通信原理实验报告

随着国民文化水平的提升，报告在工作与学习方面，已经成为了常见记录方式。报告是有着写作格式与技巧的，写出有效的报告十分重要。下面是小编为大家整理的《通信原理实验报告》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

第一篇：通信原理实验报告

通信原理实验报告

中南大学

《通信原理》实验报告

姓 名 班 级 学 号

课程名称 指导教师

通信原理 董健

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通信原理实验报告

目录

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通信原理实验报告

实验一 数字基带信号

一、 实验目的

1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。

2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。

3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。

4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。

5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。

二、实验内容

1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。

2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。

3 、用示波器观察HDB

3、AMI译码输出波形

三、实验步骤

1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线，打开电源开关。

2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。

用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察：

(1) 示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄);

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(2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码，1110010为7位帧同步码)，K

2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。

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3、 用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。 仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。

(1) 示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3，将信源单元的K

1、K

2、K3每一位都置1，观察全1码对应的AMI码(开关K4置于左方AMI端)波形和HDB3码(开关K4置于右方HDB3端)波形。再将K

1、K

2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察时应注意AMI、HDB3码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。编码输出AMI-HDB3比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。

全1码对应的AMI码

全1码对应的HDB3码

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全0码对应的AMI码

(2)将K

1、K

2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI码

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和HDB3码。

AMI码

HDB3码

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(3)将K

1、K

2、K3置于任意状态，K4先置左方(AMI)端再置右方(HDB3)端，CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ ，观察这些信号波形。

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的DET

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET HDB3

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BPF

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BPF

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BS-R

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BS-R

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的NRZ

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的NRZ

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四、根据实验现象回答

1. 根据实验观察和纪录回答：

(1)不归零码和归零码的特点是什么?

不归零码特点：脉冲宽度τ 等于码元宽度Ts 归零码特点：τ

举例： 信源代码：

100001100001000001 AMI: 10000-110000-1000001 HDB3：10001-11-100-100010-1 2. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。 HDB3位同步信号

整流窄带带通滤波器整形移相

HDB3中不含有离散谱fS(fS在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于0.5的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱fS成分，故可 通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。

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实验二 数字调制

一、实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。

3、 掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。

4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。

三、实验步骤

本实验使用数字信源单元及数字调制单元。

1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N(NRZ)端。

2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK(即调制器的输入)，CH2接数字调制单元的BK，信源单元的K

1、K

2、K3置于任意状态(非全0)，观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律 AK波形

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BK波形

3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系(此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系)。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。

CH1接2DPSK，CH2接AK

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CH1接2DPSK，CH2接BK

4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK;观察这两个信号与AK的关系(注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的) 示波器CH1接AK、CH2接2FSK

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示波器CH1接AK、CH2接2ASK

四、实验总结

1、设绝对码为全

1、全0或1001 1010，求相对码。

2、设相对码为全

1、全0或1001 1010，求绝对码。

3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。

4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。

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实验三 模拟锁相环与载波同步

一、 实验目的

1. 掌握模拟锁相环的工作原理，以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。

2. 掌握用平方环法从2DPSK信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计方法。

3. 了解相干载波相位模糊现象产生的原因。

二、实验内容

1. 观察模拟锁相环的锁定状态、失锁状态及捕捉过程。 2. 观察环路的捕捉带和同步带。

3. 用平方环法从2DPSK信号中提取载波同步信号，观察相位模糊现象。

三、实验步骤

本实验使用数字信源单元、数字调制单元和载波同步单元。

1.熟悉载波同步单元的工作原理。接好电源线，打开实验箱电源开关。

2.检查要用到的数字信源单元和数字调制单元是否工作正常(用示波器观察信源NRZ-OUT(AK)和调制2DPSK信号有无，两者逻辑关系正确与否)。

3. 用示波器观察载波同步模块锁相环的锁定状态、失锁状态，测量环路的同步带、捕捉带。

(1)观察锁定状态与失锁状态

打开电源后用示波器观察ud，若ud为直流，则调节载波同步模块上的可变电容C34，ud随C34减小而减小，随C34增大而增大(为什么?请思考)，这说明环路处于锁定状态。用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT，可以看到两个信号频率相等。若有频率计则可分别测量CAR和CAR-OUT频率。在锁定状态下，向某一方向变化C34，可使ud由直流变为交流，CAR和CAR-OUT频率不再相等，环路由锁定状态变为失锁。

