候则很少。
这体现了非同步。
实验十一：
取样与重建
一．实验目的：
了解取样定理的原理，取样后的信号如何恢复原信号，取样时钟应该如何选取。
二、实验步骤：
1、将Tims系统中，主振荡器（MasterSignal）、音频振荡器（AudioOscillators）、双
脉冲产生器（TwinPulseGenerator）、双模拟开关（DualAnalogSwitch）和音频放
大器（HeadphoneAmplifier）按图1连接：
图1取样信号连接图
2、将主振荡器中的8.3kHz取样信号的输出接到双脉冲产生器的CLK端。
3、将双脉冲产生器的Q1的输出端接至双模拟开关的控制1（Control1）的输入端。
4、将主振荡器的Message的输出端的信号（2kHz）接到双模拟开关的ln1输入端。
5、用示波器观察双模拟开关的输出信号。
见图2
图2双模拟开关输出的取样信号
6、将双模拟开关的输出信号接至音频放大器的输入端。
用示波器进行观察。
若输出信号太
小可调整音频放大器放大量。
图3接音频放大器的输出信号
7、用VCO的模拟输出替代主振荡器的取样信号。
接到双脉冲产生器的输入，使VCO
在3kHZ-6Khz只见进行变化，观察音频放大器的输出，并与主振荡器的Message
输出端信号进行比较，得出信号不失真所需的最小取样频率。
如图：
采样频率小于奈奎斯特采样频率：
调节VCO的频率得到采样不失真的图像：
三、思考题
1．为什么要从取样信号中恢复原信号，需要低通滤波器画出取样信后的频谱？
答：
因为其为调频波，其频谱的变化规律反映了调制信号。
2.为什么取样脉冲的频率要大于两倍信号频率，而不是等于。
答：
因为取样脉冲的频率要等于两倍信号频率时，其频谱是连续的，不容易用滤波器恰好滤出原信号。
总结
这次实验分为两次，在第一次的时候我们便已经将要求的实验内容做完，第二次则是查漏补缺，截取一些更好的图片，补充一些漏掉的图片。
这次实验让自己回顾了通信原理的内容，时间很短，节奏很快，内容很紧凑。
在实验的时候深刻的体会到通信原理的应用。
一开始非常困难，数字滤波器第一次使用，很多功能掌握不好，导致图形一直出不来，等第一个实验做完之后，对示波器有了一定了解，后面的内容只要懂得了原理，知道要出来怎样的图像，做起来快了许多。
在这次的实践中，冷静与思考是出图像的关键。
虽然要回忆起通原的细节比较困难。
这次实验之后，依旧感觉通信很有趣。
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