通信原理实验大全.docx

通 信 实 验 指 导 书电气信息工程学院目 录试验一 AM 调制与解调试验 ………………… … 1试验二试验三试验四试验五试验六试验七试验八FM 调制与解调试验 5ASK 调制与解调试验 8FSK 调制与解调试验 11时分复用数字基带传输 14光纤传输试验 19模拟锁相环与载波同步 27数字锁相环与位同步 32试验一 AM 调制与解调试验一、试验目的理解 AM 调制方法与解调方法二、试验原理本试验中 AM 调制方法：原始调制信号为 1.5V 直流＋1KHZ 正弦沟通信号， 载波为 20KHZ 正弦沟通信号，两者通过相乘器实现调制过程本试验中 AM 解调方法：非相干解调〔包络检波法〕三、试验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机〔数据采集设备〕四、试验步骤1. 生疏试验所需部件2. 按以下图接线3. 用示波器〔或计算机〕分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中4. 结合上述试验结果深入理解 AM 调制方法与解调方法试验一参考结果试验二 FM 调制与解调试验一、试验目的理解 FM 调制方法与解调方法二、试验原理本试验中 FM 调制方法：原始调制信号为 2KHZ 正弦沟通信号，让其通过 V/F〔电压/频率转换，即 VCO 压控振荡器〕实现调制过程。

本试验中 FM 解调方法：鉴频法〔电容鉴频＋包络检波＋低通滤波〕三、试验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机〔数据采集设备〕四、试验步骤1. 生疏试验所需部件2. 按以下图接线3. 用示波器〔或计算机〕分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中4. 结合上述试验结果深入理解 FM 调制方法与解调方法试验二参考结果试验三 ASK 调制与解调试验一、试验目的理解 ASK 调制方法与解调方法二、试验原理本试验中 ASK 调制方法：键控法〔原始数字信号承受 250HZ 方波信号代替， 载波为 2KHZ 正弦沟通信号，利用方波信号切换开关电路实现调制过程本试验中 ASK 解调方法：非相干解调〔包络检波法〕三、试验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机〔数据采集设备〕四、试验步骤1. 生疏试验所需部件2. 按以下图接线3. 用示波器〔或计算机〕分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中4. 结合上述试验结果深入理解 ASK 调制方法与解调方法试验三参考结果试验四 FSK 调制与解调试验一、试验目的理解 FSK 调制方法与解调方法二、试验原理本试验中 FSK 调制方法：键控法〔原始数字信号承受 250HZ 方波信号代替， 载波分别为 2KHZ 和 1KHZ 正弦沟通信号，利用方波信号切换开关电路实现调制过程。

本试验中 FSK 解调方法：PLL 电路+低通滤波＋抽样判决器三、试验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机〔数据采集设备〕四、试验步骤1. 生疏试验所需部件2. 按以下图接线3. 用示波器〔或计算机〕分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中4. 结合上述试验结果深入理解 FSK 调制方法与解调方法试验四参考结果试验五 时分复用数字基带传输一、试验目的把握时分复用数字基带通信系统的根本原理及数字信号传输过程二、试验原理本试验用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个抱负信道时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作用示波器观看分接后的数据信号、用于数据分 接的帧同步信号、位同步信号三、试验所需部件调制板、解调板、示波器、计算机〔数据采集设备〕四、试验步骤1、生疏试验所需部件2、按以下图接线3、用示波器〔或计算机〕分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中4、结合上述试验结果深入理解 PCM 调制方法与解调方法试验五 参考结果试验六 光纤传输试验一、试验目的把握抽样定理，了解时分复用原理，了解光纤的根本原理及传输过程二、试验原理本试验用 PCM 调制及解调板、光通信放射及接收板、光纤通信模块组成音乐光纤传输通信系统，使系统正常工作。

