很多人对于写报告感到头疼，不了解报告的内容与格式，该怎么写出格式正确、内容合理的报告呢？今天小编给大家找来了《进程间通信实验报告》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
通信原理实验报告
1， 必做题目
1.1 无线信道特性分析 1.1.1 实验目的
1) 了解无线信道各种衰落特性;
2) 掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义;
3) 利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。
1.1.2 实验内容
1) 基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相对平均功率为[0 -3 -6 -9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示：
移动通信系统
1.1.3 实验作业
1) 根据信道参数，计算信道相干带宽和相干时间。
fm=200; t=[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]; p=[10^0 10^-0.3 10^-0.6 10^-0.9]; t2=t.^2; E1=sum(p.*t2)/sum(p); E2=sum(p.*t)/sum(p); rms=sqrt(E1-E2.^2); B=1/(2*pi*rms) T=1/fm
2) 设置较长的仿真时间(例如10秒)，运行链路，在运行过程中，观察并分析瑞利信道输出的信道特征图(观察Impulse Response(IR)、Frequency Response(FR)、IR Waterfall、Doppler Spectrum、Scattering Function)。(配合截图来分析) Impulse Response(IR)
移动通信系统
从冲击响应可以看出，该信道有四条不同时延的路径。多径信道产生随机衰落，信道冲击响应幅值随机起伏变化。可以看出，该信道的冲激响应是多路冲激响应函数的叠加，产生严重的码间干扰。 Frequency Response(FR)
频率响应特性图不再是平坦的，体现出了多径信道的频率选择性衰落。
移动通信系统
IR Waterfall
频率展宽后，信号的冲激响应不再平坦，是由于多径信道中不同信道的叠加影响
Doppler Spectrum
由于多普勒效应，接受信号的功率谱展宽扩展到fc-fm至fc+fm范围。
移动通信系统
3) 观察并分析信号在经过瑞利衰落信道前后的星座图变化(截图并解释)。
前
标准的QPSK星座图，4个相位 后
移动通信系统
信号经过多径信道后，相位和幅值均发生了随机变化，信号不再分布在四个点附近，可以看出信号质量很差。说明多径信道对信号产生了巨大的干扰。PSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析
1.2BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析 1.2.1实验目的
掌握基于simulink的BPSK、QPSK典型通信系统的链路实现，仿真BPSK/QPSK信号在AWGN信道、单径瑞利衰落信道下的误码性能。
1.2.2实验作业
1) 基于simulink搭建BPSK/QPSK通信链路，经过AWGN信道，接收端相干解调，仿真并绘出BPSK和QPSK信号在EbN0为0~10dB时(间隔：
移动通信系统
1dB)误码性能曲线。 仿真参数：
a) 仿真点数：106
b) 信源比特速率：1Mbps。
Bpsk通信链路
QPSK通信链路
BPSK AWGN参数
移动通信系统
QPSK AWGN参数
用bertool画出BPSK信号的误码率曲线(0~10dB)
移动通信系统
由此可见BPSK和QPSK的在同一Eb/No时误比特率基本一样，这与理论分析一致
2) 在1的基础上，信号先经过平坦(单径)瑞利衰落，再经过AWGN信道，假设接收端通过理想信道估计获得了信道衰落值(勾选衰落信道模块的“Complex path gain port”)。仿真并绘出BPSK和QPSK信号在EbN0为0~40dB时(间隔：5dB)误码性能曲线。 信道仿真参数：最大多普勒频移为100Hz。
BPSK通信链路
移动通信系统
QPSK通信链路
瑞利单径信道参数
移动通信系统
QPSK AWGN参数
移动通信系统
BPSK AWGN参数
BPSK/QPSK 0-40db误码率曲线
BPSK和QPSK在同一Eb/No的误比特率基本一致，这和理论基本一致
移动通信系统
2、分组题目
2.1SIMO系统性能仿真分析 2.1.1实验目的
1.掌握基于simulink的单发多收(SIMO)16QAM仿真通信链路;
2.仿真SIMO 16QAM信号在单径瑞利衰落信道下，不同接收分集数、不同合并方式下的误比特率性能。
2.1.2实验内容
1.掌握单发多收的原理，利用分集技术，搭建单发多收通信系统框图。 2.利用MATLAB中simulink所包含的通信系统模块搭建基于各种分集技术类型的单发多收通信链路。
3. 比较分析不同接收分集数、不同合并方式下的误比特率性能。
2.1.3实验原理
移动信道的多径传播引起的瑞利衰落、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移使接收信号受到严重的衰落;阴影效应会使接收的信号过弱而造成信号的中断;信道存在噪声和干扰，也会使接收信号失真而造成误码。因此，在移动通信系统中需要采取一些数字信号处理技术来改善接收信号的质量。其中，多天线分集接收技术就是一个非常重要且常见的方法。
分集接收的基本思想就是把接收到的多个衰落独立的信号加以处理，合理地利用这些信号的能量来改善接收信号的质量。
分集技术总体来说分为两类，针对阴影衰落的宏观分集和针对微观衰落的微观分集。本实验主要注重微观分集。分集技术对信号的处理包含两个过程，首 先是要获得M个相互独立的多径信号分量，然后对它们进行处理以获得信噪比 的改善，这就是合并技术。合并方式共分为三种，选择合并、等增益合并和最大 比值合并。
选择合并是最简单的一种，在所接收的多路信号中，合并器选择信噪比最高的一路输出。最大比值合并会将所有路信号的能量和信息都利用上，会明显改善
移动通信系统
合并器输出的信噪比。基于这样的考虑，最大比值合并把各支路信号加权后合并。各路信号权值用数学方法得出。等增益合并性能上不及最大比值合并，但是却容易实现得多，其主要思想是将各路信号赋予相同权值相加。 2.1.4 实验仿真 2.1.4.1实验框图
系统整体框图
移动通信系统
接收分集
二分集等增益合并
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三分集等增益合并
二分集选择合并
三分集选择合并
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二分集最大比值合并
三分集最大比值合并
2.1.4.2 仿真结果
从图中可以看到，通过等增益合并方式能够显著的减小误码率，并且随着Eb/N0 的增加而更好的显示出性能优越;相对比不同的分集数可看出，分集数的增加能 有效地减小误码率。
移动通信系统
由图可看到，三种合并方式都能显著地减小误码率，在分集数为二的情况下，效果最好的是最大比值合并，等增益次之，都优于选择合并;
2.1.5 实验结论
移动信道的多径传播引起的瑞利衰落、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移使接收信道受到严重的衰落，所以必须采取相应的抗衰落的措施来提高系统性能。在本次课程设计中，我们小组学习研究了对三种不同分集合并技术在改善系统性能方面的效果的课题实验。通过仿真实验得出的不同分集的误码率，分集技术能有效地减小误码率从而提高系统性能;而通过对误码率曲线的分析，可以看出：对于三种分集合并技术，等分集前提下，最大比值合并优于等增益合并优于选择合并;而对于同一合并技术，增加分集数能优化其性能。
2.2直接序列扩频系统性能分析
2.2.1实验目的
1)了解直接序列扩频系统的原理
2)基于simulink搭建直接序列扩频仿真通信链路，仿真分析在不同信道条件下的误比特率性能。
3)观察体会直接序列扩频对误码率的改善程度 2.2.2 实验内容
1) 搭建基于simulink搭建直接序列扩频仿真通信链路，观察频谱和波形 2)仿真分析在不同信道条件下的误比特率性能。
移动通信系统
2.2.3实验原理
所谓直接序列扩频，就是直接用具有高码率的扩频码序列在发送端去扩展信号的频谱。而在接收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。
直扩系统的抗干扰能力是由接收机对干扰的抑制产生的，如果干扰信号的带宽与信息带宽相同(即窄带)，此干扰信号经过发送机伪噪声码调制后将展宽为与发送信号相同的带宽，而其谱密度却降低了若干倍。相反，直扩信号经伪噪声码解扩后变成了窄带信息，从而使增益提高了若干倍。
实验原理框图
伯努利信源b(t)x(t)s(t)信道r(t)e(t)Tby(Tb)dt判决0y(t)c(t)cos(wct)c(t)cos(wct)
直接序列扩频通信系统
2.2.4实验仿真
直接序列扩频simulink仿真通信链路
a.伯努利序列参数和PN序列参数: 伯努利信源100bps
移动通信系统
PN序列2kbps
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b.扩频前后频谱变化: 扩频前频谱：
类似sinc函数的频谱
扩频后频谱：
频谱明显展宽 功率谱密度降低
移动通信系统
扩频调制后波形：
移动通信系统
解扩解调波形：
c.误比特率
AWGN信道(仿真点数1e6)
移动通信系统
BPSK理论误码率(-7到10dB的误比特率曲线)
通过两者对比，我们可以发现直接序列扩频通信系统对Eb/No的改善近似为13dB，这和理论分析出的值接近。
中南大学
《通信原理》实验报告
姓 名 班 级 学 号
课程名称 指导教师
通信原理 董健
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通信原理实验报告
目录
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通信原理实验报告
实验一 数字基带信号
一、 实验目的
1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。
3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。
二、实验内容
1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3 、用示波器观察HDB
3、AMI译码输出波形
三、实验步骤
1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线，打开电源开关。
2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。
用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察：
(1) 示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄);
3
通信原理实验报告
(2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码，1110010为7位帧同步码)，K
2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。
4
通信原理实验报告
3、 用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。 仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。
(1) 示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3，将信源单元的K
1、K
2、K3每一位都置1，观察全1码对应的AMI码(开关K4置于左方AMI端)波形和HDB3码(开关K4置于右方HDB3端)波形。再将K
1、K
2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察时应注意AMI、HDB3码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。编码输出AMI-HDB3比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。
全1码对应的AMI码
全1码对应的HDB3码
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通信原理实验报告
