软硬通信原理new

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1、《通信原理》——课程设计报告专业：通信工程班级：0905班姓名：胡水华学号：0909092914指导老师：郭丽梅一、实验目的通信原理实验是针对通信工程专业学生的实践教学环节，通过这一环节，可使学生巩固相关课程知识，增强动手能力，提高学生对通信系统的仿真技能。在强调基本原理的同时，更突出设计过程的锻炼，强化学生的实践创新能力。二、实验基本要求1、培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。2、通过对硬件电路的安装、调试等环节，初步

2、掌握通信原理电路的分析方法和工程设计方法。3、掌握常用仪表的正确使用方法，学会对电路的实验调试和相关指标测试方法，提高动手能力。4、通过对通信系统的仿真模型的建立及其分析，掌握使用仿真软件对实际通信系统性能进行仿真的初步技能。5、提高和挖掘学生对所学专业知识的应用能力和创新意识，培养和锻炼学生的团队合作精神和科研开发精神。三、实验主要内容本次实验分为两部分，第一部分为软件实验，第二部分为设计型实验，具体介绍如下。第一部分硬件实验（一）实验内容清单实验三、模拟锁相环与载波同步实验五、数字锁相环与位同步实验六、

3、帧同步、实验七、时分复用数字基带通信系统实验八、2DPSK、2FSK通信系统（二）具体实验与分析实验三、模拟锁相环与载波同步3.1、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。3.2、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

4、糊现象。3.3、实验原理载波同步原理方框图如下图3.1所示图3.1载波同步原理方框图环路的数学模型如图3.2所示图3.2模拟环数学模型环路线性化数学模型如图3.3所示图3.4环路线性化数学模型当ui(t)是固定频率正弦信号(θi(t)为常数)时，在环路的作用下，VCO输出信号频率可以由固有振荡频率ωo（即环路无输入信号、环路对VCO无控制作用时VCO的振荡频率），变化到输入信号频率ωi，此时θo(t)也是一个常数，ud(t)、uc(t)都为直流。定义Δωo=ωi-ωo为环路固有频差，Δωp表示环路的捕捉带，

5、ΔωH表示环路的同步带，模拟锁相环中Δωp<ΔωH。当

6、Δωo

7、<ΔωP时，环路可以进入锁定状态。当

8、Δωo

9、<ΔωH时环路可以保持锁定状态。当

10、Δωo

11、>ΔωP时，环路不能进入锁定状态，环路锁定后若Δωo发生变化使

12、Δωo

13、>ΔωH，环路不能保持锁定状态。这两种情况下，环路都将处于失锁状态。失锁状态下ud(t)是一个上下不对称的差拍电压，当ωi>ωo，ud(t)是上宽下窄的差拍电压；反之ud(t)是一个下宽上窄的差拍电压。环路锁定时ud为直流、环路输入信号频率等于反馈信号频率（此锁相环中即等于VCO信号频

14、率）。环路失锁时ud为差拍电压，环路输入信号频率与反馈信号频率不相等。本环路输入信号频率等于2DPSK载频的两倍，即等于调制单元CAR信号频率的两倍。环路锁定时VCO信号频率等于CAR-OUT信号频率的两倍。所以环路锁定时调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT频率完全相等。3.4、实验步骤与数据记录分析（1）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）。信源NRZ-OU

15、T(AK)波形调制2DPSK信号波形分析：设置信源NRZ-OUT为1010011000111000，根据差分编码规则，取初始为0，则差分码为1100010000101111，然后将与正弦载波（设频率为1Hz）相乘，根据调制原理载波遇到码元“1”相位不变，遇到码元“0”相位改变，则得到的信号波形就是调制2DPSK信号波形，如图所示，结果逻辑关系正确。（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失锁时ud失锁时ud的最大值和最小值为：4.8V1.

16、6V失锁时CAR和CAR-OUTCARCAR-OUT锁定时的ud锁定时的CAR和CAR-OUTCARCAR-OUT总结：环路锁定特点为：鉴相电压输出电压为直流，环路输入信号频率为反馈信号频率；环路失锁特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电压；因此根据电压就可以判断锁相环的状态。由实验还可以得出通过调节载波同步模块上的可变电容，可以调节锁相环的锁定状态，当可变电容朝一个方向连续调解时，可使锁相环在锁定和失锁两个状