【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 khz 范圍內(nèi)變化 （ 2）將鎖相環(huán)閉環(huán)連接，將另一個(gè) vco 作為信源，接入鎖相環(huán)，測(cè)試鎖相環(huán)的同步帶及捕捉帶。 （ 3）將已調(diào)測(cè)好的 FM 信號(hào)輸入于鎖相環(huán)，用示波器觀察解調(diào)信號(hào)。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)。 （ 4）改變發(fā)端的調(diào)制信號(hào)頻率，觀察 FM 解調(diào)的輸出波形變化。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 波的產(chǎn)生 VCO100KHZ 的中心頻率 音頻震蕩信號(hào)調(diào)到 2khz 產(chǎn)生的 FM 波的波 形 可見(jiàn)在原信號(hào)幅度較大時(shí)， FM 波頻率較小，波形較松；原信號(hào)幅度較小時(shí)， FM 波頻率較大，波形較密。 VCO 開(kāi)環(huán)鎖相環(huán)通過(guò)低通之前的頻譜 VCO 開(kāi)環(huán)過(guò)低通后波形及頻譜 閉換 VCO 過(guò)低通之前 )失鎖 閉環(huán)過(guò)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(shí)過(guò)低通后 由其頻譜可見(jiàn)當(dāng)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(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。原始信號(hào)通過(guò)對(duì)頻率的影響，產(chǎn)生疏密差別，從而達(dá)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(diào)制系數(shù)有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)中采用了鎖相環(huán)解調(diào)，使得 VCO 的輸入輸出調(diào)頻信號(hào)是同頻的幾乎同相，能夠較好地解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)。 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)。 3. 對(duì)于本實(shí)驗(yàn)具體所用的鎖相環(huán)及相關(guān)模塊，若發(fā)端調(diào)制信號(hào)頻率為 10kHz，請(qǐng)問(wèn)實(shí)驗(yàn)三中的鎖相環(huán)能否解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)？為什么？ 答：不能。當(dāng)發(fā)端調(diào)制信號(hào)頻率超過(guò)一定范圍時(shí)，將不能與鎖相環(huán)的環(huán)路濾波相匹配，無(wú)法解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)。 4. 用于調(diào)頻解調(diào)的鎖相環(huán)與用于載波提取的鎖相環(huán)有何不同？ 答： 調(diào)頻解調(diào)的鎖相環(huán)的輸出是 LPF 的輸出，其頻率和相位與調(diào)頻信號(hào)時(shí)相同的； 恢復(fù)載波的鎖相環(huán)的輸出是 VCO 的輸出，其頻率與調(diào)頻信號(hào)是相 同的，但相位與原調(diào)制信號(hào)相差 。 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。 2. 了解線路碼的解碼。 實(shí)驗(yàn)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(hào)輸入到線形編碼器 端，往其內(nèi)部電路分頻，由 輸出，作為碼時(shí)鐘，頻率 ，分別給序列碼產(chǎn)生器和解碼的時(shí)鐘。 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。 圖 （ 10） 線性編碼與解碼連線圖 4．將此信號(hào)通過(guò)緩沖放大器，作為模擬信 道，其帶寬可以調(diào)整，用示波器觀察通過(guò)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(shí)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(gòu)成有線信道，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。 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。這些和書上學(xué)到的知識(shí)一致，通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們對(duì)這些書本上的知識(shí)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(hào)波形經(jīng)簡(jiǎn)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(shí)信息。 實(shí)驗(yàn)五：時(shí)鐘恢復(fù) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? (1) 了解從線路碼中提取時(shí)鐘的原理 (2) 了解從 RZAMI 碼中提取 時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)方法 實(shí)驗(yàn)步驟 （ 1） 按圖連接各模塊。將移向模塊印刷電路板上的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到 lo。 （ 2） 用示波器觀察各點(diǎn)波形。 （ 3） 調(diào)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(fù)時(shí)鐘。 （ 4） 就恢復(fù)時(shí)鐘與發(fā)送時(shí)鐘分別送至雙蹤示波器，調(diào)節(jié)移相器的移相，使得恢復(fù)時(shí)鐘與發(fā)送端時(shí)鐘相位相一致。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)結(jié)果 輸入 AMI 的波形圖 經(jīng)過(guò) Multiplier 的輸出 經(jīng)過(guò)乘法器后，波形全變?yōu)檎?，并且頻譜成分增 加，在頻率為二分之一碼速附近功率較大 經(jīng)過(guò) Bitclock out bpf1 的輸出 經(jīng)過(guò)帶通濾波器，取出信號(hào)主要成分，即時(shí)鐘分量 Buffer out (ka) Phase shifter out Utilities out(提取得到的時(shí)鐘 ) 提取的時(shí)鐘為離散的脈沖信號(hào)，在頻譜上清晰顯示出來(lái)。 Linecode decoder(解碼輸出 ) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 由于 AMI(RZ)碼的傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)，所以其信號(hào)波形的功率譜中無(wú)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(wú)離散時(shí)鐘分量，在收端， 通過(guò)乘法器， 將雙極性歸零碼的信號(hào)波形經(jīng)簡(jiǎn)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(shí)間分量，再經(jīng)過(guò)還原可以得到原始波形中的完整時(shí)鐘 。 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。 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 將可調(diào)低通濾波器模板前面板上的開(kāi)關(guān)置于 NORM 位置。 2. 將主信號(hào)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(shí)鐘信號(hào)。 3. 將序列發(fā)生器模塊的印刷電路板上的雙列直插開(kāi) 關(guān)選擇“ 10”，產(chǎn)生長(zhǎng)為 256的序列碼。 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)。并調(diào)節(jié)可調(diào)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(hào)波形，觀察眼圖。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 眼圖圖形 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 將接收波形輸入于示波器垂直放大器，同時(shí)調(diào)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(shí)在示波器上就出現(xiàn)了眼圖。如圖所示，為二進(jìn)制 PAM 產(chǎn)生的眼圖。通過(guò)“眼睛”的張開(kāi)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。圖中“眼睛”張開(kāi)較大， 斜邊的斜率較陡，說(shuō)明該系統(tǒng)性能較好，噪聲等影響較小。 實(shí)驗(yàn)七：采樣、判決 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 了解采樣、判決在數(shù)字通信系統(tǒng)中的作用及其實(shí)現(xiàn)方法。 2. 自主設(shè)計(jì)從限帶基帶信號(hào)中提取時(shí)鐘、并對(duì)限帶基帶信號(hào)進(jìn)行采樣、判決、恢復(fù)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。 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)。 2. 按照下圖所示，將恢復(fù)時(shí)鐘輸入于判決模塊的 時(shí)鐘輸入端（ TTL 電平）。將可調(diào)低通濾波器輸出的基帶信號(hào)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(kāi)關(guān) SW1 撥到 NRZL 位置（雙 極性不歸零碼）， SW2 開(kāi)關(guān)撥到“內(nèi)部”位置。 3. 用雙蹤示波器同時(shí)觀察眼圖及采樣脈沖。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(kāi)最大處進(jìn)行采樣、判決。對(duì)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(hào)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 恢復(fù)時(shí)鐘 在眼圖睜開(kāi)最大處采樣 同時(shí)觀察序列輸入與判決輸出的波形 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 整流提取時(shí)鐘并通過(guò)移相器使其與原來(lái)的定時(shí)信息同步，將眼圖的中央橫軸位置作為判