實驗十-載波同步提取.docx

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1、精品文檔實驗十載波同步提取實驗一、實驗目的1、掌握用科斯塔斯（Costas）環(huán)提取相干載波的原理與實現方法。2、了解相干載波相位模糊現象的產生原因。二、實驗內容1、觀察科斯塔斯環(huán)提取相干載波的過程。2、觀察科斯塔斯環(huán)提取的相干載波，并做分析。三、實驗器材1、信號源模塊一塊2、③號模塊一塊3、⑦號模塊一塊4、60M雙蹤示波器一臺5、連接線若干四、實驗原理提取載波的方法一般分為兩類：一類是在發(fā)送有用信號的同時，在適當的頻率位置上，插入一個（或多個）稱為導頻的正弦波，接收端就由導頻提取出載波，這類方法稱為導頻插入法；另一類就是不專門發(fā)送導頻，而在接收端直接從發(fā)送信號中提取載波，

2、這類方法稱為直接法。1、平方變換法和平方環(huán)法設調制信號為m(t)，m(t)中無直流分量，則抑制載波的雙邊帶信號為=s(t)m(t)coswtc9歡。迎下載精品文檔接收端將該信號進行平方變換，即經過一個平方律部件后就得到9歡。迎下載精品文檔e(t)=m2(t)cos2wcm2(t)1w=+tm2(t)cos2t22c9歡。迎下載精品文檔由式看出，雖然前面假設了m(t)中無直流分量，但m2(t)中卻有直流分量，et而()表示式的第二項中包含有2ω頻率的分量。若用一窄帶濾波器將2ω頻cc率分量濾出，再進行二分頻，就獲得所需的載波。根據這種分析所得出的平方變換法提取載波的方框圖

3、如圖10-1所示。若調制信號m(t)＝±1，該抑制載波的雙邊帶信號就成為二相移相信號，這時可得到下式，因而，用圖10-1所示的方框圖同樣可以提取出載波。9歡。迎下載精品文檔e(t)=[m(t)coswct]2=1+1cos2wt22c9歡。迎下載精品文檔圖10-1平方變換提取載波由于提取載波的方框圖中用了一個二分頻電路，故提取出的載波存在180°的相位模糊問題。對移相信號而言，解決這個問題的常用方法是采用相對移相。平方交換法提取載波方框圖中的2fc窄帶濾波器若用鎖相環(huán)代替，構成如圖10-2所示的方框圖，就稱為平方環(huán)法提取載波。由于鎖相環(huán)具有良好的跟蹤、窄帶濾波和記憶

4、性能，平方環(huán)法比一般的平方變換法具有更好的性能。因此，平方環(huán)法提取載波應用較為廣泛。圖10-2平方環(huán)法提取載波9歡。迎下載精品文檔2、科斯塔斯環(huán)法科斯塔斯環(huán)又稱同相正交環(huán)，其原理框圖如下：VV3低通5V1輸入已調信號輸出壓控振蕩器環(huán)路濾波器V790о相移V2VV4低通6圖10-3科斯塔斯環(huán)原理框圖9歡。迎下載精品文檔在科斯塔斯環(huán)環(huán)路中，誤差信號V7是由低通濾波器及兩路相乘提供的。壓9歡。迎下載精品文檔控振蕩器輸出信號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90o移相后的信號。兩路相乘器的輸出均包含有調制信號，兩者相乘以后可以消除調制信號的影響，經環(huán)路濾波器得

5、到僅與壓控振蕩器輸出和理想載波之間相位差有關的控制電壓，從而準確地對壓控振蕩器進行調整，恢復出原始的載波信號?，F在從理論上對科斯塔斯環(huán)的工作過程加以說明。設輸入調制信號為：9歡。迎下載精品文檔m(t)coswct，則v3=m(t)coswctcos(wct+q)=1m(t)[cosq+cos(2w2ct+q)]；9歡。迎下載精品文檔9歡。迎下載精品文檔v=m(t)cosw4ctsin(wct+q)=1m(t)[sinq+sin(2w2ct+q)]9歡。迎下載精品文檔9歡。迎下載精品文檔經低通濾波器后的輸出分別為：v5=1m(t)cosq；v26=1m(

6、t)sinq29歡。迎下載精品文檔將v和v56在相乘器中相乘，得，v7=vv56=m2(t)sin2q189歡。迎下載精品文檔上式中θ是壓控振蕩器輸出信號與輸入信號載波之間的相位誤差，當θ較19歡。迎下載精品文檔小時，v7?m2(t)q該式中的v47大小與相位誤差θ成正比，它就相當于一個鑒9歡。迎下載精品文檔9歡。迎下載精品文檔相器的輸出。用v7去調整壓控振蕩器輸出信號的相位，最后使穩(wěn)定相位誤差減9歡。迎下載精品文檔小到很小的數值。這樣壓控振蕩器的輸出就是所需提取的載波。本實驗是采用科斯塔斯環(huán)法提取同步載波的。五、實驗步驟1、將信號源模塊和模塊3、7固定在主機

7、箱上。雙蹤示波器，設置CH1通道為同步源。2、將信號源模塊上S4撥為“1010”，將模塊3上開關K3撥到“PSK”端。3、在電源關閉的狀態(tài)下，按照下表進行實驗連線：源端口目的端口連線說明信號源：PN（32K）模塊3：PSK-NRZS4撥為“1010”，PN是32K偽隨機碼信號源：128K同步正弦波模塊3：PSK載波提供PSK調制載波，幅度為4V模塊3：PSK-OUT模塊7：PSKIN提供載波同步提取輸入4、打開電源，觀察PSK調制源狀態(tài)。圖10-1128K同步正弦波9歡。迎下載精品文檔圖10-2PSK調制信號（CH1是32kb