高频电路仿真实验指导.总结

高频电路仿真实验指导.总结高频电路仿真实验指导.总结高频电路仿真实验指导.总结信息 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 与自动化学院高频电路实验指导书MATLAB系统仿真部分）编写：陈家福2010年9月8日信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书目录实验一、MATLAB仿真基本操作综合实验实验二、AM调制与解调实验实验三、DSB调制与解调实验实验四、SSB调制与解调实验实验五、FM调制与解调实验实验六、混频器（变频器）仿真实验实验七、PLL锁相环仿真实验实验八、基于PLL的频率合成器仿真实验2信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书编写说明随着电子技术领域中信息化、数字化进度的快速发展和计算机技术的普适应用，传统硬件实验的限制性和众多缺点已经开始突显出来，过去靠硬件完成的电路功能，现在大部都可由软件来实现了。虚假仪器和软件无线电已经正在取代传统硬件设备。现在，只要能用数学描述的任何事件、过程、信号和功能电路，都能够经过传感变换技术、DSP技术和计算机技术来实现。计算机仿真就是实现这个过程的不能缺失的重要的先期阶段。特别是需要配置名贵仪器或大量仪器参加的各种系统性实验，用传统方法操作的复杂程度高、成本也高，在规模化办学条件下几乎不能能满足实质需要。这种情况下计算机仿真实验的优越性就显现出来了，像是任意多踪数字储藏示波、频谱解析、逻辑解析和复杂系统解析实验等，几乎必定由计算机仿真来完成。计算机仿真技术的应用能力已经成为高级工程技术人员必定具备的重要的工程素质之一。综上所述，合适引入计算机仿真实验，已经成为高校实践授课环节的重要补充。为此，我们在《高频电子线路》（或称《通信电子线路》、也称《非线性电子线路》）的实验授课中进行试一试，选择了一些对实验仪器设备硬件配置要求较高的必然数量的与高频电路相关的仿真实验。由于经验缺少，若有不足，敬请各位师生见教。通信工程实验室陈家福2011年10月3信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书实验一、MATLAB仿真基本操作综合实验一、实验目的：认识学习基于MATLAB仿真的M文件程序实现与Simulink仿真工具箱仿真模块调用实现的两种基本方法；经过实验学习掌握各种仿真仪器设备的参数设置和操作使用方法。（一）信号及其运算的MATLAB实现注意：以M文件方式，经过调用MATLAB相关函数编程进行实验时，命令和程序的输入必然要在纯英文状态下，否则输入的命令将会发生错误，程序无法执行。我们可通过MATLAB仿真工作窗中的编写器功能来发现和纠正各种错误。1.1连续信号的MATLAB实现MATLAB供应了大量用以生成基本信号的函数，比方最常用的指数信号、正弦信号和三角波信号等即可经过MATLAB的内部函数命令来实现，不需要借助任何工具箱即可调用的函数。比方MATLAB的部分波形或图形函数，详见表一中所示：表一、部分波形函数函数产生的波形Sin正弦波Cos余弦波Square方波Sawtooth锯齿波Rectpuls非周期方波Tripuls非周期三角波Pulstran脉冲序列表二、部分图形函数函数图形figure生成图框axis设置坐标轴4信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书text在图上标记文字plot画图title增加图名grid网格线xlabel给x轴增加文本标记ylabel给y轴增加文本标记1．指数信号指数信号Aet在MATLAB中可用exp函数表示，其调用形式为：y=A*exp(a*t)比方图1-1所示指数衰减信号的MATLAB源程序以下（取A=1，-0.4）:%program1-1DecayingexponentialsignalA=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);gridon;2．正弦信号正弦信号Acos(0*t+)和Asin(0+分别用的内部函数cos和sin表示，)MATLAB其调用形式为：A*cos(0*t+phi)A*sin(0*t+phi)比方图1-2所示正弦信号的MATLAB源程序以下（取A=1，0=2，=/6）：%program1-2SinusoidalA=1;w0=2*pi;phi=pi/6;t=0:0.001:8;ft=A*sin(w0*t+phi);plot(t,ft);gridon;5信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书110.90.80.80.60.70.40.60.20.500.4-0.20.3-0.40.2-0.60.1-0.8012345678910-11234567800图1-1单边指数衰减信号图1-2正弦信号除了内部函数外，在信号办理工具箱（SignalProssingToolbox）中还供应了诸如取样函数、矩形波、三角波、周期性矩形波和周期性三角波等在信号办理中常用的信号。