通信原理实验报告

北京联合大学

通信原理实验报告

学 院: 信息学院 专 业: 通信工程 课 程: 通信原理 班 级: 姓 名: 学 号:

年 月 日

成 绩:

实验一 滤波器使用及参数设计

FIR低通滤波器

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0,1,2):幅度1V,频率10Hz,1000Hz,2000Hz 低通滤波器(部件4):下限截止频率5Hz,上限截止频率700Hz ㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

原理:频率在滤波器允许的范围内的信号都可以通过滤波器

出现的问题:一开始滤波器的频率设置为5~2500Hz,结果经过滤波器输出的波形不是由单一频率的波组成;改变滤波器5~700Hz,输出波形为单一频率的正弦信号

原因:输入信号的最高频率为2000Hz,而滤波器的上限截止频率为2500Hz,这样使所有输入信号都可以通过滤波器,导致从滤波器输出波形由输入信号的重叠。

FIR高通滤波器

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0,1,2):幅度1V,频率10Hz,1000Hz,2000Hz 高通滤波器(部件4):下限截止频率5Hz,上限截止频率2500Hz ㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

原理:频率在滤波器允许的范围内的信号都可以通过滤波器

出现的问题:鉴于上一个实验一开始滤波器的频率范围比较小,想通过慢慢改变频率来找到最佳滤波效果。最初滤波频率设置为80~300Hz,结果经过滤波器输出的波形由单一频率的波组成,不能实现高通滤波器应该出现的效果;改变滤波器5~2500Hz,输出波形为多个频率的正弦信号的叠加

原因:输入信号的最高频率为2000Hz,而一开始滤波器的上限截止频率为300Hz,这样只能使输入频率在80~300Hz的信号都可以通过滤波器,使从滤波器输出波形由输入信号的为单一频率信号,而高通滤波器应该保证最高频率的信号都可以通过,所以上限截止频率设为2500Hz

实验二 抽样定理

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0):1000Hz 调制载波(部件3):200Hz,2000Hz,5000Hz 低通滤波器(部件1):1000Hz ㈢ 实验波形

信号频率为1000Hz,抽样频率为2000Hz时域波形和频谱

信号频率为1000Hz,抽样频率为5000Hz时域波形和频谱

信号频率为1000Hz,抽样频率为200Hz时域波形和频谱

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

原理:抽样频率fs与信号最高频率fm之间由如下关系 ①当fs2fs时,解调时能无失真的恢复出原始信号

本实验过程中没有遇到什么棘手的问题

实验三 脉冲编码调制

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

系统时钟设置:抽样数:8001,抽样频率1000Hz

抽样脉冲信号(部件9):幅度1V,频率1000Hz,脉冲宽度0.0005s 低通滤波器(部件1): ㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法 原理:通过抽样使时间上连续的信号变成时间上离散的信号;量化是把经抽样得到的瞬时值进行幅度离散;编码是用二进制码表示有固定电平的量化值

出现的问题:解码后的波形在时间轴上的跨度很大,且在幅度上明显看到有电平的节约

解决方法:通过改变系统的时钟使在时间轴上显示更多的波形,加大抽样的频率,抽取了更多的样值,是输出波形在幅值上更平滑

实验四 增量调制

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

判决门(部件0):a>b输出电平为1V,a

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法 原理:增量调制用一位二进制码实现模数变换,该一位二进制码用以表示相邻抽样值的相对大小

出现的问题:一开始判决门的判决条件设置设为a!=b,无法输出所需的信号

解决方法:经过分析把判决门的判决条件设为如果a>b输出电平为1V,如果a

实验五 验证奈奎斯特第一准则

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0):幅度1V,频率100Hz 升余弦滚降滤波器(部件1):滚降系数 0.3V 输出抽样频率 1000Hz 延时(部件4):0.425s FIR低通滤波器(部件5):Rel Freq 0.05 Rel Freq 0.06 Gain -60.0dB 延时(部件7):0.425s 抽样器(部件8):抽样频率100Hz 门(部件9):Last Sample 反相器(部件11):门限电平0.15V 门延迟0.3s >,

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

原理:带通信号的频率限制在f0与fm之间,原始信号频带与其相邻频带之间的频带间隔相等

出现的问题:输入输出波形不一致,且有延时

解决办法:加入延时,把开始滤波器的上限频率设低,使和输入信号频率一样的信号才能通过,这样输出的波形与输入的波形一致

实验六 眼图

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0):幅度1V, 频率100Hz 抽样器(部件2):抽样频率100Hz 高斯白噪声(部件3):Std Deviation 0.1V 低通滤波器(部件5):截止频率50Hz ㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

