通信原理及同步技术实验ppt

1、通信原理及同步技术系列实验学时：32学分：2实验内容1.模拟线性（AM、DSB）调制与解调实验。2.模拟线性调制（SSB、VSB、QAM）与解调实验。1 3.基本数字信号源产生、m序列加绕及解扰实验、2ASK调制与解调实验。 4. 2PSK、2FSK数字载波调制与解调实验。 5.增量调制与解调实验。 6.最佳接收机（匹配滤波器）实验。 7.模拟锁相环调制跟踪与载波跟踪实验。 8.二相BPSK调制解调实验。 9. QPSK系统设计与仿真。 （可选作）2 实验平台 实验是基于MATLAB平台的Simulink动态系统仿真开发的仿真实验系统。 实验方式1.在本实验室完成每次实验。2.因为是仿真平台，

2、每次上课必须来听讲解实验。3 实验要求 按实验指导书要求，先在系统默认参数设置状态下进行实验，然后根据指导书要求改变系统参数进行实验。必须个人完成。 实验报告要求 要求图、表完整，清晰。对实验观测现象需 用文字说明的，要用文字说明。不得相互抄袭。 实验报告每人一份。4 实验报告可以是手写的，也可以是打印的。 但要有实验目的、原理、实验结果等内容，必 须是纸质档。 实验报告封面上必须清楚写明学号、姓名等 信息，以便在教务处网站上登录成绩。 若有补选的同学，必须在报告封面上注明补 选。必须是大四的学生才能补选。 5 实验考勤与报告记分规则 1.进实验室实验时，先签到。 2.在授课期间，不得随意离开

3、实验室， 有事需先请假。 3.完成实验后，需指导教师检查图、表、 数据是否完整，签字后方能离开实验室。 4.相互抄袭、复印的，一律按零分处理。 5.平时成绩30分，全部报告70分。6交实验报告时间及地点 实验完成一周后，即11周周五之前把实验 报告交到科B117室。 实验指导教师：饶力 联系方式： 7锁相环路的特性简介 锁相环路就是一种反馈控制电路,它控制的参量是输出信号的相位。因此,也称为自动相位控制电路。 锁相的目的是使系统输出信号的相位始终与 输入信号的相位同步。8一. PLL的组成及工作原理 PLL包括： 1. PD： Phase Detector 2. LF： Loop Filter

4、 3. VCO： Voltage Controlled Oscillator 受控对象 控制器9基本构成如下图:PDVCOLFH(P)=110 1. 鉴相器 PD 输出的误差信号 是相差e(t)的函数，即： 正弦鉴相器用模拟相乘器与低通滤波器的串接作为模型。LPFUdSin (t)+-2 (t)UdSine(t)1e(t)11 正弦鉴相特性02-2e(t)122.环路滤波器 LF 环路滤波器具有低通特性，它对环路参数调整起着决定性的作用。 LF的特性决定了环路的不同特性。F(P)F(s)时域频域S=j代入F(S)得到频率响应F(j)13 常用的三种LF： 1.RC积分Filter频率特性 F(

5、j)=1/(1+j1 ) 1=RC |F(j)|=1/ 1+(1 )2 (j)= arctg1 幅频特性uouiRC相频特性1415其控制特性如图所示：3.压控振荡器VCOVCO振荡频率随输入控制电压变换关系为：线性的变化，vo0u c16其相位 即：写成算子数学模型：Ko/puc(t) (t) 2压控振荡器是PLL中的固有积分环节。17 4.环路的相位模型 将以上三个模型连接起来，构成环路的模型：UdSin F(P)Ko/p+_ (t)1e(t)2 (t)18 模型给出了输入相位 与输出相位 之间的关系，又称为环路的相位模型。这是一个相位负反馈的误差控制系统，其特征是存在剩余误差。19二.

6、锁相环用作调制器与解调器 理论上，在加入辅助电路的情况下，锁相环可以实现多种调制方法的调制器和解调器。1. 模拟调频/调相信号的调制与解调20 调制信号： (1)调频信号： 完整调频表达式21(2)调相信号： 其中 为峰值相偏，对应的调制信号的频谱包含一组间隔为 的谱线。 利用频率与相位间存在的固有的微积分关系，如果将调制信号先通过微分器，再加到调频器的输入端，便可输出调相信号。2223VCO的瞬时相位令VCO输出信号242 . 调制器的实现 利用VCO的频率调制特性，直接将调制信号加入到VCO的控制信号输入端可以输出调频信号；如果加上前置微分器，便可以输出调相信号。25 由于VCO的振荡频率

7、的温度漂移特性和非线性性，不能产生高质量和高稳定度的调制信号。 一种具有高频率稳定度的FM信号调制器为26 合理设计使得PLL工作在载波跟踪状态下，环路输出信号的载波频率跟踪晶体振荡器的变化，可提供高稳定度的载波信号；调制信号控制VCO的瞬时输出频率，以实现FM或PM调制。 根据实现框图可推出调制信号uF(t)与输出相位2之间的关系满足：27由环路的相位模型：此时 ，得方程令 得28 VCO输出频率相对于自由振荡频率o的频偏为： 由于He (s)具有高通频率特性，只要uF(s)在He (s)的通带内，则输出频偏与调制信号成正比，输出信号为FM信号。S 2(s) = He(s) KoUF(s)29 调制信号经过微分后，其Laplace变换为SUF(S)，则此时调制信号与输出相位2(S)之间的关系满足： 可见，只要调制信号在He (s)的通带内，就可以使得输出信号的相位与调制信号成正比关系，即输出为PM信号。30 两种用法： 1.载波跟踪 此时应从压控振荡器输出uo(t),在 LF设计为窄带的条件下，uo(t)是提纯了的输入信号载波。 2.调制跟踪 因为要包含调制信号，LF有一定的带宽要求。 若输入ui(t)是调频信号，有两种输出：31 （1）从