通信原理实验报告文档格式.docx
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1、熟悉软件无线电FSK调制和解调原理。
2、掌握FSK产生、传输和恢复过程。
3、掌握FSK正交调制的基本工作原理与实现方法。
4、掌握FSK性能的测试。
5、加深对FSK调制和解调中现象和问题的理解。
二、实验仪器
1、ZH7001通信原理综合实验系统一台
2、20MHz双踪示波器一台
三、实验步骤
实验前准备:
首先将通信系统原理实验箱菜单中的调制方式设置成“FSK传输系统”;
用示波器测量TPMZ07测试点的信号,如果有脉冲波形,说明实验系统已经正常工作,如果没有脉冲波形,则需按面板上的复位按钮对硬件进行初始化。
(一)FSK调制
1.基带FSK信号观测
(1)TPi03是基带FSK波形(D/A模块内)。
通过菜单选择为1码输入数据信号,观测TPi03信号波形,测量其基带信号周期。
周期为27.2us.
(2)通过菜单选择为0码输入数据信号,观测TPi03信号波形,测量其基带信号周期。
将测量结果与1码比较。
周期为54.4us,是全1码的2倍。
2.发端同相支路和正交支路信号时域波形观测
TPi03和TPi04分别是基带FSK输出信号的同相支路和正交支路信号。
测量两信号的时域信号波形时将输入全1码(或全0码),测量其两信号是否满足正交关系。
由下图可知,两信号满足正交关系。
3.发端同相支路和正交支路信号的李沙育波形观测
将示波器设置在(x-y)方式,可从相平面上观察TPi03和TPi04的正交性,通过菜单选择在不同的输入码下进行测量,画出李沙育波形。
全0码:
全1码:
0/1码:
4.连续相位FSK调制基带信号观测
(1)TPM02是发送数据信号(DSP+FPGA模块左下脚),TPi03是基带FSK波形。
测量时,通过菜单选择为0/1码输入数据信号,并以TPM02作为同步信号。
观测TPM02与TPi03点波形的对应关系,画出测量波形。
(2)通过菜单选择为特殊序列码输入数据信号,重复上述测量步骤。
记录测量结果。
5.FSK调制中频信号波形观测
(1)调制模块测试点TPK03为FSK调制中频信号的观测点,0/1码输入,以TPM02为同步信号。
观测TPM02与TPK03点波形。
(3)将正交调制输入信号中的一路基带调制信号断开(D/A模块内的跳线器Ki01或Ki02),重复上述测量步骤。
观测信号波形的变化,分析变化原因。
(二)FSK解调
1.解调基带FSK信号观测
首先用中频电缆连结KO02和JL02,建立中频自环(自发自收)。
测量FSK解调基带信号测试点TPJ05的波形,观测时仍用发送数据(TPM02)作同步,比较其两者的对应关系。
(1)通过菜单选择为1码输入数据信号,观测TPJ05信号波形,测量其信号周期。
由测量可知周期为28us。
(2)通过菜单选择0码输入数据信号,观测TPJ05信号波形,测量并记录其信号周期。
试与FSK调制步骤
(1)的测量结果比较。
思考:
由上图可知,周期为36us。
与FSK调制步骤
(1)比较得知,
全1码时周期基本相同,但全0码时周期差别较大。
2.解调基带信号的李沙育波形观测
将示波器设置在(x-y)方式,从相平面上观察TPJ05和TPJ06的李沙育波形。
(1)通过菜单选择为1码(或0码)输入数据信号,测量并画出李沙育信号波形。
(2)通过菜单选择为0/1码(或特殊码)输入数据信号,测试画出李沙育信号波形。
3.接收位同步信号相位抖动观测
用发送时钟TPM01(DSP+FPGA模块左下脚)信号作同步,输入信号选择m序列,利用噪声模块的跳线,将噪声增加到最大,测量接收时钟TPMZ07(DSP芯片左端)的抖动情况,估计定时的抖动值,抖动的单位用时间间隔(UI)来描述。
抖动周期占时钟周期的1/9.
5.位定时同步和非同步状态的观测
(1)TPMZ07为接收端恢复时钟,它与发端时钟(TPM01)具有明确的相位关系。
在输入测试数据为m序列时,用示波器同时观察TPM01(观察时以此信号作同步)和TPMZ07(收端最佳判决时刻)之间的相位关系。
由上图看出,相位关系为同相关系。
(2)不断按确认键,此时仅对DSP位定时环路初始化,让环路重新调整锁定,观察经过重新调整和锁定后TPMZ07测试点位定时提取出的脉冲信号与发端定时脉冲TPM01的相位关系是否发生了变化?
其结论说明了什么问题?
相位并没有发生变化
(3)在测试数据为全1或全0码时重复该实验,并加以分析。
断开JL02接收中频环路,重复上述步骤实验,观测TPM01和TPMZ07之间的相位关系,记录并解释测量结果。
结果分析:
断开JL02接收中频环路,环路锁定时相位出现了差错
6.观察在各种输入码字下FSK的输入/输出数据
测试点TPM02是调制输入数据,TPW02是解调输出数据。
通过菜单选择特殊码和0/1码输入数据信号,观测输出数据信号是否正确。
观测时,用TPM02点信号同步,画出选择输入特殊码序列和0/1码时TPM02和TPM04点的测试波形。
特殊序列码:
。
四、思考题
1、该实验用到通信系统原理实验箱中哪些模块?
各模块的作用是什么?
FPGA发端:
产生基带FSK信号,收端:
把基带FSK信号恢复成数字信号。
D/A,A/D:
数模转换。
调制与解调模块:
把基带FSK转换成中频FSK。
测试模块:
测试采样点判决前的波形。
3、最佳抽样判决点应选择在什么位置?
选择不合理会造成什么影响?
积分:
选择在码元末尾
低通:
选择在中心点采样
若选择不合理可能会发生误判。
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