通信基础知识训练.docx
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通信基础知识训练
通信基础知识训练
1．训练目的
通信基础知识训练是重要的实践性教学环节，本教学环节是将理论与实践结合起来，通过通信基础知识的训练培养我们做实验的主动意识，提高我们动手能力和分析问题、解决问题的实际工作能力。
为我们更好的完成后续课程的学习，打下了一个良好的基础。
2．训练内容
2.1训练时间安排
一周的训练课程，我们从通过查阅资料，初步了解常用通信仪器及在通信中的应用，到老师的悉心指导，使我们真正熟悉了这些常用仪器的使用，并且可以真正的独立完成基本实验，我们收获颇深。
2．2测量仪器的使用
●2.2.1超高频毫伏表（HFJ-8D型）的使用
仪器的使用
1）电压---读数指示：
黑刻度为电压V或mV；分别对应于0.1及0.3满度指示。
红刻度为dBm读数；对应于50欧姆及75欧姆。
BAL区为平衡区：
HFJ-8D/P在3mV档时调节，AS2271在1mV档时调节
2）电表机械调零
3）电源开关---按下时为电源接通。
4）探头插座---插入探头作测量用。
5）BAL调节电位器---在30mV以下时有作用。
HFJ-8D/P使用时在3mV档调节，AS2271A使用时在1mV档调节。
使指针指在BAL区内，其他各档不用调节，直测量。
6）量程指示灯
7）量程轻触按键位
测量准备
1）调整电表机械零点
2）把探头接到探头插座上
3）接通电源，仪器预热15分钟
4）置量程为3mV档（HFJ-8D/P）或1mV档（AS2271A）
5）探头插入本仪器提供的T型接头内，并端接终端负载
6）调节BAL（平衡）钮使指针指在BAL区内
6）切换合适量程对相应的被测电压进行测量
操作注意事项
1）探头尽量离开发热体，以免引起探头升温
2）平衡调节只能在最小量程档调节，调整后测量各档不需要重新调节。
3）探头测量电压，直流电压应不大于100V，交流电压不大于15Vrms（HFJ-8D/P），6Vrms（AS2271A）。
在测量小信号时，应避免周围环境强电磁场干扰。
4）探头是本仪器主要部件，如果使用不当，探头及连线容易损坏，因此需特别小心。
测量步骤：
需测某一信号源输出电压（电平）
选择合适的量程，读取电表指示值，如果量程为3V档，读得树为“1”，则该信号源输出电压为1V，如需读取平衡值，因3V档对应于+20Bb，“1V”相对于-7bB（50欧姆时）则1V的电平为20-7=+13bBm，电平输出为13bBm。
测放大器增益
1）信号源置被测放大器工作频率
2）信号源置输出电平为放大器正常工作的电平
3）HFJ-8D/P，AS2271A测得放大器输入电压U1或电平P1
4）HFJ-8D/P，AS2271A再测得放大器输出电压U2或电平P2
则放大器K-U2/U1KbB=P2-P1
测得
如：
U1=10mVU2=1V则K=1V/10mV=100
P1=27dBP2=13dB则KdB=13-（-27dB）=40dB
需测某放大器的幅频特性（频响）
1）改变信号源不同的频率
2）信号频率改变时保持放大器输入电平为定值即U1相同
3）测得不同的U2值或P2值，U2值或P2值的变化即为该放大器的副频特性。
●2.2.2频率计数器（DF3300）的使用
使用方法
1）POWER开关置于“ON”。
2）根据所有测量的频率范围将INT/HF/VHF/开关分别置于“HF”或“VHF”位置，在10Hz~100Hz频率范围内置于“HF”位置，而在100MHz~1300MHz频率范围内置于“VHF”位置。
3）连接被测信号的输出到仪器的“OUTPUT/COUNTIN”端口，该端口是作为频率计数器的输入端口。
4）要保证输入信号的电压是在规定的范围内。
