通信原理实验报告
随着个人的文明素养不断提升，报告使用的频率越来越高，要注意报告在写作时具有一定的格式。你所见过的报告是什么样的呢？下面是小编为大家收集的通信原理实验报告，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
一、实验目的
1、了解抽样定理在通信系统中的重要性
2、掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。
3、理解低通采样定理的原理。
4、理解实际的抽样系统。
5、理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。
6、理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。
7、理解带通采样定理的原理。
二、实验器材
1、主控&信号源、3号模块各一块
2、双踪示波器一台
3、连接线若干
三、实验原理
1、实验原理框图
保持电路平顶抽样S1自然抽样A-out抽样脉冲抽样输出LPF-InLPFLPF-oUTmusic信号源被抽样信号抗混叠滤波器抽样电路编码输入译码输出FIR/IIR3#信源编译码模块FPGA数字滤波
图1-1抽样定理实验框图
2、实验框图说明
抽样信号由抽样电路产生。将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样和自然抽样信号是通过开关S1切换输出的。
抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA数字滤波器（有FIR、IIR两种）。反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。
要注意，这里的数字滤波器是借用的信源编译码部分的端口。在做本实验时与信源编译码的内容没有联系。
四、实验步骤
实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证
概述：通过不同频率的抽样时钟，从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异和联系，验证抽样定理。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口信号源：MUSIc
信号源：A-oUT目标端口连线说明
模块3：TH1(被抽样信号)将被抽样信号送入抽样单元
模块3：TH2(抽样脉冲) 提供抽样时钟送入模拟低通滤波器
模块3：TH3(抽样输出)模块3：TH5(LPF-In) 2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。调节主控模块的W1使A-out输出峰峰值为3V。
3、此时实验系统初始状态为：被抽样信号MUSIc为幅度4V、频率3K+1K正弦合成波。抽样脉冲A-oUT为幅度3V、频率9KHz、占空比20%的方波。
4、实验操作及波形观测。
（1）观测并记录自然抽样前后的信号波形：设置开关S13#为“自然抽样”档位，用示波器分别观测MUSIc
主控&信号源
和抽样输出3#。
（2）观测并记录平顶抽样前后的信号波形：设置开关S13#为“平顶抽样”档位，用示波器分别观测MUSIc
主控&信号源
和抽样输出3#。
（3）观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信号的波形：设置开关S13#为“自然抽样”档位，用示波器观测MUSIc
主控&信号源
和LPF-oUT3#，以100Hz的步进减小A-oUT
主控&信号源
的频率，比较观测并思考在抽样脉冲频率多小的情况下恢复信号有失真。
（4）用频谱的角度验证抽样定理（选做）：用示波器频谱功能观测并记录被抽样信号MUSIc和抽样输出频谱。以100Hz的步进减小抽样脉冲的频率，观测抽样输出以及恢复信号的频谱。（注意：示波器需要用250kSa/s采样率（即每秒采样点为250K），FFT缩放调节为×10）。
注：通过观测频谱可以看到当抽样脉冲小于2倍被抽样信号频率时，信号会产生混叠。
实验项目二滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响
概述：该项目是通过改变不同抽样时钟频率，分别观测和绘制抗混叠低通滤波和fir数字滤波的幅频特性曲线，并比较抽样信号经这两种滤波器后的恢复效果，从而了解和探讨不同滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响。
1、测试抗混叠低通滤波器的幅频特性曲线。
（1）关电，按表格所示进行连线。
源端口目标端口连线说明信号源：A-oUT模块3：TH5(LPF-In)将信号送入模拟滤波器
（2）开电，设置主控模块，选择【信号源】→【输出波形】和【输出频率】，通过调节相应旋钮，使A-oUT
主控&信号源
输出频率5KHz、峰峰值为3V的正弦波。
（3）此时实验系统初始状态为：抗混叠低通滤波器的输入信号为频率5KHz、幅度3V的正弦波。
（4）实验操作及波形观测。
用示波器观测LPF-oUT3#。以100Hz步进减小A-oUTLPF-oUT3#的频谱。记入如下表格：
