畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通信原理硬件試驗(yàn)

1、<p><b>　　信息與通信工程學(xué)院</b></p><p>　　題目: 通信原理硬件實(shí)驗(yàn)</p><p><b>　　2013年11月</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　振幅調(diào)制與調(diào)制4</b>&

2、lt;/p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理4</b></p><p><b>　　方法一4</b></p><p><b>　　方法二5</b></p><p><b>　

3、　實(shí)驗(yàn)設(shè)備6</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程7</b></p><p><b>　　AM信號(hào)的產(chǎn)生7</b></p><p>　　AM 信號(hào)的解調(diào)8</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果9</b></p><p>&l

4、t;b>　　調(diào)制系數(shù)0.79</b></p><p><b>　　調(diào)制系數(shù)111</b></p><p>　　調(diào)制系數(shù)1.512</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析14</b></p><p><b>　　思考題14</b></p>

5、<p><b>　　問(wèn)題總結(jié)14</b></p><p>　　SSB 信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)15</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?5</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理15</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備16</b&g

6、t;</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程16</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果18</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析19</b></p><p><b>　　思考題19</b></p><p>&l

7、t;b>　　問(wèn)題總結(jié)19</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)3 調(diào)頻波（FM）的產(chǎn)生20</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?0</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理20</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備21</b></p&

8、gt;<p><b>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程21</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果22</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析23</b></p><p><b>　　思考題23</b></p><p><b>　　

9、問(wèn)題總結(jié)23</b></p><p>　　ASK 調(diào)制與解調(diào)24</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?4</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理24</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備27</b></p><p>

10、<b>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程27</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果27</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析30</b></p><p><b>　　思考題30</b></p><p><b>　　問(wèn)題總結(jié)31</b&

11、gt;</p><p>　　相位連續(xù)FSK信號(hào)調(diào)制31</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理31</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備32</b></p><p><b>　　實(shí)

12、驗(yàn)步驟32</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果33</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析34</b></p><p><b>　　思考題34</b></p><p><b>　　問(wèn)題總結(jié)34</b></p>

13、;<p>　　BPSK的調(diào)制（BPSK Modulation）34</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?4</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理35</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備35</b></p><p><b>　　

14、實(shí)驗(yàn)過(guò)程35</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果36</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析37</b></p><p><b>　　思考題37</b></p><p><b>　　問(wèn)題總結(jié)37</b></p&g

15、t;<p><b>　　振幅調(diào)制與調(diào)制</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　對(duì)雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)必須采用相干解調(diào)，因而在收端應(yīng)有載波提取電路，這對(duì)于廣播調(diào)幅是不經(jīng)濟(jì)的，為此人們想出在發(fā)端雙邊帶抑制載波調(diào)幅基礎(chǔ)上再加上離散的大載波分量，使得接收機(jī)的解調(diào)可用包絡(luò)檢波器，使得更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用。&

16、lt;/p><p>　　了解TIMS 實(shí)驗(yàn)的軟硬件環(huán)境和基本的軟件調(diào)試方式。掌握具有離散大載波（AM）調(diào)制的基本原理。通過(guò)儀器平臺(tái)，掌握包絡(luò)檢波器的基本構(gòu)成和原理，掌握調(diào)幅波調(diào)制系數(shù)的意義和求法，測(cè)試AM 調(diào)制器的特性。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>　　具有離散大載波（AM）調(diào)制的基本原理：</p>

17、<p><b>　　方法一</b></p><p>　　其中m(t) 為一均值為零的模擬基帶信號(hào)（低頻）； </p><p>　　c(t) 為一正弦載波信號(hào)（高頻）； </p><p>　　DC 為一直流分量。 </p><p><b>　　方法二</b></p><p

18、>　　具體的公式推導(dǎo)（采用一方法來(lái)解釋）：</p><p><b>　　AM信號(hào)的調(diào)制：</b></p><p><b>　　對(duì)于單音頻信號(hào)</b></p><p>　　進(jìn)行AM調(diào)制的結(jié)果為</p><p>　　其中調(diào)幅系數(shù)，要求以免過(guò)調(diào)引起包絡(luò)失真。</p><p>

