通信原理实验邓国辉.doc

通 信 原 理 实 验内容1实验一 常用信号的观察 3实验二 信号的抽样与恢复 4实验三 ASK 调制与解调实验 8实验四 FSK 调制与解调实验 11实验五 脉冲编码调制与解调 142实验一 常用信号的观察一、实验目的 1．了解常用信号的波形和特点； 2．了解相应信号的参数； 3．学习示波器的应用；二、实验设备1． THBCC-1 型 信号与系统—控制理论及计算机控制技术试验平台 2．双踪慢扫描示波器 1 台3．PC 机（安装数字信号发生器的软件） ，串口通信线一根三、实验内容1、观察常用信号，如：正弦波、方波、三角波、锯齿波及一些组织函数波形如y sin（ nx） cos（mx）2、用示波器测量信号，读出信号的幅度和频率，并用坐标纸记录信号的波形四、实验原理说明描述信号有多种方法，可是是数学表达式（时间的函数） ，也可以是函数图形（即为信 号的波形）对于各种信号可分为周期信号和非周期信号；连续信号和离散信号五、实验步骤1. 连接数字信号发生器的串口通信线，打开数字信号发生器的电源2. 运行上位机的波形发生器软件，选择串口和波特率，然后选择波形，点击发送数据， 用示波器观察输出的波形3. 选择不同的频率，观察输出波形的变化五、实验报告根据实验测得的数据，绘出各种信号波形图，并写出相应数学函数表达式。

实验二 信号的抽样与恢复、实验目的1. 了解电信号的抽样方法与过程以及信号恢复的方法2. 观察连续时间信号经抽样后的波形图，了解其波形特点3. 验证抽样定理并恢复原信号实验内容1. 用示波器观察不同的抽样频率抽样得到的抽样信号2. 用示波器观察各抽样信号经低通滤波器恢复后的信号并验证抽样定理三、实验仪器1. 信号与系统实验箱 一台2. 3000XH-5 实验模块 一块3. 双踪示波器或虚拟示波器 一台4. 连接线 若干四、实验原理利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样， 抽样后的信号称为脉 冲调幅( PAM )信号在满足抽样定理条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息，并且 从抽样信号中可以无失真的恢复出原始信号抽样定理在通信系统、 信息传输理论方面占有十分重要的地位 数字通信系统是以此定 理作为理论基础 抽样过程是模拟信号数字化的第一步， 抽样性能的优劣关系到通信设备整 个系统的性能指标抽样定理指出：一个频带受限信号 m(t)，如果它的最高频率为 fh,则可以唯一的由频率等于或大于2fh的样值序列所决定抽样信号的时域与频域变化过程如图 3-1所示：5-10-TsTstf0(t)图2-1抽样信号的时域与频域变化过程信号的抽样与恢复方框图和电路原理图分别如图 2-2、2-3所示。

6图2-2信号的抽样与恢复电路框图图2-3信号的抽样与恢复电路原理图7五、实验步骤本实验使用 3000XH-5 实验模块中的信号的抽样与恢复部分1. 熟悉信号的抽样与恢复的工作原理接好电源线，将 3000XH-5 实验模块固定于信号 系统实验平台上，连接好实验模块电源，打开实验箱电源开关，按下模块电源按钮，检 查模块灯亮，实验箱开始正常工作 .2. 将同步信号源单元产生的 Vpp= 2V、fo= 1KHz的正弦波和fo= 2KHz的方波分别送入待抽样信号输入点 S_IN 和抽样脉冲信号输入点 SQU_IN ，将 PAM_OUT 端信号送入 Lp_IN 端，用示波器分别观察抽样信号输出点 pAM_OUT 和恢复后的信号输出点 S_OUT 的波形并将实验数据记录下来（实验中低通滤波器的截止频率 fC= 1KHz）3. 改变抽样脉冲信号的频率， 分别将 f0=8KHz、 16KHz 的方波送入抽样脉冲信号输入点SQU_IN ，重复实验步骤 2，比较在不同的抽样频率下恢复后的信号波形之间的差别并得 出结论4. 将同步信号源单元产生的 Vpp= 2V、 f0= 1KHz 的三角波作为待抽样信号送入 S_IN ，重复上述实验步骤。

注：由于电路设计原因，本模块输出点波形含有一定量的直流分量六、 输入、输出点参考说明1. 输入点参考说明S_IN :原信号（待抽样信号）输入点Lp_IN ：恢复后的信号输入点SQU_IN :抽样脉冲信号输入点2. 输出点参考说明pAM_OUT :抽样信号输出点S_OUT :恢复后的信号输出点七、 实验报告要求1. 整理并绘出原信号、抽样信号及恢复后的信号波形2. 比较在几种不同抽样频率情况下原信号与恢复后的信号波形，并得出结论1． 比较原信号分别为正弦波和三角波，其抽样信号波形的特点实验三 ASK 调制与解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生 ASK 信号的方法；2、掌握 ASK 非相干解调的原理二、实验内容1、观察 ASK 调制信号波形；2、观察 ASK 解调信号波形三、实验仪器1、信号源模块2、模块 3、4、 73、连接线 若干4、 20M 双踪示波器 一台四、实验原理调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制 由于被调载 波有幅度、 频率、相位三个独立的可控参量， 当用二进制信号分别调制这三种参 量时，就形成了二进制振幅键控(2ASK)、二进制移频键控(2FSK)、二进制移相 键控(2PSK)三种最基本的数字频带调制信号，而每种调制信号的受控参量只有两 种离散变换状态。

