實驗十載波同步提取實驗.docx

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1、實驗十載波同步提取實驗一、實驗?zāi)康?、掌握用科斯塔斯（Costas）環(huán)提取相干載波的原理與實現(xiàn)方法。2、了解相干載波相位模糊現(xiàn)象的產(chǎn)生原因。二、實驗內(nèi)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(dāng)?shù)念l率位置上，插入一個（或多個）稱為導(dǎo)頻的正弦波，接收端就由導(dǎo)頻提取出載波，這類方法稱為導(dǎo)頻插入法；另一類就是不專門發(fā)送導(dǎo)頻，而在接收端直接從發(fā)送信號中提取載波，這類方法稱為直接法

2、。下面就重點介紹直接法的兩種方法。1、平方變換法和平方環(huán)法設(shè)調(diào)制信號為，中無直流分量，則抑制載波的雙邊帶信號為接收端將該信號進(jìn)行平方變換，即經(jīng)過一個平方律部件后就得到由式看出，雖然前面假設(shè)了中無直流分量，但中卻有直流分量，而表示式的第二項中包含有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10-1所示。若調(diào)制信號＝±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。圖10-1平方變換提取載波由于提取載波的方框圖中用

3、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窄帶濾波器若用鎖相環(huán)代替，構(gòu)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(yīng)用較為廣泛。圖10-2平方環(huán)法提取載波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：圖10-3科斯塔斯環(huán)原理框圖在科斯塔斯環(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。壓控振蕩器輸出信號直接供給一路相乘器，供給另一路的則

4、是壓控振蕩器輸出經(jīng)90o移相后的信號。兩路相乘器的輸出均包含有調(diào)制信號，兩者相乘以后可以消除調(diào)制信號的影響，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)確地對壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)整，恢復(fù)出原始的載波信號?，F(xiàn)在從理論上對科斯塔斯環(huán)的工作過程加以說明。設(shè)輸入調(diào)制信號為：，則；經(jīng)低通濾波器后的輸出分別為：；將v5和v6在相乘器中相乘，得，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(dāng)θ較小時，該式中的v7大小與相位誤差θ成正比，它就相當(dāng)于一個鑒相器的輸出。用v7去調(diào)整壓控振蕩器輸出信號的相位，最后使穩(wěn)定相位誤差減小到很小的數(shù)值。這樣

5、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(jī)箱上。雙蹤示波器，設(shè)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(guān)K3撥到“PSK”端。3、在電源關(guān)閉的狀態(tài)下，按照下表進(jìn)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(jī)碼信號源：128K同步正弦波模塊3：PSK載波提供PSK調(diào)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(diào)制源狀態(tài)。圖10

6、-1128K同步正弦波圖10-2PSK調(diào)制信號（CH1是32kb/sPN基帶信號，CH2是PSK調(diào)制信號）5、觀察提取過程。觀察并記錄“PN”（信號源）與“TH5”（PSK調(diào)制信號和π/2相載波相乘濾波后的波形）的波形。用示波器CH1接信號源“PN”，CH2接模塊7“TH5”。調(diào)節(jié)電位器W1，使“TH5”點輸出清楚穩(wěn)定的波形。如果示波器兩路信號反向，按模塊7上的復(fù)位開關(guān)S1使其同相。圖10-3“TH5”點輸出清楚穩(wěn)定的波形CH1是32kb/sPN基帶信號，CH2是PSK調(diào)制信號和π/2相載波相乘濾波后的波形。繼續(xù)按表中順序觀察解調(diào)過程，“載波輸出”點輸出的信號就是從輸

7、入的PSK調(diào)制信號中提取出來的0相載波，率為128KHz。圖10-40相鑒相輸出波形圖10-5誤差電壓CH1是32kb/sPN基帶信號，CH2是PSK調(diào)制信號和0相載波相乘濾波后的波形。圖10-616.384MHz振蕩輸出圖10-70相載波（載波輸出端）和π/2相載波（正交載波端）CH1是128K的“0”相載波，CH2是128K的“π/2”相載波。實驗十二幀同步提取實驗一、實驗?zāi)康?、掌握巴克碼識別原理。2、掌握同步保護(hù)原理。3、掌握假同步、漏同步、捕捉態(tài)、維持態(tài)的概念。二、實驗內(nèi)容1、觀察幀同步碼無錯誤時幀同步器的維持態(tài)。2、觀察幀同步器的假同步現(xiàn)