19、　　由和分別表示AM信號(hào)波形包絡(luò)最大值和最小值，則AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)為</p><p>　　如圖2.1所示為AM調(diào)制的過(guò)程和頻譜示意圖。 </p><p><b>　　AM信號(hào)的解調(diào)</b></p><p><b>　　解調(diào)框圖如下：</b></p><p>　　AM信號(hào)由于具有離散大載波，故可以采

20、用載波提取相干解調(diào)的方法。其實(shí)現(xiàn)類似于實(shí)驗(yàn)一中的DSB-SC AM信號(hào)加導(dǎo)頻的載波提取和相干解調(diào)的方法。</p><p>　　AM的主要優(yōu)點(diǎn)是可以利用包絡(luò)檢波器進(jìn)行非相干解調(diào)，可以使得接收設(shè)備更加簡(jiǎn)單。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備</b></p><p>　　音頻振蕩器（Audio Oscillator），可變直流電壓（Variabl

21、e DC），主振蕩器（Master Signals），加法器（Adder）和乘法器（Multiplier），移相器（Phase Shifer）</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程</b></p><p><b>　　AM信號(hào)的產(chǎn)生</b></p><p>　　若調(diào)制信號(hào)為單音頻信號(hào)：M(t)=Amcos(2πfmt)；&

22、lt;/p><p>　　則單音頻調(diào)幅的AM信號(hào)表達(dá)式為：</p><p>　　SAM(t)=Ac(A+Amcos2πfmt)cos2πfct</p><p>　　= Ac A(1+acos2πfmt)cos2πfct；</p><p>　　調(diào)幅系數(shù) a= Am /A；</p><p>　　AM 信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)M(t)

23、成正比，為避免產(chǎn)生過(guò)調(diào)制（過(guò)調(diào)會(huì)引起包絡(luò)失真），要求a≤1。Am信號(hào)的振幅頻譜具有離散的大載波，這是與DSB-SC AM信號(hào)的振幅頻譜的不同之處。若用Amax及Amin分別表示單音頻振幅頻譜AM信號(hào)波形包絡(luò)的最大值及最小值，則此AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)為：a=(Amax-Amin)/( Amax+Amin)</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)采用包絡(luò)檢波方案產(chǎn)生AM波。</p><p>　　1）按圖進(jìn)行

24、各模塊之間的連接；</p><p>　　2）音頻振蕩器輸出為1KHz，主振蕩器輸出為100KHz，乘法器輸入耦合開(kāi)關(guān)置于DC狀態(tài)；</p><p>　　3）分別調(diào)整加法器的增益G及g均為1；</p><p>　　4）逐步增大可變直流電壓，使得加法器數(shù)出波形是正的；</p><p>　　5）觀察乘法器輸出波形是否為AM波形；</p>

25、<p>　　6）測(cè)量AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)a值，調(diào)整可變直流電壓，使a=0.5、1、1.5；</p><p>　　7）觀察不同a的調(diào)制信號(hào)和解調(diào)信號(hào)的波形的變化。</p><p><b>　　AM信號(hào)調(diào)制連接圖</b></p><p><b>　　AM 信號(hào)的解調(diào)</b></p><p>

26、　　由于AM信號(hào)的振幅頻譜具有離散大載波，所以收端可以從AM信號(hào)中提取載波進(jìn)行相干解調(diào)，其實(shí)現(xiàn)類似于DSB-SC AM信號(hào)加導(dǎo)頻的載波提取及相干解調(diào)的方法。</p><p>　　AM的主要優(yōu)點(diǎn)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波器進(jìn)行非相干解調(diào)。本實(shí)驗(yàn)就采用非相干解調(diào)方案。</p><p>　　1）輸入的AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)a；</p><p>　　2）用示波器觀察整流器（RECTIF

27、IER）的輸出波形；</p><p>　　3）用示波器觀察低通濾波器（LPF）的輸出波形；</p><p>　　4）改變輸入AM信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)，觀察包絡(luò)檢波器輸出波形是否隨之變</p><p><b>　　化；</b></p><p>　　5）改變發(fā)端調(diào)制信號(hào)的頻率，觀察包絡(luò)檢波器的輸出波形的變化。</p>

28、<p><b>　　AM信號(hào)解調(diào)連接圖</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p><b>　　調(diào)制系數(shù)0.7</b></p><p>　　原信號(hào)與AM信號(hào)比較</p><p><b>　　AM信號(hào)與解調(diào)信號(hào)</b>&