1、 2ASK 调制原理在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的 使载波在二进制基 带信号 1 或 0 的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“ 1”或 “0”，这样就可以得到 2ASK 信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控 ( OOK)2ASK信号的产生方法比较简单首先，因2ASK信号的特征是对载波的“通 －断键控”，用一个模拟开关作为调制载波的输出通 /断控制门，由二进制序列 s(t) 控制门的通断,s(t) = 1时开关导通；s(t) = 0时开关截止，这种调制方式称为通 －断键控法 其次， 2ASK 信号可视为 s(t) 与载波的乘积， 故用模拟乘法器实现 2ASK 调制也是很容易想到的另一种方式，称其为乘积法2、 2ASK 解调原理2ASK 解调有非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)两种方 法五、实验框图I 图3.1 ASK调制原理图3.2 ASK解调原理六、实验步骤（一） ASK调制实验1、 将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧, 确保电源接触良好2、 按照下表进行实验连线：源端口目的端口连线说明信号源：PN（ 8K）模块 3： ASK-NRZS4拨为“ 1100”，PN是8K伪随机码信号源：64K同步正弦波模块3： ASK载波提供ASK调制载波，幅度为4V*检查连线是否正确，检查无误后打开电源3、 以信号输入点“ ASK-NRZ ”的信号为内触发源，用示波器观察点“ASK-OUT”输出的波形，即为PN码经过ASK调制后的波形。

4、 通过信号源模块上的拨码开关 S4控制产生PN码，改变送入的基带信号, 同时改变载波频率，重复上述实验实验结束关闭电源二） ASK解调实验1、接着上面ASK调制实验继续连线：源端口目的端口连线说明模块 3: ASK-OUT模块 4： ASKINASK解调输入模块 3: ASK-DOUT模块7： DIN锁相环法位同步提取信号输入模块7: BS模块 4: ASK-BS提取的位同步信号*检查连线是否正确，检查无误后再次打开电源2、 将模块7上的拨码开关S2拨为“ 1000”观察模块4上信号输出点“ ASK-DOUT ”处的波形，把电位器 W3顺时针拧到最大，并调节的电位器 W1 （改变判决门限），直到在“ ASK-DOUT ”处观察到稳定的PN码3、 观察ASK解调输出“ OUT1 ”处波形，并与信号源产生的 PN码进行比 较调制前的信号与解调后的信号应相同，相位有一定偏移4、 通过信号源模块上的拨码开关 S4控制产生PN码，改变送入的基带信号， 同时改变载波频率，重复上述实验5、 实验结束关闭电源，拆除连线，整理实验数据与波形，完成实验报告图3.3部分试验结果图七、实验报告要求整理实验数据与波形，完成实验报告11实验四 FSK 调制与解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生 FSK 信号的方法；2、掌握 2FSK 过零检测解调的原理。

二、实验内容1、观察 FSK 调制信号波形；2、观察 FSK 解调信号波形；3、观察 FSK 过零检测解调器各点波形三、实验仪器1、信号源模块2、模块33、模块44、模块7可选5、20M双踪示波器一台6、连接线若干四、实验原理1、 2FSK 调制原理2FSK 信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序 列 0、 1 状态而变化，即载频为 f0 时代表传 0，载频为 f1 时代表传 1显然， 2FSK 信号完 全可以看成两个分别以 f0 和 f1 为载频、 以 an 和 ~an 为被传二进制序列的两种 2ASK 信号 的合成2FSK 信号的产生通常有两种方式： （1）频率选择法； （2）载波调频法在这里，我们 采用的是频率选择法2、 2FSK 解调原理FSK 有多种方法解调，如包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等这里采用的是过零检测法对 FSK调制信号进行解调 大家知道，2FSK信号的过零点数随不同载频而异， 故检出过零点数就可以得到关于频率的差异， 这就是过零检测法的基本 思想五、实验框图图4.1 FSK调试原理框图图4.2 FSK解调原理框图六、实验步骤（一） FSK调制实验1、 将信号源模块和模块3、4、7固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，确保 电源接触良好。

2、 按照下表进行实验连线表4.1连线源端口目的端口连线说明信号源：PN（8K）模块 3: FSK-NRZS4拨为“1100”，PN是8K伪随机码信号源：128K同步正弦波模块3 :载波A提供FSK调制A路载波，幅度为4V信号源：64K同步正弦波模块3:载波B提供FSK调制B路载波，幅度为4V*检查连线是否正确，检查无误后打开电源3、 将模块3上拨码开关S1都拨上以信号输入点“ FSK-NRZ”的信号为内触 发源，用双踪示波器同时观察点“ FSK-NRZ”和点“ FSK-OUT”输出的波形4、 单独将S1。