《無線電射頻系統(tǒng)綜合實驗》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《無線電射頻系統(tǒng)綜合實驗（39頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、,,,,,,,,,,,,,,,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,,,,,,,,,,,,,,,,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,,無線電射頻系統(tǒng)綜合,實驗,實驗內(nèi)容,1,、收發(fā)系統(tǒng)傳輸實驗（,射頻發(fā)射、接收系統(tǒng)分析實驗,）,,2,、射頻模塊測量實驗,,3,、,射頻模塊仿真設計實驗,,4,、,射頻模塊制作及替換驗證實驗,,,一、收發(fā)系統(tǒng)傳輸實驗,,了解該無線信息傳輸射頻系統(tǒng)實現(xiàn)圖像和語音信號的信號傳輸流程，從整體角度了解和掌握系統(tǒng)的原理和性能，深入理解信號

2、間的相互作用。,二、,射頻模塊測量實驗,利用矢網(wǎng)分析儀、頻譜儀、示波器、信號源、計算機等進行功能模塊測試：,,1,、音頻信號；,,2,、圖像信號；,,3,、已調(diào)制信號；,,4,、電調(diào)衰減；,,5,、中頻濾波器；,6,、中頻放大器；,,7,、變頻器；,,8,、微帶濾波器；,,9,、功率放大器。,三、射頻模塊仿真設計實驗,,學習射頻電路仿真軟件，根據(jù)無線電射頻收發(fā)鏈路中的功能模塊，如微帶濾波器，根據(jù)對應試驗箱的微帶濾波器性能的測試實驗結(jié)果，運用,ADS,仿真設計該頻率段微帶濾波器,,四、射頻模塊制作及替換驗證實驗,,根據(jù)前仿真電路，制作微帶濾波器實際電路，測試制作的微帶濾波器性能參數(shù)，完成對無線電

3、射頻收發(fā)鏈路中濾波器的替代實驗，并比較分析測試結(jié)果。,實驗系統(tǒng)原理,,一、發(fā)信平臺實現(xiàn)電路框圖,,二、收信平臺實現(xiàn)電路框圖,,實驗一 收發(fā)系統(tǒng)傳輸實驗,（一）實驗設備：,,,,無線信息傳輸射頻系統(tǒng)收、發(fā)實驗箱 一組,,,頻譜分析儀 一臺,,示波器 一臺,,,接線板 一個,試驗箱配件明細,收,信,平臺實驗箱,1,發(fā)信平臺實驗箱,1,攝像頭,1,液晶顯示器,1,電源適配器,2,音視頻傳輸線,2,電源轉(zhuǎn)接線,2,大,S,鞭狀天線（對應工作頻段）,2,SMA/MCX,—,50KJ,同軸連接器,2,SMA,—,MCX,電纜,L=0.2m,2

4、,SMA,—,SMA,電纜,L=1m,4,SMA,—,BNC,電纜,L=1m,4,（二）實驗目的,1,、了解射頻收發(fā)平臺系統(tǒng)的基本組成；,,,,2,、利用頻譜儀測量射頻收發(fā)平臺的主要技術指標。,,,從整體角度了解和掌握射頻發(fā)送機的原理和性能，鞏固和加深對理論知識的理解，培養(yǎng)系統(tǒng)實驗和測試技能,,,（三）實驗步驟,1,、收發(fā)平臺是配對使用的，拿到收發(fā)平臺實驗箱后，檢查收發(fā)平臺實驗箱標簽標識的收、發(fā)頻率是否相同；,,2,、收信平臺實驗箱和發(fā)信平臺實驗箱放置在相距,2m,左右的距離，將兩實驗箱打開，取出儲物盒上覆蓋的海綿，將收信平臺實驗箱和發(fā)信平臺實驗箱內(nèi)配置的,安全地線,同實驗室的,安全地連接；,

5、,3,、將收信平臺實驗箱和發(fā)信平臺實驗箱配置的天,,線安裝在天線口；,,4,、將收信平臺和發(fā)信平臺到攝像頭或顯示器的音視頻線、電源線都連接好（注意：白色接頭為音頻線）；,,5,、將收信平臺和發(fā)信平臺上的電源總開關,SW1,分別撥到,ON,狀態(tài)，幾分鐘后在收信平臺的液晶顯示器上應該顯示出發(fā)信平臺攝像頭正在攝取的圖像（注意：此時液晶顯示器、收信平臺和發(fā)信平臺上所有開關（除,SW15,頻率設置開關外）應該處于,ON,狀態(tài)）。,,6,、收發(fā)通信正常后，可以開展其他實驗。,,7,、用頻譜儀測量收發(fā)平臺各端口信號：,,發(fā)信平臺：調(diào)制器輸出、可變衰減器輸出、,LC,濾波器輸出、本振輸出及功放輸出頻譜、功率，

6、并記錄,,收信平臺：低噪放輸出、微帶濾波器輸出、,LC,濾波器輸出、,AGC,放大器輸出 頻譜、功率，并記錄；,,8,、實驗結(jié)束時，請將所有開關恢復到實驗前狀態(tài)！儲物盒內(nèi)的物品按原位放置好，蓋上海綿。,,實驗二 射頻模塊測量實驗,一、,,濾波器測量實驗,,（一）實驗目的,,：,,1,、掌握濾波器測試的原理；,,,2,、了解使用矢量網(wǎng)絡分析儀測試原理及步驟；,,3,、學會使用矢量網(wǎng)絡分析儀完成濾波器的測試并提取濾波器主要參數(shù)。,,,（二）實驗設備：,,1,、,36580,矢量網(wǎng)絡分析儀及配件；,,2,、收、發(fā)實驗試驗箱中頻濾波器模塊和微帶濾波器模塊。,,（三）實驗內(nèi)容：,,,測量插入損耗,L