全0码对应的AMI码
(2)将K
1、K
2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI码
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通信原理实验报告
和HDB3码。
AMI码
HDB3码
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通信原理实验报告
(3)将K
1、K
2、K3置于任意状态，K4先置左方(AMI)端再置右方(HDB3)端，CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ ，观察这些信号波形。
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的DET
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET HDB3
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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BPF
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BPF
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BS-R
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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BS-R
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通信原理实验报告
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的NRZ
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的NRZ
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四、根据实验现象回答
1. 根据实验观察和纪录回答：
(1)不归零码和归零码的特点是什么?
不归零码特点：脉冲宽度τ 等于码元宽度Ts 归零码特点：τ
举例： 信源代码：
100001100001000001 AMI: 10000-110000-1000001 HDB3：10001-11-100-100010-1 2. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。 HDB3位同步信号
整流窄带带通滤波器整形移相
HDB3中不含有离散谱fS(fS在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于0.5的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱fS成分，故可 通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。
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实验二 数字调制
一、实验目的
1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。
2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。
3、 掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。
4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。
二、实验内容
1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。
2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。
3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。
三、实验步骤
本实验使用数字信源单元及数字调制单元。
1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N(NRZ)端。
2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK(即调制器的输入)，CH2接数字调制单元的BK，信源单元的K
1、K
2、K3置于任意状态(非全0)，观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律 AK波形
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通信原理实验报告
BK波形
3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系(此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系)。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。
CH1接2DPSK，CH2接AK
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CH1接2DPSK，CH2接BK
4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK;观察这两个信号与AK的关系(注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的) 示波器CH1接AK、CH2接2FSK
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示波器CH1接AK、CH2接2ASK
四、实验总结
1、设绝对码为全
1、全0或1001 1010，求相对码。
2、设相对码为全
1、全0或1001 1010，求绝对码。
3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。
4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。
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实验三 模拟锁相环与载波同步
一、 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。
二、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，观察相位模糊现象。
三、实验步骤
本实验使用数字信源单元、数字调制单元和载波同步单元。
1.熟悉载波同步单元的工作原理。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)。
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
打开电源后用示波器观察ud，若ud为直流，则调节载波同步模块上的可变电容C34，ud随C34减小而减小，随C34增大而增大(为什么?请思考)，这说明环路处于锁定状态。用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT，可以看到两个信号频率相等。若有频率计则可分别测量CAR和CAR-OUT频率。在锁定状态下，向某一方向变化C34，可使ud由直流变为交流，CAR和CAR-OUT频率不再相等，环路由锁定状态变为失锁。
接通电源后ud也可能是差拍信号，表示环路已处于失锁状态。失锁时ud的最大值和最小值就是锁定状态下ud的变化范围(对应于环路的同步范围)。环路处于失锁状态时，CAR和CAR-OUT频率不相等。调节C34使ud的差拍频率降低，当频率降低到某一程度时ud会突然变成直流，环路由失锁状态变为锁定状态。
4. 观察环路的捕捉过程
先使环路处于失锁定状态，慢慢调节C34，使环路刚刚进入锁定状态后，关闭电源开关，然后再打开电源，用示波器观察ud，可以发现ud由差拍信号变为直流的变化瞬态过程。ud的这种变化表示了环路的捕捉过程。
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5. 观察相干载波相位模糊现象
使环路锁定，用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT信号，反复断开、接通电源可以发现这两个信号有时同相、有时反相。
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通信原理实验报告
四、 实验总结
1.总结锁相环锁定状态及失锁状态的特点。
答：模拟锁相环锁定的特点：输入信号频率与反馈信号的频率相等，鉴相器输出电压为直流。模拟锁相环失锁的特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电压 。 2.设K0=18 HZ/V ，根据实验结果计算环路同步带ΔfH及捕捉带ΔfP 。 答：代入指导书“3式”计算得：v112v，则
fH186108Hz;v28v，则fp18472Hz
3.由公式nRCKdKo及6811n计算环路参数ωn和ζ，式中 Kd=6
2(R25R68)C114
-6 V/rad，Ko=2π×18 rad/s.v，R25=2×10，R68=5×10，C11=2.2×10F 。(fn=ωn/2π应远小于码速率，ζ应大于0.5)。
答：nn2186.5fn17.6Hz远小于码速率 ;111rad4362(210510)2.21051032.2106170.5(波特);1110.6
24.总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因。
答：平方运算输出信号中有2fc离散谱，模拟环输出信号频率等于2fc，二分频，滤波后得到干扰波;2电路有两个初始状态，导致提取的相干载波有两种相反的相位状态 5.设VCO固有振荡频率f0 不变，环路输入信号频率可以改变，试拟订测量环路同步带及捕捉带的步骤。
答：环路处于锁定状态后，慢慢增大C34，使ud增大到锁定状态下的最大值ud1(此值不大于+12V);
① ud增大到锁定状态下的最大值ud1值为： 4.8 V
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通信原理实验报告
②
继续增大C34，ud变为交流(上宽下窄的周期信号)。 ③ 环路失锁。再反向调节减小C34，ud的频率逐渐变低，不对称程度越来越大。
④ 直至变为直流。记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2;继续减小C34，使ud减小到锁定状态下的最小值ud3;
环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2为：2.4 V ud减小到锁定状态下的最小值ud3为 ：1.6 V ⑤ 再继续减小C34，ud变为交流(下宽上窄的周期信号)，环路再次失锁。然后反向增大C34，记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4。环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4的值为：4.4 V
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实验四 数字解调与眼图
一、 实验目的
1. 掌握2DPSK相干解调原理。
2. 掌握2FSK过零检测解调原理。
二、 实验内容
1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。
2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。 3.用示波器观察眼图。
三、 实验步骤
1. 复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理，接通实验箱电源。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。
2. 检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常，保证载波同步单元处于同步态!