3．取样函数取样函数Sa(t)在MATLAB中用sinc函数表示，其定义为：Sinc(t)=sin(t)/(t)其调用形式为：Y=sinc(t)比方图1-3所示取样函数的MATLAB源程序以下：%program1-3Samplefunctiont=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);gridon;1.510.810.60.40.50.200-0.2-0.4-8-6-4-20246810-0.50.511.522.533.54-100图1-3取样函数图1-4矩形波信号4．矩形脉冲信号6信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书矩形脉冲信号在MATLAB中用rectpuls函数来表示，其调用形式为：y=rectpuls(t,width)用以产生一个幅值为1、宽度为width、有对于t=0点左右对称的矩形波信号。该函数的横坐标范围由向量t决定，是以t=0为中心向左右各张开width/2的范围。Width的默认值为1。比方图1-4所示以t=2T(即t-2×T=0)为对称中心的矩形脉冲信号的MATLAB源程序以下（取T=1）：%program1-4Rectangularpulsesignalt=0:0.001:4;T=1;ft=rectpuls(t-2*T,2*T);plot(t,ft);gridon;axis([04-0.51.5]);周期性矩形波（方波）信号在NATLAB中用square函数来表示，其调用形式为：y=square(t,DUTY)用以产生一个周期为2、幅值为1的周期性方波信号，其中的DUTY参数表示占空比（dutycycle）,即在信号的一个周期中正当所占的百分比。比方图1-5所示实现频率为30Hz的周期性方波信号的MATLAB源程序以下：%program1-5Periodisrectangularpulsesignalt=-0.0625:0.0001:0.0625;y=square(2*pi*30*t,50);%DUTY=50(percent)plot(t,y);axis([-0.06250.0625-1.51.5]);gridon1.510.50-0.5-1-1.5-0.06-0.04-0.0200.020.040.06图1-5周期性方波信号5．三角波脉冲信号三角波脉冲信号在MATLAB中用tripuls函数来表示，其调用形式为:7信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书y=tripuls(t,width,skew)用以产生一个最大幅度为1、宽度为width、斜度为skew的三角波信号。该函数的横坐标范围由向量t决定，是以t=0为中心向左右各张开width/2的范围。斜度skew是一个介于-1和1之间的值，它表示最大幅度1出现在t=(width/2)×skew的横坐标地址。如图1-6所示三角波信号的MATLAB源程序以下：%program1-6Triangularpulsesignalt=-3:0.001:3;ft=5*tripuls(t,4,0.5);plot(t,ft);gridon;axis([-33-0.55]);54.543.532.521.510.50-0.5-3-2-10123‘图1-6三角波信号周期性三角波信号在MATLAB中用sawtooth函数来表示，其调用形式为：y=sawtooth(t,WIDTH)用以产生一个周期为2、最大幅度为1、最小幅度为-1的周期性三角波（锯齿波）信号，其中的WIDTH参数表示最大幅度出现的地址：在一个周期内，信号从t=0到WIDTH×2时函数值是从-1到1线性增加的，而从WIDTH×2到2时函数值又是从1到-1线性递减的；在其他周期内依次类推。比方图1-7所示的周期性三角波信号的MATLAB源程序以下：%program1-7periodictriangularpulsesignalt=-5*pi:pi/10:5*pi;x=sawtooth(t,0.5);%锯齿波（或三角波）plot(t,x);axis([-1616-1.51.5]);gridon;8信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书1.510.50-0.5-1-1.5-15-10-5051015图1.7周期性三角信号6．