A-oUT频率/Hz 5K … 4.5K … 3.4K … 3.0K … 2、测试fir数字滤波器的幅频特性曲线。
（1）关电，按表格所示进行连线。
源端口目标端口连线说明基频幅度/V主控&信号源
输出频率，观测并记录
信号源：A-oUT模块3：TH13(编码输入)将信号送入数字滤波器
（2）开电，设置主控菜单：选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】→【FIR滤波器】。调节【信号源】，使A-out输出频率5KHz、峰峰值为3V的正弦波。
（3）此时实验系统初始状态为：fir滤波器的输入信号为频率5KHz、幅度3V的正弦波。
（4）实验操作及波形观测。
用示波器观测译码输出3#，以100Hz的步进减小A-oUT码输出3#的频谱。记入如下表格：
A_out的频率/Hz 5K … 4K … 3K … 2K ...基频幅度/V主控&信号源
的频率。观测并记录译
由上述表格数据，画出fir低通滤波器幅频特性曲线。
思考：对于3KHz低通滤波器，为了更好的画出幅频特性曲线，我们可以如何调整信号源输入频率的步进值大小？
3、分别利用上述两个滤波器对被抽样信号进行恢复，比较被抽样信号恢复效果。
（1）关电，按表格所示进行连线：
源端口信号源：MUSIc信号源：A-oUT目标端口连线说明模块3：TH1(被抽样信号) 提供被抽样信号
模块3：TH2(抽样脉冲) 提供抽样时钟送入模拟低通滤波器送入FIR数字低通滤波器模块3：TH3(抽样输出)
模块3：TH5(LPF-In)模块3：TH3(抽样输出)
模块3：TH13(编码输入)
（2）开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】→【FIR滤波器】。调节W1
主控&信号源
使信号A-oUT输出峰峰值为3V左右。
（3）此时实验系统初始状态为：待抽样信号MUSIc为3K+1K正弦合成波，抽样时钟信号A-oUT为频率9KHz、占空比20%的方波。
（4）实验操作及波形观测。对比观测不同滤波器的信号恢复效果：用示波器分别观测
LPF-oUT3#和译码输出3#，以100Hz步进减小抽样时钟A-oUT的输出频率，对比观测模拟滤波器和FIR数字滤波器在不同抽样频率下信号恢复的效果。（频率步进可以根据实验需求自行设置。）思考：不同滤波器的幅频特性对抽样恢复有何影响？实验项目三滤波器相频特性对抽样信号恢复的影响。
概述：该项目是通过改变不同抽样时钟频率，从时域和频域两方面分别观测抽样信号经fir滤波和iir滤波后的恢复失真情况，从而了解和探讨不同滤波器相频特性对抽样信号恢复的影响。
1、观察被抽样信号经过fir低通滤波器与iir低通滤波器后，所恢复信号的频谱。
（1）关电，按表格所示进行连线。
源端口信号源：MUSIc信号源：A-oUT目标端口连线说明模块3：TH1(被抽样信号) 提供被抽样信号模块3：TH2(抽样脉冲) 提供抽样时钟将信号送入数字滤波器模块3：TH3(抽样输出)模块3：TH13(编码输入)
（2）开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。调节W1
主控&信号源
使信号A-oUT输出峰峰值为3V左右。
（3）此时实验系统初始状态为：待抽样信号MUSIc为3K+1K正弦合成波，抽样时钟信号A-oUT为频率9KHz、占空比20%的方波。
（4）实验操作及波形观测。
a、观测信号经fir滤波后波形恢复效果：设置主控模块菜单，选择【抽样定理】→【FIR滤波器】；设置【信号源】使A-oUT输出的抽样时钟频率为7.5KHz；用示波器观测恢复信号译码输出3#的波形和频谱。
b、观测信号经iir滤波后波形恢复效果：设置主控模块菜单，选择【抽样定理】→【IIR滤波器】；设置【信号源】使A-oUT输出的抽样时钟频率为7.5KHz；用示波器观测恢复信号译码输出3#的波形和频谱。
c、探讨被抽样信号经不同滤波器恢复的频谱和时域波形：
被抽样信号与经过滤波器后恢复的信号之间的频谱是否一致？如果一致，是否就是说原始信号能够不失真的恢复出来？用示波器分别观测fir滤波恢复和iir滤波恢复情况下，译码输出3#的时域波形是否完全一致，如果波形不一致，是失真呢？还是有相位的平移呢？如果相位有平移，观测并计算相位移动时间。
2、观测相频特性
（1）关电，按表格所示进行连线。
源端口目标端口连线说明信号源：A-oUT模块3：TH13(编码输入)使源信号进入数字滤波器
（2）开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】→【FIR滤波器】。
（3）此时系统初始实验状态为：A-oUT为频率9KHz、占空比20%的方波。
（4）实验操作及波形观测。
对比观测信号经fir滤波后的相频特性：设置【信号源】使A-oUT输出频率为5KHz、峰峰值为3V的正弦波；以100Hz步进减小A-oUT输出频率，用示波器对比观测A-oUT控&信号源主和译码输出3#的时域波形。相频特性测量就是改变信号的频率，测输出信号的延时（时域上观测）。记入如下表格：
A-oUT的频率/Hz被抽样信号与恢复信号的相位延时/ms 3.5K 3.4K 3.3K ...