29、lt;/p><p>　　解調(diào)（下）和原來(lái)信號(hào)（上）比較</p><p><b>　　調(diào)制系數(shù)1</b></p><p>　　原信號(hào)與AM信號(hào)比較</p><p><b>　　AM信號(hào)與解調(diào)信號(hào)</b></p><p>　　解調(diào)（下）和原來(lái)信號(hào)（上）比較</p>&l

30、t;p><b>　　調(diào)制系數(shù)1.5</b></p><p>　　原信號(hào)與AM信號(hào)比較</p><p><b>　　AM信號(hào)與解調(diào)信號(hào)</b></p><p>　　解調(diào)（下）和原來(lái)信號(hào)（上）比較</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析</b></p><p

31、><b>　　思考題</b></p><p>　　若用同步檢波，如何完成實(shí)驗(yàn)？比較同步檢波和包絡(luò)檢波的優(yōu)缺點(diǎn)。</p><p>　　用同步檢波則在接受AM調(diào)制信號(hào)端乘一個(gè)恢復(fù)載波信號(hào)，再經(jīng)過(guò)低通濾波器就完成同步解調(diào)了。</p><p>　　同步檢波要求恢復(fù)載波于接受信號(hào)載波同頻同相，一般要在發(fā)端加一離散的載頻分量即導(dǎo)頻，則在發(fā)端要分配一部

32、分功率給導(dǎo)頻；或者在收端提取載波分量，復(fù)雜且不經(jīng)濟(jì)。線形良好，增益高，對(duì)調(diào)制系數(shù)沒(méi)要求。</p><p>　　包絡(luò)檢波不需要提取載波分量，比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)；但要求調(diào)制系數(shù)小于等于1，抗干擾差。</p><p>　　若調(diào)制系數(shù)大于1，是否可以用包絡(luò)檢波來(lái)還原信號(hào)。</p><p>　　不可以，這時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)失真現(xiàn)象。（如解調(diào)系數(shù)為1.5時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)失真）</p>

33、<p>　　調(diào)制系數(shù)分別“<1”，“>1”，“=1”時(shí)，如何計(jì)算已調(diào)信號(hào)的調(diào)制系數(shù)？</p><p>　　調(diào)制系數(shù)通過(guò)公式給出，可以利用輸出波形計(jì)算出包絡(luò)的最大與最小幅值，帶入后求得。</p><p><b>　　問(wèn)題總結(jié)</b></p><p>　　我們第二次，也就是真正的實(shí)驗(yàn)，第一個(gè)做的就是AM，一開(kāi)始就陷入了泥潭，

34、線插進(jìn)去了為什么不出圖像，我們是不是插錯(cuò)了，重插，重插之后圖像還是不對(duì)，于是我們拐回了原理去計(jì)算參數(shù)。</p><p>　　調(diào)制系數(shù)通過(guò)公式給出，可以利用輸出波形計(jì)算出包絡(luò)的最大與最小幅值，帶入后求得。計(jì)算a是小于1，等于1以及大于1的情況一定要嚴(yán)謹(jǐn)。</p><p>　　本來(lái)老師要求的是拿系數(shù)等于0.5的情況，結(jié)果我們最小到0.7，然后老師后來(lái)也說(shuō)小于1就好，沒(méi)有什么區(qū)別。</p

35、><p>　　這個(gè)實(shí)驗(yàn)是及其考驗(yàn)?zāi)托囊约芭浜鲜炀毝鹊膶?shí)驗(yàn)，所幸，我們組配合默契。</p><p>　　失真是可以預(yù)料到的，當(dāng)加法器對(duì)直流或輸入信號(hào)的幅度增益過(guò)大時(shí)，就有可能出現(xiàn)系統(tǒng)超調(diào)的現(xiàn)象。此時(shí)經(jīng)乘法器輸出的調(diào)制調(diào)制信號(hào)有可能因?yàn)榉冗^(guò)大而超出了線性區(qū)間，造成調(diào)制信號(hào)的失真現(xiàn)象。</p><p>　　最后的總結(jié)就是雖然之前有過(guò)很仔細(xì)地預(yù)習(xí)，但是實(shí)際操作的時(shí)候還是會(huì)有很