一般周期性脉冲信号一般周期性脉冲信号在MATLAB中用pulstran函数表示，其调用形式为：y=pulstran(t,d,’func’)该函数基于一个名为func的连续函数并以之为一个周期，从而产生一串周期性的连续函数（func函数可自定义）。该pulstran函数的横坐标范围由向量t指定，而向量d用于指定周期性的偏移量（即各个周期的中心点），这样这个func函数会被计算length(d)次，而且整个pulstran函数的返回值实质上就相当于：y=func(t-d(1))+func(t-d(2))+从而实现一个周期性脉冲信号的产生。函数pulstran的更一般调用形式为：y=pulstran(t,d,`func`,p1,p2,)其中的p1,p2,为需要传达给func函数的额外输入参数值（除了变量t之外），如上述的rectuuls函数需要width这个额外参数,tripuls函数需要width和skew这两个额外参数，即整个pulstran函数的返回值实质上相当于：y=func(t-d(1),p1,p2,)+func(t-d(2),p1,p2,)+比方图1-8所示周期性矩形脉冲信号和周期性三角波信号的MATLAB源程序如下：%program1-8Periodicpulsegeneratort=0:1e-3:1;%1kHzsamplefreqfor1secd=0:1/4:1;%4Hzrepetitionfreqy=pulstran(t,d,'rectpuls',0.1);%脉冲系列定义为周期性矩形波figure(1);plot(t,y);gridon;axis([0,1,-0.1,1.1]);%生成图形、设置栅格与坐标t=0:1e-3:1;%1kHzsamplefreqfor1secd=0:1/3:1;%3Hzrepetitionfreq9信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书y=pulstran(t,d,'tripuls',0.2);%脉冲系列定义为周期性三角波figure(2);plot(t,y);gridon;axis([0,1,-0.1,1.1]);110.80.80.60.60.40.40.20.20000.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.10.20.30.40.50.60.70.80.91图1-8周期性矩形脉冲和三角波脉冲信号（二）Simulink仿真工具箱模块的调用与实验仪器设备的操作使用1、常用工具模块的搜寻路径SimulinkSimulinkContinuousMathOperationSignalProcessingBlocksetSimulinkSinksDiscrete10信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书SimulinkCommunicationsBlocksetComm-FilterSourcesSinks2、仿真仪器的操作使用练习【实验目的】学习、掌握各种MATLAB仿真仪器设备、信号源、示波器与频谱仪等的使用方法。用仿真技术对某个给定信号波形进行时域观察和频谱解析，学习Simulink虚假频谱仪的使用方法，深入理解时域和频域的看法。操作练习一：从仿真工具箱中调出一个信号产生器和一个示波器，学习用示波器观察信号产生器输出的不相同信号的波形，学习相关参数设置的方法。11信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书操作练习二：频谱仪的使用周期信号是定义在（-∞，∞）区间，每隔一准时间T,按相同规律重复变化的信号，它可表示为，式中m为任意整数，T为信号周期，1/T为该信号的频率。任意周期信号，当满足狄里赫利条件时，都可分解为付里叶级数。设某周期信号/_D_D()_依照上述原理和实验的组成需要，从Simulink工具箱中调用信源功能模块、频谱仪功能模块和相关测试仪表，组成实验系统，对相关模块的参数进行设置并运行仿真实验，观察不相同周期信号（正弦波、方波、锯齿波和随机信号等）的时域波形和频谱结构。实验系统组成以以下图所示。12信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书其中SignalGenerator为信号产生器模块、Scope为示波器（时域解析）模块、Spectrum为频谱解析仪（频域解析）模块、Zero-OrderHold为取样保持器模块。