2025年现代通信技术综合实验分析与探讨.docx

中南大学

通信原理试验汇报

学院：信息科学与工程学院 班级：通信1101班 学号：0

姓名：招绍河

指导老师：彭春华

目录

一、硬件试验

1、试验三模拟锁相环与载波同步 3

2、试验五数字锁相环与位同步 10

3、试验六帧同步 18

4、试验七时分复用数字基带通信系统 27

5、试验八2DPSK、2FSK通信系统 32

二、软件设计试验

1、试验目的 35

2、试验基本规定 35

3、试验原理分析 35

4、仿真程序代码及分析 38

5、波形图成果显示 42

6、心得体会 45

试验三模拟锁相环与载波同步

一、试验目的

1.掌握模拟锁相环的工作原理，以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。

2.掌握用平方环法从2DPSK信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计措施。

3.理解相干载波相位模糊现象产生的原因。

二、试验内容

1.观测模拟锁相环的锁定状态、失锁状态及捕捉过程。

2.观测环路的捕捉带和同步带。

3.用平方环法从2DPSK信号中提取载波同步信号，观测相位模糊现象。

三、基本原理

通信系统中常用平方环或同相正交环(科斯塔斯环)从2DPSK信号中提取相干载波。本试验系统的载波同步提取模块用平方环，原理方框图如图3-1所示，电原理图如图3-2所示(见附录)。模块内部使用+5V、+12V、-12V电压，所需的2DPSK输入信号已在试验电路板上与数字调制单元2DPSK输出信号连在一起。

2DPSK

MU

平方

Ua

鉴相器

环路滤波器压控振荡器

VCO

放大

整形÷2-

移相器

滤波器

CAR-OUT

图3-1载波同步方框图

本模块上有如下测试点及输入输出点：

●MU平方器输出测试点，Vpp1V

●VCOVCO输出信号测试点，Vpp0.2V

●Ua鉴相器输出信号测试点

●CAR-OUT相干载波信号输出点/测试点

图3-1中各单元与电路板上重要元器件的对应关系如下：

●平方器U25:模拟乘法器MC1496

●鉴相器U23:模拟乘法器MC1496;U24:运放UA741

●环路滤波器电阻R25、R68;电容C11

●压控振荡器CRY2:晶体；N3、N4:三极管3DG6

●放大整形N5、N6:3DG6;U26:A:74HC04

●÷2U27:D触发器7474

●移相器U28:单稳态触发器7474

●滤波器电感L2;电容C30

下面简介模拟锁相环原理及平方环载波同步原理。

锁相环由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)及压控振荡器(VCO)构成，如图3-3所示。

u;(t)u(t)u.(t)

u;(t)

PDVCO

PD

VCOu。(t)

图3-3锁相环方框图

模拟锁相环中，PD是一种模拟乘法器，LF是一种有源或无源低通滤波器。锁相环路是一种相位负反馈系统，PD检测u:(t)与u.(t)之间的相位误差并进行运算形成误差电压ua(t),LF用来滤除乘法器输出的高频分量(包括和频及其他的高频噪声)形成控制电压ue(t),在ue(t)的作用下、u。(t)的相位向u:(t)的相位靠近。设u:(t)=U;sin[wit+θ:(t)],u。(t)=U.cos[wit+θ。(t)],则ua(t)=Uasin

θ.(t),θ。(t)=θ;(t)-θ。(t),故模拟锁相环的PD是一种正弦PD。设ue(t)=ua(t)F(P),F(P)为LF

的传播算子，VCO的压控敏捷度为K。,则环路的数学模型如图3-4所示。

u?(t)θ.(tθ,(t)±+0。(t)U.sin(FP)u.(