36、多不足與手忙腳亂，相信下次實(shí)驗(yàn)會(huì)變得好點(diǎn)，體會(huì)逆境才能增長(zhǎng)能力。</p><p>　　SSB 信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　雙邊帶抑制載波調(diào)幅要求信道帶寬B=2w，從信息論角度看次雙邊帶是有剩余度的，因而只要利用雙邊帶的任一邊帶來(lái)傳輸，仍能在接收機(jī)解調(diào)出原基帶信號(hào)。目的如下：</p&g

37、t;<p>　　（1）掌握單邊帶（SSB）調(diào)制的基本原理</p><p>　?。?）掌握單邊帶（SSB）解調(diào)的基本原理</p><p>　　（3）測(cè)試SSB 調(diào)制器的特性</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>　　雙邊帶抑制載波調(diào)幅要求信道帶寬，其中是模擬基帶信號(hào)帶寬。從信息論觀點(diǎn)來(lái)

38、看，此雙邊帶是有聲譽(yù)度的，因而只要利用雙邊帶中的任一邊帶來(lái)傳輸，仍能在接受機(jī)解調(diào)出原基帶信號(hào)，這樣可減少傳送已調(diào)信號(hào)的信道帶寬。</p><p>　　SSB 信號(hào)調(diào)制原理框圖</p><p>　　SSB 信號(hào)解調(diào)原理框圖</p><p><b>　　基本公式推導(dǎo)：</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備&

39、lt;/b></p><p>　　乘法器，加法器，音頻振蕩器，示波器，計(jì)算器，連線，</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程</b></p><p>　　采用如下參考器件：音頻振蕩器（Audio Oscillator ），主振蕩器（Master Signals ），加法器（Adder ），乘法器（Multiplier），移相器（Phase

40、Shifer），正交分相器（QuadraturePhase Splitter），可調(diào)低通濾波器（Tunable LPF）。 采用音頻振蕩器產(chǎn)生一個(gè)基帶信號(hào)，記錄信號(hào)的幅度和頻率。載波可由主振蕩器輸出一個(gè)高頻信號(hào)。QPS 為正交分相器，其輸出為兩路正交信號(hào)，通過(guò)移相器使載波相移π/2 ，注意檢查移相器的性能。 </p><p><b>　　SSB調(diào)制部分</b></p><

41、p><b>　　SSB解調(diào)部分</b></p><p>　　調(diào)整好乘法器和加法器的參數(shù)，從示波器中觀察調(diào)制和輸出波形。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　下圖為SSB調(diào)制輸出波形，原圖。</p><p>　　下圖為反色后，SSB調(diào)制輸出波形。</p>

42、<p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析</b></p><p><b>　　思考題</b></p><p>　　1、請(qǐng)判斷SSB調(diào)制信號(hào)是上邊帶還是下邊帶，若輸出為另一邊帶，如何連接？</p><p>　　答：下邊帶信號(hào)。如果要產(chǎn)生上邊帶信號(hào)，只需要將正交移相器的其中一路輸出再加上一個(gè)反向后與另一路輸出相加即可。<

43、;/p><p>　　分析觀察信號(hào)的時(shí)域、頻域波形特點(diǎn)</p><p>　　答：時(shí)域波形又圖可以看出信號(hào)比較平坦，頻域信號(hào)中，只有原信號(hào)的上邊帶或者下邊帶，也就是一半的頻譜。</p><p><b>　　問(wèn)題總結(jié)</b></p><p>　　SSB是我們組遇到的很棘手的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，雖然老師要求的很簡(jiǎn)單，但是SSB調(diào)制波形的起伏一

44、直都太大，以致于我們拔線插線都來(lái)了三次，但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)也很好的鍛煉了我們。</p><p>　　首先在團(tuán)隊(duì)協(xié)作方面，一人拔線插線一人看波形變化，一人擰旋鈕一人不停的auto波形，我們兩個(gè)合作默契而有成效，終于，我注意到，我們組是周圍第一個(gè)做出來(lái)這個(gè)SSB的，也是起伏最小的，雖然我知道我們也存在瑕疵。</p><p>　　其次是耐心方面，調(diào)鈕，移相器的參數(shù)跟示波器需要同時(shí)進(jìn)行，不停的檢驗(yàn)才能出

45、最完美的結(jié)果，而這，也鍛煉了我們的耐心。</p><p>　　最后是原理知識(shí)方面，理論上，輸出的調(diào)制信號(hào)應(yīng)該是一個(gè)幅度恒定的信號(hào)，這是我們最后可以真正體會(huì)得到的。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)3 調(diào)頻波（FM）的產(chǎn)生</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　（1）掌握調(diào)頻波（FM）調(diào)制的基本原理&l

