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1、通信原理（硬件）实验报告学院：电子工程学院班级：电信3班撰写人：孙月鹏 （04） 实验一 抑制载波双边带的产生一、 实验目的1. 了解抑制载波双边带调制器的基本原理2. 测试SC-DSB调制器的特性二、 实验步骤1. 按照方法1，将音频振荡器、主振荡器、缓冲放大器和乘法器按图连接；2. 调整音频振荡器输出为1KHz，作为调制信号，并调整缓冲放大器的K1，使其输出到乘法器的电压振幅为1v；3. 调整缓冲放大器的K2，使主振荡器输出至乘法器的电压振幅为1V，作为载波信号；4. 测量乘法器的输出电压，并绘制波形；5. 调整音频振荡器的输出，重复步骤4. 图一 抑制载波双边带产生三、 实验结果 图二
2、DSB信号调制后波形1图三 抑制载波双边带调制波形2 观察波形可得，调制后的输出波形是以调制信号为包络，载波在包络里振荡，100kHz的载波信号将调制信号的低通频谱搬移到载波频率上。四、 思考题1、 如何能使示波器上能清楚地观察到载波信号的变化？答：通过观察输出信号的频谱来观察载波的变化。2用频率计直接读SCDSB 信号，将会读出什么值。答：直接用频率计读会在Wc+W和Wc-W之间小范围摆动。实验二 振幅调制一、实验目的1、 了解振幅调制器的基本工作原理。2、 了解调幅波调制系数的意义和求法。二、实验步骤1、 将Tims 系统中的音频振荡器（Audio Oscillator）、可变直流电压（V
3、ariable DC）、主振荡器（Master Signals）、加法器（Adder）和乘法器（Multiplier）按图四连接。2音频振荡器输出为1kHz，主振荡器输出为100kHz，将乘法器输入耦合开关置DC 状态。3将可变直流器调节旋钮逆时针旋转至最小，此时输出为-2.5V，加法器输出为+2.5V。4分别调整加法器的增益G 和g，使加法器交流振幅输出为1V，DC 输出也为1V。5用示波器观察乘法器的输出(见图2)，读出振幅的最大值和最小值，算出调制系数。6、分别调整AC 振幅和DC 值，重复步骤（6），观察超调的波形。 图四 振幅调制的产生方法一三、实验结果 图五 振幅调制信号可以观察到
4、，Umin=0，所以调制系数Ma=1 图六 振幅调制超调波形四、思考题1、 当调制系数大于1 时，调制系数， 此公式是否合适？答：不合适，因为当调制系数大于1时，引起包络失真，实际的电压最小值小于零，在与t轴的交点处有相位翻转，成为下边信号的波峰，而目测的电压最小值大于零，这时计算调制系数将小于1，造成测量结果不准确。2、 用图五产生一般调幅波，为何载波分量要和SC-DSB 信号相同。若两个相位差90 度时，会产生什么波形。答：因为最后的一般调幅信号为：其中由两部分组成，第一项为载波分量，第二项为SC-DSB信号，从表达式中两个信号同向。为了使这两部分最后能够合并，就要求载波分量和DC-DSB
5、 信号同相。若两个信号相位相差90 度，则：这是一个振幅不断变化的调频波。实验三 包络与包络再生 一、实验目的了解包络检波器（Envelope Detector）的基本构成和原理。二、实验步骤1、 利用实验三的方法组成一个调制系数为100%的一般调幅波。2、 将共享模块（Utilities Module）中的整流器（Rectifier）和音频放大器（HeadphoneAmplifier）中的3KHz 低通滤波器按图七方式连接： 图七 包络验波器原理3、 用示波器观察调制系数为0.5 和1.5 的输出波形。4、 将调幅波到公用模块（Utilities Module）中的“DIODE+LPF”的输
6、入端，用示波器观察其输出的波形。三、实验结果图八 调制系数为1时，调幅波与解调波图九 调制系数为0.5时的调幅波与解调波对比调幅波和解调后的波形可知解调后的信号波形与调幅波的包络相同，说明调制系数为1、0.5时，能够准确解调该调制信号。说明当调制系数小于等于1时，可通过包络检波在解调调制信号。图十 调制系数为1.5时的调幅波与解调波对比调幅波和解调后的波形可知解调后的信号波形与调幅波的包络不同，说明调制系数为1.5时，不能准确解调该调制信号。说明当调制系数大于1时，已不可通过包络检波在解调调制信号。四、 思考题1、 是否可用包络检波器来解调“SC-DSB”信号？请解释原因答：不可以，因为DSB