接通电源后ud也可能是差拍信号，表示环路已处于失锁状态。失锁时ud的最大值和最小值就是锁定状态下ud的变化范围(对应于环路的同步范围)。环路处于失锁状态时，CAR和CAR-OUT频率不相等。调节C34使ud的差拍频率降低，当频率降低到某一程度时ud会突然变成直流，环路由失锁状态变为锁定状态。

4. 观察环路的捕捉过程

先使环路处于失锁定状态，慢慢调节C34，使环路刚刚进入锁定状态后，关闭电源开关，然后再打开电源，用示波器观察ud，可以发现ud由差拍信号变为直流的变化瞬态过程。ud的这种变化表示了环路的捕捉过程。

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5. 观察相干载波相位模糊现象

使环路锁定，用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT信号，反复断开、接通电源可以发现这两个信号有时同相、有时反相。

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四、 实验总结

1.总结锁相环锁定状态及失锁状态的特点。

答：模拟锁相环锁定的特点：输入信号频率与反馈信号的频率相等，鉴相器输出电压为直流。模拟锁相环失锁的特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电压 。 2.设K0=18 HZ/V ，根据实验结果计算环路同步带ΔfH及捕捉带ΔfP 。 答：代入指导书“3式”计算得：v112v，则

fH186108Hz;v28v，则fp18472Hz

3.由公式nRCKdKo及6811n计算环路参数ωn和ζ，式中 Kd=6

2(R25R68)C114

-6 V/rad，Ko=2π×18 rad/s.v，R25=2×10，R68=5×10，C11=2.2×10F 。(fn=ωn/2π应远小于码速率，ζ应大于0.5)。

答：nn2186.5fn17.6Hz远小于码速率 ;111rad4362(210510)2.21051032.2106170.5(波特);1110.6

24.总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因。

答：平方运算输出信号中有2fc离散谱，模拟环输出信号频率等于2fc，二分频，滤波后得到干扰波;2电路有两个初始状态，导致提取的相干载波有两种相反的相位状态 5.设VCO固有振荡频率f0 不变，环路输入信号频率可以改变，试拟订测量环路同步带及捕捉带的步骤。

答：环路处于锁定状态后，慢慢增大C34，使ud增大到锁定状态下的最大值ud1(此值不大于+12V);

① ud增大到锁定状态下的最大值ud1值为： 4.8 V

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②

继续增大C34，ud变为交流(上宽下窄的周期信号)。 ③ 环路失锁。再反向调节减小C34，ud的频率逐渐变低，不对称程度越来越大。

④ 直至变为直流。记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2;继续减小C34，使ud减小到锁定状态下的最小值ud3;

环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2为：2.4 V ud减小到锁定状态下的最小值ud3为 ：1.6 V ⑤ 再继续减小C34，ud变为交流(下宽上窄的周期信号)，环路再次失锁。然后反向增大C34，记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4。环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4的值为：4.4 V

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实验四 数字解调与眼图

一、 实验目的

1. 掌握2DPSK相干解调原理。

2. 掌握2FSK过零检测解调原理。

二、 实验内容

1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。

2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。 3.用示波器观察眼图。

三、 实验步骤

1. 复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理，接通实验箱电源。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。

2. 检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常，保证载波同步单元处于同步态!

3. 2DPSK解调实验

(1)将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的BK，CH2(建议使用示波器探头的x10衰减档)接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图4-3所示的理论波形。

(2)示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF，可看到LPF与MU同相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号电平与0电平对称，否则不对称

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(3)示波器的CH1接VC，调节电位器R39，保证VC处在0电平(当BK中“1”与“0”等概时LPF的中值即为0电平)，此即为抽样判决器的最佳门限。

(4)观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字信源单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。 BK与 2DPSK 的MU

BK与 2DPSK 的LPF

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BK与 2DPSK 的BK

AK与 2DPSK 的MU

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AK与 2DPSK 的LPF

AK与 2DPSK 的BK

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AK与 2DPSK 的AK-OUT

(6)将数字调制单元单刀双掷开关K7置于右方(M序列)端，此时数字调制器输入的基带信号是伪随机序列(本系统中是M序列)信号。用示波器观察2DPSK解调单元LPF点，即可看到无噪声状态下的眼图。

