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《通信原理》
——课程设计报告
专 业：通 信 工 程
班 级： 0 9 0 5 班
姓 名： 胡 水 华 学 号：0909092914 指导老师： 郭 丽 梅
一、实验目的
通信原理实验是针对通信工程专业学生的实践教学环节，通过这一环节，可使学生巩固相关课程知识，增强动手能力，提高学生对通信系统的仿真技能。在强调基本原理的同时，更突出设计过程的锻炼，强化学生的实践创新能力。
二、实验基本要求
1、培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。
2、通过对硬件电路的安装、调试等环节，初步掌握通信原理电路的分析方法和工程设计方法。
3、掌握常用仪表的正确使用方法，学会对电路的实验调试和相关指标测试方法，提高动手能力。
4、通过对通信系统的仿真模型的建立及其分析，掌握使用仿真软件对实际通信系统性能进行仿真的初步技能。
5、提高和挖掘学生对所学专业知识的应用能力和创新意识，培养和锻炼学生的团队合作精神和科研开发精神。
三、实验主要内容
本次实验分为两部分，第一部分为软件实验，第二部分为设计型实验，具体介绍如下。
第一部分 硬件实验
（一）实验内容清单
实验三、模拟锁相环与载波同步 实验五、数字锁相环与位同步 实验六、帧同步、
实验七、时分复用数字基带通信系统 实验八、2DPSK、2FSK通信系统
（二）具体实验与分析
实验三、模拟锁相环与载波同步
3.1、实验目的
（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方法。
（3）了解相干载波相位模糊现象产生的原因。 3.2、实验内容
（1） 观察模拟锁相环的锁定状态、失锁状态及捕捉过程。 （2）观察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，观察相位模糊现象。 3.3、实验原理
载波同步原理方框图如下图3.1所示
2DPSK平方MU鉴相器Ud环路滤波器压控振荡器VCO放大整形÷2移相器滤波CAR-OUT器
图3.1 载波同步原理方框图
环路的数学模型如图3.2所示
?i(t) + + ?e(t) - Udsin( t ) ud(t) uc(t) F(P) KoP ?o(t)
图3.2 模拟环数学模型
环路线性化数学模型如图3.3所示
?i(t) ?(t) + + e - Kd F(P) KoP ?o(t)
图3.4 环路线性化数学模型
当ui(t)是固定频率正弦信号(θi(t)为常数)时，在环路的作用下，VCO输出信号频率可以由固有振荡频率ωo（即环路无输入信号、环路对VCO无控制作用时VCO的振荡频率），变化到输入信号频率ωi，此时θo(t)也是一个常数，ud(t)、uc(t)都为直流。定义Δωo=ωi-ωo为环路固有频差，Δωp表示环路的捕捉带，ΔωH表示环路的同步带，模拟锁相环中Δωp<ΔωH。当|Δωo|<ΔωP时，环路可以进入锁定状态。当|Δωo|<ΔωH时环路可以保持锁定状态。当|Δωo|>ΔωP时，环路不能进入锁定状态，环路锁定后若Δωo发生变化使|Δωo|>ΔωH，环路不能保持锁定状态。这两种情况下，环路都将处于失锁状态。失锁状态下ud(t)是一个上下不对称的差拍电压，当ωi>ωo，ud(t)是上宽下窄的差拍电压；反之ud(t)是一个下宽上窄的差拍电压。
环路锁定时ud为直流、环路输入信号频率等于反馈信号频率（此锁相环中即等于VCO信号频率）。环路失锁时ud为差拍电压，环路输入信号频率与反馈信号频率不相等。本环路输入信号频率等于2DPSK载频的两倍，即等于调制单元CAR信号频率的两倍。环路锁定时VCO信号频率等于CAR-OUT信号频率的两倍。所以环路锁定时调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT频率完全相等。
3.4、实验步骤与数据记录分析
（1）接好电源线，打开实验箱电源开关。
（2）检查要用到的数字信源单元和数字调制单元是否工作正常（用示波器观察信源NRZ-OUT(AK)和调制2DPSK信号有无，两者逻辑关系正确与否）。
信波形
源
NRZ-OUT(AK)