南理工通信原理实验报告

目录

实验一ﻩ抽样定理实验 (3)

实验七HＤＢ3码型变换实验 (14)

实验十一 BPSK调制与解调实验 (21)

实验十九ﻩ滤波法及数字锁相环法位同步提取实验 (29)

实验一ﻩ抽样定理实验

一、实验目得

1.了解抽样定理在通信系统中得重要性。

2.掌握自然抽样与平顶抽样得实现方法。

3.理解低通采样定理得原理。

4.理解实际得采样系统.

5.理解低通滤波器得幅频特性与对抽样信号恢复得影响。

6.理解带通采样定理得原理.

二、实验器材

1.主控&信号源、3号模块。ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ各一块

2.双踪示波器ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ一台

3.连接线ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ若干

三、实验原理

1.实验原理框图

2.实验框图说明

抽样信号由抽样电路产生。将输入得被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平定抽样与自然抽样信号就是通过S1切换输出得.

抽样信号得恢复就是将抽样信号经过低通滤波器,即可得到恢复得信号。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器(８阶3、４ｋhｚ得巴特沃斯低通滤波器）或fpga数字滤波器(有FＩR、IIR两种）.反sｉnc滤波器不就是用来恢复抽样信号得，而就是用来应对孔径失真现象。

要注意，这里得数字滤波器就是借用得信源编译码部分得端口。在做本实验室与信源编译码得内容没有联系。

四、实验结果与波形观测

实验项目一ﻩ抽样信号观测及抽样定理验证

ﻩ概述:通过不同频率得抽样时钟，从时域与频域两方面观测自然抽样与平顶抽样得输出波形，以及信号恢复得混叠情况，从而了解不同抽样方式得输出差异与联系,验证抽样定理。

注:通过观测频谱可以瞧到当抽样脉冲小于2倍被抽样信号频率时，信号会产生混叠。

源端口目标端口连线说明

信号源:MUＳIC 模块3：TH1（被抽样信号) 将被抽样信号送入抽样单元

信号源：A-OUT 模块3：TH2(抽样脉冲) 提供抽样时钟

模块3:TH３(抽样输出）模块3：TH5(LPF－IN）送入模拟低通滤波器

模块得W1使A—oｕｔ输出峰峰值为3V.

3、此时实验系统初始状态为:被抽样信号ＭUSＩC为幅度4V、频率３Ｋ+1K正弦合成波.抽样脉冲A—OUT为幅度3Ｖ、频率9ｋhｚ、占空比20%得方波。

4、波形观测

（1）主控MUSIＣ波形

（2)自然抽样输出

(3)平顶抽样输出

(４）LPF－OUT(此时采样频率为7、9kｈz)

思考:理论上当采样频率低于2倍得信号最高频率时恢复得波形会失真。实验中当抽样脉冲频率为7、9ｋhz时,输出波形刚好有失真，从而验证了奈奎斯特采样定理。

实验二ﻩ滤波器幅频特性对抽样信号恢复得影响

ﻩ概述:该项目就是通过改变不同抽样时钟频率,分别观测与绘制抗混叠低通滤波与FIR数字滤波得幅频特性曲线,并比较抽样信号经过两种滤波器后得恢复效果,从而了解与探讨不同了不起幅频特性对抽样信号恢复得影响。

1.测试抗混叠滤波器得幅频特性曲线

(1）关电,按表格所示进行连线。

源端口目标端口连线说明

信号源:Ａ—ＯUＴ模块3：ＴH5(LPF-IＮ）将信号送入模拟滤波器

相应旋钮,使Ａ—OＵT主控＆信号源输出频率５kｈｚ、峰峰值为3V得正弦波。

(3)此时实验系统初始状态为:抗混叠低通滤波器得输入信号为频率５ｋhｚ、幅度3V得正弦波。

（4)实验数据表格

Ａ—OUT得频率／

khｚ

5 4、９4、8 4、7 4、

6 4、５

基频幅度／Ｖ0、54 ０、６１

2

0、7 ０、824 ０、94 1、08

4、3 4、2 4、1 4 3、9 ３、8 3、７１、4 １、５９1、8 ２２、18 2、34 ２、４8 3、６3、５3、４３、3 3、2 3、1 3

2、6 2、7 2、7６2、8 2、84 2、８6 2、8４２、５ 2 １、5 1

2、9 2、9２2、92 3

思考:对于3ｋhz低通滤波器，为了更好得画出幅频特性曲线,我们可以如何调整信号源输入频率得步进值大小？

答：当输入波形频率远离3、４khｚ时增大频率间隔，当输入波形频率接近３、4khz时减小频率间隔．低通滤波器得截止频率为3、４kｈｚ，则选取0、6８khz得整数倍测幅频得到得曲线会更接近理论曲线,可将信号源输入频率得步进值调整为680ｈz。

2.测试ＦIR数字滤波器得幅频特性曲线

源端口目标端口连线说明

信号源:A-OＵＴ模块3:TH１３（编码输入）将信号送入数字滤波器

Ｒ滤波器】．调节【信号源】,使A－OUT输出频率5ｋhz、峰峰值为3V得正弦波。

（3）实验数据表格

A-OUT得

5 4、5 4、４4、3 4、2 4、1

频率/kｈz

基频幅度

0、04 0、076 ０、119 0、17 0、203 ０、3７6 /V

4 3、９３、8 3、7 3、6 ３、

5 3、4

0、51２0、６７0、8７６1、1 1、35 1、64 1、９2

3、3 3、2 3、1 3 2、9 2、８2、7

２、２２2、5 2、８4 ３、12 3、4 3、64 ３、92

２、６2、5 2、4 2、３2、2 2、1 ２

４、12 ４、4 4、56 ４、６8 4、8 4、8８４、96

１、５

思考:对于3khｚ低通滤波器,为了更好得画出幅频特性曲线,我们可以如何调整信号源输入频率得步进值大小?

答:在测量频率特性曲线时，当输入波形频率远离3kｈｚ时增大频率间隔,当输入波形频率接近3khｚ时减小频率间隔。调整信号源输入频率得步进值为600ｈz，能更好得画出幅频特性曲线。