3. 2DPSK解调实验
(1)将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的BK，CH2(建议使用示波器探头的x10衰减档)接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图4-3所示的理论波形。
(2)示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF，可看到LPF与MU同相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号电平与0电平对称，否则不对称
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通信原理实验报告
(3)示波器的CH1接VC，调节电位器R39，保证VC处在0电平(当BK中“1”与“0”等概时LPF的中值即为0电平)，此即为抽样判决器的最佳门限。
(4)观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字信源单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。 BK与 2DPSK 的MU
BK与 2DPSK 的LPF
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通信原理实验报告
BK与 2DPSK 的BK
AK与 2DPSK 的MU
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通信原理实验报告
AK与 2DPSK 的LPF
AK与 2DPSK 的BK
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AK与 2DPSK 的AK-OUT
(6)将数字调制单元单刀双掷开关K7置于右方(M序列)端，此时数字调制器输入的基带信号是伪随机序列(本系统中是M序列)信号。用示波器观察2DPSK解调单元LPF点，即可看到无噪声状态下的眼图。
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4. 2FSK解调实验
将数字调制单元单刀双掷开关K7还原置于左方NRZ端。将数字信源单元的BS-OUT用信号连线换接到2FSK解调单元的BS-IN点,示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别接2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，观察2FSK过零检测解调器的解调过程(注意：低通及整形2都有倒相作用)。LPF的波形应接近图4-4所示的理论波形。
AK与 2FSK的 FD
AK与 2FSK的 LPF
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通信原理实验报告
AK与 2FSK的 AK-OUT
四、实验总结
1. 设绝对码为1001101，根据实验观察得到的规律，画出如果相干载波频率等于码速率的1.5倍，在CAR-OUT与CAR同相、反相时2DPSK相干解调MU、LPF、BS、BK、AK波形示意图，总结2DPSK克服相位模糊现象的机理。
当相干载波为-cosωt时，MU、LPF及BK与载波为cosωt时的状态反相，但AK仍不变(第一位与BK的起始电平有关)。2DPSK系统之所能克服相位模糊现象，是因为在发端将绝对码变为了相对码，在收端又将相对码变为绝对码，载波相位模糊可 使解调出来的相对码有两种相反的状态，但它们对应的绝对码是相同的。
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通信仿真实验报告 通信系统仿真实验 实验报告要求: 1.所有实验均要手画仿真模型框图,或对仿真原理解释说明; 2.必须清楚的标题仿真系统中所设置的参数; 3.仿真程序一般不要放在正文内部,而就是改在每个实验报告的最后,作为附件。但正文部分可以解释说明所用到的重要的仿真技巧,库数等等。
4.所有仿真程序产生的结果都要有手写分析,即要判决仿真结果就是否正确,说明了什么问题,能够得出什么结论,要如何改进等等。
实验一 随机信号的计算机仿真 实验目的:仿真实现各种分布的随机数发生器 实验内容: 1、均匀分布随机数的产生 用线性同余法,编写 Matlab 程序,产生均匀分布的随机数。
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初始种子 x(0)自己选择。
线性同余算法就是使用最为广泛的伪随机数产生器,该算法含有 4 个参数:模数 m(m>0),乘数 a(0≤a< m),增量 c(0≤c
通信仿真实验报告
2、用反函数法,将均匀分布的随机变量变换为具有单边指数分布的随机变量。编写 Matlab 程序,产生指数分布的随机数。计算并比较理论 pdf 与从直方图得到的 pdf。
指数分布随机变量 pdf 定义为: 0 ), ( ) exp(2) ( x u x x p X , ) (x u 为单位阶跃函数。
先自行设置取样点数,取 a=5;产生均匀分布随机变量,转化为单边指数分布,理论与仿真符合
通信仿真实验报告
设计题: 3、用 Matlab 编程分别产生标准正态分布、指定均值方差正态分布、瑞利分布、赖斯分布、中心与非中心χ2 分布的随机数,并画出相应的 pdf。
y1=normpdf(x,0,1);
y2=normpdf(x,4,2);
通信仿真实验报告
瑞丽
p1= ncfpdf(x,5,20,10);非中心 p= fpdf(x,5,20);中心 4、设输入的随机变量序列 X(n)为 N=1000 独立同分布高斯分布的离散时间序列,均值为 0,方差为 1,采样间隔 0、01s。通过某线性时不变滤波器,输出随机变量序列 Y(n)的功率谱密度为: 2) 2 ( 11) (ff S Y
(1)
设计该滤波器
通信仿真实验报告 (2)
产生随机变量序列 Y(n)。
X0=0;
%设置产生序列的递推公式的初始值:X(0) N=1000;
%设置序列的长度 rh=0、9;
%设置产生序列的递推公式的系数 X=zeros(1,N);
%定义序列 X w=rand(1,N)-1/2;
%产生序列 w:在(-1/2,1/2)内均匀分布
%计算序列 X 的 N 个样本:X(1),X(2),…,X(N)
X(1)=rh*X0+w(1);
for i=2:N
X(i)=rh*X(i-1)+w(i);
End X(n)的功率谱密度
滤波器的幅度响应
通信仿真实验报告
附件: 实验二 数字基带调制 实验目的:数字通信系统中,基带传输的仿真。
实验内容: 用 MATLAB 编程仿真实现二进制脉冲幅度调制(PAM)数字通信系统的调制过程。要求画出 12bit 随机输入与对应的已调波形输出。
通信仿真实验报告
1.绘出 40bit 随机输入条件下调制波形形成的眼图。
2.用蒙特卡罗仿真方法计算在信道为加性高斯白噪声时,该系统在不同信噪比下的差错概率。
通信仿真实验报告
3.画出该系统的理论误码率(报告中还要写出理论公式),与蒙特卡罗仿真结果比较,就是否一致,分析结果。
设计题 4、设计 FIR 根升余弦滤波器,具体指标如下:
(1)码片速率为 1、28MHz,采样率为 4 倍码片速率 (2) 滚 降 系 数 0 、22, 冲 激 响 应 序 列 长 度
通信仿真实验报告 65
N_T=8;
%冲激响应序列长度为 2*N_T*Fs/Fc+1 R=0、22
%滚降系数 Fc=1、28e+6; Fs=4*Fc;
%抽样率为 4 倍码片速率 Tc=1、0e-6/1、28;
%码片周期 %[Num,Den] = rcosine(Fc,Fs,"sqrt",R);
Num=rcosfir(R,N_T,4,Tc,"sqrt"); [H,w]=freqz(Num,[1],1000,"whole"); H=(H(1:1:501))"; w=(w(1:1:501))"; Mag=abs(H); db=20*log10((Mag)/max(Mag)); pha=angle(H); plot(w/pi,db);grid;
通信仿真实验报告 axis([0 1 -60 1]);xlabel("归一化角频率");ylabel("RRC 滤波器幅度响应(dB)"); (1)[H,w]=freqz(B,A,N) (2)[H,w]=freqz(B,A,N,’whole’)
(1)中 B 与 A 分别为离散系统的系统函数分子、分母多项式的系数向量,返回量 H 则包含了离散系统频响在 0~pi 范围内 N 个频率等分点的值(其中N 为正整数),w 则包含了范围内 N 个频率等分点。调用默认的 N 时,其值就是 512。
(2)中调用格式将计算离散系统在0~pi范内的N个频率等分店的频率响应的值。
因此,可以先调用 freqz()函数计算系统的频率响应,然后利用 abs()与angle()函数及 plot()函数,即可绘制出系统在 或 范围内的频响曲线 (3)产生一串(-1、1)等概率分布的随机序列,并对该序列进行脉冲成形滤波。
附件: 实验三 数字频带调制 实验目的:对数字信息的频带传输进行仿真。
通信仿真实验报告 实验内容: 1.用 MATLAB 编程仿真实现二进制相位调制(BPSK)数字通信系统的调制过程。要 求 画 出 12bit 随 机 输 入 与 对 应 的 已 调 波 形 输 出 。
2.并用蒙特卡罗仿真方法计算在信道为加性高斯白噪声时,该系统在不同信噪比下的差错概率
通信仿真实验报告 3.画出该系统的理论误码率,与蒙特卡罗仿真结果比较,就是否一致,分析结果。
