【文章內容簡介】 khz 范圍內變化 （ 2）將鎖相環(huán)閉環(huán)連接，將另一個 vco 作為信源，接入鎖相環(huán)，測試鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶。 （ 3）將已調測好的 FM 信號輸入于鎖相環(huán)，用示波器觀察解調信號。若鎖相環(huán)已鎖定，則在 LPF 輸出的信號應該是直流分量疊加模擬基帶信號。 （ 4）改變發(fā)端的調制信號頻率，觀察 FM 解調的輸出波形變化。 實驗結果 波的產(chǎn)生 VCO100KHZ 的中心頻率 音頻震蕩信號調到 2khz 產(chǎn)生的 FM 波的波 形 可見在原信號幅度較大時， FM 波頻率較小，波形較松；原信號幅度較小時， FM 波頻率較大，波形較密。 VCO 開環(huán)鎖相環(huán)通過低通之前的頻譜 VCO 開環(huán)過低通后波形及頻譜 閉換 VCO 過低通之前 )失鎖 閉環(huán)過低通 由頻譜可清楚地看到低通濾波器濾掉了高頻成分 兩頻率相差極大，鎖相環(huán)輸出 頻率相差極大時過低通后 由其頻譜可見當兩頻率相差極大是鎖相環(huán)輸出亦接近零頻，效果類似于“被鎖定”。 鎖相環(huán)鎖定 鎖定頻譜 解調輸出波形 實驗結果分析 觀察波形，與原始信號波形對比可 知，在幅值達到最大時， FM 波形密集，在幅值達到最小時， FM 波形疏松。原始信號通過對頻率的影響，產(chǎn)生疏密差別，從而達到傳輸信息的作用。 由頻域可知， FM 波的帶寬較同情況下的 AM 寬， 頻域上頻譜成分豐富， 且與調制系數(shù)有關。 實驗中采用了鎖相環(huán)解調，使得 VCO 的輸入輸出調頻信號是同頻的幾乎同相，能夠較好地解調出原調制信號。 思考題 1. 本實驗的 fm 信號調制指數(shù)是多少？ fm 信號的帶寬是多少？ 答：調制指數(shù)為 ，信號帶寬為 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 來產(chǎn)生 fm 信號？ 答：采用間接調頻的辦法，即先產(chǎn)生窄帶信號，再經(jīng)過倍頻、混頻產(chǎn)生符合要求的寬帶信號。 3. 對于本實驗具體所用的鎖相環(huán)及相關模塊，若發(fā)端調制信號頻率為 10kHz，請問實驗三中的鎖相環(huán)能否解調出原調制信號？為什么？ 答：不能。當發(fā)端調制信號頻率超過一定范圍時，將不能與鎖相環(huán)的環(huán)路濾波相匹配，無法解調出原調制信號。 4. 用于調頻解調的鎖相環(huán)與用于載波提取的鎖相環(huán)有何不同？ 答： 調頻解調的鎖相環(huán)的輸出是 LPF 的輸出，其頻率和相位與調頻信號時相同的； 恢復載波的鎖相環(huán)的輸出是 VCO 的輸出，其頻率與調頻信號是相 同的，但相位與原調制信號相差 。 實驗四：線路碼的編碼與解碼 實驗目的 1. 了解各種常用線路線路碼的信號波形及其功率譜。 2. 了解線路碼的解碼。 實驗步驟及連接圖 1．用 Tims系統(tǒng)中主振蕩器（ Master Signals）、序列碼產(chǎn)生（ Sequence Generator）、線性編碼器（ LineCode Encoder），緩沖放大器（ Buffer Amplifier），線性解碼器（ LineCode Decoder）組成如圖（ 10）所示的線性編碼電路和線性解碼電路。 2．主振蕩器 信號輸入到線形編碼器 端，往其內部電路分頻，由 輸出，作為碼時鐘，頻率 ，分別給序列碼產(chǎn)生器和解碼的時鐘。 3．用序列碼產(chǎn)生器產(chǎn)生一個數(shù)字信號，再加入線形編碼器進行編碼分別產(chǎn)生，不歸零絕對碼（ NRZL），不歸零相對碼（ NRZM），單極性歸零碼（ UNTRZ），雙極性歸零碼（ BIPRZ）， AMI 碼和分裂碼（ Machester碼）用示波器觀察通過放大器后的波形，并觀察眼圖。 圖 （ 10） 線性編碼與解碼連線圖 4．將此信號通過緩沖放大器，作為模擬信 道，其帶寬可以調整，用示波器觀察通過放大器后的波形，并觀察其眼圖。 5．再用線性解碼器解碼，此時輸入的狀態(tài)要和編碼器輸出狀態(tài)相同。 6．用加法器和噪聲產(chǎn)生器構成有線信道，重復以上實驗。 實驗結果 原始碼型 1. 雙極性不歸零碼（ NRZL）信號波形 2. 基于傳號的差分雙極性不歸零碼（ NRZM）信號波形 3. 單極性不歸零碼（ UNIRZ）信號波形 4. 雙極性歸零碼（ BIPRZ）信號波形 5. 