【正文】 于失鎖狀態(tài)。 若鎖相環(huán)當(dāng)前處于失鎖狀態(tài)，向上或向下改變鎖相環(huán)的輸出信號(hào)頻率，使之接近 VCO的中 心頻率，則當(dāng)輸入信號(hào)頻率進(jìn)入某邊界值后， VCO 將能跟蹤輸入的變化，環(huán)路鎖定。如果環(huán)路濾波器的輸出是交變的，則鎖相環(huán)處于失鎖狀態(tài)。 按圖將載頻提取的鎖相環(huán)閉環(huán)連接，仍使用另一 VCO 作為輸入于鎖相環(huán)的信號(hào)源，如圖所示。此時(shí)，圖中的乘法器相當(dāng)于混頻器。值得注意的是，不同 GAIN 值對(duì)應(yīng)不同的 VCO 壓控靈敏度。 用示波器觀看 VCO 的輸出波形及工作頻率 f0，然后旋轉(zhuǎn) VCO 模塊前面板上的 f0旋鈕，改變 VCO 中心頻率 f0，其頻率范圍約為 70~130khz。此導(dǎo)頻信號(hào)功率約為已調(diào)信號(hào)功率的 倍。 4. 掌握鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶的測(cè)量方法，掌握鎖相環(huán)提取載波的調(diào)試方法。 通信原理硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)一 ：雙邊帶抑制載波調(diào)幅 （ DSBSC AM） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 了解 DSBSC AM 信號(hào)的產(chǎn)生及相干解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。 實(shí)驗(yàn)步驟 及系統(tǒng)框圖 圖 （ 1） 抑制載波的雙邊帶產(chǎn)生方法 DSBSC AM 信號(hào)的產(chǎn)生 （ 1） 按照?qǐng)D所示，將音頻振蕩器輸出的模擬音頻信號(hào)及主振蕩器輸出的 100khz 模擬載波信號(hào)分別用連接線連至乘法器的兩個(gè)輸入端 （ 2） 用示波器觀看音頻振蕩器輸出信號(hào)的信號(hào)波形幅度及振蕩頻率，調(diào)整音頻信號(hào)的輸出頻率為 10khz，作文均值為 0 的控制信號(hào) （ 3） 用示波器觀看主振蕩器輸出信號(hào)波形的幅度及振蕩頻率 （ 4） 用示波器觀看乘法器的輸出波形，并注意已調(diào)信號(hào)波形的相位翻轉(zhuǎn)與調(diào)制信號(hào)波形關(guān)系 （ 5） 測(cè)量已調(diào)信號(hào)的振幅頻譜，注意其振幅頻譜的特點(diǎn) （ 6） 按照?qǐng)D將 DSBSC AM 信號(hào)及導(dǎo)頻 分別連到加法器的輸入端，觀看加法器的輸出波形及振幅頻譜，分別調(diào)整加法器中的增益 G 和 g，具體調(diào)整方法如下 （ a） 首先調(diào)整增益 G：將加法器的 B 輸入接地端接地， A 輸入端接已調(diào)信號(hào)，用示波器觀看加法器 A輸入端的信號(hào)幅度與加法器輸出信號(hào)幅度。 DSBSC AM 信號(hào)的相干解調(diào)及載波提取 1. 鎖相環(huán)調(diào)試 單獨(dú)測(cè)量 VCO 性能 VCO 模塊及其電路框圖如圖所示。 然后將可變直流電壓模塊的 DC 輸出端與 VCO 模塊的 vin 端相連接，雙蹤示波器分別接于 VCO 輸 出端及 DC 輸出端。從 2V 至 +2V 改變直流電壓，觀察 VCO 的頻率及線性工作范圍。 單獨(dú)測(cè)量鎖相環(huán)中的相乘、低通濾波器的工作是否正常。 在實(shí)驗(yàn)中 ，將另一 VCO 作為信號(hào)源輸出與乘法器。 鎖相環(huán)的輸出和輸入存在差頻或相差時(shí)，這種差別會(huì)體現(xiàn)在環(huán)路濾波器的輸出上。失鎖狀態(tài)下鎖相環(huán)中的乘法器相當(dāng)于混頻器，此時(shí)環(huán)路濾波器輸出的是乘法器兩端輸入信號(hào)的差拍信號(hào)。 向上和向下有有兩個(gè)邊界，稱這兩個(gè)邊界頻率的差值為捕捉帶。調(diào)節(jié)信號(hào)源 VCO，使其頻率由低往高緩慢變化，當(dāng)示波器呈現(xiàn)信號(hào)波形由交流信號(hào)變?yōu)橹绷餍盘?hào)時(shí)，說(shuō)明鎖相環(huán)由失鎖狀態(tài)進(jìn)入了鎖定狀態(tài)，記錄輸入信號(hào)的頻率 f2，如圖所示。 