设计题 4.QPSK 调制,解调与检测的 MATLAB 仿真,并用蒙特卡罗方法估计该系统在加性高斯白噪声情况下的差错概率。
(1)
使用范围在(0,1)内的均匀分布随机数发生器,来产生等概率出现的四
通信仿真实验报告 进制符号序列,再将序列映射到对应的信号向量。
s11=-j;s10=-1;s00=j;s01=1;
%定义 QPSK 信号:4 种可能的取值
N=10000;
%设置发送数据符号的个数
%产生待发送的二进制比特数据流:长度为 2N
signal=rand(1,2*N);
qpsk=zeros(1,N);
%定义经过调制后的信号序列
%产生调制后的信号序列 qpsk
for i=1:N
if signal(2*i-1)<0、5
if signal(2*i)<0、5
qpsk(i)=s00;
else qpsk(i)=s01;
end;
else
if signal(2*i)<0、5
qpsk(i)=s10;
else qpsk(i)=s11;
end;
end;
end;
(2)
利用高斯随机数发生器产生均值为 0,方差为 N0/2 的高斯噪声。
NO=(10^(SNR_in_DB/10)) sgma=sqrt(N0/2);
n(1)=gngauss(sgma) (3)
设计检测器,用蒙特卡罗方法估计检测器产生的符号误差。
通信仿真实验报告
实验四 通信信道建模仿真 实验目的:无线通信信道的仿真实现 实验内容: 确定信号的 DTFT 谱分析 窗对频率分辨率的影响
1-1
通信仿真实验报告
1-2
1-3
通信仿真实验报告
1-4
2-1
通信仿真实验报告
2-1
2-2
通信仿真实验报告
3-1
通信仿真实验报告
%% Zero padding DFT
v=2;
dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));
figure(3);
stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),"、");
axis([-1 1 0 35]);
title("DFT spectrum with 64 zeros padded");
xlabel("Normalized digital frequency");
%% Zero padding DFT
通信仿真实验报告 v=4;
dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));
figure(4);
stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),"、");
title("DFT spectrum with 3*64 zeros padded");
xlabel("Normalized digital frequency");
axis([-1 1 0 35]);
%%
v = 8;
dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));
figure(5);
stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),"、");
title("DFT spectrum with 7*64 zeros padded");
xlabel("Normalized digital frequency");
axis([-1 1 0 35]);
4-1: 产生并绘制 10 个高斯-马尔科夫序列样本
通信仿真实验报告
4-1: 功率谱、
4-2
R=0、5
通信仿真实验报告
4-2
R=0、5 功率谱、
5
通信仿真实验报告
实验五 信道衰落的影响与分集接收仿真 单径 A=0° 单路径移动台包络幅度-移动距离
单路径移动台包络相位
单路径移动台归一化频谱
通信仿真实验报告
2 两径幅度
两径相位
两径频谱
通信仿真实验报告
2 两径 R=0、5 幅度
两径 R=0、5 相位
两径 R=0、5 频谱
通信仿真实验报告
3:3-1 30°幅度
3-1 30°相位
3-1 30°频谱
通信仿真实验报告
3-1 45°幅度
3-1 45°相位
3-1 45°频谱
通信仿真实验报告
3-1 90°幅度
3-1 90°相位
3-1 90°频率
通信仿真实验报告
3-1 180°幅度
3-1 180°相位 3-1 180°频谱
通信仿真实验报告
4-1N=124-1N=256
通信仿真实验报告
5-1 幅度分布 N=12
5-1 幅度分布 N=64
5-1 幅度分布 N=256
通信仿真实验报告
6-1 相位分布 N=12
6-1 相位分布 N=64
6-1 相位 N=256
7-17-1 功率分布 N=12
7-1 功率 N=64
通信仿真实验报告
7-1 功率分布 N=256
大连理工大学
本科实验报告
课程名称：
通信仿真实验
学
院：
电信学部
专
业：
电子信息工程
班
级：
电子1301
学
号：
201383022
学生姓名：
陈冠谋
2016年 12 月 12 日
大连理工大学实验预习报告
学院(系)：
电信学部
专业：
电子信息工程
班级：
电子信息工程
姓
名：
陈冠谋
学号：
201383022
组：
___
实验时间：
2016.12.5
实验室：
实验台：
指导教师签字：
成绩：
实验名称：USRP 通信系统综合实验
一、 实验目的和要求
1.学习 ubuntu 基本命令和文件系统;
2.学习 usrp 观测无线信号频谱图和时域图的方法;
3.学习如何生成和发送一个信号数据包;
4.学习 benchmark 之间的通信机制;
5.学习 benchmark 如何传输文件;
6.学习 GRC 的信号处理模块、流程图及其使用方法;
7.学习 DPSK 调制解原理。
二、 实验原理和内容
基于USR的DPSK系统众所周知，在数字蜂窝移动系统中，采用抗干扰能力强、无码性能好、频谱利用率高的线性调制和频谱泄露小的恒包络(连续相位)调制技术，以尽可能地提高单位频带内传输数据的比特速率。PSK调制是线性调制技术的典型，而GSM蜂窝网络才用的GMSK调制技术是恒定包络调制技术的典型。在本实验和下一个实验中，将通过软件无线电平台实现这两种技术的数据传输。
三、 实验步骤
(1)DPSK(差分相移键控)是为了解决普通 PSK 相位模糊问题提出来的。基于GRC的DPSK 信号产生的流程图如图所示。其中 Pecket Encoder 模块的作用是对抽样数 据进行包编码。通过 GNURadio 平台可以实现 DBPSK、DQPSK、D8PSK。其流程图都是一样的，只需改变调制模块中的调制方式参数即可。
(2)在接收机端调用 usrp_fft.py和usrp_oscope.py，观测DPSK 调制产生的射频信号的时域图、频谱图、以及星座图等。
(3) DPSK 解调及认证 DPSK 的 GRC 解调流程图如下：
该流程图中以USRP作为信号源，以接收空间中的无线调制信号。设计解调流程图应该注意的是其参数如 samp_rate、Samples/Symbol、Type 等都要与调制流程图中的参数设置对应，并且要符合个参数具体要求。此外最值得注意的是 USRP Source的Decimation 要设置为调制流程图中 USRPSink的Interpolation的一半。否则不能正确解调出信号源数据。 DPSK调制流程图解调流程图接下来分别以 500Hz的正弦信号、[001]的向量以及文件作为信源，通过比较解调数据与信源是否一致 来验证整个调制解调过程的正确性。
四、 仪器设备
PC 两台 USRP 一台
大连理工大学实验报告
学院(系)：
电信学部
专业：
电子信息工程
班级：
电子信息工程
姓
名：
陈冠谋
学号：
201383022
组：
___
实验时间：
2016.12.5
实验室：
实验台：
指导教师签字：
成绩：
实验名称：USRP 通信系统综合实验
一、 实验目的和要求
见预习报告。
二、 实验原理和内容
见预习报告。
三、 实验步骤
见预习报告。
四、 仪器设备
PC 两台 USRP 一台
五、 实验数据记录和处理
1、 通过命令行检查硬件设备的连接状况。 输入sudosu获取管理员权限，输入密码即1234，若不进行此操作将无法检查硬件设备。输入usrp_probe回车，弹出显示窗口。子板选择为RXA，点击 Probe即可检查接受板 A 的连接情况。
图1受检板A的连接情况
2、 用快速傅里叶变换 FFT 分析信号
图2信号及时域波形图
3、 改变输出波形数据，和发射频率
图3 更改后的发射数据
4、改变接收端频率
图4更改后的接收端频率
5、在实验基础上加设FFT
图5 加设FFT 6.输出.XY通道的波形
图6 输出的XY通道
可见XY通道相位差90度 7遮挡天线后接收的数据如下
图7接收到的误码
8用如下指令进行音乐播放
图8 指令图
9基于USRP的DPSK系统设计实现
图9.1 DPSK发射系统
图9.2DPSK解调系统
10.调制解调分析
图10.1 码元序列-1 0 1时，接收的信号与频谱图
图10.2码元序列-1 ，-2，-3时，接收的信号与频谱图
图10.3码元序列1,2,3,4,5,6时，接收的信号与频谱图
图10.4码元序列-1，-2，-3，-4，-5，-6，0，1，2，3，4，5，6时，接收的信号与频谱图
图10.5实验中的操作指令
图10.6实验中的操作指令
六、 实验结果与分析
在本次试验中，三人一组进行了实验，在实验中三个人相互紧密配合，成功的完成了实验。我和另一组分别进行了数据的接收和发送，发现如果选用的发射频率相同会产生干扰。学习了一系列计算机指令。实验过程中老师提出的各种问题让我们耳目一新，了解了信号压制解调的的原理和操作步骤。Ubuntu的学习使得我对这个系统有了初步的了解，有助于我运用这个系统进行操作使用，有助于增加我的知识储备。
