电子信息通信专业通信原理实验.docx

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电子信息通信专业通信原理实验

郑州航空工业管理学院

通信原理实验报告

FM调制

t=0:

0.0001:

1.5;

fc=50;%载波信号频率

ct=cos（2*pi*fc*t）;%生成载波

subplot（2,1,1）;

plot（t,ct）;

axis（[0,1.5,-1,1]）;

xlabel（'t'）,

title（'载频信号波形'）;

subplot（2,1,2）;

Y1=fft（ct）;%对载波信号进行傅里叶变换

plot（abs（Y1））;

title（'载波信号频谱'）;

axis（[0,150,0,10000]）;

%============调制信号=====================

t=0:

0.0001:

1.5;%设置步长

A1=15;%调制信号振幅

f=5;%调制信号频率

mt=A1*cos（2*pi*f*t）;%生成调制信

subplot（2,1,1）;

plot（t,mt）;

axis（[0,1.5,-17,17]）;

xlabel（'t'）,title（'调制信号'）;

subplot（2,1,2）;

Y2=fft（mt）;%对调制信号进行傅里叶变换

plot（abs（Y2））;

title（'调制信号频谱'）;

axis（[10000,20000,0,100000]）;

%============FM已调信号====================

dt=0.0001;%设定时间步长

t=0:

dt:

1.5;%产生时间向量

A2=15;%设定调制信号幅度←可更改

fm=5;%设定调制信号频率←可更改

mt=A2*cos（2*pi*fm*t）;%生成调制信号

fc=50;%设定载波频率←可更改

ct=cos（2*pi*fc*t）;%生成载波

kf=10;%设定调频指数

int_mt

（1）=0;%对mt进行积分

fori=1:

length（t）-1

int_mt（i+1）=int_mt（i）+mt（i）*dt;

end

sfm=A2*cos（2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt）;

subplot（4,1,1）;plot（t,mt）;%绘制调制信号的时域图

xlabel（'时间t'）;

title（'调制信号的时域图'）;

subplot（4,1,2）;plot（t,ct）;%绘制载波的时域图

xlabel（'时间t'）;

title（'载波的时域图'）;

subplot（4,1,3）;

plot（t,sfm）;%绘制已调信号的时域图

xlabel（'时间t'）;

title（'已调信号的时域图'）

subplot（4,1,4）;

Y3=fft（sfm）;%对调制信号进行傅里叶变换

plot（abs（Y3））;

title（'调制信号频谱'）;

axis（[10000,20000,0,100000]）;

SSB调制

表达式其中“+”号对应下单边带，“-”号对应上单边带，是m（t）的希尔伯特变换，其频谱与m（t）的频谱的关系为产生上单边带的SSB信号。

fs=800；T=200;N=T*fs;dt=1/fs;t=[-T/2:

dt:

T/2-dt];df=1/T;f=[-fs/2:

df:

fs/2-df];fm=1;fc=20;m=cos（2*pi*fm*t）;M=t2f（m,fs）;MH=-j*sign（f）.*M;mh=real（f2t（MH,fs））;s=m.*cos（2*pi*fc*t）-mh.*sin（2*pi*fc*t）;S=t2f（s,fs）;figure

（1）plot（f,abs（S））axis（[10,30,0,max（abs（S））]）figure

（2）plot（t,s）axis（[0,2,-1.2,1.2]）

归零码信号和归零码信号属于PAM信号

产生占空比为50%的单极性归零信号，码元速率是5kbit/sL=64;%每个码元间隔内的采样点数

N=2^10;%总采样点数

M=N/L;%总码元数

Rs=5;%kbit/s

Ts=1/Rs;%码元间隔是0.2ms

T=M*Ts;

fs=N/T;

t=[-（T/2）:

1/fs:

（T/2-1/fs）];

f=[-N/2:

（N/2-1）]/T;

EP=zeros（1,N）;

forloop=1:

1000

a=（randn（1,M）>0）;%产生单极性数据

tmp=zeros（L,M）;

space=0.5;%space是占空比

L1=L*space;

tmp（[1:

L1],:

）=ones（L1,1）*a;

s=tmp（:

）';

S=t2f（s,fs）;

