通信原理实验报告北邮文档格式.docx
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5.调整音频振荡器的输出,重复步骤4。
6.将电压控制振荡器(VCO)模快和可调低通滤波器(TuneableLPF)模块按图
(2)连接。
图
(2)抑制载波的双边带产生方法二
7.VCO得频率选择开关器至于“LO”状态下,调整VCO的Vin(控制电压DC-3V~3V)
使VCO的输出频率为10kHZ。
8.将可调低通滤波器的频率范围选择范围至“wide”状态,并将频率调整至最大,此时截
至频率大约在12kHz左右。
9.将可调低通滤波器的输出端连接至频率计,其读数除360就为LPF的3dB截止频率。
10.降低可调LPF的截止频率,使SC-DSB信号刚好完全通过低通滤波器,记录此频率
(fh=fc+F)。
11.再降低3dB截止频率,至刚好只有单一频率的正弦波通过低通滤波器,记录频率
(fl=fc-F)
12.变化音频振荡器输出为频率为800Hz、500Hz,重复步骤10、11。
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:
2.音频振荡器输出1.5KHz正弦信号作为调制信号。
3.调整音频振荡器输出2KHz正弦信号作为调制信号。
4.步骤9:
LPF的3DB截止频率为23.18.(8.326KHz)
5.步骤10、11:
800Hzfl=9.196kHz,fc=10kHz,fh=10.804kHz
500Hzfl=9.487kHz,fc=10kHz,fh=10.513kHz
四、实验结果分析:
1.此题中的乘法器的kxy中的k值为0.5,所以SC-DSB信号为载波信号与调制信号相乘得到且幅度为两信号幅度的乘积时,乘法器输出为乘积的一半,故波形图中调制信号幅度仅为500mV,而不是1v,包络的波形为载波信号波形,由调制信号为10KHz时的SC-DSB波形可看出SC-DSB信号有可能存在相位翻转的问题。
此外,SC-DSB信号不能用包络检波来解调!
2.总结一下:
由实验可知,调制后的输出波形是以调制信号为包络,载波在包络里振荡,100kHz的载波信号将调制信号的低通频谱搬移到载波频率上。
且当调制信号频率不一样时,调制后信号的波形差别很大。
由图可看出,在调制信号的一周期内载波的振荡规律!
3.对于该信号的解调,在通信原理上学了很多,可以在接收端将信号与一个同频同相的载波信号相乘,再通过低通滤波器,得到调制信号的波形。
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。
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)
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。
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,
图(4)振幅调制的产生方法二
三、实验结果:
1.加法器交流振幅输出为1V,直流输出为1V,即调制系数为1时的调制信号波形:
2.加法器交流振幅输出为1.3V,直流输出为0.5V,即调制系数为2.6时的超调信号波形:
四、实验结果分析:
幅度调制是通原课上学到的最简单易懂的调制方法,其解调也是相当简单。
直接用包络检波就可以!
当带有大载波分量的幅度调制信号超调的时候,如图2和3所示,调制出来的信号被解调后会产生很严重的失真,进行幅度调制时,调制系数应该小于1,否则不能正确解调出信号。
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。
2.|m(t)|>
a时,已调信号的包络不再是调制信号,信号波形失真,包络检波器无法从中解调出正确信号。
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?
不合适,因为此时为过渡调制,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?
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)
1.了解包络检波器(EnvelopDetector)的基本构成和原理。
二、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(Headphone
Amplifier)中的3KHz低通滤波器按下图2方式连接:
2.用示波器观察调制系数为0.5和1.5的输出波形。
3.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。
图(5)包络检波器原理
1.调制系数为0.5的调幅波(加法器直流振幅输出为1V,交流振幅输出为0.5V)。
调制信号波形:
公用模块(UtilitiesModule)中的“Rectifier”的输出端信号波形:
TUNEABLELPF模块还原出的调制信号波形:
2.调制系数为1.5的调幅波(加法器直流振幅输出为1V,交流振幅输出为1.5V)。
调制信号波形:
对于不同方式检波输出的分析:
普通二极管整流:
由于二极管有0.7v(硅)左右或0.3v(锗)的导通压降,并且在截止时的延时,导致通过低通滤波器输出的波形有些许失真。
精密半波整流:
使用运放结构的半波整流,克服了导通压降,并且速度更快,所以波形几乎无失真。
注:
当调制系数小于1时,调幅波能用包络检波器进行解调。
当调制系数大于1时,调幅波不能用包络检波器进行解调。
1.是否可用包络检波器来解调“SC-DSB”信号?
请解释原因。
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;
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
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:
图(6)用开关产生ASK调制信号
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。
b)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:
9.用Tims系统中的模块组成,由下图所示的用乘法器组成的ASK调制电路。
用乘法器组成的ASK调制电路
10.主振荡器2kHz正弦信号输入到序列码产生模块“CLK”输入端,产生数字信号,再将其X输出端加以加法器A端。
11.将A端信号拿开,在加法器B端加
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