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4. 2FSK解调实验

将数字调制单元单刀双掷开关K7还原置于左方NRZ端。将数字信源单元的BS-OUT用信号连线换接到2FSK解调单元的BS-IN点,示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别接2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，观察2FSK过零检测解调器的解调过程(注意：低通及整形2都有倒相作用)。LPF的波形应接近图4-4所示的理论波形。

AK与 2FSK的 FD

AK与 2FSK的 LPF

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AK与 2FSK的 AK-OUT

四、实验总结

1. 设绝对码为1001101，根据实验观察得到的规律，画出如果相干载波频率等于码速率的1.5倍，在CAR-OUT与CAR同相、反相时2DPSK相干解调MU、LPF、BS、BK、AK波形示意图，总结2DPSK克服相位模糊现象的机理。

当相干载波为-cosωt时，MU、LPF及BK与载波为cosωt时的状态反相，但AK仍不变(第一位与BK的起始电平有关)。2DPSK系统之所能克服相位模糊现象，是因为在发端将绝对码变为了相对码，在收端又将相对码变为绝对码，载波相位模糊可 使解调出来的相对码有两种相反的状态，但它们对应的绝对码是相同的。

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第二篇：中南大学通信原理实验报告实验二 数字调制

中南大学

《通信原理》 实 验 报 告

学生姓名 学生学号

学 院 信息科学与工程学院

专业班级

完成时间

实验二 数字调制

一、实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。

3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。

4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。

三、基本原理

本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号(NRZ码)和位同步信号BS(已在实验电路板上连通，不必手工接线)。调制模块将输入的绝对码AK(NRZ码)变为相对码BK、用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号。调制模块内部只用+5V电压。

数字调制单元的原理方框图如图2-1所示，电原理图如图2-2所示(见附录)。

晶振÷2(A)滤波器CAR放大器2PSK调制 射随器2DPSK÷2(B)滤波器CAR/22FSK调制CAR2FSKNRZAK BS码变换BK2ASK调制2ASK

图2-1 数字调制方框图

本单元有以下测试点及输入输出点：

 CAR

 BK

2DPSK信号载波测试点

相对码测试点

 2DPSK

 2FSK  2ASK

2DPSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V 2FSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V 2ASK信号测试点，VP-P>0.5V 用2-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对应关系如下：

 2(A)

 2(B)

 滤波器A  滤波器B  码变换

 2ASK调制

 2FSK调制

 2PSK调制

 放大器

 射随器

U8：双D触发器74LS74 U9：双D触发器74LS74 V6：三极管9013，调谐回路 V1：三极管9013，调谐回路

U18：双D触发器74LS74;U19：异或门74LS86

U22：三路二选一模拟开关4053 U22：三路二选一模拟开关4053 U21：八选一模拟开关4051

V5：三极管9013 V3：三极管9013 将晶振信号进行2分频、滤波后，得到2ASK的载频2.2165MHZ。放大器的发射极和集电极输出两个频率相等、相位相反的信号，这两个信号就是2PSK、2DPSK的两个载波，2FSK信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，也是通过分频和滤波得到的。

下面重点介绍2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2-3所示。

图2-3 2PSK、2DPSK波形

图中假设码元宽度等于载波周期的1.5倍。2PSK信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时，2PSK信号相位变化180，相同时2PSK信号相位不变，

可简称为“异变同不变”。2DPSK信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1”时，2DPSK信号的相位变化180。码元为“0”时，2DPSK信号的相位不变，可简称为“1变0不变”。

应该说明的是，此处所说的相位变或不变，是指将本码元内信号的初相与上一码元内信号的末相进行比较，而不是将相邻码元信号的初相进行比较。实际工程中，2PSK或2DPSK信号载波频率与码速率之间可能是整数倍关系也可能是非整数倍关系。但不管是那种关系，上述结论总是成立的。

本单元用码变换——2PSK调制方法产生2DPSK信号，原理框图及波形图如图2-4所示。相对于绝对码AK、2PSK调制器的输出就是2DPSK信号，相对于相对码、2PSK调制器的输出是2PSK信号。图中设码元宽度等于载波周期，已调信号的相位变化与AK、BK的关系当然也是符合上述规律的，即对于AK来说是“1变0不变”关系，对于BK来说是“异变同不变”关系，由AK到BK的变换也符合“1变0不变”规律。