当信号发生器输出为以下正弦波时：其频谱仪测到的正弦波频谱只有一根谱线：13信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书当信号发生器的输出信号波形为锯齿波时锯齿波波形图14信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书锯齿波的频谱图当信号发生器输出为方波信号时，示波器观察到的时间域方波信号波形仿真运行所得的方波频谱图以下所示：15信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书由频谱仪观察到的频域的频谱图可见，对一个方波信号中包括了理论上为无量多次的丰富的奇次谐波重量，它的频谱拥有不连续的失散特色。谱线高度（即信号幅度）与谐波重量的频率成反比，吻合信号分解的付里叶级数表达式的变化规律。若选择信号发生器的不相同种类的信号波形，其频谱的谱线结构也会随着发生变化。操作练习三：示波器在仪表计量校准工作中的应用按以下图的实验电路要求在Simulink工具箱中调用信号发生器一个，正弦波形信号产生器一个，XY模式专用示波器一个，组成周期信号李沙育图形观察实验系统。改变正弦波形信号产生器正弦波信号的频率或相位，观察XY示波器中李沙育图形的变化规律，认识李沙育图形测量原理和方法及标准时间、频率信号仪表校准中的工程应用。16信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书【实验总结和报告要求】改变信号发生器输出信号的振幅、频率和相位等参数，比方正弦波形信号的频率分别设为1倍、2倍、3倍等整倍数关系到；初始相位分别设为0°、45°（π/4）、90°(π/2)、180°（π）、270°（3π/2）等值，观察XY示波器中李沙育图形的变化及规律；观察频谱仪的输出的谱线图形。总结实验过程中自己对Simulink仿真模块、仪表参数设置要点和规律的认识；总结实验领悟并做出实验报告。实验二、AM调制与解调实验（一）实验目的认识非线性六端网络的乘法器功能与应用；认识AM调制与解调的工作原理和仿真系统组成；学习计算机仿真工具、仪表的使用、基本参数设置和仿真实验技术。（二）实验原理一般调幅（AM）电路属于最基本的线性频谱搬移电路，它能够由半导体二极管、三极管或集成电路所组成的拥有非线性作用的任意六端非线性电路（或网络）所组成。17信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书非线性电路解析常用的一种解析法，就是在必然条件下，将非线性器件的伏安特性用幂级数近似，在静态工作点VQ周边按泰勒级数张开来进行近似解析。它被称为幂级数解析法。也是非线性电路解析中用的最多的方法。详尽说来，就是将非线性器件的伏安特色if(u)f(VQu1u2),先用泰勒级数直接张开，再用三角函数进一步展开解析。设非线性器件伏安特色为：if(u)（1-1）若是f(u)的各阶导数存在，则该伏安特色能够张开成以下幂级数：ia0a1ua2u2a3u3若忽略三次以上各项，可得ia0a1ua2u2（1-2）式中a0、a1、a2、a3是与特色相关的分解系数。a0为EQ点下的静态值，a1为线性项系数，a2以上为非线性项系数。设加在非线性器件上的电压为单一频率的信号，uUmcos1t，将其代入（1-2）式中则有ia0a1Umcos1ta2Um2cos21t(a1aU2)aUcost1aU2cos2t022m1m122m1I0I1mcos1tI2mcos21t18信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书式中I0为直流重量，I1m为基波重量振幅，I2m为二次谐波重量振幅，它们分别等于I0a01a2Um22I1ma1UmI2m1a2Um22由以上解析能够看出（1）由于非线性器件的作用，电流中产生了新的频率重量；（2）单一信号作用于非线性器件时，输出电流中除了1外，只包括有该频率分量的各次谐波，而无组合频率重量。该电路只相当于一个倍频器或谐波发生器。若在两个输入端口同时加入输入信号u1和u2，且u1U1mcos1t，u2U2mcos2t，依照uu1u2U1mcos1tU2mcos2t，以及三角函数的积化和差公式cosxcosy1cos(xy)1cos(xy)将两个输入信号代入下式22ia0a1ua2u2a3u3忽略三次以上各项可获取ia0a1(U1mcos1tU2mcos2t)a2(U1mcos1tU2mcos2t)2(a0a2U12ma2U22m)a1(U1mcos1tU2mcos2t)22a2(U12mcos21tU22mcos22t)2a2U1mU2m[cos(12)tcos(12)]由上式中可见，当两个不相同频率信号输入到非线性元件时，由于平方律项的相乘作用，使其输出电流中不但含有直流重量、基波重量和二次谐波重量，而且产生了有用的组合频率重量，其和频(12)与差频(12)。