再?gòu)?f4 開始，將輸入信號(hào)頻率從高往低調(diào)，記錄再次捕捉到同步時(shí)的頻率 調(diào)節(jié)頻率，直到再次失鎖，記錄頻率 f1。 2．恢復(fù)載波 （ 1）將圖中的鎖相環(huán)按上述過(guò)程調(diào)好，在按照?qǐng)D的實(shí)驗(yàn)連接，將加法器輸出信號(hào)接至鎖相環(huán)的輸出端。 +Φ ，且 Φ 很小。 （ 4）用頻譜儀觀測(cè)恢復(fù)載波的振幅頻譜，并加以分析。 需指出，由于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的鎖相環(huán)中的 RC LPF 的3dB 帶寬為 ，所以此 DSBSC AM 實(shí)驗(yàn)的調(diào)制信號(hào)頻率選為 10KHz。 鎖相環(huán)鎖定 鎖定頻譜 鎖相環(huán)失鎖 鎖相環(huán)同步帶與捕捉帶取值： f1 f2 f3 f4 f/kHz Vin/V 示意圖： (鎖相環(huán)中心頻率 f0=，見(jiàn)上鎖相環(huán)鎖定頻譜圖 ) 恢復(fù)載波 在調(diào)節(jié)好鎖相環(huán)之后 ,LPF 輸出已經(jīng)基本為 直流信號(hào) 了 ,這是表示鎖相環(huán)已經(jīng)是 鎖定狀態(tài)了 而此時(shí)用雙蹤示波器觀察到導(dǎo)頻信號(hào)和鎖相環(huán)輸出信號(hào)是同步的 ,相位相差 約為 90176。當(dāng)調(diào)節(jié)加法器增益后，輸出波形幅度也相應(yīng)變化，說(shuō)明已調(diào)信號(hào)的幅度與載頻幅度成正比。由相干解調(diào)的截圖可知，解調(diào)信號(hào)和產(chǎn)生的 DSBSC AM 信號(hào)包絡(luò)基本是一致的，略有相移。在調(diào)制信號(hào)的負(fù)半周，已調(diào)與原載波反相；在調(diào)制信號(hào)的正半周，已調(diào)波與原載波同相；在調(diào)制信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)處，調(diào)幅信號(hào)發(fā)生 1800相位突變。 答：答： 中心頻率為 100KHz，帶寬為 20KHz 已調(diào)信號(hào)信號(hào)功率： 導(dǎo)頻信號(hào)功率： 再帶入實(shí)驗(yàn)中測(cè)的數(shù)據(jù)得： 3. 實(shí)驗(yàn)中載波提取鎖相環(huán)的 LPF 是否可用 TIMS系統(tǒng)中的 ”TUNEABLE LPF”?請(qǐng)說(shuō)明理由。實(shí)驗(yàn)提供鎖相環(huán)濾波中心頻率為 ，當(dāng)音頻信號(hào)變?yōu)?1kHz 時(shí)將 不能得到正確輸出。 2. 了解 AM 的信號(hào)波形及振幅頻譜的特點(diǎn)，并掌握調(diào)幅系數(shù)的測(cè)量方法。 （ 3） 分別調(diào)整加法器的增益 G 和 g 均為 1。 （ 7） 測(cè)量 a= 的 AM 信號(hào)振幅頻譜。 （ 4） 改變輸入 AM 信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)，觀察包絡(luò)檢波器輸出波形是否隨之改變。 在 a1 的范圍內(nèi)，調(diào)解調(diào)幅系數(shù)的大小僅對(duì)調(diào)幅波幅度有影響，波的形狀沒(méi)有改變。 思考題 1. 在什么情況下，會(huì)產(chǎn)生 AM 信號(hào)的過(guò)調(diào)現(xiàn)象？ 答：當(dāng)調(diào)制系數(shù) a1 時(shí)會(huì)產(chǎn)生 AM 信號(hào)的過(guò)調(diào)現(xiàn)象。 答：不可以，因?yàn)?DSB— SC AM 信號(hào)波形的包絡(luò)并不代表調(diào)制信號(hào)，在與 t 軸的交點(diǎn)處有相位翻轉(zhuǎn)。 實(shí)驗(yàn)步驟 FM 信號(hào)的產(chǎn)生 （ 1）單獨(dú)調(diào)測(cè) vco （ a）將 vco 模塊的印刷電路板上的撥到開關(guān)置于 vco 模式，將頻率選擇開關(guān)置于“ hi”狀態(tài)。若鎖相環(huán)已鎖定，則在 LPF 輸出的信號(hào)應(yīng)該是直流分量疊加模擬基帶信號(hào)。 