46、t;/p><p>　?。?）測(cè)試FM 調(diào)制器的特性</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p><b>　　FM信號(hào)的產(chǎn)生</b></p><p><b>　　單音頻信號(hào)</b></p><p>　　經(jīng)FM調(diào)制后的表達(dá)式為</p>

47、;<p><b>　　其中</b></p><p><b>　　調(diào)制指數(shù)。</b></p><p>　　由卡松公式可知FM信號(hào)的帶寬為</p><p>　　FM信號(hào)的產(chǎn)生框圖如下圖所示。</p><p>　　VCO的輸入為，當(dāng)輸入電壓為0時(shí)，VCO輸入頻率為；當(dāng)輸入模擬基帶信號(hào)的電壓變

48、化時(shí)，VCO的振蕩頻率作相應(yīng)的變化。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備</b></p><p>　　示波器，音頻振蕩器，連線，緩沖放大器</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程</b></p><p><b>　　按如下連接圖連接好</b></p><p&

49、gt;　　調(diào)節(jié)VCO，使其中心頻率為10KHz。</p><p><b>　　觀察調(diào)制后的輸出。</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)步驟：</b></p><p><b>　　1、FM信號(hào)的產(chǎn)生</b></p><p>　?。?） 單步調(diào)試VCO</p>&

50、lt;p>　　a.將VCO模塊的印刷電路板上的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)置于VCO模式。將VCO板塊前面板上的頻率選擇開(kāi)關(guān)置于“HI”狀態(tài)。然后，將VCO模塊插入系統(tǒng)機(jī)架的插槽內(nèi)。</p><p>　　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：</p><p>　　?直流電壓為零時(shí)，調(diào)節(jié)VCO模塊的f0旋鈕，使VCO的中心頻率為100</p>&

51、lt;p><b>　　赫茲 。</b></p><p>　　?在-2V至于+2范圍內(nèi)改變直流電壓，測(cè)量VCO的頻率及線性工作范圍。</p><p>　　?調(diào)節(jié)VCO模塊的GAIN旋鈕，使得直流電壓在+/-2V范圍內(nèi)變化時(shí)，VCO的頻率在+/-5HZ內(nèi)變化。</p><p>　?。?）將音頻振蕩器的頻率調(diào)到2Hz，作為調(diào)制信號(hào)輸入于VCO的

52、Vin輸入端。</p><p>　　（3）測(cè)量圖2.4.4中各點(diǎn)信號(hào)波形。</p><p>　　（4）測(cè)量FM信號(hào)的振幅頻譜。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　下圖為FM信號(hào)，原圖。</p><p>　　下圖為FM信號(hào)，反色后的結(jié)果。稀疏明顯。</p>

53、<p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析</b></p><p><b>　　思考題</b></p><p>　　分析頻偏對(duì)時(shí)域頻域波形的影響？</p><p>　　答：頻偏會(huì)導(dǎo)致時(shí)域波形疏密的改變，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致波形幅度出現(xiàn)變化，</p><p><b>　　問(wèn)題總結(jié)</b>&

54、lt;/p><p>　　由預(yù)習(xí)報(bào)告的原理分析，在調(diào)頻系統(tǒng)中 </p><p><b>　　調(diào)制指數(shù)</b></p><p>　　由此可見(jiàn)，最大頻偏與調(diào)制系數(shù)有關(guān)，增大基帶信號(hào)的放大倍數(shù)或增大，F(xiàn)M 信號(hào)的變化會(huì)加劇。</p><p>　　這次實(shí)驗(yàn)需要連接的部分比較簡(jiǎn)單，就幾根線。</p><p>　　

55、總體調(diào)波形更沒(méi)遇到什么困難，跟之前的SSB跟AM比較相差很多。</p><p><b>　　ASK 調(diào)制與解調(diào)</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　掌握2ASK 信號(hào)的調(diào)制方法。</p><p>　　掌握2ASK 信號(hào)的解調(diào)方法。</p><