Compilation of reports 20XX 报 告 汇 编
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档
重
庆
交
通
大
学
实
验
报
告
班
级：
通信 2 班
学
号：
631406080412
姓
名：
程金凤
实验所属课程：
通 信 电 子 电 路
实验室(中心)：
语音楼 103
指 导 教 师 ：
张 德 洲
实 验 成 绩 ：
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档
实验项目名称
姓名
学号
实验日期
教师评 阅：
□实验目的明确; □操作步骤正确; □实验报告规范; □实验结果符合要求
□实验过程原始记录(数据、图表、计算等)符合要求;□实验分析总结全面;
签名：
年
月
日
实验成绩：
一、实验目的 1、掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。
2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。
3、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。
二、实验主要内容及原理 实验内容:
1、谐振频率的调整与测定。
2、主要技术性能指标的测定：谐振频率、谐振放大增益 Avo 及动态范围、通频带 BW0.7、矩形系数 Kr0.1。
实验原理：
(一)
单调谐小信号放大器
图 1-1 单调谐小信号放大电路图 小信号谐振放大器是接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线形放大。实验单元电路由晶体管 N1 和选频回路 T1 组成，不仅对高频小信号放大，而且还有选频作用。本实验中单调谐小信号放大的
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 谐振频率为 fs=10.7MHz。
放大器各项性能指标及测量方法如下：
1、谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率 f0 称为放大器的谐振频率，对于图 1-1 所示电路(也是以下各项指标所对应电路)，f0 的表达式为 LCf 210
式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量; C为调谐回路的总电容，C的表达式为
ie oeC P C P C C2221
式中， Coe 为晶体管的输出电容;Cie 为晶体管的输入电容;P1 为初级线圈抽头系数;P2 为次级线圈抽头系数。
谐振频率 f0 的测量方法是：
用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器 T 的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点 f0。
2、电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数 AV0 称为调谐放大器的电压放大倍数。AV0 的表达式为 G g p g py p pgy p pvvAie oefe feiV 22212 1 2 100
式中，g为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是 yfe 本身也是一个复数，所以谐振时输出电压 V0 与输入电压 Vi 相位差不是 180º 而是为 180º+Φfe。
A V0 的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图 1-1 中输出信号 V 0 及输入信号 V i的大小，则电压放大倍数 A V0 由下式计算：
A V0 = V 0 / V i
或
A V0 = 20 lg (V 0 /V i ) dB
3、通频带 由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数 AV 下降到谐振电压放大倍数 AV0 的 0.707 倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带 BW，其表达式为 BW
= 2△f 0.7
= f 0 /Q L
式中，QL 为谐振回路的有载品质因数。
分析表明，放大器的谐振电压放大倍数 AV0 与通频带 BW 的关系为
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 CyBW AfeV 20
上式说明，当晶体管选定即 yfe 确定，且回路总电容C为定值时，谐振电压放大倍数 AV0 与通频带 BW的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的。
通频带 BW 的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法可以是扫频法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率 f 0 及电压放大倍数 A V0然后改变高频信号发生器的频率(保持其输出电压 V S 不变)，并测出对应的电压放大倍数 A V0 。由于回路失谐后电压放大 倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图 1-2 所示。
可得：
7 .02 f f f BWL H
通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要想 得到一定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选 用 y fe 较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量 C Σ 。如果 放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可 减小通频带，尽量提高放大器的增益。
(二)
双调谐放大器
图 1-3 双调谐小信号放大电路图 为了克服单调谐回路放大器的选择性差、通频带与增益之间矛盾较大的缺点，可采用双调谐回路放大器。双调谐回路放大器具有频带宽、选择性好的优点，并能较好地解决增益与通频带之间的矛盾，从而在通信接收设备中广泛应用。
在双调谐放大器中，被放大后的信号通过互感耦合回路加到下级放大器的输入端，若耦合回路初、次级本身的损耗很小，则均可被忽略。
1、电压增益为 gy p pvvAfeiV22 100
2、通频带 为弱耦合时，谐振曲线为单峰; 为强耦合时，谐振曲线出现双峰; 临界耦合时，双调谐放大其的通频带：BW
= 2△f 0.7
= 2 fo/Q L
0 VAAv
0.7
BW
0.1
Lf
0f
Hf
2△ f 0.1 图 谐振曲线
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 三、实验器材 1、1号板信号源模块
1块 2、2号板小信号放大模块
1块 3、6号板频率计模块
1块 4、双踪示波器
1台 5、万用表
1块 6、扫频仪(可选)
1块 四、实验步骤 (一)单调谐小信号放大器单元电路实验 1、断电状态下，按如下框图进行连线：
信号源(1号板)频率计(6号板)单调谐小信号放大单元(2号板)示波器P3 P1输入 输出RF OUT1RF OUT2 P3 单调谐小信号放大电路连线框图 注：图中符号 表示高频连接线。
源端口 目的端口 连线说明 1 号板：RF OUT1 (Vp-p=200mV
f=10.7M)
2 号板：P3 高频小信号输入 1 号板：RF OUT2 6 号板：P3 频率计观察输入频率 2、频率谐振的调整 (1)用示波器观测 TP3，调节①号板信号源模块，使之输出幅度为 200mV、频率为 10.7MHz 正弦波信号。
(2)顺时针调节 W1 到底，用示波器观测 TP1，调节中周，使 TP1 幅度最大且波形稳定不失真。
3、动态测试 保持输入信号频率不变，调节信号源模块的幅度旋钮，改变单调谐放大电路中输入信号 TP3 的幅度。用示波器观察在不同幅度信号下 TP1 处的输出信号的峰值电压，并将对应的实测值填入下表，计算电压增益 Avo。在坐标轴中画出动态曲线。
输入信号 fs(MHz)
10.7MHz 输入信号 Vi(mv)TP3 50 100 200 300 输出信号 Vo(v)TP1
增益 Avo(dB)
4、通频带特性测试
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 (1)保持输入信号幅度不变，调节信号源的频率旋钮，改变单调谐放大电路中输入信号 TP3 的频率。用示波器观察在不同频率信号下 TP1 处的输出信号的峰值电压，并将对应的实测值填入下表，在坐标轴中画出幅度-频率特性曲线。若配有扫频仪，可用扫频仪观测回路谐振曲线。
输入信号 Vi(mv)TP3 200mv 输入信号 fs(MHz)
10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 11.0 11.1 输出信号 Vo(v)TP1
增益(dB)
幅度-频率特性测试 (2)调节输入信号频率，测试并计算出 Bw0.707。
5、谐振曲线的矩形系数 Kr0.1 测试 (1)
调节信号频率，测试并计算出 Bw0.1。
(2)
