南理工电子信息工程综合实验实验报告.docx

电子信息工程综合实验
实验报告
题目:电子信息工程综合实验实验报告
院系: 电子工程与光电技术学院
姓名(学号):
指导教师:
实验日期: 2015年11月6号
目录
实验一正交调制器实验2
实验二正交相干检波器7
实验三匹配滤波器12
实验四动目标检测及相参积累17
实验五线性调频脉冲压缩29
实验总结35
实验一正交调制器实验
实验目的
;
。
实验仪器
信号源、示波器、直流稳压电源
实验原理
正交调制是一种特殊的复用技术,一般是指利用两个频率相同但相位相差90度的正弦波作为载波,同时传送两路互相独立的信号的一种调制方式。图一是具体的调制器功能框图。
图一正交调制器功能框图
如图一所示,两路互相正交的信号i(t)和q(t)分别调制角频率为Wc的互相正交的正弦波调制,调制后两路相加的波形为:
如果两路正交的信号i(t)和q(t)分别为线性调频脉冲信号的复包络的实部和虚部,即:
,
正交调制器的输出则为:
显然,正交调制器的输出为载频频率为Wc的线性调频脉冲信号。
实验电路
本实验装置主要由波形产生电路以及正交调制电路两个模块组成,硬件方面主要使用了单片机和FPGA两种可编程的器件联合实现的。单片机处理开关扫描和显示电路,FPGA实现波形产生与输出选择,具有很大的灵活性和开放性,系统原理框图如图二所示。
图二正交调制器实验装置原理框图
本实验装置的单片机选用的是Atmel公司的单片机AT89C55WD,如图三单片机的数据地址复用口全部与FPGA相连,此外地址的高三位也与FPGA相连,这主要是为了让FPGA承担为单片机地址译码器选通外设的作用。单片机的WR、RD和ALE也与FPGA相连,这是为了保证单片机与FPGA的通信时的时序问题。单片机的IO口PI口全部接到开关上,使用独立式按键结构中的查询方式。如图四所示,按键输入低电平有效,上拉电阻保证按键断开时,I/O口为高电平。
图三单片机与FPGA连接示意图图四单片机与开关连接示意图
本实验装置使用四只数码管作为显示,选用共阴电路。因单片机的I/O口有限,故使用串行移位寄存器74HC595串行连接以控制显示器的显示输出。在单片机只需要用三个I/O口分别于74HC595的14脚,11脚和12脚。
实验内容及步骤
实验装置的连接
Q9座“input”对应的“DDS信号产生器实验装置”输出频率设置为10MHz;
测量,记录并分析波形。
实验结果
DISP3=3,DISP2=2,此时观察的为10MHz中频参考本振信号,观察示波器输出,得到图形如下:
幅度平衡度为:20lg(384/648)=-
相位平衡度为:|(26-)/(26+)|*90°=°
=1,DISP3=1,DISP2=4,此时观察的为I&Q线性调频脉冲信号波形。观察示波器输出,得到图形如下:
=1,DISP3=5,DISP2=4,此时观察的为10MHz中频线性调频脉冲信号波形。观察示波器输出,得到图形如下:
DISP4=2,DISP3=4,DISP2=1,此时观察的为BPSK状态下I路和Q路视频信
号波形。观察示波器输出,得到图形如下:
DISP4=2,DISP3=5,DISP2=1,此时观察的为BPSK信号调制后的中频信号波形。观察示波器输出,得到图形如下:
DISP4=3,DISP3=4,DISP2=1,此时观察的为Fd信号I路和Q路视频信号波形。观察示波器输出,得到图形如下:
DISP4=3,DISP3=5,DISP2=1,此时观察的为Fd信号调制后的中频信号波形。观察示波器输出,得到图形如下:
DISP4=4,DISP3=4,DISP2=1,此时观察的为PN信号I路和Q路视频信号波形。观察示波器输出,得到图形如下:
DISP4=4,DISP3=5,DISP2=1,此时观察的为PN信号调制后的中频信号波形。观察示波器输出,得到图形如下:
实验分析:
从LFM、BPSK、Fd信号和PN四种信号被调制后的中频信号频谱图可以看出,它们的中心频率都为载波频率10MHz,随着信号类型的不同,有相应的频谱差别。
LFM信号频谱近似为一个矩形框;BPSK信号为SINC函数;Fd信号是冲激函数的展宽;PN信号在载频10MHz附近近似为恒定值,约偏离中心载波频率幅值变化越大。
Fd信号I通道和Q通道由于多普勒现象的存在出现了相位差,幅度也不相同,出现了幅相不平衡。
不仅是Fd信号,因为本实验的调制采用模拟电路实现,不可避免的将会出现I路和Q路信号幅值、相位的差别,引起幅相不平衡。
七