图2-4中调制后的信号波形也可能具有相反的相位，BK也可能具有相反的序列即00100，这取决于载波的参考相位以及异或门电路的初始状态。 2DPSK通信系统可以克服上述2PSK系统的相位模糊现象，故实际通信中采用2DPSK而不用2PSK(多进制下亦如此，采用多进制差分相位调制MDPSK)，此问题将在数字解调实验中再详细介绍。

AKBK-1+TSBK2DPSK(AK)2PSK调制2PSK(BK)

图2-4 2DPSK调制器

2PSK信号的时域表达式为

S(t)= m(t)Cosωct 式中m(t)为双极性不归零码BNRZ，当“0”、“1”等概时m(t)中无直流分量，S(t)中无载频分量，2DPSK信号的频谱与2PSK相同。

2ASK信号的时域表达式与2PSK相同，但m(t)为单极性不归零码NRZ，NRZ中有直流分量，故2ASK信号中有载频分量。

2FSK信号(相位不连续2FSK)可看成是AK与AK调制不同载频信号形成的两个2ASK信号相加。时域表达式为

S(t)m(t)cosc1tm(t)cosc2t

式中m(t)为NRZ码。

fc-fs fc fc+fs f2ASKfc-fs fc fc+fs2PSK(2DPSK)f fc1-fs fc1 fc2 fc2+fs2FSKf图2-5 2ASK、2PSK(2DPSK)、2FSK信号功率谱

设码元宽度为TS，fS =1/TS在数值上等于码速率，2ASK、2PSK(2DPSK)、2FSK的功率谱密度如图2-5所示。可见，2ASK、2PSK(2DPSK)的功率谱是数字基带信号m(t)功率谱的线性搬移，故常称2ASK、2PSK(2DPSK)为线性调制信号。多进制的MASK、MPSK(MDPSK)、MFSK信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。

本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2ASK、2PSK(2DPSK)、2FSK也具有离散谱。

四、实验步骤

本实验使用数字信源单元及数字调制单元。

1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N(NRZ)端。

2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK(即调制器的输入)，CH2接数字调制单元的BK，信源单元

的K

1、K

2、K3置于任意状态(非全0)，观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。

3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系(此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系)。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。

2DPSK AK 2DPSK BK

4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK;观察这两个信号与AK的关系(注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的)。

AK 2FSK AK SASK

5、用频谱议观察AK、2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱(条件不具备时不进行

此项观察)。

条件不具备

五、实验报告要求

1、设绝对码为全

1、全0或1001 1010，求相对码。 绝对码全为1时，相对码为：1010 1010 绝对码全为0时，相对码为：0000 0000 绝对码为1001 1010时，相对码为：1110 1100

2、设相对码为全

1、全0或1001 1010，求绝对码。 相对码全为1时，绝对码为：1000 0000 相对码全为0时，绝对码为：0000 0000 相对码为1001 1010时，绝对码为：1101 0111

3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。

4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。

规律：相对码的码反变换规则为 “比较相对码本码元与前一码元 电位相同 绝对码为0，否则为1”，反变化与之相反。

5、总结2DPSK信号的相位变化与信息代码(即绝对码)之间的关系以及2DPSK信号的相位变化与相对码之间的关系(即2PSK的相位变化与信息代码之间的关系)。

2DPSK 信号的相位变化与绝对码(信息代码)之间的关系是：“1 变0 不变”，即“1”码对应的2DPSK 信号的初相相对于前一码元内2DPSK 信号的末相变化180º，“0”码对应的2DPSK 信号的初相与前一码元内2DPSK 信号的末相同。

2PSK 信号的相位变化与相对码(信息代码)之间的关系是：“异变同不变”，即当前码元与前一码元相异时则当前码元内2PSK 信号的初相相对于前一码元内2PSK 信号的末相变化180º。相同时则码元内2PSK 信号的初相相对于前一码元内2PSK 信号的末相无变化。

第三篇：通信原理实验ASK FSK实验报告要求和思考题

实验报告要求及思考题：

1. ASK、 FSK调制解调原理框图以及实验测量点标注及数据记录标示说明。 2. 基带信号为什么要调制后再传输?

3. ASK、 FSK抗噪声性能以及频谱利用问题。

4. ASKOUT与ASK解调输出、 FSKOUT与ASK解调输出输出之间经过了什

么电路?