计算矩形系数 Kr0.1。
(二)
双调谐小信号放大器单元电路实验 1、断电状态下，按如下框图进行连线：
信号源(1号板)频率计(6号板)双调谐小信号放大单元(2号板)示波器P5 P6输入 输出RF OUT1RF OUT2 P3 双调谐小信号放大电路连线框图 注：图中符号 表示高频连接线。
源端口 目的端口 连线说明 1 号板：RF OUT1 (Vp-p=150mV
f=465K)
2 号板：P5 高频小信号输入 1 号板：RF OUT2 6 号板：P3 频率计观察输入频率 2、频率谐振的调整 (1)用示波器观测 TP6，调节①号板信号源模块，使之输出幅度为 150mV、频率为 465KHz 正弦波信号。
(2)顺时针调节 W1 到底，反复调节中周 T2 和 T3，使 TP7 幅度最大且波形稳定不失真。
3、动态测试 保持输入信号频率不变，调节信号源模块的幅度旋钮，改变单调谐放大电路中输入信号 TP6 的幅度。用示波器观察在不同幅度信号下 TP7 处的输出信号的峰值电压，并将对应的实测值填入下表，计算电压增益 Avo。在坐标轴中画出动态曲线。
输入信号 fs(KHz)
465KHz 输入信号 Vi(mv)TP6 50 100 150 200
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 输出信号 Vo(v)TP7
增益 Avo(dB)
4、通频带特性测试 (1)
保持输入信号幅度不变，调节信号源的频率旋钮，改变单调谐放大电路中输入信号 TP6 的频率。用示波器观察在不同频率信号下 TP7 处的输出信号的峰值电压，并将对应的实测值填入下表，在坐标轴中画出幅度-频率特性曲线。若配有扫频仪，可用扫频仪观测回路谐振曲线。
输入信号 Vi (mv)TP6 150mv 输入信号 fs(KHz)
435 445 455 465 475 485 495 505 输出信号 Vo(v)TP7
增益(dB)
幅度-频率特性测试 调节输入信号频率，测试并计算出 Bw0.707。
五、实验过程原始记录( 数据、图表、计算等)
频率谐振的调整：
(1)用示波器观测 TP3，调节①号板信号源模块，使之输出幅度为 200mV、频率为 10.7MHz 正弦波信号。
(2)顺时针调节 W1 到底，用示波器观测 TP1，调节中周，使 TP1 幅度最大且波形稳定不失真。
动态测试：
输入信号 fs(MHz)
10.7MHz 输入信号 Vi(mv)TP3 50 100 200 300
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 输出信号 Vo(v)TP1
增益 Avo(dB)
动态曲线：
幅度-频率特性曲线：
通频带特性测试:(1)
输入信号 Vi(mv)TP3 200mv 输入信号 fs(MHz)
10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 11.0 11.1 输出信号 Vo(v)TP1
增益(dB)
调节输入信号频率，测试并计算出 Bw0.707。
谐振曲线的矩形系数 Kr0.1 测试：
(1)调节信号频率，测试并计算出 Bw0.1。
(2)计算矩形系数 Kr0.1。
(1)用示波器观测 TP6，调节①号板信号源模块，使之输出幅度为 150mV、频率为 465KHz 正弦波信号。
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档
(2)顺时针调节 W1 到底，反复调节中周 T2 和 T3，使 TP7 幅度最大且波形稳定不失真。
动态测试：
输入信号 Vi(mv)TP3 200mv 输入信号 fs(MHz)
10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 11.0 11.1 输出信号 Vo(v)TP1
增益(dB)
通频带特性测试:(1)
输入信号 fs(KHz)
465KHz 输入信号 Vi(mv)TP6 50 100 150 200 输出信号 Vo(v)TP7
增益 Avo(dB)
动态曲线：
幅度-频率特性曲线：
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(2)调节输入信号频率，测试并计算出 Bw0.707。
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 六、实验结果及分析( 包括 心得体会，本部分为重点)
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 实验项目名称
姓名
学号
实验日期
教师评阅：
□实验目的明确; □操作步骤正确; □实验报告规范; □实验结果符合要求
□实验过程原始记录(数据、图表、计算等)符合要求;□实验分析总结全面;
签名：
年
月
日
实验成绩：
一、实验目的 1、掌握二极管双平衡混频器频率变换的物理过程。
2、掌握晶体管混频器频率变换的物理过程和本振电压 V 0 和工作电流 I e 对中频转出电压大小的影响。
3、掌握集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率变换的物理过程。
4、比较上述三种混频器对输入信号幅度与本振电压幅度的要求。
二、实验主要内容及原理 实验内容: :
1、研究二极管双平衡混频器频率变换过程和此种混频器的优缺点。
2、研究这种混频器输出频谱与本振电压大小的关系。
实验 原理: :
i.二极管双平衡混频原理
图 2-1 二极管双平衡混频器 二极管双平衡混频器的电路图示见图 2-1。图中 V S 为输入信号电压，V L 为本机振荡电压。在负载 R L 上产生差频和合频，还夹杂有一些其它频率的无用产物，再接上一个滤波器(图中未画出)
二极管双平衡混频器的最大特点是工作频率极高，可达微波波段，由于二极管双平衡混频器工作于很高的频段。图 2-1 中的变压器一般为传输线变压器。
二极管双平衡混频器的基本工作原理是利用二极管伏安特性的非线性。众所周知，二极管的伏安特性为指数律，用幂级数展开为
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 nT T TS SVvn VvVvI e I iTVv) (1) (21[ ) 1 (2!
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当加到二极管两端的电压 v 为输入信号 V S 和本振电压 V L 之和时，V2 项产生差频与和频。其它项产生不需 要的频率分量。由于上式中 u 的阶次越高，系数越小。因此，对差频与和频构成干扰最严重的是 v 的一次方项(因其系数比 v2 项大一倍)产生的输入信号频率分量和本振频率分量。
用两个二极管构成双平衡混频器和用单个二极管实现混频相比，前者能有效的抑制无用产物。双平衡混频器的输出仅包含(pω L ±ω S )(p 为奇数)的组合频率分量，而抵消了ω L 、ω C 以及 p 为偶数(pω L ±ω S )众多组合频率分量。
下面我们直观的从物理方面简要说明双平衡混频器的工作原理及其对频率为ω L 及ω S 的抑制作用。
(a)
VsRs RLVLT2D3D4RoCLL1 L2/2 L3 L4VoT1 (b)
图 2-2 双平衡混频器拆开成两个单平衡混频器 在实际电路中，本振信号 V L 远大于输入信号 V S 。在 V S 变化范围内，二极管的导通与否，完全取决于 V L 。因而本振信号的极性，决定了哪一对二极管导通。当 V L 上端为正时，二极管 D 3 和 D 4 导通，D 1 和 D 2 截止;当 上端为负时，二极管 D 1 和 D 2 导通，D 3 和 D 4 截止。这样，将图 2-1 所示的双平衡混频器拆开成图 2-2(a)和(b)所示的两个单平衡混频器。图 2-2(a)是 V L 上端为负、下端正期间工作;3-2(b)是 V L 上端为正、下端为负期间工作。
由图 2-2(a)和(b)可以看出，V L 单独作用在 R L 上所产生的ω L 分量，相互抵消，故 R L 上无ω L 分量。由 V S产生的分量在 V L 上正下负期间，经 D 3 产生的分量和经 D4 产生的分量在 R L 上均是自下经上。但在 V L 下正上负期间，则在 R L 上均是自上经下。即使在 V L 一个周期内，也是互相抵消的。但是 V L 的大小变化控制二极管电流的大小，从而控制其等效电阻，因此 V S 在 V L 瞬时值不同情况下所产生的电流大小不同，正是通过这一非线性特性产生相乘效应，出现差频与和频。
2、电路说明 模块电路如图 2-3 所示，这里使用的是二极管双平衡混频模块 ADE-1，该模块内部电路如图 2-5 所示。在图 2-3 中，本振信号 V L 由 P3 输入，射频信号 V S 由 P1 输入， 它们都通过 ADE-1 中的变压器将单端输入变为平衡输入并进行阻抗变换，TP8 为中频输出口，是不平衡输出。
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图 2-3 二极管双平衡混频
图 2-5
ADE-1 内部电路 在工作时，要求本振信号 V L >V S 。使 4 只二级管按照其周期处于开关工作状态，可以证明，在负载 RL 的两端的输出电压(可在 TP8 处测量)将会有本振信号的奇次谐波(含基波)与信号频率的组合分量，即 pω L ±ω S (p 为奇数)，通过带通滤波器可以取出所需频率分量ω L +ω S (或ω L— ω S - )。由于 4 只二极管完全对称，所以分别处于两个对角上的本振电压 V L 和射频信号 V S 不会互相影响，有很好的隔离性;此外，这种混频器输出频谱较纯净，噪声低，工作频带宽，动态范围大，工作频率高，工作频带宽，动态范围大，缺点是高频增益小于 1。