根据“眼图”可以观察出码间串扰和噪声的影响,从而估计系统的优劣程度。 对二进制信号,示波器上会并排出现多只眼睛。

实验过程中,一开始只出现了一条线的“半只眼睛”,通过修改系统时钟时间设置和加大抽样器的频率,使显示的波形为比较好看的一个周期的 “眼图”

实验七 幅移键控

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号波形(部件0):幅度0.5V,频率50Hz,补偿0.5V 载波信号(部件2):幅度1V,频率80Hz 载波信号(部件5):幅度1V,频率80Hz 低通滤波器(部件7):截止频率80Hz 阶跃信号(部件10):幅度0.4V ㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

原理:ASK调制,使用信号幅度表示传递的信息,当传送的信息为“1”时用调制载波信息

出现的问题:一开始输入信号只有大于0的信息,小于0的信息都被截去了,加了一个补偿后可以输出小于0的信息

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0):幅度1V,频率100Hz

调制载波信号(部件9,10):幅度1V,频率600Hz;幅度1V,频率1200Hz 解调载波信号(部件18,19):幅度1V,频率600Hz;幅度1V,频率1200Hz 低通滤波器(部件11,12):截止频率100Hz

㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

实验开始,选用输入信号波形的频率为100Hz,调制载波频率分别为200Hz,180Hz解调载波频率分别为200Hz,180Hz,输出解调信号波形为一条直线。

解决办法:调制载波频率分别为600Hz,1200Hz,解调载波频率分别为600Hz,1200Hz,输出信号与输入信号基本一致

原因:FSK采用的是半波整流的原理,输入信号是低频信号,调制载波应为高频信号,并且要求两个载波信号频率应该可以区分

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0):幅度2V,频率15Hz;

载波信号(部件3):幅度1V,频率15Hz;

载波信号(部件7):幅度1V,频率15Hz;

低通滤波器(部件8):截止频率15Hz;

㈢输出信号波形

㈤ 实验过程中出现的问题与解决方法

一开始,调制载波信号频率选为50Hz,导致最后输出载波信号波形太密集,不容易看到出现反向的情况,经过多次试验,调制载波频率选为15Hz比较适合

原理:PSK使用信号相位变化(相对码)携带信息,本实验中反向180度表示“0”相位不变表示“1”

北京联合大学

通信原理实验报告

学 院: 信息学院 专 业: 通信工程 课 程: 通信原理 班 级: 姓 名: 学 号:

年 月 日

成 绩:

实验一 滤波器使用及参数设计

FIR低通滤波器

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0,1,2):幅度1V,频率10Hz,1000Hz,2000Hz 低通滤波器(部件4):下限截止频率5Hz,上限截止频率700Hz ㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

原理:频率在滤波器允许的范围内的信号都可以通过滤波器

出现的问题:一开始滤波器的频率设置为5~2500Hz,结果经过滤波器输出的波形不是由单一频率的波组成;改变滤波器5~700Hz,输出波形为单一频率的正弦信号

原因:输入信号的最高频率为2000Hz,而滤波器的上限截止频率为2500Hz,这样使所有输入信号都可以通过滤波器,导致从滤波器输出波形由输入信号的重叠。

FIR高通滤波器

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0,1,2):幅度1V,频率10Hz,1000Hz,2000Hz 高通滤波器(部件4):下限截止频率5Hz,上限截止频率2500Hz ㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

原理:频率在滤波器允许的范围内的信号都可以通过滤波器

出现的问题:鉴于上一个实验一开始滤波器的频率范围比较小,想通过慢慢改变频率来找到最佳滤波效果。最初滤波频率设置为80~300Hz,结果经过滤波器输出的波形由单一频率的波组成,不能实现高通滤波器应该出现的效果;改变滤波器5~2500Hz,输出波形为多个频率的正弦信号的叠加

原因:输入信号的最高频率为2000Hz,而一开始滤波器的上限截止频率为300Hz,这样只能使输入频率在80~300Hz的信号都可以通过滤波器,使从滤波器输出波形由输入信号的为单一频率信号,而高通滤波器应该保证最高频率的信号都可以通过,所以上限截止频率设为2500Hz

实验二 抽样定理

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0):1000Hz 调制载波(部件3):200Hz,2000Hz,5000Hz 低通滤波器(部件1):1000Hz ㈢ 实验波形