鎖相環(huán)鎖定 鎖定頻譜 解調(diào)輸出波形 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 觀察波形，與原始信號(hào)波形對(duì)比可 知，在幅值達(dá)到最大時(shí)， FM 波形密集，在幅值達(dá)到最小時(shí)， FM 波形疏松。 思考題 1. 本實(shí)驗(yàn)的 fm 信號(hào)調(diào)制指數(shù)是多少？ fm 信號(hào)的帶寬是多少？ 答：調(diào)制指數(shù)為 ，信號(hào)帶寬為 2. 為了解決 FM 大頻偏及中心頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，可采用什么方案 來(lái)產(chǎn)生 fm 信號(hào)？ 答：采用間接調(diào)頻的辦法，即先產(chǎn)生窄帶信號(hào)，再經(jīng)過(guò)倍頻、混頻產(chǎn)生符合要求的寬帶信號(hào)。 實(shí)驗(yàn)四：線路碼的編碼與解碼 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 了解各種常用線路線路碼的信號(hào)波形及其功率譜。 3．用序列碼產(chǎn)生器產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字信號(hào)，再加入線形編碼器進(jìn)行編碼分別產(chǎn)生，不歸零絕對(duì)碼（ NRZL），不歸零相對(duì)碼（ NRZM），單極性歸零碼（ UNTRZ），雙極性歸零碼（ BIPRZ）， AMI 碼和分裂碼（ Machester碼）用示波器觀察通過(guò)放大器后的波形，并觀察眼圖。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 原始碼型 1. 雙極性不歸零碼（ NRZL）信號(hào)波形 2. 基于傳號(hào)的差分雙極性不歸零碼（ NRZM）信號(hào)波形 3. 單極性不歸零碼（ UNIRZ）信號(hào)波形 4. 雙極性歸零碼（ BIPRZ）信號(hào)波形 5. 歸零的傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（ RZAMI）信號(hào)波形 6. BIOL 信號(hào)波形 7. DICODENRZ 信號(hào)波形 8. DUOBINARY 信號(hào)波形 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 由上述的頻譜分析可以清晰地看出各種編碼的特性：例如對(duì)比雙極性不歸零碼與單極性不歸零碼，從其頻譜中可得單極性不歸零碼具有離散分量；雙極性歸零碼的主瓣寬度是雙極性不歸零碼的主瓣寬度的兩倍。將移向模塊印刷電路板上的撥動(dòng)開關(guān)撥到 lo。說(shuō)明原理 （ 5） 將恢復(fù)時(shí)鐘送至線路解碼器的時(shí)鐘輸入端，線路碼的譯碼器輸出原發(fā)送的偽隨機(jī)序列。 實(shí)驗(yàn)六：眼圖 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中“眼圖”的觀察方法及其作用。 4. 用雙蹤示波器同時(shí)觀察可調(diào)低通濾波器的輸出波形及 的時(shí)鐘信號(hào)。通過(guò)“眼睛”的張開程度可以觀察碼間干擾和加性噪聲對(duì)接收基帶信號(hào)的影響，從而估計(jì)出系統(tǒng)的性能。 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 自主設(shè)計(jì)圖中的提取時(shí)鐘的實(shí)驗(yàn)方案，完成恢復(fù)時(shí)鐘（ TTL 電平）的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。調(diào)節(jié)判決模塊前面板上的判決點(diǎn)旋鈕，使得在眼圖睜開最大處進(jìn)行采樣、判決。 六次通原硬件實(shí)驗(yàn)通過(guò)和隊(duì)友的合作完成了實(shí)驗(yàn)要求的全部?jī)?nèi)容，在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)鞏固了理論課的知識(shí)點(diǎn)。這些過(guò)程看似磨難，延緩了我們的試驗(yàn)進(jìn)度，但也正是這些困難使我們有了真正的鍛煉與提高。 第二，試驗(yàn)中的一些結(jié)論都是書本上講過(guò)的，失去了新鮮感，于是最開始我們抱著一種完成任務(wù)的心