北邮通信原理硬件实验报告.docx

信息与通信工程学院
通信原理硬件实验报告
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指导教师:
实验日期:2016年4月6日—5月25日
实验一:双边带抑制载波调幅(DSB-SC AM)
一、实验目的
1、了解DSB-SC AM信号的产生以及相干解调的原理和实现方法。
2、了解DSB-SC AM信号波形以及振幅频谱特点,并掌握其测量方法。
3、了解在发送DSB-SC AM信号加导频分量的条件下,收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法。
4、掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法,掌握锁相环提取载波的调试方法。
二、实验原理
DSB信号的时域表达式为
频域表达式为
其波形和频谱如下图所示
DSB-SC AM 信号的产生及相干解调原理框图如下图所示
将均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到DSB—SC AM信号,其频谱不包含离散的载波分量。
DSB—SC AM信号的解调只能采用相干解调。为了能在接收端获取载波,一种方法是在发送端加导频,如上图所示。收端可用锁相环来提取导频信号作为恢复载波。此锁相环必须是窄带锁相,仅用来跟踪导频信号。
在锁相环锁定时,VCO输出信号sin2πfct+φ与输入的导频信号cos2πfct的频率相同,但二者的相位差为φ+90°,其中很小。锁相环中乘法器的两个输入信号分别为发来的信号s(t)(已调信号加导频)与锁相环中VCO的输出信号,二者相乘得到
ACmtcos2πfct+Apcos2πfct∙sin2πfct+φ
=Ac2mtsinφ+sin4πfct+φ+Ap2sinφ+sin4πfct+φ
在锁相环中的LPF带宽窄,能通过Ap2sinφ分量,滤除m(t)的频率分量及四倍频载频分量,因为很小,所以约等于。LPF的输出以负反馈的方式控制VCO,使其保持在锁相状态。锁定后的VCO输出信号sin2πfct+φ经90度移相后,以cos2πfct+φ作为相干解调的恢复载波,它与输入的导频信号cos2πfct同频,几乎同相。
相干解调是将发来的信号s(t)与恢复载波相乘,再经过低通滤波后输出模拟基带信号
ACmtcos2πfct+Apcos2πfct∙cos2πfct+φ
=Ac2mtcosφ+cos4πfct+φ+Ap2cosφ+cos4πfct+φ
经过低通滤波可以滤除四倍载频分量,而Ap2cosφ是直流分量,可以通过隔直流电路滤除,于是输出为Ac2mtcosφ。
三、实验框图
1、根据原理图得到产生DSB-SC AM信号的实验连接框图如图所示
2、DSB-SC AM信号的相干解调及载波提取实验连接图
3、测量VCO的压控灵敏度
四、实验步骤
1、DSB—AC信号的产生
(1)将音频振荡器输出的模拟音频信号及住振荡器输出的100KHZ模拟载频信号分别用连线联结至乘法器的两个输入端。
(2)用示波器观看音频振荡器输出信号的信号波形的幅度和振荡频率,调整为10KHZ,作为均值为0的调制信号m(t)。
(3)用示波器观看主振荡器输出波形的幅度及振荡频率。
(4)用示波器观看乘法器的输出波形,并注意已调信号波形的相位翻转与调制信号波形的关系。
(5)测量已调信号的振幅频谱,注意其振幅频谱的特点。
(6)将已调信号和导频分量加到加法器的两个输入端,调整加法器上的参数G和g,使其与实际相符。观看输出波形及其频谱。具体调整方法如下:
:将加法器的B输入接地端接地,A输入端接已调信号,用示波器观看加法器A输入端的信号幅度与加法器输出信号幅度。调节旋钮G,使得加法器输出幅度与输入一致,说明此时G=1
:加法器A输入端仍接已调信号,B输入端接导频信号。用频谱仪观看加法器输出信号的振幅频谱,调节增益g旋钮,。。
2、DSB—AC信号的相干解调及其载波提取
(1)锁相环的调试:
VCO模块及其框图如上述实验框图所示。
将VCO模块前面板上的频率选择开关拨到HI载波频段的位置,VCO的VIN输入端暂不接信号。用示波器观看VCO的输出波形及工作频率,然后旋转VCO模块前面板上的f0按钮,改变VCO中心频率,其频率范围约为70~130KHz。
然后将可变直流电压模块的DC输出端与VCO模块的VIN相连接,双踪示波器分别接于VCO输出端及DC输入端。
,调整VCO模块的f0按钮,使VCO的中心频率f0为100KHz。
-2V至+2V改变直流电压,观察VCO的频率及其线性工作范围。
,使得在可变直流电压为±1V时的VCO频率频偏为±10