若信号电压太高你需用分压器，信号电压太低你需用前置放大器。
5）当INT/HF/VHF开关置于“VHF”位置用来测量较高的RF信号频率时，请将“FREQRANGE”开关置于A、B、C、D四档中的任意一档。
注意事项
1）POWER开关置于OFF，然后再连接电源线。
2）连接RF电缆到“OUTPUT/COUNTIN”端口。
3）调FREQRANGE开关到所需要的工作波段并且调FREQUENCY旋钮到所需要的频率。
4）输出连接线应尽可能的短以防止引入不需要的噪声。
过长的连接电缆将影响到高频段的输出响应。
FUNCTION
波形选择
1输出波形选择。
2与SYM、INV配合可得到正、负向锯齿波和脉冲波
RANGE
频率选择开关
频率选择开关与“9”配合选择工具频率。
外频率时选择闸门时间。
PULLVARDCOFFSET
直流偏置
调节旋钮
拉出此旋钮可设定任何波形
的直流工作点，顺时针
方向为正，逆时针方向为负
，将此旋钮推进则直流电位为
零
TTL/CMOSOUT
TTL/CMOS输出
输出波形为TTL/CMOS脉冲
可作同步信号。
PULLTOVARRAMP/PULSE
斜波、脉冲波调节旋钮
拉出此旋钮，可以改变输出
波形的对称性，产生斜波、脉
冲波且占空比可调，将此旋钮
推进则为对称波形
PULLTOTTLCMOSLEVEL
TTL、CMOS调节
拉出此旋钮可得TTL脉冲波将此推进为CMOS脉冲波并且其幅度可调
ATTENUATOR
输出衰减
按下按钮可产生-20dB或
-40dB衰减
图1频率计数器
“FREQUENCY”旋钮以满足需要，调节“FINE”控制。
1）AFOUTPUT，1kHz
控制调节：
按下“INTMOD”开关，“FREQRANGE”开关置于“F”挡，调“FREQUENCY”旋钮到100MHZ，后面板上“MODIN/OUT”插孔处即输出1kHz的正弦波。
用一只外部100kHz~1MΩ的电位器来降低输出电压。
2）振荡起频率校准
利用内部晶体振荡器的谐波和一台外部的全波接收机可以把RF振荡器频率校准成高精度，后者用做频率转换单位。
1）按下“XˊTALOSC”开关。
2）插入“标准频率”晶体，宁可在1MHz的倍频上。
作为定点频率校验，例如10.7MHz就用10.7MHz的晶体。
3）按下20dB开关，调“FINE”旋钮到需要值。
4）连接RF输出到接收机输入，直接或通过一个小的耦合电容到鞭状天线。
5）在下面的例子里，将给出使用1MHz的晶体。
6）调谐接收机到5MHz，或者1MHz的5次谐波。
然后仔细调谐二者的振荡器并调到零拍而后记录度盘读数。
在另外的频率以1MHz为间隔重复相同的步骤，即振荡器调节—调谐接收机—重调振荡器并记录度盘读数。
实际上谐波的使用可以到10次或更高也是可能的。
然而，必须小心选择合适的谐波，特别是在高的RF而在使用相对低的频率晶体时。
注意：
测量时必须清楚的听见稳定的差拍。
●2.2.3频率特性测试仪（BT—3GⅡ型）
概述
BT-3GⅡ型频率特性测试仪为卧式便携通用扫频仪，它利用矩形内刻度示波管作为显示器，直接显示被测设备的幅频特性曲线。
应用该仪器可快速测量或调整甚高频段的各种有源无源网络的幅频特性和驻波特性，特别适用于广大科研院校、军工企业、广播电视、有限电视等单位，用作教学、科研和生产。
BT-3GⅡ型在保持原BT-3G的性能指标上，完成了从台式测量仪向便携式仪器的更新，采用的按键式电调谐衰减器，使衰减转换灵活可靠。
新产品由于全部采用晶体管、集成电路，故本机做到了更小、重量更轻、功耗更低、外观更美观，使用更方便
技术参数
1）扫频范围
1~300（MHZ）（低端频率以扫宽10MHZ为准
2）扫频宽度
最宽大于100MHZ最窄小于1MHZ
3）扫频非线性
扫宽分别为100MHZ和20MHz时，均不小于±10%
