北邮2014年通信原理硬件实验报告.docx

北邮2014年通信原理硬件实验报告
通信原理硬件实验
实验报告
学院： 信息与通信工程学院
班级：
姓名：
将载频提取的锁相环闭环连接，仍使用另一VCO作为输入于锁相环的信号源，
图
锁相环的输出和输入存在差频或相差时，这种差别会体现在环路滤波器的输出上。如果环路滤波器的输出接近直流，它将对VCO形成一个负反馈控制，使锁相环输出信号的频率和相位能跟踪输入，此即同步状态（锁定状态）。锁定状态下，若输出信号的频率或相位发出轻微变化，VCO的输出都能进行跟踪。如果环路滤波器的输出是交变的，则锁相环处于失锁状态。失锁状态下锁相环中的乘法器相当于混频器，此时环路滤波器输出的是乘法器两端输入信号的差拍信号
设锁相环当前处于锁定状态，向上或向下改变锁相环的输入信号频率，使之远离VCO的中心频率，则当输入信号频率超过某边界值后，VCO将不再能跟踪输入的变化环路失锁。向上和向下改变输入信号频率对应有两个边界频率，称这两个边界频率的差值为同步带
若锁相环当前处于失锁状态，向上或向下改变锁相环的输出信号频率，使之接近VCO的中心频率，则当输入信号频率进入某边界值后，VCO将能跟踪输入的变化，环路锁定。向上和向下有有两个边界，称这两个边界频率的差值为捕捉带。
下面测量锁相环的同步带和捕捉带
按图进行连接，用示波器观看锁相环中LPF输出端信号波形
首先将信号源VCO的中心频率调到比100khz小很多的频率，使锁相环处于失锁状态。调节信号源VCO，使其频率由低往高缓慢变化，当示波器呈现信号波形由交流信号变为直流信号时，说明锁相环由失锁状态进入了锁定状态，记录输入信号的频率f2，如图所示。该图表示锁相环锁定时，环路控制电压Vin与输入信号频率的关系。在锁定状态下，环路控制电压Vin是直流
继续将信号源的频率往高调节，环路电压Vin跟着变化，直到示波器见到的信号波形由直流突变为交流信号，说明锁相环失锁，记录此时的输入信号频率f4
再从f4开始，将输入信号频率从高往低调，，直到再次失锁，记录频率f1
上述过程反复进行几次
由锁相环锁定时的环路电压Vin与输入信号频率的关系可画图，根据测量得到的f1、f2、f3及f4值可算出锁相环的同步带及捕捉带为
同步带 f1=f4-f1
捕捉带 f2=f3-f2
在上述基础上，当VCO的压控灵敏度为10khz/V时，此锁相环的同步带约为12khz，
最后，将主振荡器模块的100khz，余弦信号输入于锁相环，适当调节锁相环VCO模块中的f0旋钮，使锁相环锁定于100khz，此时LPF输出的直流电平约为零电平
恢复载波
（1）（）中的锁相环按上述过程调好，在按照图的实验连接，将加法器输出信号接至锁相环的输出端。将移相器模块印刷电路板上的频率选择开关拨到HI位置
（2）用示波器观察锁相环的LPF输出信号是否是直流信号，以此判断载波提取PLL是否处于锁定状态。若锁相环锁定，用双踪示波器可以观察发端导频信号cos2πfct 与锁相环VCO输出的信号sin(2πfct+Φ)时候同步的，二者的相应相位差为90°+Φ，且Φ很小。若锁相环失锁，则锁相环LPF输出波形是交流信号，可缓慢调节锁相环VCO模块的f0旋钮，直至锁相环LPF输出为直流，即锁相环由失锁进入锁定，继续调接f0旋钮，使LPF输出的直流电压约为0电平
（3）在确定锁相环提取载波成功后，利用双踪示波器分别观察发端的导频信号及收端载波提取锁相环中VCO的输出经移相后的信号波形，调节移相器模块中的移相旋钮，达到移相90°，使输入于相干解调的恢复载波与发来的导频信号不仅同频，也基本同相。
（4）用频谱仪观测恢复载波的振幅频谱，并加以分析。
相干解调
（1）在上述实验的基础上，，将相干解调的相乘、低通滤波模块连接上（将“TUNEABLE LPF”模块前面板上的频率范围选择开关拨到WIDE位置），并将发送来的信号与恢复载波分别连至相
干解调的乘法器的两个输入端。
（2）用示波器观察相干解调相乘、低通滤波后的输出波形。
（3）改变发端音频振荡器的频率，解调输出信号也随之改变。
需指出，由于本实验系统所提供的锁相环中的RC ，所以此DSB-SC　AM实验的调制信号频率选为10kHz。
2、实验结果
输入信号与解调信号
恢复载波与原载波