N 1 、C 5 、T 1 组成谐振放大器，用于选出我们需要的频率并进行放大，以弥补无源混频器的损耗。
三、实验器材 1、1 号板
1 块 2、6 号板
1 块 3、3 号板
1 块 4、7 号板
1 块 5、双踪示波器
1 台 四、实验步骤 一、熟悉实验板上各元件的位置及作用; 二、按下面框图所示，进行连线：
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 信号源(1号板)示波器P3P2本振输入RF OUT1正弦波振荡器(3号板)P1射频输入频率计P2 P3双平衡混频单元(7号板)滤波器双平衡混频器TP8混频器输出选频放大取和频输出TP2IF输出输出 图 2-4 双平衡混频连线框图 源端口
目的端口
连线说明
1 号板：RF OUT1 (幅度最大
f=6.2M)
7 号板：P3 本振信号输入 3 号板：P1 7 号板：P1 射频信号输入 7 号板：P2 6 号板：P3 混频后信号输出 三、将 3 号板 SW1 拨为晶体振荡器，即拨码开关 S1 为“10”，S2 拨为“01”。
四、用示波器观察 7 号板混频器输出点 TP8 波形，观测 7 号板混频输出 TP2 处波形(调节 7 号板中周 T1使输出最大)，并读出频率计上的频率。(如果使用数字示波器，可以使用 FFT 功能观测 TP8 的频谱)
五、调节本振信号幅度，重做步骤 3~4。
五、实验过程原始记录( 数据、图表、计算等) 7 号板混频器输出点 TP8 波形及其频谱及频率计读数：
调节本振信号幅度后，7 号板混频器输出点 TP8 波形及其频谱及频率计读数：
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报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 六、实验结果及分析( 包括心得体会，本部分为重点)
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源端口
目的端口
连线说明
信号源：RF OUT1 (V p-p
=600mV
f=465K)
4 号板：P1 载波输入 信号源：低频输出 (V p-p
=100mV
f=1K)
4 号板：P3 音频输入
抑制载波振幅调制：
1)P1 端输入载波信号，调节平衡电位器 W1，使输出信号 V O (t)(TP6)中载波输出幅度最小(此时 MC1496的 1、4 脚电压相等)。
2)再从 P3 端输入音频信号(正弦波)，逐渐增加输入音频信号频率，观察 TP6 处最后出现如图 3-3 所示的抑制载波的调幅信号。(将音频信号频率调至最大，即可测得清晰的抑制载波调幅波)
t) (t v ) (t v c) (t v o 图 3-3 抑制载波调幅波形 全载波振幅调制：
1)先将 P1 端输入载波信号，调节平衡电位器 W1，使输出信号 V O (t)(TP6)中有载波输出(此时 V 1 与V 4 不相等, 即 MC1496 的 1、4 脚电压)。
2)再从 P3 端输入音频信号(正弦波)，逐渐增大音频信号频率，TP6 最后出现如图 4-4 所示的有载波调幅信号的波形，记下 AM 波对应 V max 和 V min ，并计算调幅度 m。
maxV) (t v otminV 图 3-4 普通调幅波波形 抑制载波单边带振幅调制：
1)步骤同抑制载波振幅调制，将音频信号频率调到 10KHz，从 P5(TP7)处观察输出波形。
2)比较全载波调幅、抑制载波双边带调幅和抑制载波单边带调幅的波形。
五、实验过程原始记录( 数据、图表、计算等)
调节信号源，使 RF OUT1 输出 V p-p
=600mV，f=465Khz，低频输出 V p-p
=100mV ，f=1Khz 如下：
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六、实验结果及分析( 包括心得体会，本部分为重点)
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实验项目名称
姓名
学号
实验日期
教师评阅：
□实验目的明确; □操作步骤正确; □实验报告规范; □实验结果符合要求
□实验过程原始记录(数据、图表、计算等)符合要求;□实验分析总结全面;
签名：
年
月
日
实验成绩：
一、实验目的 1、进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。
2、掌握二极管峰值包络检波的原理。
3、掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。
4、掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、实验主要内容及原理 实验内容：
1、完成普通调幅波的解调。
2、观察抑制载波的双边带调幅波的解调。
3、观察普通调幅波解调中的对角切割失真，底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。
实验原理：
1、二极管包络检波的工作原理 当输入信号较大(大于 0.5 伏)时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，称为大信号检波。
大信号检波原理电路如图 4-2(a)所示。检波的物理过程如下：在高频信号电压的正半周时，二极管正向导通并对电容器 C 充电，由于二极管的正向导通电阻很小，所以充电电流 i D 很大，使电容器上的电压 V C 很快就接近高频电压的峰值。充电电流的方向如图 4-2(a)图中所示。
V i充电放电R Ci dDV C图11-2(a) (b)tV it 1 t 2 t 3V c 这个电压建立后通过信号源电路，又反向地加到二极管 D 的两端。这时二极管导通与否，由电容器 C 上的电压 V C 和输入信号电压 V i 共同决定.当高频信号的瞬时值小于 V C 时，二极管处于反向偏置，管子截止，电容器就会通过负载电阻 R 放电。由于放电时间常数 RC 远大于调频电压的周期，故放电很慢。当电容器上的电压
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 下降不多时，调频信号第二个正半周的电压又超过二极管上的负压，使二极管又导通。如图 4-2(b)中的 tl至 t2 的时间为二极管导通的时间，在此时间内又对电容器充电，电容器的电压又迅速接近第二个高频电压的最大值。在图 4-2(b)中的 t2 至 t3 时间为二极管截止的时间，在此时间内电容器又通过负载电阻 R 放电。这样不断地循环反复，就得到图 4-2(b)中电压cv 的波形。因此只要充电很快，即充电时间常数 R d ·C 很小(R d 为二极管导通时的内阻)：而放电时间常数足够慢，即放电时问常数 R·C 很大，满足 R d ·C<
本实验电路如图 4-3 所示，主要由二极管 D 及 RC 低通滤波器组成，利用二极管的单向导电特性和检波负载 RC 的充放电过程实现检波，所以 RC 时间常数的选择很重要。RC 时间常数过大，则会产生对角切割失真又称惰性失真。RC 常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式：
aammRC2max1
其中：m 为调幅系数，max 为调制信号最高角频率。
当检波器的直流负载电阻 R 与交流音频负载电阻 R Ω 不相等，而且调幅度am 又相当大时会产生负峰切割失真(又称底边切割失真)，为了保证不产生负峰切割失真应满足RRm a 。
图 4-3 峰值包络检波(465KHz)
2、同步检波 (1)同步检波原理 同步检波器用于对载波被抑止的双边带或单边带信号进行解调。它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的同步信号。同步检波器的名称由此而来。
外加载波信号电压加入同步检波器可以有两种方式：
相乘器 低通滤波器120本地载波(a)包络检波器12(b)
图 4-4 同步检波器方框图 一种是将它与接收信号在检波器中相乘，经低通滤波器后检出原调制信号，如图 4-4(a)所示;另一种是将它与接收信号相加，经包络检波器后取出原调制信号，如图 4-4(b)所示。
本实验选用乘积型检波器。设输入的已调波为载波分量被抑止的双边带信号υ 1 ，即 t t V v1 1 1cos cos
本地载波电压 ) cos(0 0 0 t V v
本地载波的角频率ω 0 准确的等于输入信号载波的角频率ω 1 ，即ω 1 =ω 0 ,但二者的相位可能不同;这里φ
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 表示它们的相位差。
这时相乘输出(假定相乘器传输系数为 1)
t V Vt V V t V Vt t t V V v) 2 cos[(41] ) 2 cos[(41cos cos21) cos( ) cos (cos1 0 11 0 1 0 12 1 0 1 2
低通滤波器滤除 2ω 1 附近的频率分量后，就得到频率为Ω的低频信号 t V V v cos cos210 1
由上式可见，低频信号的输出幅度与φ成正比。当φ=0 时，低频信号电压最大，随着相位差φ加大，输出电压减弱。因此，在理想情况下，除本地载波与输入信号载波的角频率必须相等外，希望二者的相位也相同。此时，乘积检波称为“同步检波”。