注意：

在PSK调制解调实验结束提交PSK实验报告时，提交systemview软件仿真实验报告。

PSK实验用到同步信号提取模块，请做好预习有关同步的内容。

第四篇：通信原理实验二

数字锁相环

一实验目的

1、了解数字锁相环的基本概念

2、熟悉数字锁相环与模拟锁相环的指标

3、掌握全数字锁相环的设计

二 实验仪器

1、JH5001 通信原理综合实验系统

2、20MHz 双踪示波器

3、函数信号发生器

三 实验原理和电路说明

数字锁相环的结构如图2.2.1 所示，其主要由四大部分组成：参考时钟、多模分频器(一般为三种模式：超前分频、正常分频、滞后分频)、相位比较(双路相位比较)、高倍时钟振荡器(一般为参考时钟的整数倍，此倍数大于20)等。数字锁相环均在FPGA 内部实现，其工作过程如图2.2.2 所示。

在图2.2.1，采样器

1、2 构成一个数字鉴相器，时钟信号E、F 对D 信号进行采样，如果采样值为01，则数字锁相环不进行调整(÷64);如果采样值为00，则下一个分频系数为(1/63);如果采样值为11，则下一分频系数为(÷65)。数字锁相环调整的最终结果使本地分频时钟锁在输入的信道时钟上。

在图2.2.2 中也给出了数字锁相环的基本锁相过程与数字锁相环的基本特征。在锁相环开始工作之前的T1 时该，图2.2.2 中D 点的时钟与输入参考时钟C 没有确定的相关系，鉴相输出为00，则下一时刻分频器为÷63 模式，这样使D 点信号前沿提前。在T2 时刻，鉴相输出为01，则下一时刻分频器为÷64 模式。由于振荡器为自由方式，因而在T3 时刻，鉴相输出为11，则下一时刻分频器为÷65 模式，这样使D 点信号前沿滞后。这样，可变分频器不断在三种模式之间进行切换，其最终目的使D 点时钟信号的时钟沿在E、F 时钟上升沿之间，从而使D点信号与外部参考信号达到同步。 在该模块中，各测试点定义如下：

1、TPMZ01：本地经数字锁相环之后输出时钟(56KHz)

2、TPMZ02：本地经数字锁相环之后输出时钟(16KHz)

3、TPMZ03：外部输入时钟÷4 分频后信号(16KHz)

4、TPMZ04：外部输入时钟÷4 分频后延时信号(16KHz)

5、TPMZ05：数字锁相环调整信号

四 实验内容以及观测结果

准备工作：用函数信号发生器产生一个64KHz 的TTL 信号送入数字数字信号测试端口J007(实验箱左端)。 1. 锁定状态测量

用示波器同时测量TPMZ0

3、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03 同步;

由上图可看出，将64KHz 的TTL 信号送入端口J007时，TPMZ0

3、TPMZ02上升沿对齐，环路锁定。

2. 数字锁相环的相位抖动特性测量 数字锁相环在锁定时，输出信号存在相位抖动是数字锁相环的固有特征。测量时，以TPMZ03 为示波器的同步信号，用示波器测量TPMZ02，仔细调整示波器时基，使示波器刚好容纳TPMZ02 的一个半周期，观察其上升沿。可以观察到其上升较粗(抖动)，其宽度与TPMZ02 周期的比值的一半即为数字锁相环的时钟抖动。

由上图可看出上升较粗(抖动)宽度约为0.45格，整个周期约是6.2格，因而数字锁相环的时钟抖动为0.45/(6.2*2)=0.0363。

3. 锁定过程观测

用示波器同时观测TPMZ0

3、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03 同步; 复位通信原理综合实验系统，则FPGA 进行初始化，数字锁相环进行重锁状态。 此时，观察它们的变化过程(锁相过程)。

在第一项实验内容锁相状态测量时，观测TPMZ0

3、TPMZ02 的波形上升沿对齐，环路锁定。复位通信原理综合实验系统，波形随即变为两直线，如上图，然后几秒后又重新恢复锁定状态。 4. 同步带测量

(1)用函数信号发生器产生一个64KHz 的TTL 信号送入数字信号测试端口J007。用示波器同时测量TPMZ0

3、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03 同步;正常时环路锁定，该两信号应为上升沿对齐。

