通信原理实验报告

通信原理实验报告

---基本数字调制实验范晨晨 201300800596 13级通信工程二班

实验一 ASK调制及解调实验

（一）实验目的

1、掌握用键控产生ASK信号的方法。

2、掌握ASK非相干解调的原理。

（二）实验器材

1、主控&信号源、9号模块各一块

2、双踪示波器一台

3、连接线若干

（三）实验原理

振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。在本次实验中，采用键控法进行调制，解调则采用非相干解调，即将基带信号和载波直接相乘，已调信号经过半波整流、低通滤波后，通过门限判决电路解调出原始基带信号。

（四）实验过程&波形分析

实验项目一 ASK调制

1、连线，设置主控菜单，将模块9的开关S1拨为0000。

2、此时系统的初始状态为：PN序列输出频率为32kHz，调节128kHz载波信号峰峰值为3V。

由图可知，纵向每一大格代表500mV，共有6个大格，即峰峰值为3V。

3、以9号模块TH1为触发，用示波器同时观测9号模块TH1和TH4，验证ASK 调制原理。

右图是左图的局部放大图像。由上图观察可知，在调制输入信号为0时，调制输出信号幅值为0；在调制输入信号为1时，调制输出信号为余弦载波，由此可验证ASK的调制原理。

因为PN序列输出频率为32kHz，载波信号频率为128kHz，所以一个码元应对应4个载波周期。读图可知，横向一个大格为20μS，则一个码元占据约1.5个大格，恰好对应4个载波周期。

4、将PN序列输出频率改为64kHz，观察载波个数是否发生变化。

左图为更改PN输出频率的界面，右图为更改频率后的调制输入信号与调制输出信号。因为PN序列输出频率为64kHz，载波信号频率为128kHz，所以一个码元应对应2个载波周期。读图可知，横轴中一个大格为10μS，则一个码元占据约1.5个大格，恰好对应2个载波周期。

由此可知，PN序列输出频率（即码元发送频率）从32kHz变为64kHz，使得

码元周期的长度减小为原来的1/2。又因为载波的频率未变，其对应的周期长度不变，所以一个码元对应的载波个数减少为原来的1/2。

实验项目二 ASK解调

1、保持实验项目一中的连线及初始状态。

2、以9号模块TH1为触发，用示波器同时观测9号模块TH1和TH6，调节W1直至二者波型相同；再观测TP4（整流输出）、TP5（LPF-ASK）两个中间过程测试点，验证ASK解调原理。

上图为调制输入信号（TH1）与解调输出信号（TH6）。最初得到的波形中，两者的码元宽度不太相同，通过调节9号模块中的W1，最终使得两者波型相同，如上图所示，但存在一定的延时。

CH1为TP4（整流输出）处的波形，CH2为TP5（LPF-ASK）处的波形。右图为左图的局部放大。在理论课程中已学过，整流器和低通滤波器起到包络检波的作用，前者将输入信号变为脉动直流信号，后者则转换为平缓变化的直流信号。

从上图中也可观察到，经整流器和低通滤波器后，可避免载波的抖动对抽样判决的影响，减小判决误差。

由此可验证ASK的解调原理：已调信号经半波整流后变为脉动直流信号，再经低通滤波后变为平缓的直流信号，然后用门限判决电平进行判定。若信号幅值大于门限电平则判为“1”，若小于门限电平则判为“0”。

3、以信号源的CLK为触发，测9号模块LPF-ASK，观测眼图。

通过查阅课本可知：眼图，是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。其具体做法是用一个示波器跨接在抽样判决器的输入端，然后调整示波器水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步。此时可以从示波器显示的图形上，观察码间干扰和信道噪声等因素影响的情况，从而估计系统性能的优劣程度。因为在传输二进制信号波形时，示波器显示的图形很像人的眼睛，故名“眼图”。

若存在码间串扰，则形成的眼图线迹杂乱，“眼睛”张开的较小，且眼图不端正。眼图中“眼睛”张开越大，眼图越端正，则码间串扰越小；反之，码间串扰越大。当存在噪声时，眼图的线迹会变成比较模糊的带状的线，且噪声越大，线条越粗，越模糊。“眼睛”张开得越小。

除了定性反映码间串扰和噪声的大小，从眼图中还可以得知：最佳抽样时刻是“眼睛”张开最大的时刻；定时误差灵敏度是眼图斜边的斜率；图的阴影区的垂直高度表示抽样时刻上信号受噪声干扰的畸变程度；图中央的横轴位置对应于判决门限电平等等。

观察在实验中得到的眼图，可发现此图中“眼睛”张开较大，眼图端正，线迹也比较清晰，因此基本上没有受到码间串扰和噪声的影响。

（五）实验报告题目

1、分析实验电路的工作原理，简述其工作过程；

从信号源发出频率为32kHz的PN序列，即为单极性非归零码。将其与128kHz 的载波相乘，便完成ASK的调制；将调制后信号进行半波整流和低通滤波，然后

根据门限电平进行抽样判决，便可完成ASK的解调。

2、分析ASK调制解调原理。

ASK调制即用载波的幅度变化来传递数字信息。对于2ASK，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。调制的方式包括模拟调制法（相乘器法）和键控法。

ASK的解调是将调制后信号进行包络检波或相干解调。本次实验中采用前者，即将载波的振幅提取出来，并转换为直流信号进行门限判决，以恢复原始的基带信号。

实验二 FSK调制及解调实验

（一）实验目的

1、掌握用键控产生FSK信号的方法。

2、掌握FSK非相干解调的原理。

（二）实验器材

1、主控&信号源、9号模块各一块

2、双踪示波器一台

3、连接线若干

（三）实验原理

频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息，而其振幅和初始相位保持不变。在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。在本次的实验中，基带信号与一路载波相乘得到“1”电平的ASK调制信号，基带信号取反后再与二路载波相乘得到“0”电平的ASK调制信号，然后将两者相加便可合成FSK的调制输出。已调信号采用过零检测法识别信号中载波频率的变化情况，通过上、下沿单稳触发电路再相加输出，最后经过低通滤波和门限判决，得到原始基带信号。

（四）实验过程&波形分析

实验项目一 FSK调制

1、连线，设置主控菜单，将模块9的开关S1拨为0000。

2、调节信号源模块的W2使128kHz载波信号峰峰值为3V，调节W3使256kHz载