信号频率为1000Hz,抽样频率为2000Hz时域波形和频谱

信号频率为1000Hz,抽样频率为5000Hz时域波形和频谱

信号频率为1000Hz,抽样频率为200Hz时域波形和频谱

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

原理:抽样频率fs与信号最高频率fm之间由如下关系 ①当fs2fs时,解调时能无失真的恢复出原始信号

本实验过程中没有遇到什么棘手的问题

实验三 脉冲编码调制

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

系统时钟设置:抽样数:8001,抽样频率1000Hz

抽样脉冲信号(部件9):幅度1V,频率1000Hz,脉冲宽度0.0005s 低通滤波器(部件1): ㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法 原理:通过抽样使时间上连续的信号变成时间上离散的信号;量化是把经抽样得到的瞬时值进行幅度离散;编码是用二进制码表示有固定电平的量化值

出现的问题:解码后的波形在时间轴上的跨度很大,且在幅度上明显看到有电平的节约

解决方法:通过改变系统的时钟使在时间轴上显示更多的波形,加大抽样的频率,抽取了更多的样值,是输出波形在幅值上更平滑

实验四 增量调制

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

判决门(部件0):a>b输出电平为1V,a

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法 原理:增量调制用一位二进制码实现模数变换,该一位二进制码用以表示相邻抽样值的相对大小

出现的问题:一开始判决门的判决条件设置设为a!=b,无法输出所需的信号

解决方法:经过分析把判决门的判决条件设为如果a>b输出电平为1V,如果a

实验五 验证奈奎斯特第一准则

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0):幅度1V,频率100Hz 升余弦滚降滤波器(部件1):滚降系数 0.3V 输出抽样频率 1000Hz 延时(部件4):0.425s FIR低通滤波器(部件5):Rel Freq 0.05 Rel Freq 0.06 Gain -60.0dB 延时(部件7):0.425s 抽样器(部件8):抽样频率100Hz 门(部件9):Last Sample 反相器(部件11):门限电平0.15V 门延迟0.3s >,

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

原理:带通信号的频率限制在f0与fm之间,原始信号频带与其相邻频带之间的频带间隔相等

出现的问题:输入输出波形不一致,且有延时

解决办法:加入延时,把开始滤波器的上限频率设低,使和输入信号频率一样的信号才能通过,这样输出的波形与输入的波形一致

实验六 眼图

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0):幅度1V, 频率100Hz 抽样器(部件2):抽样频率100Hz 高斯白噪声(部件3):Std Deviation 0.1V 低通滤波器(部件5):截止频率50Hz ㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

根据“眼图”可以观察出码间串扰和噪声的影响,从而估计系统的优劣程度。 对二进制信号,示波器上会并排出现多只眼睛。

实验过程中,一开始只出现了一条线的“半只眼睛”,通过修改系统时钟时间设置和加大抽样器的频率,使显示的波形为比较好看的一个周期的 “眼图”

实验七 幅移键控

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号波形(部件0):幅度0.5V,频率50Hz,补偿0.5V 载波信号(部件2):幅度1V,频率80Hz 载波信号(部件5):幅度1V,频率80Hz 低通滤波器(部件7):截止频率80Hz 阶跃信号(部件10):幅度0.4V ㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

原理:ASK调制,使用信号幅度表示传递的信息,当传送的信息为“1”时用调制载波信息

出现的问题:一开始输入信号只有大于0的信息,小于0的信息都被截去了,加了一个补偿后可以输出小于0的信息

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0):幅度1V,频率100Hz

调制载波信号(部件9,10):幅度1V,频率600Hz;幅度1V,频率1200Hz 解调载波信号(部件18,19):幅度1V,频率600Hz;幅度1V,频率1200Hz 低通滤波器(部件11,12):截止频率100Hz

㈢ 实验波形

㈣ 实验过程中出现的问题及解决方法

实验开始,选用输入信号波形的频率为100Hz,调制载波频率分别为200Hz,180Hz解调载波频率分别为200Hz,180Hz,输出解调信号波形为一条直线。

解决办法:调制载波频率分别为600Hz,1200Hz,解调载波频率分别为600Hz,1200Hz,输出信号与输入信号基本一致

原因:FSK采用的是半波整流的原理,输入信号是低频信号,调制载波应为高频信号,并且要求两个载波信号频率应该可以区分

㈠ 实验电路图

㈡ 参数设置

输入信号(部件0):幅度2V,频率15Hz;

载波信号(部件3):幅度1V,频率15Hz;

载波信号(部件7):幅度1V,频率15Hz;

低通滤波器(部件8):截止频率15Hz;

㈢输出信号波形

㈤ 实验过程中出现的问题与解决方法

一开始,调制载波信号频率选为50Hz,导致最后输出载波信号波形太密集,不容易看到出现反向的情况,经过多次试验,调制载波频率选为15Hz比较适合

原理:PSK使用信号相位变化(相对码)携带信息,本实验中反向180度表示“0”相位不变表示“1”


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