4）输出电压:
在0dB衰减时,，75Ω终端为0.3V±10%
温度每次变化10度附加误差为±2.5%
5）输出电平平坦度：
0dB时，全频段优于±0.5dB
6）输出衰减器：
采用电调谐衰减器使衰减转换灵活方便，可靠性高。
7）输出阻抗：
75Ω
8）标记精度：
50MHZ、10MHZ、1MHZ复合及外接三种。
9）显示部分垂直灵敏度：
20mv/cm
10）显示部分输入阻抗：
470K
11）示波管有效显示屏幕：
100*80mm2
12）扫描基线沿垂直方向可在整个有效平面内移动
13）仪器使用电源频率为50Hz±5%，电压为220±10%
14）仪器消耗功率不大于40W
15）仪器电源电线与机壳的绝缘电阻，在额定使用范围内应不小于100MΩ
16）仪器的外形尺寸为：
320*130*380
17）外观外壳表面不得有划痕和脱漆现象。
工作原理
1）电源部分
有变压器的次级，取出的各路电压分别加入低压电源，产生±15V、±24V电压，加至中压板产生150V的中压，加至高压单元产生±1500电压，以上各路电压分别供给机内的各个电路和显示系统
2）控制和显示系统
由低压电源来的交流电压加至通道单元的三角波发生电路，经整形放大，积分形成了三角波与负方伯，三焦波一路供给线性校正单元，一部分加至X轴的输入端，经放大送至示波管的水平偏转电路i，使电子束沿水平方向进行偏转，负方波加至扫频单元的50，以供扫频单元的休止--工作之用，由于三角波同时控制电子束和扫频振荡器，因此，电子束在示波管荧光屏上的每一水平位置对应于某一种瞬时频率，从作向右频率逐渐增高，并且是线性化的
3）扫频单元
扫频单元包括以下几个部分：
（1）扫频振荡器
（2）定频振荡器（3）低通滤波器（4）宽带稳幅放大器（5）激励电路
4）垂直放大将检波器检波后的电压进行放大
5）频标系统
2.3信号源的主要参数及使用
●2.3.1DDS信号发生器
工作原理
DDS（DirectDigitalSynthesis）直接数字频率合成是从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的频率合成技术，它将先进的数字处理理论与方法引入型号合成领域。
它在相对带宽、频率转换时间、相位连续性、正交输出、高分辨率以及集成化等一系列性能指标方面已远远超出了传统频率合成技术。
当累加器的N很大时，最低输出频率可达Hz、mHz甚至μHz。
转换时间最快可达10ns的量级，全数字化结构便于集成、输出相位连续、频率、相位和幅度均可实现程控，这些都是传统频率合成所不能比拟的。
DDS技术的实现完全是高速数字电路D/A变换器集合的产物。
但由于集成电路速度的限制，目前DDS的上限频率还不能做得很高。
使用方法
（1）用示波器观察TP1002、TP1003、TP1004、TP1005、TP1006测试点不同频率方波信号的波形。
（2）连接跳线J1003的1脚和2脚，用示波器观察DDS信号输出点TP1008的波形，改变拨码开关S1001，分别观察正弦波、方波、三角波、锯齿波、阶梯波、梯形波、半波、抽样函数等常用信号的波形，调节电位计W1006，观察相应输出信号TP1008幅度的变化。
（3）分别连接跳线J1003的2脚和3脚、4脚和5脚，改变DDS信号的时钟频率，用示波器观察不同频率的DDS输出信号。
●2.3.2函数信号发生器
工作原理
实验电路中，输出信号频率取决于定时电容和定时电阻的大小，通过跳线J1101改变电容值以选择不同的频率输出档，通过电位计W1103可调节输出信号的频率。
W1106用来调节输出信号的对称度，W1105用来调节输出正弦波的失真度，具体的调节方法如下：
调节W1106至中心点，调节W1105使得输出正弦波具有最小的失真度。
在此基础上，调节W1105使得输出正弦波波形达到最佳。
