通信原理实验报告材料.doc

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1、通信原理实验报告---基本数字调制实验范晨晨613级通信工程二班实验一ASK调制及解调实验(一)实验目的1、掌握用键控产生ASK信号的方法。2、掌握ASK非相干解调的原理。(二)实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干(三)实验原理振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。在本次实验中,采用键控法进行调制,解调则采用非相干解调,即将基带信号和载波直接相乘,已调信号经过半波整流、低通滤波

2、后,通过门限判决电路解调出原始基带信号。(四)实验过程&波形分析实验项目一ASK调制1、连线,设置主控菜单,将模块9的开关S1拨为0000。2、此时系统的初始状态为:PN序列输出频率为32kHz,调节128kHz载波信号峰峰值为3V。由图可知,纵向每一大格代表500mV,共有6个大格,即峰峰值为3V。3、以9号模块TH1为触发,用示波器同时观测9号模块TH1和TH4,验证ASK调制原理。右图是左图的局部放大图像。由上图观察可知,在调制输入信号为0时,调制输出信号幅值为0;在调制输入信号为1时,调制输出信号为余弦载波,由此

3、可验证ASK的调制原理。因为PN序列输出频率为32kHz,载波信号频率为128kHz,所以一个码元应对应4个载波周期。读图可知,横向一个大格为20μS,则一个码元占据约1.5个大格,恰好对应4个载波周期。4、将PN序列输出频率改为64kHz,观察载波个数是否发生变化。左图为更改PN输出频率的界面,右图为更改频率后的调制输入信号与调制输出信号。因为PN序列输出频率为64kHz,载波信号频率为128kHz,所以一个码元应对应2个载波周期。读图可知,横轴中一个大格为10μS,则一个码元占据约1.5个大格,恰好对应2个载波周期。

4、由此可知,PN序列输出频率(即码元发送频率)从32kHz变为64kHz,使得码元周期的长度减小为原来的1/2。又因为载波的频率未变,其对应的周期长度不变,所以一个码元对应的载波个数减少为原来的1/2。实验项目二ASK解调1、保持实验项目一中的连线及初始状态。2、以9号模块TH1为触发,用示波器同时观测9号模块TH1和TH6,调节W1直至二者波型相同;再观测TP4(整流输出)、TP5(LPF-ASK)两个中间过程测试点,验证ASK解调原理。上图为调制输入信号(TH1)与解调输出信号(TH6)。最初得到的波形中,两者的码元宽

5、度不太相同,通过调节9号模块中的W1,最终使得两者波型相同,如上图所示,但存在一定的延时。CH1为TP4(整流输出)处的波形,CH2为TP5(LPF-ASK)处的波形。右图为左图的局部放大。在理论课程中已学过,整流器和低通滤波器起到包络检波的作用,前者将输入信号变为脉动直流信号,后者则转换为平缓变化的直流信号。从上图中也可观察到,经整流器和低通滤波器后,可避免载波的抖动对抽样判决的影响,减小判决误差。由此可验证ASK的解调原理:已调信号经半波整流后变为脉动直流信号,再经低通滤波后变为平缓的直流信号,然后用门限判决电平进行

6、判定。若信号幅值大于门限电平则判为“1”,若小于门限电平则判为“0”。1、以信号源的CLK为触发,测9号模块LPF-ASK,观测眼图。通过查阅课本可知:眼图,是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形,从而估计和调整系统性能的一种方法。其具体做法是用一个示波器跨接在抽样判决器的输入端,然后调整示波器水平扫描周期,使其与接收码元的周期同步。此时可以从示波器显示的图形上,观察码间干扰和信道噪声等因素影响的情况,从而估计系统性能的优劣程度。因为在传输二进制信号波形时,示波器显示的图形很像人的眼睛,故名“眼图”。若存在码间串扰,则

7、形成的眼图线迹杂乱,“眼睛”张开的较小,且眼图不端正。眼图中“眼睛”张开越大,眼图越端正,则码间串扰越小;反之,码间串扰越大。当存在噪声时,眼图的线迹会变成比较模糊的带状的线,且噪声越大,线条越粗,越模糊。“眼睛”张开得越小。除了定性反映码间串扰和噪声的大小,从眼图中还可以得知:最佳抽样时刻是“眼睛”张开最大的时刻;定时误差灵敏度是眼图斜边的斜率;图的阴影区的垂直高度表示抽样时刻上信号受噪声干扰的畸变程度;图中央的横轴位置对应于判决门限电平等等。观察在实验中得到的眼图,可发现此图中“眼睛”张开较大,眼图端正,线迹也比较清

8、晰,因此基本上没有受到码间串扰和噪声的影响。(五)实验报告题目1、分析实验电路的工作原理,简述其工作过程;从信号源发出频率为32kHz的PN序列,即为单极性非归零码。将其与128kHz的载波相乘,便完成ASK的调制;将调制后信号进行半波整流和低通滤波,然后根据门限电平进行抽样判决,便可完成ASK的解调。1、分析ASK

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