歸零的傳號交替反轉碼（ RZAMI）信號波形 6. BIOL 信號波形 7. DICODENRZ 信號波形 8. DUOBINARY 信號波形 實驗結果分析 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。這些和書上學到的知識一致，通過實驗我們對這些書本上的知識有了更直觀更深刻的理解。 在收端，只要將雙極性歸零碼的信號波形經(jīng)簡單的非線性變換（全波整流）變?yōu)閱螛O性歸零碼，即可從中提取定時信息。 實驗五：時鐘恢復 實驗目的 (1) 了解從線路碼中提取時鐘的原理 (2) 了解從 RZAMI 碼中提取 時鐘的實現(xiàn)方法 實驗步驟 （ 1） 按圖連接各模塊。將移向模塊印刷電路板上的撥動開關撥到 lo。 （ 2） 用示波器觀察各點波形。 （ 3） 調節(jié)緩沖放大器的 k 波形，是的放大器輸出波形足夠大，經(jīng)移相器移相后，比較器輸出 ttl電平的恢復時鐘。 （ 4） 就恢復時鐘與發(fā)送時鐘分別送至雙蹤示波器，調節(jié)移相器的移相，使得恢復時鐘與發(fā)送端時鐘相位相一致。說明原理 （ 5） 將恢復時鐘送至線路解碼器的時鐘輸入端，線路碼的譯碼器輸出原發(fā)送的偽隨機序列。 實驗結果 輸入 AMI 的波形圖 經(jīng)過 Multiplier 的輸出 經(jīng)過乘法器后，波形全變?yōu)檎⑶翌l譜成分增 加，在頻率為二分之一碼速附近功率較大 經(jīng)過 Bitclock out bpf1 的輸出 經(jīng)過帶通濾波器，取出信號主要成分，即時鐘分量 Buffer out (ka) Phase shifter out Utilities out(提取得到的時鐘 ) 提取的時鐘為離散的脈沖信號，在頻譜上清晰顯示出來。 Linecode decoder(解碼輸出 ) 實驗結果分析 由于 AMI(RZ)碼的傳號交替反轉，所以其信號波形的功率譜中無離散的直流分量，功率集中于頻率為二分之一碼速附近。雖然它的功率 譜中無離散時鐘分量，在收端， 通過乘法器， 將雙極性歸零碼的信號波形經(jīng)簡單的非線性變換（全波整流）變?yōu)閱螛O性歸零碼，即可從中提取 出離散的時間分量，再經(jīng)過還原可以得到原始波形中的完整時鐘 。 實驗六：眼圖 實驗目的 了解數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中“眼圖”的觀察方法及其作用。 實驗步驟 1. 將可調低通濾波器模板前面板上的開關置于 NORM 位置。 2. 將主信號發(fā)生器的 電平的方波輸入于線路碼編碼器的 端，經(jīng)四分頻后，由 端輸出 的時鐘信號。 3. 將序列發(fā)生器模塊的印刷電路板上的雙列直插開 關選擇“ 10”，產(chǎn)生長為 256的序列碼。 4. 用雙蹤示波器同時觀察可調低通濾波器的輸出波形及 的時鐘信號。并調節(jié)可調低通濾波器的 TUNE 旋鈕及 GAIN 旋鈕，以得到合適的限帶基帶信號波形，觀察眼圖。 實驗結果 眼圖圖形 實驗結果分析 將接收波形輸入于示波器垂直放大器，同時調整示波器的水平掃描周期為輸入碼元周期的整數(shù)倍，這時在示波器上就出現(xiàn)了眼圖。如圖所示，為二進制 PAM 產(chǎn)生的眼圖。通過“眼睛”的張開程度可以觀察碼間干擾和加性噪聲對接收基帶信號的影響，從而估計出系統(tǒng)的性能。圖中“眼睛”張開較大， 斜邊的斜率較陡，說明該系統(tǒng)性能較好，噪聲等影響較小。 實驗七：采樣、判決 實驗目的 1. 了解采樣、判決在數(shù)字通信系統(tǒng)中的作用及其實現(xiàn)方法。 2. 自主設計從限帶基帶信號中提取時鐘、并對限帶基帶信號進行采樣、判決、恢復數(shù)據(jù)的實驗方案，完成實驗任務。 實驗步驟 1. 自主設計圖中的提取時鐘的實驗方案，完成恢復時鐘（ TTL 電平）的實驗任務。 2. 按照下圖所示，將恢復時鐘輸入于判決模塊的 時鐘輸入端（ TTL 電平）。將可調低通濾波器輸出的基帶信號輸入于判決模塊，并將判決模塊印刷電路板上的波形選擇開關 SW1 撥到 NRZL 位置（雙 極性不歸零碼）， SW2 開關撥到“內部”位置。 3. 用雙蹤示波器同時觀察眼圖及采樣脈沖。調節(jié)判決模塊前面板上的判決點旋鈕，使得在眼圖睜開最大處進行采樣、判決。對于 NRZL 碼的最佳判決電平是零，判決輸出的是 TTL 電平的數(shù)字信號。 實驗結果 恢復時鐘 在眼圖睜開最大處采樣 同時觀察序列輸入與判決輸出的波形 實驗結果分析 整流提取時鐘并通過移相器使其與原來的定時信息同步，將眼圖的中央橫軸位置作為判