方波信号输出端在上拉电阻的作用下，输出幅值为±5V；正弦波、三角波输出信号幅度可通过W1107调节。
通过跳线J1102可选择正弦波/三角波信号输出，跳线接上时，输出为正弦波；跳线拔下时，输出为三角波，三角波输出幅度近似为正弦波输出幅度的两倍。
●2.3.3扫频信号源
工作原理
利用普通的信号发生器测试频率特性时，需要配合使用电压表。
逐点调整信号发生器的输出频率，用电压表记录相应的被测设备或系统的幅度数值，然后在直角坐标平面上以频率为横坐标，以记录的数值（如幅度、幅度比等）为纵坐标，描绘出被测器件的频率特性。
这种测试方法称为“点频法”。
“点频法”虽然准确度较高，但是繁琐而费时，有些频率间隔不够密就被漏去，难以全面了解被测系统的频率特性。
输出频率在一定范围内反复扫描的正弦波信号发生器称为扫频信号发生器，使用这种仪器就可以实现频率特性的自动或半自动测试，达到测试简便又快捷的目的。
扫频信号源的作用是提供频率按一定规律变化的扫频信号，应具备以下性能：
频率——宽带线性扫频，寄生调频小，谐波含量低；功率——输出大且输出口反射小，有良好的内稳幅和接受外稳幅的能力，漂移小；工作方式——有固定频率和扫频输出扫速可调。
使用扫频信号发生器，配合一些设备（如检波器、移相器、示波器等），可以方便地测量被测设备或系统的频率特性。
动态特性和信号的频谱，因而在自动和半自动测量中获得愈来愈广泛的应用。
示波器适合于在定性或半定性扫频测量中作指示器用，可以在全频段上给出直观的测量结果。
对示波器提出的要求是：
Y偏转灵敏度高，漂移小，最好是对数放大，双线；
衰减器有精确的粗、细调校准刻度；
长余晖，最好是可变余晖；
有外扫描及直流输入口；
荧光屏有专门的分贝、驻波比刻度盘。
正弦振荡器在扫频电压的作用下，按一定的规律，在一定的范围内反复扫描。
扫描电压由扫描电压发生器产生，有的呈锯齿波，有的呈三角波，其扫频规律则为线性；如扫描电压呈对数形，则扫频规律是对数的。
前者能获得均匀的频率刻度，是最常用的工作方式；后者运用于宽带扫频的情况。
本实验中扫频信号发生器的扫频电压为锯齿波，由DDS信号发生器产生。
实验中的扫频信号发生器核心器件采用的是XR2206函数信号发生器。
它集成了三角波和方波发生器、正弦波变换网络、恒流源控制网络等部分。
扫频源控制电压部分原理图如图所示。
输出频率满足
，频率与IT成线性关系，IT变化范围为3mA～1uA，即输出频率随扫频电压输入端控制电压Vc线性变化，满足
，电压－频率转换增益
。
为了保证输出扫描信号频率由小到大变化，必须让锯齿波在－1.8V～－2.2V之间线性变化，实验中采用的是一加法器电路来实现此功能的。
图3控制电压部分原理图
实验中，可通过改变跳线J1101的引脚连接关系选择不同的扫频频率输出档。
2．4信号源的具体操作
实验DDS信号发生器
一、实验目的与要求
了解DDS信号产生的工作原理。
熟悉信号与系统中常用信号的产生方法及信号特征。
二、实验仪器
序号
名称
主要用途
1
信号与系统实验箱
信号源
2
20MHz双踪示波器
测试
3
连接线若干
连接
三、实验内容和步骤
用示波器观察DDS幅度可变的正弦波、方波、三角波、锯齿波、阶梯波、梯形波、半波、抽样函数等常用信号的波形。
分析各信号的时域特性和频域特性。
本实验使用DDS信号发生器单元。
熟悉DDS信号发生器的工作原理，接好电源线，打开实验箱电源开关，设置好上述实验单元电源跳线，对应的红、绿发光二极管发光，实验箱开始正常工作。
用示波器观察TP1002、TP1003、TP1004、P1005、T1006测试点不同频率方波信号的波形。
连接跳线J1003的1脚和2脚，用示波器观察DDS信号输出点TP1008的波形，改变拨码开关S1001，分别观察正弦波、方波、三角波、锯齿波、阶梯波、梯形波、半波、抽样函数等常用信号的波形，调节电位计W1006，观察相应输出信号TP1008幅度的变化。
