載波同步提取實(shí)驗(yàn).docx

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1、載波同步提取實(shí)驗(yàn)報(bào)告2013213984鐘凱琪一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用科斯塔斯（Costas）環(huán)提取相干載波的原理與實(shí)現(xiàn)方法。2、了解相干載波相位模糊現(xiàn)象的產(chǎn)生原因。二、選用實(shí)驗(yàn)儀器1、信號(hào)源模塊一塊2、③號(hào)模塊一塊3、⑦號(hào)模塊一塊4、20M雙蹤示波器一臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求分析實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，敘述其工作過程在科斯塔斯環(huán)環(huán)路中，誤差信號(hào)V7是由低通濾波器及兩路相乘提供的。壓控振蕩器輸出信號(hào)直接供給一路相乘器，供給另一路的則是壓控振蕩器輸出經(jīng)90o移相后的信號(hào)。兩路相乘器的輸出均包含有調(diào)制信號(hào)，兩者相乘以后可以消除調(diào)制信號(hào)的影響

2、，經(jīng)環(huán)路濾波器得到僅與壓控振蕩器輸出和理想載波之間相位差有關(guān)的控制電壓，從而準(zhǔn)確地對(duì)壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)整，恢復(fù)出原始的載波信號(hào)。（17-5）中θ是壓控振蕩器輸出信號(hào)與輸入信號(hào)載波之間的相位誤差，當(dāng)θ較小時(shí)，中的v7大小與相位誤差θ成正比，它就相當(dāng)于一個(gè)鑒相器的輸出。用v7去調(diào)整壓控振蕩器輸出信號(hào)的相位，最后使穩(wěn)定相位誤差減小到很小的數(shù)值。這樣壓控振蕩器的輸出就是所需提取的載波。該解調(diào)環(huán)路的優(yōu)點(diǎn)是：①該解調(diào)環(huán)在載波恢復(fù)的同時(shí)，即可解調(diào)出數(shù)字信息。②該解調(diào)環(huán)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)載波恢復(fù)環(huán)路可用模擬和數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)。但該解調(diào)環(huán)路的缺

3、點(diǎn)是：存在相位模糊。當(dāng)解調(diào)出的數(shù)字信息與發(fā)端的數(shù)字信息相位反相時(shí)，即相干信號(hào)相位和載波相位反相，則按一下按鍵開關(guān)S1，迫使CPLD復(fù)位，使相干信號(hào)的相位與載波信號(hào)相位同頻同相，以消除相位誤差。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，一般不用絕對(duì)移相，而用相對(duì)移相，采用相位比較法克服相位模糊。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試記錄，畫出各測(cè)量點(diǎn)的波形圖，并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：（1）看到TH5的波形的相位反相是與PN的高低電平變化是一致的，說明經(jīng)過PSK調(diào)制后，內(nèi)觸發(fā)源PN的信息確實(shí)加載在調(diào)制后信號(hào)的相位突變中了。（2）對(duì)比原使載波與經(jīng)過科斯塔斯環(huán)恢復(fù)出的信號(hào)是同頻同相的

4、。上述正弦波的頻率計(jì)算出來的結(jié)果為125K，接近128k,在誤差允許法范圍內(nèi)，我們認(rèn)為載波輸出是正確的。對(duì)實(shí)驗(yàn)思考題加以分析，按照要求作出回答，并嘗試畫出本實(shí)驗(yàn)的電路原理圖。1、簡(jiǎn)述科斯塔斯環(huán)法提取同步載波的工作過程。其工作過程如上所述。2、提取同步載波的方法除了科斯塔斯環(huán)法外，還有什么方法？試設(shè)計(jì)該電路并分析其工作過程。答：除了上述方法外，還有平方變換法。設(shè)調(diào)制信號(hào)為m(t)，m(t)中無直流分量，則抑制載波的雙邊帶信號(hào)為接收端將該信號(hào)進(jìn)行平方變換，即經(jīng)過一個(gè)平方律部件后就得到由上式看出，雖然前面假設(shè)了m(t)中無直流分量

5、，但2m(t)中卻有直流分量，而e(t)表示式的第二項(xiàng)中包含有2ωc頻率的分量。若用一窄帶濾波器將2ωc頻率分量濾出，再進(jìn)行二分頻，就獲得所需的載波。根據(jù)這種分析所得出的平方變換法提取載波的方框圖如圖17-1所示。若調(diào)制信號(hào)m(t)＝±1，該抑制載波的雙邊帶信號(hào)就成為二相移相信號(hào)，這時(shí)因而，用圖17-1所示的方框圖同樣可以提取出載波。寫出完成本次試驗(yàn)的心得體會(huì)以及對(duì)本次試驗(yàn)的改進(jìn)建議科斯塔斯環(huán)解調(diào)電路的優(yōu)點(diǎn)是：①該解調(diào)環(huán)在載波恢復(fù)的同時(shí)，即可解調(diào)出數(shù)字信息。②該解調(diào)環(huán)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)載波恢復(fù)環(huán)路可用模擬和數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)。

6、但同時(shí)它也有很多缺點(diǎn)：（1）為了得到理論上的性能，要求兩路低通濾波器的性能完全相同（2）且在θ=0或θ=π時(shí)，均可得到v7=0的波形，故其提取的載波具有相位模糊性，若要使相位同頻同相，實(shí)驗(yàn)箱中有一個(gè)復(fù)位按鈕可消除相位誤差。但是我的箱子上這個(gè)按鈕壞了，所以一直都是反相的，只能換一臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱，這也是我建議實(shí)驗(yàn)修改的地方，是否還會(huì)有更好的方法消除相位模糊性的缺點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用中好像是采用相位比較法克服的。