利用这种特色，即可实现两个信号间的线性频谱搬移。当考虑到三次以上各项重量的存在时，输出电流中将包括以下无量多个组合频率重量p,qp1q2其中各谐波重量很简单被选频网络滤除，而由二次项的相乘运算作用产生的基波19信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书组合重量1,112则很简单被采用出来。这就是非线性电路的频移特色（或称调制特色），这正是非线性器件为什么能产生频谱搬移作用的根根源因。调幅电路的工作原理就是基于上述理论的。设适用调制信号和高频载波信号均为单一频率的余弦波，即调制信号载波信号由调幅的定义，可得AM已调波的数学表达式为t其中为调 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 或调幅系数，它表示载波振幅受调制信号控制的程度。由于已调波也是一个高频振荡波，它的振幅的变化规律（即包络变化）与调制信号完满一致，因此已调幅波的包络中携带了原调制信号的信息。解调过程实质上就是调制的反过程。振幅调制的解调又称为检波，其作用是从调幅波中不失真地取出原调制信号。它可用单导游电的二极管包络检波器解调，也可直接用相乘器和低通波器来完成解调。（三）技术路线及系统组成一般AM调制可由以下基本电路来实现。依照上述AM波的数学表达式和原理框图，MATLAB仿真的技术路线图以下所示。20信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书（四）实验数据、结果及图表依照实验检测需要能够任意设置多踪示波器来观察所有电路不相同输出点上的工作波形，以下是原调制信号、载波信号、已调波信号和解调后还原信号的完满工作波形图。实验中，为了进一步研究AM不相同调制度和载波频率下的工作过程和结果，实验者可自行设定和改变相关参数，其实不断进行仿真比较，深入进行观察和研究以加深认识。比方加大调制度，观察过调制现象。21信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书为了深入研究AM的频谱（频率域）特色，可调用频谱仪同时对AM调幅度进行频谱（频率成分）的解析和观察。22信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书由MATLAB仿真频谱仪观察的AM调幅波频谱的波形以下：在上边的频谱波形图中，左边为下边频重量，右边为上边频重量，中间为载频分量。（五）实验总结和报告要求总结实验过程中自己对计算机数字化电路仿真模块、仪表参数设置要点和规律的认识；总结实验领悟并作出实验报告。实验三、DSB调制与解调实验（一）实验目的认识非线性六端网络的乘法器功能与应用；认识DSB调制与解调的工作原理和仿真系统组成；学习计算机仿真工具、仪表的使用、基本参数设置和仿真实验技术。（二）实验原理对于单音调制，已知23信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书调制信号????=????????????=????????????????????????载波信号????=??????????=????????????????????????????由调幅的定义，可得DSB已调波的数学表达式为uDSB(t)maUccostcosctmaUc[cos(c)tcos(c)t]2由式中可知，在AM调制的基础上，只要省去加法运算，经过非线性六端网络的乘法器电路，直接用调制信号与载波信号相乘，就能实现DSB双边带调制。（三）技术路线及系统组成DSB调制与解调全过程的系统仿真电路以下所示，图中包括了时域波形观察和频域信号波形观察。（四）实验数据、结果及图表仿真模块及参数设置由实验者完成。其时域波形图以下所示：在DSB调制波中可清楚看出，载波的过零点处均发了180度的相位反转。这是双边带调制的主要特色点之一。24信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书频域波形图以下所示：由图可见，频谱中载波碰到了控制，调制波中没有了载频重量。25信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书（五）实验总结总结实验过程中自己对计算机数字化电路仿真模块、仪表参数设置要点和规律的认识；总结实验领悟并作出实验报告。