用示波器观看各测试信号三、试验所需部件调制板、解调板、放射板、接收板、光纤通信模块、示波器、计算机〔数据采集设备〕四、试验步骤1、生疏试验所需部件2、按以下图接线3、用示波器〔或计算机〕分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面各图中4、结合上述试验结果深入理解光纤传输方法试验六 参考结果试验七 模拟锁相环与载波同步一、试验目的把握模拟锁相环的工作原理，以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕获带等根本概念把握用平方环法从 2DPSK 信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计方法了解相干载波相位模糊现象产生的缘由二、试验原理通信系统中常用平方环或同相正交环〔科斯塔斯环〕从 2DPSK 信号中提取相干载波本试验系统的载波同步提取模块用平方环，原理方框图如图 7-1 所示模块内部使用+5V、+12V、-12V 电压，所需的2DPSK 输入信号已在试验电路板上与数字调制单元 2DPSK 输出信号连在一起d2DPSK MU U平方 鉴相器 环路滤波器 压控振荡器VCO÷放大 2 移相整形 器滤波 CAR-OUT器图 7-1 载波同步方框图本模块上有以下测试点及输入输出点：· MU 平方器输出测试点，V＞1V· VCO VCO 输出信号测试点，VP-P＞0.2VP-P· U 鉴相器输出信号测试点d· CAR-OUT 相干载波信号输出点/测试点图 7-1 中各单元与电路板上主要元器件的对应关系如下：· 平方器 U25：模拟乘法器 MC1496· 鉴相器 U23：模拟乘法器 MC1496；U24：运放 UA741· 环路滤波器 电阻 R25、R68；电容 C11· 压控振荡器 CRY2：晶体；N3、N4：三极管 3DG6· 放大整形 N5、N6：3DG6；U26:A：74HC04· ÷2 U27：D 触发器 7474· 移相器 U28：单稳态触发器 7474· 滤波器 电感 L2；电容 C30下面介绍模拟锁相环原理及平方环载波同步原理。

锁相环由鉴相器〔 PD〕、环路滤波器〔 LF〕及压控振荡器〔 VCO〕组成，如图7-2 所示u (t)iPDu (t)dLFu (t)cVCOu (t)o图 7-2 锁相环方框图模拟锁相环中，PD 是一个模拟乘法器，LF 是一个有源或无源低通滤波器锁相环路是一个相位负反响系统，PD 检测 u (t)与 u (t)之间的相位误差并进展运算i o形成误差电压 u (t)，LF 用来滤除乘法器输出的高频重量〔包括和频及其他的高频d噪声〕形成掌握电压 u (t)，在 u (t)的作用下、u (t)的相位向 u (t)的相位靠近c c o i设 u (t)=U sin[ω t+θ (t)]，u (t)=U cos[ω t+θ (t)]，则 u (t)=U sinθ (t)，i i i io o i od d eθ (t)=θ (t)-θ (t)，故模拟锁相环的 PD 是一个正弦 PD设 u (t)=u (t)F(P)，e i o c dF(P)为 LF 的传输算子，VCO 的压控灵敏度为 K，则环路的数学模型如图 7-3 所示oq (t)iq (t)++q (t)eU sin(du) d(t) u (t)F(P) c-KoPo图 7-3 模拟环数学模型当q (t) £ p 时，U sinq (t) = U q ，令 K =U为 PD 的线性化鉴相灵敏度、单e 6 d e d e d d位为 V/rad，则环路线性化数学模型如图 7-4 所示。

q (t)iq (t)++q (t)eKdF(P)-KoPo图 7-4 环路线性化数学模型由上述数学模型进展数学分析，可得到以下重要结论：· 当 u (t)是固定频率正弦信号(θ (t)为常数)时，在环路的作用下，VCO 输i i出信号频率可以由固有振荡频率ω 〔即环路无输入信号、环路对 VCO 无掌握作用o时 VCO 的振荡频率〕，变化到输入信号频率ω ，此时θ (t)也是一个常数，u (t)、i o du (t)都为直流我们称此为环路的锁定状态定义Δω=ω -ω 为环路固有频差，c o i oΔω 表示环路的捕获带，Δω 表示环路的同步带，模拟锁相环中Δω <Δω 当p H p H|Δω |<Δω 时，环路可以进入锁定状态当|Δω |<Δω时环路可以保持锁定o P o H状态当|Δω |>Δωo P时，环路不能进入锁定状态，环路锁定后假设Δωo发生变化使|Δω |>Δωo，环路不能保持锁定状态这两种状况下，环路都将处于失锁状H态失锁状态下u (t)是一个上下不对称的差拍电压，当ω >ω ，u (t)是上宽下窄d的差拍电压；反之 u (t)是一个下宽上窄的差拍电压di o d· 环路对θ (t)呈低通特性，即环路可以将θ (t)中的低频成分传递到输出i i端，θ (t)中的高频成分被环路滤除。

或者说，θ(t)中只含有θ (t)的低频成分，i o iθ (t)中的高频成分变成了相位误差θ (t)所以当 u (t)是调角信号时，环路对i e iu (t)等效为一个带通滤波器，离ωi i较远的频率成分将被环路滤掉· 环路自然谐振频率ωn及阻尼系数ζ(具体公式在下文中给出)是两个重要参数ωn越小，环路的低通特性截止频率越小、等效带通滤波器的带宽越窄；ζ越大，环路稳定性越好· 当环路输入端有噪声时，θ (t)将发生抖动，ω 越小，环路滤除噪声的能i n力越强试验一中的电荷泵锁相。