通信原理三实验讲述.doc

学生实验报告 课程名称：____通讯原理______ 专业班级：____集成14002班__ 姓 名：____赵亮臣________ 学 号：____14160500206___ -- 学年第 学期 实验报告注意事项 1. 课前必须认真预习实验，认真书写预习报告，了解实验步骤，未预习或预习达不到要求的学生不准参加实验； 2. 实验完毕，必须将结果交实验指导教师进行检查，并将计算机正常关机、将仪器设备、用具及椅子等整理好，方可离开实验室； 3. 按照实验要求书写实验报告，条理清晰，数据准确； 4. 当实验报告写错后，不能撕毁，请在相连的实验报告纸上重写； 5. 实验报告严禁抄袭，如发现抄袭实验报告的情况，则抄袭者与被抄袭者该次实验以0分计； 6. 无故缺实验者，按学院学籍管理制度进行处理； 7. 课程结束后实验报告册上交实验指导教师，并进行考核与存档。 实验项目(三) — 预习报告 实验 名称 抽样定理 实验 目的 及 要求 实验目的 了解抽样定理在通信系统中的重要性。 掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。 理解低通采样定理的原理。 理解实际的抽样系统。 理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。 理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。 理解带通采样定理的原理。 实验 内容 及 原理 实验原理： 1、实验原理框图 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。 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 目标端口 连线说明 信号源：MUSIC 模块3：TH1(被抽样信号) 将被抽样信号送入抽样单元 信号源：A-OUT 模块3：TH2(抽样脉冲) 提供抽样时钟 模块3：TH3(抽样输出) 模块3：TH5(LPF-IN) 送入模拟低通滤波器 2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。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