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1.78 2.62 1.94 2.64 2.12 2.64 2.26 2.64 2.36 2.66 2.46 2.66 2.52 2.68 1.25 2.56
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目录
实验一 抽样定理实验 ............................................................................................................. 1
一、实验原理 ................................................................................................................... 1
二、实验结果 ................................................................................................................... 1
实验项目一 抽样信号观测及抽样定理验证 ......................................................... 1
实验项目二 滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响 ......................................... 2
实验项目三 滤波器相频特性对抽样信号恢复的影响 ......................................... 3
三、实验分析 ................................................................................................................... 4
实验七 HDB3 码型变换实验 ................................................................................................. 5
一、实验原理 ................................................................................................................... 5
二、实验结果及分析 ....................................................................................................... 5
实验项目一 HDB3 编译码(256KHz 归零码实验) ............................................ 5
实验项目二 HDB3 编译码(256KHz 非归零码实验) ........................................ 7
实验项目三 HDB3 码对连 0 信号的编码、直流分量以及时钟信号提取观测 ... 8
实验十一 BPSK 调制及解调实验 ........................................................................................ 10
一、实验原理 ................................................................................................................. 10
电路的工作原理 ..................................................................................................... 10
BPSK 调制解调原理 ............................................................................................. 10
二、实验结果及分析 ..................................................................................................... 11
实验项目一 BPSK 调制信号观测 ........................................................................ 11
实验项目二 BPSK 解调观测 ................................................................................ 11
实验十九 滤波法及数字锁相环法位同步提取实验 ........................................................... 12
一、实验原理 ................................................................................................................. 12
二、实验结果及分析 ..................................................................................................... 13
实验项目一 滤波法位同步电路带通滤波器幅频特性测量。 ........................... 13
实验项目二 滤波法位同步恢复观测 ................................................................... 13
实验项目三 数字锁相环法位同步观测 ............................................................... 15
实验二十三 时分复用与解复用实验 ................................................................................... 16
一、实验原理 ................................................................................................................. 16
二、实验结果及分析 ..................................................................................................... 16
实验项目一 256K 时分复用帧信号观测 ............................................................. 16
实验项目二 256K 时分复用及解复用 ................................................................. 17
实验项目三 2M 时分复用及解复用 .................................................................. 18
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1
实验一 抽样定理实验
一、实验原理
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。
将抽样信号经过低通滤波器,即可得到恢复的信号。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)。
二、实验结果
实验项目一 抽样信号观测及抽样定理验证
(1)观测并记录自然抽样前后的信号波形:
图 1. 1 自然抽样前后信号波形
(2)观测并记录平顶抽样前后的信号波形:
图 1. 2 平顶抽样前后信号波形
(3)观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信号的波形:
图 1. 3 A-out=8.5KHz
图 1. 4 A-out=8KHz
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2
图 1. 5 A-out=7.9KHz
可以观察到,
频率
f
在
8kHz
左右时开始出现失真。这与理论上开始出现失真的频率
= × =
相吻合。
实验项目二 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。
用示波器观测模拟滤波器基频幅度,记入下表:
A-OUT 频率/KHz 基频幅度/V A-OUT 频率/KHz 基频幅度/V A-OUT 频率/KHz 基频幅度/V
5 0.424 4 1.78 3 2.62
4.9 0.488 3.9 1.94 2.9 2.64
4.8 0.56 3.8 2.12 2.8 2.64
4.7 0.672 3.7 2.26 2.7 2.64
4.6 0.792 3.6 2.36 2.6 2.66
4.5 0.92 3.5 2.46 2.5 2.66
4.4 1.08 3.4 2.52 2 2.68
4.3 1.25 3.3 2.56 1.5 2.74
4.2 1.41 3.2 2.62 1 2.78
4.1 1.6 3.1 2.64 0.5 2.84
由以上表格数据,画出抗混叠低通滤波器的幅频特性如图 1. 6 所示。
思考:对于
3.4KHz
低通滤波器,为了更好的画出幅频特性曲线,我们可以如何调整
信号源输入频率的步进值大小?
答:可以在
3.4kHz
频率附近减小步进值,在其他频率范围增加步进值,这样在低通
滤波的过渡带处取值较多,画出的曲线更加精确。
图 1. 6 模拟低通滤波器幅频特性曲线
图 1. 7 数字滤波器幅频特性曲线
2.测试 fir 数字滤波器的幅频特性曲线。
用示波器观测数字滤波器的频谱并记入表格:
A-OUT 频
率/KHz
基频幅
度/V
A-OUT 频
率/KHz
基频幅
度/V
A-OUT 频
率/KHz
基频幅
度/V
A-OUT 频
率/KHz
基频幅
度/V
5 0 3 2.88 2 3.3 1 3.4
4.5 0 2.9 3.32 1.9 3.16 0.9 3.4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 2 4 6
-1
0
1
2
3
4
0 2 4 6
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3
4 0 2.8 3.54 1.8 3.08 0.8 3.42
3.5 0 2.7 3.54 1.7 3.04 0.7 3.4
3.4 0 2.6 3.28 1.6 2.98 0.6 3.38
3.3 0 2.5 3.18 1.5 2.98 0.5 3.3
3.2 0 2.4 3.22 1.4 3.04 0.4 3.26
3.15 0.214 2.3 3.34 1.3 3.12 0.3 3.2
3.1 0.36 2.2 3.4 1.2 3.24 0.2 3.16
3.05 1 2.1 3.4 1.1 3.3 0.1 3.14
由以上表格数据,画出 fir 数字滤波器的幅频特性如图 1. 7 所示。
思考:对于
3KHz
低通滤波器,为了更好的画出幅频特性曲线,我们可以如何调整信
号源输入频率的步进值大小?
答:可以在
3kHz
频率附近减小步进值,在其他频率范围增加步进值,这样在低通滤
波的过渡带处取值较多,画出的曲线更加精确。
3.分别利用上述两个滤波器对被抽样信号进行恢复,比较被抽样信号恢复效果
对比观测不同滤波器的信号恢复效果(黄色为模拟滤波器,蓝色为数字滤波器):
图 1. 8 A-out=9KHz
图 1. 9 A-out=8.1KHz
图 1. 10 A-out=8KHz
图 1. 11 A-out=7.9KHz
实验项目三 滤波器相频特性对抽样信号恢复的影响
1.观察被抽样信号经过 fir 低通滤波器与 iir 低通滤波器后,所恢复信号的频谱。
(1)观测信号经 fir 滤波后波形恢复效果:
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