分别连接跳线J1003的2脚和3脚、4脚和5脚，改变DDS信号的时钟频率，重复以上实验步骤，用示波器观察不同频率的DDS输出信号。
S1001拨码开发波形输出说明：
0000 正弦波
1010 方波
0100三角波
1000 锯齿波
0010 阶梯波
0110 梯形波
1100 半波
输入、输出点参考说明：
TP1002：
1KHz方波信号输出点。
TP1003：
2KHz方波信号输出点。
TP1004：
4KHz方波信号输出点。
TP1005：
8KHz方波信号输出点。
TP1006：
16KHz方波信号输出点。
TP1008：
DDS信号输出点。
实验扫频信号源
一、实验目的与要求
了解扫频信号源的工作原理及其作用。
掌握扫频信号源的使用方法。
2、实验仪器
序号
名称
主要用途
1
信号与系统实验箱
信号源
2
20MHz双踪示波器
测试
三、实验内容和步骤
用示波器观察锯齿波扫频压控信号的波形。
用示波器观察扫频信号源输出扫频信号的波形。
本实验使用信号源单元。
在后面的实验中很多都将用到扫频信号源用以产生正弦波扫频信号。
熟悉扫频信号发生器的工作原理，接好电源线，打开实验箱电源开关，设置好上述实验单元电源跳线，对应的红、绿发光二极管发光，实验箱开始正常工作。
用示波器观察TP1102正弦波扫频输出信号，若输出正弦波信号有失真，调节W1105、W1106和W1107（W1105和W1106用于调节正弦波的失真度，W1107则用于调节输出正弦波的幅度）。
分别连接跳线J1101的2脚和3脚、4脚和5脚，改变扫频信号的扫频段，重复上述实验步骤，用示波器观察不同扫频段的扫频输出信号。
注：
输入、输出点参考说明
输入点参考说明
TP1101：
扫频压控锯齿波信号输入点。
输出点参考说明
TP1102：
正弦波扫频信号输出点
实验函数信号发生器
一、实验目的与要求
熟悉信号产生的方法。
二、实验仪器
序号
名称
主要用途
1
信号与系统实验箱
信号源
2
20MHz双踪示波器
测试
三、实验内容和步骤
函数信号发生器是一种多波形信号源，可以输出正弦波、方波、三角波、斜波、半波正弦波及指数波等。
由于其输出波形可用数学函数描述，故命名为函数发生器。
目前，函数发生器输出信号的频率低端可至微赫兹量级，高端可达50MHz。
除了作为正弦信号源使用外，还可以用来测试各种电路和电机设备的瞬态特性、数字电路的逻辑功能、模数转换器、压控振荡器以及锁相环的性能。
性能指标：
输出波形：
正弦波、方波、三角波、斜波、半波正弦波及指数波等
频率范围：
6个波段
1-10Hz10-100Hz100-1KHz
1-10KHz10-100KHz100K-1MHz
输出电压：
峰-峰值
波形特性：
非线性失真系数
正弦波：
＜=3%三角波：
＜=2%方波：
上升时间＜=100ns
输出阻抗
50Ω
XR2206是单片集成函数发生器芯片，具有低正弦波失真度、极好的温度稳定度、宽扫描范围等特性，可产生高稳定度、高精确度的正弦波、方波和三角波信号。
同时，输出波形可通过外接电压控制进行幅度和频率调制，频率输出范围可达0.01Hz～1MHz，其内部原理框图如图所示。
图内部原理框图
实验电路中，输出信号频率取决于定时电容和定时电阻的大小，通过跳线J1101改变电容值以选择不同的频率输出档，通过电位计W1103可调节输出信号的频率。
W1106用来调节输出信号的对称度，W1105用来调节输出正弦波的失真度，具体的调节方法如下：
调节W1106至中心点，调节W1105使得输出正弦波具有最小的失真度。
在此基础上，调节W1105使得输出正弦波波形达到最佳。
