通信原理实验报告Word格式.docx
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实验二抑制载波双边带的产生
一:
实验目的:
1:
了解抑制载波双边带调制器的基本原理。
2:
测试SC—DSB调制器的特性。
二:
实验原理:
方法一电路:
将TIMS系统中的音频振荡器(AudioOscillator)、主振荡器(MasterSignals)、和乘法器(Multiplier)按实验要求图形连接。
三:
实验波形:
产生SC--DSB方法一:
音频振荡频率约为1KHZ
调整频率后的DSB图形一:
调整频率后的DSB图形二:
DSB信号产生方法二:
VCO输出频率约为9KHZ
四、思考题
1.如何能使示波器上清晰的观察到载波信号的变化?
答:
(1)采用正确的触发方式,可以采用自动触发
(2)把横坐标间隔调节适中,足以看到信号包络变化
2.用频率计直接读出SC-DSB信号,将会读出什么值?
SC-DSB信号为对正弦信号的频谱进行搬移,为两个频率的叠加。
因此用频率计读出的值会来回摆动,且以载波频率为中心频率。
实验三振幅调制
实验目的
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。
方法一电路:
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)按实验书本图形连接。
方法一
AM波的最小值
AM波的最大值(调制系数近似为1)
超调波形
方法二
AM调制波(调制系数为
)
改变调制系数的AM波
1、当调制系数大于1时,调制系数
此公式是否合适。
不合适。
因为此时包络已经失真,幅度最小值并非为实际最小值。
这个公式仅适用于调制系数小于1的时候。
2、用图五产生一般调幅波,为何载波分量要和SC-DSB信号同相。
若两个相位差900时,会产生什么波形。
因为最后的一般调幅信号为:
(1+coswct)*coswt,其中由两部分组成,在采用相干解调时,就要求载波分量和DC-DSB信号同频同相。
若两个信号相位相差90度时,这是一个振幅不断变化的调频波。
实验四包络与包络再生
了解包络检波器的基本构成和原理。
实验原理及步骤:
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(HeadphoneAmplifier)中的3KHZ低通滤波器按书本图形要求方式连接:
3、用示波器观察调制系数为0.5和1.5的输出波形。
4、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。
AM波形
解调波形
调制系数为0.5
调制系数为1.5
(可以看到波形明显失真)
解调信号与调制信号对比
(调制系数为0.5)
(调制系数为1.5)
采用“DIODE+LPF“后的整流波形:
四、思考题
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的包络并不能反映调制信号,在与t轴相交处有相位翻转。
整流后波形的包络并非调制信号。
2、比较同步检波和包络检波的优缺点。
包络检波的优点:
简单、经济。
缺点:
总发射功率中的大部分分配给了载波,调制效率低。
同步检波的优点:
精确,效率高。
复杂,设备昂贵。
3、若调制系数大于1,是否可用包络检波来还原信号。
不可以,因为信号出现过调,该包络并不能代表被调制的信号。
如果进行整流的话会出现一定的失真,得到的信号不为调制信号。
实验十一取样与重建
了解取样定理的原理,取样后的信号如何恢复原信号。
取样时钟应如何选取。
实验步骤:
1、将Tims系统中,主振荡器(MasterSignal)、音频振荡器(AudioOscillators)、双脉冲产生器(TwinPulseGenerator)、双模拟开关(DualAnalogSwitch)和音频放大器(HeadphoneAmplifier)按书本图形要求连接:
2、将主振荡器中的8.3kHz取样信号的输出接到双脉冲产生器的CLK输入端。
3、将双脉冲产生器Q1的输出接至双模拟开关的控制1(Control1)的输入端。
4、将主振荡器的Message输出端的信号(2kHz)接到双模拟开关的In1输入端。
5、用示波器观察双模拟开关的输出信号。
6、将双模拟开关的输出信号接到音频放大器的输入端。
再用示波器进行观察。
若输出信号太小可调整音频放大器放大量。
7、用VCO的模拟输出替代主振荡器的取样信号。
接到双脉冲产生器的输入,使VCO在3kHz~6kHz之间进行变化,观察音频放大器的输出,并与主振荡器的Message输出端信号进行比较,得出信号不失真所需的最小取样频率。
双脉冲产生器的输出:
双模拟开关的输出:
使用VCO做时钟的取样信号和恢复信号:
恢复信号和主振荡器的信号:
降低取样频率:
(恢复信号明显失真)
1、为什么要从取样信号中恢复原信号,需要低通滤波器画出取样信后的频谱?
因为其为调频波,其频谱的变化规律反映了调制信号。
取样的原理就是利用一定周期的脉冲信号与音频信号相乘,在频域上是对音频信号进行频谱的复制,搬移。
使用低通滤波器滤取一个基带带宽的信号后恢复原来的频谱。
2、为什么取样脉冲的频率要大于两倍信号频率,而不是等于。
因为取样脉冲的频率要等于两倍信号频率时,此时是为奈奎斯特取样频率,但是由于其频谱是连续的,不容易用滤波器恰好滤出原信号。
实验总结
本次实验,是对通信原理中学到的信号的调制,解调的实际操作,通过实验的操作和对实验结果的分析,进一步加深了对所学理论知识的理解。
本次实验中采用的TIMS系统是用模块来实现各个功能,掌握和应用都相当方便,实验波形可以直接保存,减少了实验中不必要的时间,便我们把更多的精力用于思考信号的处理原理。
通过对本次实验结果的分析,还注意到了理论和实际的区别,一些理论的波形和操作在实验条件下很难实现,但在一定的精度要求下还是基本吻合的。
通过实验的各项要求的完成,对实验内容所涉及的各种调制与解调有了更加深刻的印象和更为形象的了解。
本次实验不仅锻炼了自己与同伴合作完成实验的能力,另一方面,通过在实验中的讨论和争执,对一些问题有了更全面的认识。
总的来说,这次实验比较顺利,相信我在实验中所收获的一定能为以后的学习打下基础,很感谢实验老师在实验中给予的指导和帮助。
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