实验四、SSB调制与解调实验（一）实验目的认识非线性六端网络的乘法器功能与应用；认识SSB调制与解调的工作原理和仿真系统组成；学习计算机仿真工具、仪表的使用、基本参数设置和仿真实验技术。（二）实验原理在DSB调制电路基础上，对输出的已调波采用边带滤波措施，就能实现SSB单边带调制。上边带为：uSSBH(t)maUccos(c)tUSSBcos(c2下边带为：uSSBL(t)maUccos(c)tUSSBcos(c2（三）技术路线及系统组成SSB调制与解调的仿真实验系统以下所示：)t)t26信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书（四）实验数据、结果及图表时域波形观察图以下采用不相同的边带滤波器，就能获取上、下两个不相同边频（或边带）的SSB调制。27信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书这里，仅给出了频域观察的上边频的频谱图。（五）实验总结总结实验过程中自己对计算机数字化电路仿真模块、仪表参数设置要点和规律的认识；总结实验领悟并作出实验报告。实验五、FM调制与解调实验（一）实验目的认识非线性频谱搬移电路的应用；认识FM调制与解调的工作原理和仿真系统组成；学习计算机仿真工具、仪表的使用、基本参数设置和仿真实验技术。（二）实验原理依照调频定义，调频波的数学表达式为（当初始相位0时）uFM(t)Ucmcos[ctf(t)]Ucmcos[ctkftmfsint)u(t)dt]Ucmcos(ct0依照数学表达式，可用计算机仿真工具箱中的相关模块进行FM系统仿真。值得一提的是，在现实中，FM调频波是无法用一般时间域测量仪器（一般示波器）观察其实时波形的，这是由于一般示波器冲其量仅为双时基扫描方式，无法对FM非线性28信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书频谱搬移后产生的众多对（理论上为无量多对）的边频重量实现同步显示。但是MATLAB的仿真工具中的示波器却能实现此功能。这是计算机系统仿真的优越性和可贵之处。这是现有真实仪表无法对照的。（三）技术路线及系统组成FM调制仿真可由以下电路组成。（四）实验数据、结果及图表FM调制仿真观察到的时域波形图以下所示：29信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书频域测量结果以下：这是调制度较下情况下的频谱图。若改变调制度的设置就能获取不相同的频谱测试图。也就是说，改变调制度，FM波中载波重量和边频重量就会按贝塞尔函数的规律变化。经过选择不相同的调制度，就能控制FM波的最大频偏、载波重量和有效边频的对数即调频波的带宽。30信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书（五）实验总结总结实验过程中自己对计算机数字化电路仿真模块、仪表参数设置要点和规律的认识；总结实验领悟并作出实验报告。实验六、混频器（变频器）实验（一）实验目的认识线性频谱搬移电路的应用；认识混频器（或变频器）的工作原理和仿真系统组成；学习计算机仿真工具、仪表的使用、基本参数设置和仿真实验技术。（二）实验原理当乘法器的两个输入端口中，一个是已调波，另一个为载波时，相乘的结果，经过频谱搬移作用，就能改变原调制波中的载频，取其差频项就能起到降低原调制波载波频率的作用。混频器又称变频器，在通信工程和广播电视系统中，是不能缺少的频谱变换的功能电路。一般来说，主要用于不改变原调制特色条件下的降频办理。（三）技术路线及系统组成混频器平时由乘法器（或拥有乘法功能的非线性六端网络）、当地振荡器和带通滤波器三个部分组成。31信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书图中，fC为当地振荡器载波信号，fS为已调波输入信号。fI为降频办理后的中频信号，fI与fS拥有相同的调制属性。其中fCfSfI,fCfSfI,且fSfI，这种降频工作方式又被称为“超外差”方式。（四）实验数据、结果及图表32信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书实验结果的图中能够清楚看出，原调制信号的规律和属性没有改变，但是载波频率被变低了（周期变大，频率降低）。相当于在不改变原调制信号中适用信息特色的前提下，用较低频率的载波将较高频的原载波给代替了，这是在为后续解调适用信号时做降低技术门槛和难度的先期工作。（五）实验总结总结实验过程中自己对计算机数字化电路仿真模块、仪表参数设置要点和规律的认识；总结实验领悟并作出实验报告。实验七、锁相环（PLL）实验（一）实验目的认识闭环反响自动控制电路中的锁相环（PLL）电路；认识PLL的工作原理和仿真系统组成；学习计算机仿真工具、仪表的使用、基本参数设置和仿真实验技术。