56、p>　　掌握TIMS 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>　　二進(jìn)制振幅監(jiān)控（2ASK）又名二進(jìn)制通斷鍵控（OOK：on-off keying），以單極性歸零序列來(lái)控制正弦載波的導(dǎo)通與關(guān)閉。</p><p>　　所用模塊：LINE-CODE ENCODER(線路碼)</p><

57、;p>　　SEQUENCE GENERATOR(序列碼發(fā)生器)</p><p>　　MASTER SIGNALS(主信號(hào)發(fā)生器)</p><p>　　MULTIPLIER(乘法器)</p><p>　　UTILITIES(共享模塊)</p><p>　　TUNABLE LPF(可調(diào)低通濾波器)</p><p>　

58、　DECISION MAKER(判決器)</p><p><b>　　2ASK信號(hào)波形：</b></p><p>　　2ASK信號(hào)的產(chǎn)生：</p><p>　　方法一采用開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)</p><p>　　方法二采用乘法器來(lái)實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　信號(hào)的產(chǎn)生框圖</b>

59、;</p><p><b>　　2ASK信號(hào)的解調(diào)</b></p><p>　　非同步的不提取載波的解調(diào)方式</p><p>　　同步的提取載波的解調(diào)方式</p><p><b>　　連線圖如下：</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備</b>&l

60、t;/p><p>　　音頻振蕩器（Audio Oscillator），主振蕩器（Master Signals），序列碼產(chǎn)生器（Sequence Generator），雙模開(kāi)關(guān)（Dual Analog Switch）和加法器（Adder），乘法器（Multiplier），可變直流電壓（Variable DC）。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程</b></p>

61、;<p>　　產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)：利用主振蕩器模塊的8.3kHzTTL信號(hào)加到線路碼產(chǎn)生2.083kHz的TTL電平，再加到序列碼產(chǎn)生器的時(shí)鐘控制端（CLK）產(chǎn)生二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)，</p><p>　　按照設(shè)計(jì)好的接線圖連線，</p><p>　　測(cè)量并且記錄已調(diào)信號(hào)和原信號(hào)的波形，</p><p>　　測(cè)量記錄接收信號(hào)和解調(diào)信號(hào)的波形。</p>

62、;<p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　下圖是調(diào)制波形，可看出疏密對(duì)應(yīng)關(guān)系。</p><p><b>　　反色后更加清楚：</b></p><p><b>　　下圖是解調(diào)波形：</b></p><p><b>　　反色后的樣子：<

63、;/b></p><p>　　下圖是輸入和解調(diào)的對(duì)比，由于一些相移誤差，導(dǎo)致了視覺(jué)上的不規(guī)范：</p><p><b>　　反色后如下：</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析</b></p><p><b>　　思考題</b></p><p&g

64、t;　　1、比較相干解調(diào)和非相干解調(diào)方案的相同點(diǎn)、不同點(diǎn)？</p><p>　　答：相同點(diǎn)是都可以對(duì)2ASK進(jìn)行解調(diào)，不同點(diǎn)則是相干解調(diào)法需要載波提取電路，而非相干法則不需要提取載波，另外相干解調(diào)法的抗噪聲性能大于非相干解調(diào)法。</p><p>　　2、該系統(tǒng)在高斯白噪聲環(huán)境下應(yīng)加入哪些模塊？</p><p>　　由于高斯白噪聲的影響，如果直接采用比較器進(jìn)行解調(diào)所得

65、到的信號(hào)會(huì)和原輸入信號(hào)有有較大的差別。并且信號(hào)的寬度不嚴(yán)格地相等或者是固定值的整數(shù)倍。所以應(yīng)當(dāng)采取有時(shí)鐘提取電路的解調(diào)方式。需要在不使用提取時(shí)鐘電路的解調(diào)方案基礎(chǔ)上增加比特時(shí)鐘重建器（BIT CLOCK REGENERATION）,緩沖放大器（BUFFER AMPLIFIER）,移相器（PHASE SHIFTER）,共享模塊(UTILITIES)來(lái)組成時(shí)鐘提取電路。和判決器（DECISION MAKER）。</p>&l

