实验十-载波同步提取.docx

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1、精品文档实验十载波同步提取实验一、实验目的1、掌握用科斯塔斯（Costas）环提取相干载波的原理与实现方法。2、了解相干载波相位模糊现象的产生原因。二、实验内容1、观察科斯塔斯环提取相干载波的过程。2、观察科斯塔斯环提取的相干载波，并做分析。三、实验器材1、信号源模块一块2、③号模块一块3、⑦号模块一块4、60M双踪示波器一台5、连接线若干四、实验原理提取载波的方法一般分为两类：一类是在发送有用信号的同时，在适当的频率位置上，插入一个（或多个）称为导频的正弦波，接收端就由导频提取出载波，这类方法称为导频插入法；另一类就是不专门发送导频，而在接收端直接从发送信号中提取载波，

2、这类方法称为直接法。1、平方变换法和平方环法设调制信号为m(t)，m(t)中无直流分量，则抑制载波的双边带信号为=s(t)m(t)coswtc9欢。迎下载精品文档接收端将该信号进行平方变换，即经过一个平方律部件后就得到9欢。迎下载精品文档e(t)=m2(t)cos2wcm2(t)1w=+tm2(t)cos2t22c9欢。迎下载精品文档由式看出，虽然前面假设了m(t)中无直流分量，但m2(t)中却有直流分量，et而()表示式的第二项中包含有2ω频率的分量。若用一窄带滤波器将2ω频cc率分量滤出，再进行二分频，就获得所需的载波。根据这种分析所得出的平方变换法提取载波的方框图

3、如图10-1所示。若调制信号m(t)＝±1，该抑制载波的双边带信号就成为二相移相信号，这时可得到下式，因而，用图10-1所示的方框图同样可以提取出载波。9欢。迎下载精品文档e(t)=[m(t)coswct]2=1+1cos2wt22c9欢。迎下载精品文档图10-1平方变换提取载波由于提取载波的方框图中用了一个二分频电路，故提取出的载波存在180°的相位模糊问题。对移相信号而言，解决这个问题的常用方法是采用相对移相。平方交换法提取载波方框图中的2fc窄带滤波器若用锁相环代替，构成如图10-2所示的方框图，就称为平方环法提取载波。由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆

4、性能，平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能。因此，平方环法提取载波应用较为广泛。图10-2平方环法提取载波9欢。迎下载精品文档2、科斯塔斯环法科斯塔斯环又称同相正交环，其原理框图如下：VV3低通5V1输入已调信号输出压控振荡器环路滤波器V790о相移V2VV4低通6图10-3科斯塔斯环原理框图9欢。迎下载精品文档在科斯塔斯环环路中，误差信号V7是由低通滤波器及两路相乘提供的。压9欢。迎下载精品文档控振荡器输出信号直接供给一路相乘器，供给另一路的则是压控振荡器输出经90o移相后的信号。两路相乘器的输出均包含有调制信号，两者相乘以后可以消除调制信号的影响，经环路滤波器得

5、到仅与压控振荡器输出和理想载波之间相位差有关的控制电压，从而准确地对压控振荡器进行调整，恢复出原始的载波信号。现在从理论上对科斯塔斯环的工作过程加以说明。设输入调制信号为：9欢。迎下载精品文档m(t)coswct，则v3=m(t)coswctcos(wct+q)=1m(t)[cosq+cos(2w2ct+q)]；9欢。迎下载精品文档9欢。迎下载精品文档v=m(t)cosw4ctsin(wct+q)=1m(t)[sinq+sin(2w2ct+q)]9欢。迎下载精品文档9欢。迎下载精品文档经低通滤波器后的输出分别为：v5=1m(t)cosq；v26=1m(

6、t)sinq29欢。迎下载精品文档将v和v56在相乘器中相乘，得，v7=vv56=m2(t)sin2q189欢。迎下载精品文档上式中θ是压控振荡器输出信号与输入信号载波之间的相位误差，当θ较19欢。迎下载精品文档小时，v7»m2(t)q该式中的v47大小与相位误差θ成正比，它就相当于一个鉴9欢。迎下载精品文档9欢。迎下载精品文档相器的输出。用v7去调整压控振荡器输出信号的相位，最后使稳定相位误差减9欢。迎下载精品文档小到很小的数值。这样压控振荡器的输出就是所需提取的载波。本实验是采用科斯塔斯环法提取同步载波的。五、实验步骤1、将信号源模块和模块3、7固定在主机

7、箱上。双踪示波器，设置CH1通道为同步源。2、将信号源模块上S4拨为“1010”，将模块3上开关K3拨到“PSK”端。3、在电源关闭的状态下，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（32K）模块3：PSK-NRZS4拨为“1010”，PN是32K伪随机码信号源：128K同步正弦波模块3：PSK载波提供PSK调制载波，幅度为4V模块3：PSK-OUT模块7：PSKIN提供载波同步提取输入4、打开电源，观察PSK调制源状态。图10-1128K同步正弦波9欢。迎下载精品文档图10-2PSK调制信号（CH1是32kb