方波信号输出端在上拉电阻的作用下，输出幅值为±5V；正弦波、三角波输出信号幅度可通过W1107调节。
通过跳线J1102可选择正弦波/三角波信
号输出，跳线接上时，输出为正弦波；跳线拔下时，输出为三角波，三角波输出幅度近似为正弦波输出幅度的两倍。
连接跳线J1103的2脚和3脚，用示波器观察TP1103输出方波信号，调节电位计W1103，观察记录输出方波频率变化。
连接跳线J1102，使函数信号发生器输出为正弦波，用示波器观察TP1103输出信号，为使不失真调节电位计W1103，观察记录输出波形频率变化。
3．部分实验及结果与分析
3.1函数信号发生器实验结果与分析
3.1.1探头探针接到校正方波0.5V（1KHz）输入端，正确的电容值将产生如图1所示的平顶波形。
当电容为C=0.1uF时,其幅值Us=4div*0.5v/div=2v，周期T=4div*0.5ms/div=2ms,F=500Hz。
3.1.2V/div的读数在50mV/div，读出的波形是50V/div*10=500mV/div为了避免测量误差，再测量前应按下列方法进行校正和检查以消除误差。
将探头探针接到校正方波0.5V（1KHz）输入端，正确的电容值将产生如图（a）所示的平顶波形。
如果波形出现图（b）和图（c）样波形，可调节探头上校正孔的电容补偿，直至获得平顶波形。
图3方波图
3.2BT-3GⅡ频率特性测试仪
检查工作频率和扫描宽度：
仪器衰减器于0dB，机箱后部“通”“断”开关于“通”、“频标选择”于50位置，调节显示器Y轴增益，在屏幕上出现适当幅度的图形，如下：
调节扫频宽度为10MHz，顺顺时针转动中心频率转钮到底，在屏幕上应出现0拍，0拍右侧应出现1MHz标记（以10、1MHz标记读数）。
扫频宽度最小时，0拍应出现在屏幕中央位置的右侧。
调节扫频宽度最大，最高处频率应高于300MHz、扫频宽度最小时，300MHz标记应在屏幕中央位置左侧。
分别调节扫频宽度至最大和最小，其扫频宽度应分别小于1MHz和大于100MHz。
图7BT-3GⅡ频率特性测试仪
用示波器观察TP1102正弦波扫频输出信号，若输出正弦波信号有失真，调节W1105，W1106和W1107（W1105和W1106调节正弦波的失真度，W1107则用于调节输出正弦波的幅度）。
图8扫频源TP102输出波形
4．训练体会
通过本次认识实习，自己了解了通信专业的基础知识，为了在本专业理论课学习过程中，加强技能训练，学校为我们进行了焊接实训。
我在理解电子的基础上，掌握了电子装配中常用的技术设计要求，掌握了电子焊接设备，掌握表面安装工艺，掌握电子材料及元器件，装备的准备，熟悉常用电子元器件的选择，并了解了常用技术的焊接板与电子部件的装配过程社会实践活动带给我们的是欣喜,喜悦.在实践活动中我们感受到自己的微薄,体会到整个社会强大的凝聚力.一方面,我们锻炼了自己的能力,在实践中成长,在实践中学习,充实了自我,增强了口头表述能力,与人交流,真正地走出课堂,使自己陶醉在喜悦之中,有时会很累,但更多的感觉是我在成长,我在有意义地成长,;另一方面,我意识到了自己的不足,没有经验,动手能力不是很好，让我在这次从实践中得到了很多非课堂上可以收获的到的
5．参考文献
[1]赵吉先，电子测绘仪器原理与应用[M].科学出版社 2008.05b
[2]邓斌,电子测量仪器[M]. 国防工业出版社 2008.03
[3]郑发泰,电子测量技术与仪器[M]北京大学出版社2006-01
[4]翟志华 电子测量与仪器操作实训[M]机械工业出版社 2008.08
[5]DF1070信号发生器/频率计数器使用说明书[M]宁波中策电子有限公司
[6]DT9206数字万用表使用说明书[M]深圳福克仪器有限公司
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