P=abs（S）.^2;%样本信号的功率谱密度

EP=EP*（1-1/loop）+P/loop;%随机过程的功率谱是各个样本的功率谱的数学期望，采用累计平均的编程方法

end

figure

（1）

plot（t,s,’r’）

axis（[-3,+3,-2,3]）

figure

（2）

plot（f,EP,’p’）

xlabel（'f（kHz）'）

ylabel（'功率谱（W/kHz）'）

axis（[-80,80,0,max（abs（EP））]）

实验一AMI/HDB3编译码过程

一、实验目的

熟悉AMI/HDB3编译码的工作过程。

观察AMI/HDB3码型变换编译码电路的测量点波形。

二、实验工作原理使用HDB3专用集成电路CD22103芯片

三、实验内容

使用示波器观察个测量点的波形，并记录。

四、实验结果

AMI/HDB3编译码电路的测量点波形图如下：

TP12编译时钟

TP14AMI-TP14AMI+

TP16基带信号输出TP15HDB3码输出

输入的码流由HDB3编码器的1脚在2脚时钟信号的推动下输入，HDB3与AMI由开关选择。

编码之后的结果在HDB3编码器的14、15脚输出。

而后在电路上直接由HDB3编码器的11、13脚返回，再由U解码器进行译码。

正确译码之后应与原来的波形应一致，但由于HDB3的编译码规则较复杂，当前的输出HDB3码字可能与前4个码字有关，因而HDB3的编译码时延较大。

AMI与HDB3的选择可通过开关K01设置，当K101设置在左侧时，HDB3编码器完成HDB3编译码过程；当K101设置在右侧时，HDB3编码器完成AMI编译码过程。

实验二FSK调制实验

一、实验电路图

二、实验原理

输入的基带信号由跳线开关K904接入后分成两路，一路控制f1=32KHz的载频，另一路经倒相去控制f2=16KHz的载频。

当基带信号为“1”时，模拟开关1打开，模拟开关2关闭，此时输出f1=32KHz，当基带信号为“0”时，模拟开关1关闭，模拟开关2开通，此时输出f2=16KHz。

于是可在输出端得到已调的FSK信号。

电路中的两路载频（f1、f2）由CPLD可编程数字信号发生器产生。

三、实验内容测试FSK调制电路TP901—TP906各测量点波形，并作详细分析。

四、实验结果测试点的各点波形：

TP91TP94

TP93TP96

其中由于模拟开关没有工作，TP96输出的波形没有合成。

实验三FSK解调实验

一、实验目的

理解利用锁相环解调FSK的原理和实现方法。

二、实验原理

FSK集成电路模拟锁相环解调器的工作原理是十分简单，在设

锁相环时，使它锁定在FSK的一个载频f1上，对应输出高电平，而对另一载频f2失锁，对应输出低电平，在锁相环路滤波器输出端就可以得到解调的基带信号序列。

FSK锁相环解调器中的集成锁相环选用了MC14046。

MC14046集成电路内有两个数字式鉴相器（PDⅠ、PDⅡ）、一个压控振荡器（VCO），还有输入放大电路等，环路低通滤波器接在集成电路的外部。

当输入信号为16KHz时，环路失锁。

此时环路对16KHz载频的跟踪破坏。

可见，环路对32KHz载频锁定时输出高电平，对16KHz载频失锁时就输出低电平。

只要适当选择环路参数，使它对32KHz锁定，对16KHz失锁，则在解调器输出端就得到解调输出的基带信号序列。

三、实验电路图

四、实验内容测试FSK解调电路各测量点波形，并作详细分析。

五、实验结果测试点的各点波形如下：

TP99TP98

实验四抽样定理与PAM通信系统实验

一、实验目的通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点。

通过实验对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解PAM调制方式的优缺点。

二、实验电路原理

由CPLD产生的等于8KHz抽样脉冲、大于8KHz抽样脉冲、小于

8KHz抽样脉冲这三种抽样脉冲通过开关来选择。

可在TP62处很方便的观测到脉冲频率变化情况和输出的波形。

三、实验内容抽样定理实验脉冲幅度调制（PAM）及系统实验四、实验步骤1.脉冲幅度调制实验步骤用示波器在TP61处观察测量，以该点信号输出幅度不失真时为好，如有削顶失真则减小外加信号源的输出幅度或调节W03。

在TP62处观察其取样脉冲信号。

2.PAM通信系统实验步骤分别将J601的第1排、第2排和第3排相连，即改变抽样频率fsr，使f＞fsr、fc=2fsr、fc＜2fsr，在TP63、TP64处用示波器观测系统

输出波形，以判断和验证抽样定理在系统中的正确性，同时做详细记录和绘图，记下在系统通信状态下的奈奎斯特速率。

并分析比较。

五、实验结果

各点波形如下：

TP61

抽样频率：

4kHz

TP63TP64TP62

抽样频率：

8kHz

TP62TP63TP64

抽样频率：

16kHz

TP62TP64　　　　　　　TP63

说明：

在不同的抽样频率下，可以看见波形的失真程度不同，由抽样频率大于等于２倍的信号最高频率，可以验证，抽样频率在满足条件的基础上，越大，失真程度越小。