五、实验报告
1、分析电路的工作原理，叙述其工作过程。
2、绘出所做实验的电路、仪表连接调测图。并列出所测各点的波形、频率、电压等有关数据，对所测数据做简要分析说明。必要时借助于计算公式及推导。
3、分析以下问题：滤波器的幅频特性是如何影响抽样恢复信号的？简述平顶抽样和自然抽样的原理及实现方法。
答：滤波器的截止频率等于源信号谱中最高频率fn的低通滤波器，滤除高频分量，经滤波后得到的信号包含了原信号频谱的全部内容，故在低通滤波器输出端可以得到恢复后的原新号。当抽样频率小于2倍的原新号的最高频率即滤波器的截止频率时，抽样信号的频谱会发生混叠现象，从发生混叠后的频谱中无法用低通滤波器获得信号频谱的全部内容，从而导致失真。
平顶抽样原理：抽样脉冲具有一定持续时间，在脉宽期间其幅度不变，每个抽样脉冲顶
部不随信号变化。实际应用中是采用抽样保持电路来实现的。
自然抽样原理：抽样脉冲具有一定持续时间，在脉宽期间其幅度不变，每个抽样脉冲顶部随信号幅度变化。用周期性脉冲序列与信号相乘就可以实现。
4、思考一下，实验步骤中采用3K+1K正弦合成波作为被抽样信号，而不是单一频率的正弦波，在实验过程中波形变化的观测上有什么区别？对抽样定理理论和实际的研究有什么意义？
答：观测波形变化时更稳定。使抽样定理理论的验证结果更可靠。
实验步骤：
（1）观测并记录自然抽样前后的信号波形：设置开关K1为“自然抽样”档位，用示波器观测。
（2）观测并记录平顶抽样前后的信号波形：设置开关K1为“平顶抽样”档位，用示波器观测。
（3）观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信号的波形：设置开关K1为“自然抽样”
档位，用示波器观测频率，比较观测并思考在抽样脉冲频率多小的情况下恢复信号有失真。
通信原理实验报告2
一、实验目的
1、掌握用数字环提取位同步信号的原理及对信息代码的要求。
2、掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。
二、实验内容
1、观察数字环的失锁状态和锁定状态。
2、观察数字环锁定状态下位同步信号的相位抖动现象及相位抖动大小与固有频差的'关系。
3、观察数字环位同步器的同步保持时间与固有频差之间的关系。
三、实验器材
1、移动通信原理实验箱 2、20M双踪示波器
一台 一台
四、实验步骤
1、安装好发射天线和接收天线。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下开关POWER301、POWER302、POWER401和POWER402，对应的发光二极管LED301、LED302、LED401和LED402发光，CDMA系统的发射机和接收机均开始工作。
3、发射机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“扩频”均拨下，“编码”拨上，接收机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“跟踪”均拨下，“调制信号输入”和“解码”拨上。此时系统的信码速率为1Kbit/s，扩频码速率为100Kbit/s。将“第一路”连接，“第二路”断开，这时发射机发射的是第一路信号。将拨码开关“GOLD3置位”拨为与“GOLD1置位”一致。
4、根据实验四中步骤8～11的方法，调节“捕获”和“跟踪”旋钮，使接收机与发送机GOLD码完全一致。
5、根据实验五中步骤6～7的方法，调节“频率调节”旋钮，恢复出相干载波。
6、用示波器双踪同时观察“整形前”和“整形电平”，并将双通道置于直流耦合，零电平、电压设为一致。调节“整形”旋钮，使整形电平置于“整形前”波形上部凸出部分。用示波器观察“整形后”的波形，并与“整形前”比较，如完全相同，则整形电平调节正确。
7、用示波器观察接收机“BS”信号，该点即为接收机恢复出的位同步信号，将其与发射机的“S1-BS”进行比较。
8、改变系统的信码速率，按“发射机复位”和“接收机复位”键，通过与发射机的“S1-BS”对比观察“BS”信号的变化。
9、将“第一路”断开，再连接，通过与发射机的“S1-BS”对比观察接收机“BS”信号的变化。
五、实验思考题
1、设数字环固有频差为△f，允许同步信号相位抖动范围为码元宽度Ts的η倍，求同步保持时间tc及允许输入的NRZ码的连“1”或“0”个数最大值。
答：同步保持时间t c =1/△f K，允许输入的NRZ 码的连“1”或连“0”个数的最大值为η 。
2、数字环同步器的同步抖动范围随固有频差增大而增大，试解释此现象。
答：由公式t c =1/△f K，当固有频差增大时，同步保持时间减小，那么抖动范围就增大。
3、若将AMI码或HDB3码整流后作为数字环位同步器的输入信号，能否提取出位同步信号？为什么？对这两种码的连“1”个数有无限制？对AMI码的信息代码中连“0”个数有无限制？对HDB3码的信息代码中连“0”个数有无限制？为什么？
答：可以提取位同步信号，因为整流后的AMI 码或HDB 3 码为NRZ 码，自然可以
提取。对这两种码连 “1”个数有限制，对 AMI 码的信息代码中连“0”个数有限制，对HDB 3码的信息代码中连“”个 数无限制，因为其连零个数不超过4 个。
六、实验图片
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