(2)缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至TPMZ0

3、TPMZ02 两点波形失步，记录下失步前的频率。

(3)调整函数信号发生器频率，使环路锁定。缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至TPMZ0

3、TPMZ02 两点波形失步，记录下失步前的频率。

(4)计算同步带。

同步带=66.12KHz-61.88 KHz=4.24 KHz。

5. 捕捉带测量

(1)用函数信号发生器产生一个64KHz 的TTL 信号送入数字信号测试端口J0007。用示波器同时测量TPMZ0

3、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03同步;在理论上，环路锁定时该两信号应为上升沿对齐。

(2)增加函数信号发生器输出频率，使TPMZ0

3、TPMZ02 两点波形失步;然后缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至TPMZ0

3、TPMZ02 两点波形同步。记录下同步一刻的频率。

上图同步一刻的频率是66.03KHz。

(3)降低函数信号发生器输出频率，使TPMZ0

3、TPMZ02 两点波形失步;然后缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至TPMZ0

3、TPMZ02 两点波形同步。记录下同步一刻的频率。

(4)计算捕捉带。

捕捉带=66.03-62.07=3.96KHz。

六 实验总结

(1)分析总结数字锁相环与模拟锁相环同步带和捕捉带的大致关系。

对于这次数字锁相环实验，由实验内容2，还有查阅相关资料，可以了解到数字锁相环在锁定时，输出信号存在相位抖动是数字锁相环的固有特征。也正是由于这个相位抖动特性，使得数字锁相环的同步带和捕捉带的带宽相对较窄，有实验内容

4、5加以验证，而且同步带与捕捉带大致相等。

第一次实验模拟锁相环，同步带，捕捉带的宽度都很大，而且我测得的同步带带宽要比捕捉带带宽大了约5KHz，数字锁相环的同步带捕捉带还没有5KHz。 (2)实验心得体会

这次实验是紧承着上一次实验的，我觉得自己做实验过程中没有遇到太大障碍，就是在实验原理方面掌握的不是太好,自己觉得对双踪示波器和函数信号发生器的操作还是挺熟练的，没有在波形显示上遇到问题。

第五篇：通信原理实验二

实验二：PCM系统仿真

班级： 学号： 姓名： 实验室： 实验时间： 指导老师：

实验目的：

1、掌握脉冲编码调制原理;

2、理解量化级数、量化方法与量化信噪比的关系。

3、理解非均匀量化的优点。

实验内容：

对模拟信号进行抽样和均匀量化，改变量化级数和信号大小，根据MATLAB仿真获得量化误差和量化信噪比。

实验步骤：

1) 产生一个周期的正弦波x(t) cos 2 pi t ，以1000Hz频率进行采样，并进行8级均匀量化，用plot函数在同一张图上绘出原信号和量化后的信号。代码及图见附录。

2) 以32Hz的抽样频率对x(t)进行抽样，并进行8级均匀量化。绘出正弦波波形(用plot函数)、样值图，量化后的样值图、量化误差图(后三个用stem函数)。代码及图见附录。

3) 以2000Hz对x(t)进行采样，改变量化级数，分别仿真得到编码位数为2～8位时的量化信噪比，绘出量化信噪比随编码位数变化的曲线。另外绘出理论的量化信噪比曲线进行比较。代码及图见附录。

4)在编码位数为8和12时采用均匀量化，在输入信号衰减为0～50 dB时，以均匀间隔5 dB仿真得到均匀量化的量化信噪比，绘出量化信噪比随信号衰减变化的图形。注意，输入信号减小时，量化范围不变;抽样频率为2000 Hz。代码及图见附录。

实验思考题：

1.图2-3表明均匀量化信噪比与量化级数(或编码位数)的关系是怎样的?

答：量化信噪比随着量化级数的增加而提高，当量化级数较小是不能满足通信质量的要求。

2.分析图2-5，A律压缩量化相比均匀量化的优势是什么?

答：量化信噪比随着量化级数的增加而提高，当量化级数较小是不能满足通信质量的要求

心得体会：

附录：

PCM代码：

输入信号和量化信号代码及波形：

采样样值和8级均匀量化后的样值，量化误差代码及波形

均匀量化信噪比随编码位数变化

量化信噪比随信号衰减的变化情况