66、t;p><b>　　問(wèn)題總結(jié)</b></p><p>　　今天的實(shí)驗(yàn)普遍簡(jiǎn)單，第一個(gè)也就是fsk是最麻煩的一個(gè)，其實(shí)也沒(méi)多麻煩。</p><p>　　最開(kāi)始我們連錯(cuò)了一根線導(dǎo)致結(jié)果出不來(lái)，后來(lái)糾正了以后發(fā)現(xiàn)滿意的結(jié)果還是得不到，于是我們小組配合調(diào)整音頻震蕩跟主信號(hào)的頻率才得到了相對(duì)完美的序列與調(diào)制波形相對(duì)照應(yīng)的關(guān)系，另外由于我們對(duì)這些實(shí)驗(yàn)的理論課程還沒(méi)有先修，所

67、以波形并沒(méi)有很了解，只是經(jīng)過(guò)了詳細(xì)的預(yù)習(xí)才可以判斷波形是否正確。</p><p>　　最后就是我們解調(diào)輸出波形相差的問(wèn)題，這個(gè)可能也是我們的一個(gè)小疏忽吧，因?yàn)榧敝鱿旅娴膶?shí)驗(yàn)，所以沒(méi)有認(rèn)真地調(diào)完美就進(jìn)行下一個(gè)實(shí)驗(yàn)，后面我們會(huì)針對(duì)問(wèn)題加以改善的。</p><p>　　相位連續(xù)FSK信號(hào)調(diào)制</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p

68、><p>　　理解移頻鍵控系統(tǒng)調(diào)制原理，及測(cè)試方案。</p><p>　　1、設(shè)計(jì)中心頻率為5KHz。</p><p>　　2、掌握2FSK信號(hào)的調(diào)制方法。</p><p>　　3、掌握TIMS系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>&l

69、t;b>　　調(diào)制原理圖</b></p><p>　　方法一：相位連續(xù)的FSK</p><p>　　方法二：相位不連續(xù)的FSK</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備</b></p><p>　　主振蕩器（Master Signals），序列碼產(chǎn)生器（Sequence Generator），電壓控制振蕩器（

70、VCO）和音頻振蕩器（Audio Oscillator），加法器（Adder），雙模開(kāi)關(guān)（Dual Analog Switch），可變直流電壓（Variable DC）。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　?。?）相位連續(xù)FSK調(diào)制系統(tǒng)中，使VCO的輸出中心頻率為5KHz；</p><p>　?。?）二進(jìn)制數(shù)字序列

71、信號(hào)利用主振蕩器的2KHz正弦信號(hào)加到序列碼產(chǎn)生器的時(shí)鐘控制端（CLK）；</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　上課只要求一張F(tuán)SK調(diào)制的波形圖：</p><p>　　下圖為反色后的樣子：</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析</b></p><p&

72、gt;<b>　　思考題</b></p><p>　　1、在FSK信號(hào)調(diào)制中，雙模開(kāi)關(guān)起什么作用，可由哪個(gè)模塊代替？</p><p>　　答：如我們?cè)趫D上所連，雙模開(kāi)關(guān)是通過(guò)輸入的數(shù)字信號(hào)來(lái)控制載波的輸出的選擇。可以使用雙模開(kāi)關(guān)來(lái)產(chǎn)生相位不連續(xù)的2FSK信號(hào)，這就是雙模開(kāi)關(guān)的作用。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)中可以用VCO代替雙模開(kāi)關(guān)來(lái)產(chǎn)生相位連

73、續(xù)的2FSK信號(hào)。</p><p>　　分析頻偏對(duì)時(shí)域頻域波形的影響？</p><p>　　答：頻偏會(huì)使波形產(chǎn)生相位的偏差，同時(shí)會(huì)對(duì)波形的疏密產(chǎn)生影響，即</p><p><b>　　頻率產(chǎn)生影響。</b></p><p>　　3、理解中心頻率、頻偏的概念</p><p>　　中心頻率是vco在輸

74、入電壓為0時(shí)輸出信號(hào)的頻率。而頻偏是輸出信號(hào)相對(duì)于中心頻率的偏移量。頻偏的大小和輸入信號(hào)的大小有關(guān)系。輸入信號(hào)絕對(duì)值和0相差越大，頻偏越大。</p><p>　　4、設(shè)計(jì)2FSK 調(diào)制系統(tǒng)中遇到的問(wèn)題。</p><p>　　由于在模擬部分使用過(guò)了VCO模塊，在這次實(shí)驗(yàn)中可以使用上次得到的好用的VCO，就得到了理想的波形。</p><p><b>　　問(wèn)題總