(2)实验电路说明 实验电路如图 4-7(见本实验后)所示，采用 MC1496 集成电路构成解调器，载波信号从 P7 经相位调节网络 W3、C13、U3A 加在 8、10 脚之间，调幅信号 V AM 从 P8 经 C 14 加在 1、4 脚之间，相乘后信号由 12 脚输出，经低通滤波器、同相放大器输出。
三、实验器材 1、信号源模块
1 块 2、频率计模块
1 块 3、4 号板
1 块 4、双踪示波器
1 台 5、万用表
1 块
四、实验步骤 一、二极管包络检波 1、连线框图如图 4-5 所示，用信号源和 4 号板幅度调制部分产生实验中需要的信号，然后经二极管包络检波后用示波器观测输出波形。
信号源(1号板)输出载波为456K，调制信号1K的调幅波检波二极管滤波电路负载TP3 TP14二极管包络检波(4号板)示波器P2
图 4-5
二极管包络检波连线示意图
2、解调全载波调幅信号 信号源(1号板)幅度调制(4号板)检波二极管滤波电路TP3峰值包络检波(4号板)示波器P1 P1P3 P3P4 P2TP4负载TP14 图 4-6
调幅输出进行二极管包络检波连线示意图
(1)m<30%的调幅波检波
按调幅实验中实验内容获得峰-峰值 V p-p =2V、m<30%的已调波(音频调制信号频率约为 1K) 。将开关 S1拨为 10，S2 拨为 00，将示波器接入 TP4 处，观察输出波形.(1)
加大调制信号幅度,使 m=100%,观察记录检波输出波形.3、观察对角切割失真 保持以上输出，将开关 S1 拨为“01”，检波负载电阻由 2.2KΩ变为 20KΩ，在 TP4 处用示波器观察波形并记录,与上述波形进行比较。
4、观察底部切割失真 将开关 S2 拨为“10”，S1 仍为“01”，在 TP4 处观察波形，记录并与正常解调波形进行比较。
报告文档·借鉴学习 word 可编辑·实用文档 二、集成电路(乘法器)构成解调器
1、连线框图如图 4-7 所示 2、解调全载波信号 按调幅实验中实验内容获得调制度分别为 30%，100%及>100%的调幅波。将它们依次加至解调器调制信号输入端 P8，并在解调器的载波输入端 P7 加上与调幅信号相同的载波信号,分别记录解调输出波形，并与调制信号对比。
3、解调抑制载波的双边带调幅信号 按调幅实验中实验内容的条件获得抑制载波调幅波，加至解调器调制信号输入端 P8，观察记录解调输出波形，并与调制信号相比较。
信号源(1号板)幅度调制(4号板)模拟乘法器滤波电路TP16同步检波(4号板)示波器P1 P1P3 P3P4 P8移相网络TP10P7P2TP11放大 图 4-7
同步检波连线示意图 五、实验过程原始记录( 数据、图表、计算等)
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六、实验结果及分析( 包括心得体会，本部分为重点)
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□实验过程原始记录(数据、图表、计算等)符合要求;□实验分析总结全面;
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实验成绩：
一、实验目的 1.在模块实验的基础上掌握调幅发射机整机组成原理，建立调幅系统概念。
2.掌握发射机系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。
二、实验主要内容及原理 实验内容：
完成调幅发射机整机联调。
实验原理：
图 5-1 中波调幅发射机 该调幅发射机组成原理框图如图 5-1 所示，发射机由音频信号发生器，音频放大，AM 调制，高频功放四部分组成。实验箱上由模块 4，8，10 构成。
三、实验器材 1、10 号板
1 块 2、4 号板
1 块 3、8 号板
1 块 4、双踪示波器
1 台
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四、实验步骤 1、关闭电源，按如下方式连线 源端口
目的端口
连线说明
10 号板：P7 4 号板：P3 放大后的音频信号输入 AM 调制 信号源：RF OUT1 (Vp-p=500mV
f=1M)
4 号板：P1 AM 调制载波输入 4 号板：P4 8 号板：P4 调制后的信号输入高频功放 8 号板：P1 10 号板：P4 信号发射 1、将模块 10 的 SW1 拨置上方，即选通音乐信号，经放大后从 P7 输出，调节 W 2 使 P7 处信号峰-峰值为 100mV 左右(在 TP9 处观测)， 2、4 号板 P1 输入为 1MHz，Vp-p=500mV 的正弦波信号作为载波，用示波器在 4 号板的 TP1 处观测。
3、调节 4 号板上 W 1 使调幅度大约为 30%，调节 W 2 从 TP6 处观察输出波形，使调幅度适中。
4、将 AM 调制的输出端 P4 连到集成线性宽带功率放大器的输入端 P4，从 TP2 处可以观察到放大的波形。
5、将已经放大的高频调制信号连到模块 10 的天线发射端 P4,并按下开关 J1，这样就将高频调制信号从天线发射出去了，观察 10 号板上 TP4 处波形。
五、实验过程原始记录( 数据、图表、计算等)
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华南农业大学
实验报告
----------目录----------
1、 实验任务和目的 ..............................................................................................................
2、 实验准备 ..........................................................................................................................
3、实验步骤 ................................................................................................................................
4、实验分析与总结 ....................................................................................................................(1)、分析 .............................................................................................................................(2)、总结 .............................................................................................................................
1、 实验任务和目的
了解串行通信的背景知识后，通过三线制制作一条串口通信线(PC-PC)，并编程实现两台PC间通过RS-232C通信。要求两台PC机能进行实时的字符通信，并了解工业自动化控制中的基本通信方式。
2、 实验准备
1、检查PC是否具有串行通信接口，并按其针脚类准备一条串口通信线缆。
2、串口包的安装，下载javacomm20-win32.zip并解压，将win32com.dll复制到in目录下;将comm.jar复制到lib;把javax.comm.properties也同样拷贝到lib目录下，再将上面提到的文件放到JRE相应的目录下就可以了。
3、实验步骤
1、将实验所需RS-232缆线准备好，并将JAVA串口包复制到相应地目录下。
2、查找有关串口通信的书籍以及在网上查找相应地串口通信代码。
3、用JAVA编程软件JCreator编写代码。
4、实验分析与总结
(1)、分析
(I)、对串口读写之前需要先打开一个串口并检测串口是否被占用： public void open() {//打开串口以及输入输出流
recieve=false;
try
{serialPort=(SerialPort)portId.open("Serial Communication", 2000);}
catch(PortInUseException e){System.out.println("端口正被占用!");}
try
{serialPort.setSerialPortParams (9600,SerialPort.DATABITS_8,SerialPort.STOPBITS_1,SerialPort.PARITY_NONE);}
catch(UnsupportedCommOperationException e){System.out.println("不支持通信");}
try
{
outputStream=serialPort.getOutputStream();
inputStream=serialPort.getInputStream();
1-完整运行程序如图所示：
图1
(2)、总结
通过本次串口实验，我对串口通信的知识了解的更透彻，这是在刚开始对串口通信知识不了解的情况下就编程而造成许多错误之后才得到的结果。在网上查找资料的时候也接触到了不少其他的编程语言例如VB，delphi，C#等，这也让我对这些从没有学过的语言有所了解，我想这些知识对以后的实验工作都有帮助。
3 - -
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