一、实习目的
通过对专业基础课与专业理论课的学习后，以及同学们都具备了一些有关模拟电路及数字电路分析、设计、调试能力。本次实习主要是针对整个通信系统而言的。
1.掌握通信系统的整体概念及组成模块。
2.理解每个模块的原理及实现的功能。
3.根据自己所完成的模块
载波同步模块：
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。
二、实习要求
在本实习我主要负责完成载波同步单元，该单元采用平方环从2DPSK信号中提取相干载波。
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。
三、实习内容
（1）实习题目:  数字通信系统---载波同步
（2）原理介绍:
通信是通过某种媒体进行的信息传递。在古代，人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警等方式进行信息传递。到了今天，随着科学水平的飞速发展，相继出现了无线电，固定电话，移动电话，互联网甚至可视电话等各种通信方式。通信技
术拉近了人与人之间的距离，提高了经济的效率，深刻的改变了人类的生活方式和社会面貌。
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通信系统的一般模型如下
在本次实验中, 通过动手焊接部分模块最后通过联试来完成整个通信系统的过程.主要目的是让大家更深刻的理解通信系统的整体概念及基本理论。
1.整个系统试验框图如下：
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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。本实验系统的载波同步提取模块用平方环，原理方框图及电原理图如图1所示，电原理图如下。模块内部使用+5V、+12V、-12V电压，所需的2DPSK输入信号已在实验电路板上与数字调制单元2DPSK输出信号连在一起。
图1  载波同步方框图
锁相环除了在稳频、调制、解调等技术中有重要的应用外，在信号同步方面也有着广泛的应用。同步是通信、电视等电子设备中一个重要的实际问题。当采用同步检波和相干解调时，接收端需要一个与调制载波同频通相的相干载波。获得这个相干载波过程就叫载波提取，或称载波同步。
常用的相移键控信号等，在其信号中并不含有载频的分量，用普通的锁相环路无从提取，需设计特殊的锁相环路，既所谓抑制载波跟踪环，才能完成载波同步的功能。
所谓同步是指收发双方在时间上步调一致，故又称定时。在数字通信中，按照同步的功用分为：载波
同步、位同步、同步和网同步。载波同步系统的主要性能主要包括：效率、精度、同步建立时间和同步保持时间。在以上四个性能指标中，对于效率的指标没有必要讨论，因为载波提取的方法本身就确定了效率的高低。
本次实验主要讨论载波同步的相关内容及原理。载波同步是指在相干解调时，接收端需要提供一个与接收信号中的调制载波同频同相的相干载波。这个载波的获取称为载波提取或载波同步。要想实现相干解调，必须有相干载波。因此，载波同步是实现相干解调的先决条件。
设调制信号为，中无直流分量，则抑制载波的双边带信号为
接收端将该信号进行平方变换，即经过一个平方律部件后就得到
由上式可以看出，虽然前面假设中无直流分量，但却一定有直流分量，这是因为必为大于等于0的数，因此，的均值必大于0，而这个均值就是的直流分量，这样e (t )的第二项中就包含2频率的分量。例如，对于2PSK 信号，为双极性矩形脉冲序列，
设为±1，那么=1，这样经过平方率部件后可以得到
modulate
由上式可知，通过2窄带滤波器从
中很容易取出2频率分量。经过一个二分频器就可以得到的频率成分，这就是所需要的同步载波。因而，利用图2所示的方框图就可以提取出载波。
为了改善平方变换的性能，可以在平方变换法的基础上，把窄带滤波器用锁相环替代，这样就实现了平方环法提取载波。锁相环由鉴相器（PD ）、环路滤波器（LF ）及压控振荡器（VCO ）组成，如图3所示。
u o (t)
图3 锁相环方框图
由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆性能，因此平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能，因而得到广泛的应用。
而且在提取载波的方框图中用了一个二分频电路，因此，提取出的载波存在π相位模糊问题。所以为解决以上问题其载波同步的原理框图4可如下所示：
2窄带滤波
图4 载波同步方框图
在上图4 中各单元与电路板上主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
∙÷2    U27：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
提取载波的方法一般分为两类：一类是不专门发送导频，而在接收端直接从发送信号中提取载波，这类方法称为直接法，也称为自同步法；另一类是在发送有用信号的同时，在适当的频率位置上，插入一个（或多个）称作导频的正弦波，接收端就利用导频提取出载波，这类方法称为插入导频法，也称为外同步法。
当己调信号频谱中有载频离散谱成分时可用窄带带通滤波器或锁相环来提取相干载波，若载频附近的连续谱比较强则提取的相干载波中有较大的相信抖动。下面介绍当已调信号中不含有载波离散谱时，如何提取相干载波。
1、插入导频法
可在抑制载波双边带信号中插入导频，也可以在单边带信导中插入导频。
当基带信号是模拟话音信号时，由于话音最低频率为300Hz、故DSB信号频谱图中，在载频f c附近无连续谱，有利于插入导频。当基带信号是数字信号时，必须进行相关编码变换（如第Ⅳ类、第Ⅴ类部分响应）再进行DSB调制（如PSK）。
插入导频法的发端方框图、收端方框图及插入导频后DSB信号频谱如下图所示

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