75、結(jié)</b></p><p>　　此實(shí)驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，電路連好頻率調(diào)正確波形就出來(lái)了，唯一的疏漏是真實(shí)的示波器與講義上標(biāo)注有偏差，導(dǎo)致了一些糾葛。</p><p>　　BPSK的調(diào)制（BPSK Modulation）</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　理解移相鍵控系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)原理，及

76、測(cè)試方案。</p><p>　　產(chǎn)生基帶、雙極性不歸零碼及頻帶信號(hào)。</p><p>　　掌握BPSK 信號(hào)的調(diào)制方法。</p><p>　　掌握BPSK 信號(hào)的解調(diào)方法。</p><p>　　掌握TIMS 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)原理</b></p>&l

77、t;p>　　二進(jìn)制移相鍵控（BPSK）調(diào)制的基本原理</p><p><b>　　BPSK 信號(hào)波形</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備</b></p><p>　　音頻振蕩器（Audio Oscillator），移相器（Phase Shiter），序列碼產(chǎn)生器（Sequence Generator），線性

78、編碼器（Line-code Encode）和乘法器（Multiplier）。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程</b></p><p>　　1.按照設(shè)計(jì)好的BPSK調(diào)制連線圖連線。</p><p>　　2.用示波器觀察二進(jìn)制序列和數(shù)字調(diào)制信號(hào)的波形。</p><p>　　3.按照設(shè)計(jì)好的BPSK解調(diào)連線圖連線。<

79、;/p><p>　　4.用示波器觀察對(duì)比調(diào)制信號(hào)和解調(diào)信號(hào)的波形。</p><p>　　二進(jìn)制移相鍵控（BPSK）調(diào)制的連接框圖</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　BPSK調(diào)制，可以看出在1,0變換沿誤差明顯：</p><p><b>　　反色后如下：<

80、/b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)分析</b></p><p><b>　　思考題</b></p><p>　　1、該系統(tǒng)在高斯白噪聲環(huán)境下應(yīng)加入哪些模塊？</p><p>　　答：由于有高斯白噪聲的存在，應(yīng)該在只使用比較器的方案中加入時(shí)鐘，由于BPSK時(shí)鐘提取不太方便，使用輸入時(shí)鐘。在

81、加入判決模塊（DECISION MAKER）和線性碼解碼器（LINE-CODE DECODE）。</p><p>　　2、分析移相鍵控系統(tǒng)的相位模糊現(xiàn)象？</p><p>　　答：用平方環(huán)或者科斯塔斯環(huán)進(jìn)行載波提取的時(shí)候，由于兩方案都是用鎖相環(huán)，而鎖相環(huán)在工作時(shí)可能鎖定在任一平衡點(diǎn)上，這就意味著恢復(fù)載波與接受載波的相位差可能是0，也可能是π，這種相位的不確定關(guān)系叫做相位模糊，兩者同頻同相時(shí)

82、，相干解調(diào)后再生的數(shù)據(jù)流與發(fā)送的一致，若恢復(fù)載波與接收載波反響的時(shí)候，則解調(diào)后的數(shù)據(jù)流極性與發(fā)送的數(shù)據(jù)流的極性整個(gè)反相，這種情況是不允許的。</p><p><b>　　問(wèn)題總結(jié)與建議</b></p><p>　　BPSK的實(shí)驗(yàn)也算很費(fèi)心，因?yàn)檎諔?yīng)PPT連出來(lái)的并不能很好的顯示對(duì)照完美的波形，照應(yīng)課本還是不行，最后我們借鑒了別的同學(xué)的方法，調(diào)整了解碼器的輸出，以及比較

83、的時(shí)候序列發(fā)生器的嘗試，最后才得出看起來(lái)比較理想的圖形的樣子。</p><p>　　這次實(shí)驗(yàn)的完成也就意味著本次通原硬件實(shí)驗(yàn)的結(jié)束，通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我們更為直觀了解了ASK，F(xiàn)SK，BPSK信號(hào)產(chǎn)生原理。由于已經(jīng)有了兩次實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，所以一切做起來(lái)都可以說(shuō)是得心應(yīng)手的，不過(guò)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們也發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中有些器材是有些許問(wèn)題的，比如有的示波器顯示不正確，還麻煩實(shí)驗(yàn)室管理人員留意?；仡欉@幾個(gè)星期以來(lái)的實(shí)驗(yàn)歷程，我們所有人都