7、SC AM 信号波形的包络并不代表调制信号，在与t 轴的交点处有相位翻转。抑制载波调制信号由于失去载波，它的包络不能完全反应调制信号的实际变化规律。2、 比较同步检波和包络检波的优缺点。答：同步检波 优点：精确，效率高，检波线性好，在小信号输入时，检波失真小，可用来解调各种调幅信号； 缺点：复杂，设备较贵，很难获取到完全同频同向信号。包络检波 优点：简单，无需获取同步信号，经济； 缺点：检波失真较大，不可用于解调抑制载波信号，总的发射功率中的大部分功率被分配给了载波分量，其调制效率相当低。3、若调制系数大于1，是否可用包络检波来还原信号。答：不可以，当调制系数大于1时，由于调制信号振幅过大，其
8、工作范围进入了晶体管的截止区，使高频振荡部分截止，这时，已调波的包络已不能反映调制信号的形状而出现严重失真，导致接收端检波后不能恢复原来调制信号的波形。实验四 ASK调制与解调一、实验目的了解幅度键控（Amplitude-shift keying ASK）调制与解调的基本组成和原理。二、实验步骤1、 将Tims 系统中主振荡器（Master Signals）、音频振荡器（Audio Oscillator）、序列码产生器（Sequence Generator）和双模拟开关（Dual Analog Switch）。按图十一的方式连接。图十一 用开关产生ASK调制信号2、 将主振荡器模块2kHz 正
9、弦信号加至序列码产生器的CLK 输入端并将其输出的TTLX 加至双模拟开关control1，作为数字信号序列。3、 将主振荡器模块8.33kHz 输出加至音频振荡模块的同步信号输入端（SYNC），并将其输出接到双模拟开关模块的IN1。图十二 ASK非同步解调4、 用示波器观察ASK 信号。5、 将ASK 调制信号加到由图十二组成的ASK非同步解调器的输入端。6、 将音频振荡器的输出信号调为4kHz，并将ASK 信号加至共享模块中整流器（Rectifier）的输入端。7、 整流器的输出加到可调低通滤波器模块的输入端，从低通滤波的输出端可以得到ASK 解调信号。8、 将可调直流电压加到共享模块的比
10、较器，决定比较电平，比较器输出为原数字信号。三、实验结果图十三 ASK输出图十四 ASK解调信号和序列发生码原始数字信号图十五 ASK解调信号实验五 取样与重建一、实验目的了解取样定理的原理，取样后的信号如何恢复原信号，取样时钟应该如何选取。二、实验步骤1、 将Tims 系统中，主振荡器（Master Signal）、音频振荡器（Audio Oscillators）、双脉冲产生器（Twin Pulse Generator）、双模拟开关（Dual Analog Switch）和音频放大器（Headphone Amplifier）按图十六连接：图十六 取样信号连接图2、 将主振荡器中的8.3kHz
11、 取样信号的输出接到双脉冲产生器的CLK 端。3、 将双脉冲产生器的Q1 的输出端接至双模拟开关的控制1（Control1）的输入端。4、 将主振荡器的Message 的输出端的信号（2kHz）接到双模拟开关的ln1 输入端。5、用示波器观察双模拟开关的输出信号。6、将双模拟开关的输出信号接至音频放大器的输入端。用示波器进行观察。若输出信号太小可调整音频放大器放大量。7、 用VCO 的模拟输出替代主振荡器的取样信号。接到双脉冲产生器的输入，使VCO在3kHZ-6Khz 只见进行变化，观察音频放大器的输出，并与主振荡器的Message输出端信号进行比较，得出信号不失真所需的最小取样频率。三、实验
12、结果图十七 取样图十八 双模拟开关输出接到音频放大器后的输出信号图十九 音频放大器输出信号（VCO为3HZ）图二十 音频放大器输出信号（VCO为4HZ）图二十一 音频放大器输出信号（VCO为5HZ）图二十二 音频放大器输出信号（VCO为6HZ）观察到，信号不失真的最小频率是4KHz四、思考题1为什么要从取样信号中恢复原信号，需要低通滤波器画出取样信后的频谱？答：取样的原理就是利用一定周期的脉冲信号与音频信号相乘，在频域上是对音频信号进行频谱的复制，搬移。使用低通滤波器滤取一个基带带宽的信号后恢复原来的频谱。2、为什么取样脉冲的频率要大于两倍信号频率，而不是等于。答：频谱并不是理想的，有频谱泄露现象。实验总结 这次通信原理硬件实验，印象中是第一次在信通院的实验室中完成的实验。这次实验的特点是，操作比较简单，只是进行一些插线和调波形的工作，但实验原理、一些实验现象的分析都需要更深入的思考，以便于和理论知识联系起来。 在实验的过程中，独立思考同样非常重要。只是参照实验书，照搬实验步骤并不能给自己带来任何提高。而应该去思考为什么各个模块要这样连接、要实现什么样的功能；具体参数的设置又遵循什么原理，如果不按照给定的参数设置又会如何等等。只有深入思考了这些问题，才能真正做到融会贯通，达到实验所要求的目标。最后感谢信通院老师的辛勤工作！