33信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书（二）实验原理锁相环由以下电路组成它的基本工作原理基于信号的相位的闭环反响自动控制。要点在掌握环路的锁定条件，当锁相环环路锁准时：（1）对于鉴相器输入端有：io，fif0（2）对于鉴相器输出端有：误差电压ud(t)0（或趋于某较小的恒定值）（三）技术路线及系统组成PLL的系统组成电路以以下图所示。可直接调用MATLAB仿真工具箱中“帮助菜单”栏中的供应的实例电路，对其相关参数和设置进行不相同的选择和设定，就能深入研究PLL的工作原理和特色。34信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书（四）实验数据、结果及图表这是输入参照信号波形。35信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书这是鉴相器输出波形。这是环路低通滤波器输出的误差控制信号波形。这是锁相环的输出波形图，其中三角波为锁相环的基本输出波形，方波为整形变36信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书换后的波形（由于三角波不便于数字频率计的测量，因此有必要进行波形变换，将三角波变换为方波）。（五）实验总结总结实验过程中自己对计算机数字化电路仿真模块、仪表参数设置要点和规律的认识；总结实验领悟并作出实验报告。实验八、基于PLL锁相环的频率合成系统仿真实验（一）实验目的认识PLL锁相环电路在通信工程中的频率合成技术；认识基于PLL的频率合成器的基本工作原理和仿真系统组成；学习计算机仿真工具、仪表的使用、基本参数设置和仿真实验技术。（二）实验原理在PLL的基础上，只要在闭环系统中引入分频器（或可变系数的分频器），就能组成现代通信工程和信息办理系统电路中重要的“数字频率合成器”。（三）技术路线及系统组成这里采用了两个分频器电路，一个分频系数为M，一个分频系数为N。只要改变M或N值，就能改变频率合成器的输出频率。这一系列的频率信号的精度与输入标准信号是完满相同的。因此只要一个高质量、高牢固度、高标准的晶体谐振体，就能得到任意多个与此晶体谐振体同标准的众多系列信号源。这就是数字频率合成技术的基本功能。37信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书（四）实验数据、结果及图表这是输入的标准参照信号的波形。38信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书这是M分频器的输出信号波形。这是N分频器输出的信号波形。这是鉴相器输出端信号波形。39信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书这是环路滤波器输出端的控制电压信号波形。它用来控制并锁定压控振荡器的输出信号频率。这是锁相环频率合成器的输出信号波形，三角波为基本输出信号，方波为整形后的最后输出信号。只要改变分频系数M或N的值，就能改变频率合成器的输出信号频率，该频合输出信号的精度仅与标准参照信号相关，为同一级别精度的信号，与压控振荡器自己属性没关，因此只要用一只高精度晶体振荡器，就能为通信系统供应所需的系列化高精准频率信号源。（五）实验总结40信息工程与自动化学院通信工程系高频电路实验指导书记录实验过程中自己对计算机数字化电路仿真模块、仪表参数设置要点和规律的认识；总结实验领悟并做出实验报告。注：实验报告的形式、格式要求拜会实验报告纸格式和相关说明。每位同学可在以上实验中任意选做4个。考虑到仿真结果均为图表形式，因此还要以电子文档方式上交报告，每个实验要用单独的报告纸分别报告。书是我们时代的生命——别林斯基书籍是巨大的力量——列宁书是人类进步的阶梯———高尔基书籍是人类知识的总统——莎士比亚书籍是人类思想的宝库——乌申斯基书籍——举世之宝——梭罗好的书籍是最名贵的珍宝——别林斯基书是唯一不死的东西——丘特41书籍令人们成为宇宙的主人——巴甫连柯书中横卧着整个过去的灵魂——卡莱尔人的影响短暂而稍微，书的影响则广泛而深远——普希金人走开了书，仿佛走开空气相同不能够生活——科洛廖夫书不但是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉——库法耶夫书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者———史美尔斯书籍即是这种改造灵魂的工具。人类所需要的，是富饶启示性的养料。而阅读，则正是这种养料———雨果