7、,、頻率響應、帶寬、帶外抑制等參數(shù),,（四）實驗步驟：,,矢網(wǎng)的使用步驟：,,1,）設置頻率：根據(jù)要求設置起始頻率、終止頻率或中心頻率及頻寬；,,2,）校準：,①,選擇校準件；,,②,機械校準,→,校準類型：測濾波器選“,,全雙端口,SOLT,”,；,,,③,依次進行“反射”、“傳輸”校準；,,3,）按“返回”鍵,,4,）“測量”選擇,,S21,,測試步驟：,,1,）測量前需要對矢網(wǎng)進行校準，針對需要同時測量傳輸和反射參數(shù)情況，進行,全雙端口,SOLT,校準，可以同時完成直通和單端口校準，可以通過鼠標操作菜單界面完成，也可通過前面軟硬鍵盤完成,,2,）完成校準后，將被測件和網(wǎng)絡端口直接連接；,

8、,,3,）針對濾波器測量，矢網(wǎng)專門設置了功能鍵可以進行濾波器幾個常規(guī)指標統(tǒng)計，大大加快測量速度。通過前面板按鍵,【,搜索,】,的軟鍵菜單，啟用濾波器統(tǒng)計；,,4,）測量濾波器的曲線有四個光標，光標,1,、,2,進行帶內(nèi)頻率點的設置，光標,3,、,4,進行帶外頻率點的設置，損耗、紋波和抑制指標統(tǒng)計值可以從屏幕上直接讀出。記錄波形及參數(shù)。,,二、低噪聲放大器測量實驗,,（一）實驗目的：,,1,、掌握射頻放大器的基本原理和設計方法,,,2,、利用實驗模塊實際測量，了解放大器的頻率響應特性,,,3,、學會使用矢量網(wǎng)絡分析儀測試結(jié)果提取放大器的主要參數(shù),,,,（二）實驗設備：,,1,、,36580,矢量

9、網(wǎng)絡分析儀及配件；,,2,、收信平臺實驗箱低噪聲放大器模塊,,（三）實驗內(nèi)容：,,測量射頻放大器的頻響曲線，放大增益；加接濾波器后的頻響曲線及增益,,（四）實驗步驟：,,1,、按矢網(wǎng),【,復位,】,，儀器復位；,,2,、,修正矢網(wǎng)輸入功率：,,【,掃描設置,】→ 【,功率,】 → 【,功率電平,】 →,,【-20dBm】,,設置端口,1,輸出功率為,-20dBm,，關閉,【,耦合,】,,由于矢網(wǎng)內(nèi)部衰減器不變，為保證低噪放處于小信號放大，校準前在端口,1,加接,50~60dBm,固定衰減；,,,,,,3,、,,根據(jù)低噪放測試需要，首先進行矢網(wǎng)的校準；校準方法同濾波器測試；,,4,、按“返回”鍵

10、,,5,、“測量”選擇,,S21,,6,、將低噪放模塊接入測試電纜間，矢網(wǎng)屏幕顯示頻響曲線并記錄；,,7,、加接濾波器模塊，觀測頻響曲線并記錄。,,三、,,圖像信號的測試實驗,,（一）實驗目的,,,了解視頻信號波形特點，掌握視頻信號測試方法,,（二）實驗原理,,,圖像信號是攜帶景物明、暗信息的電信號，電壓的高低反映實際景物的亮度，其波形隨所攝取圖像而變。,,,圖像信號的特點,,1,）單極性,,,圖像信號呈現(xiàn)單極性特點，以黑電平為準，不同亮暗時信號電平差不同。,,,圖像信號的平均值通常不為零，其值反映圖像的平均亮度，即背景亮暗。,,2,）脈沖性,,,當圖像有亮暗突變時，圖像信號波形中即有電平跳變

11、對應，表現(xiàn)它具有脈沖性特點。,,黑電平,:,景物中最黑的部分的圖像信號電平稱為黑電平；,,白電平,:,最白部分的電平稱為白電平。,,標準圖像信號峰峰值,:,從黑電平到白電平的范圍稱圖像信號峰峰值。標準圖像信號峰峰值為,0.7VPP,。,,正極性圖像信號,:,如果全黑對應的電平最低，純白對應的電平最高，這種信號,,電平與圖像亮度成正比的圖像信號稱為正極性圖像信號。反之，信號電平與圖像亮度成反比的圖像信號稱為負極性圖像,信號,圖像信號包括亮度信號,Y,和色度信號,C,。色度信號,C,解碼為,V,和,U,信號。單獨以,Y,信號得到的是黑白圖像；,Y,和,U,、,V,信號經(jīng)矩陣變換還原為紅（,R,）、

12、綠（,G,）、藍（,B,）三基色信號，再混色顯示為彩色圖像。,,用普通示波器可以觀測視頻信號的頻率、幅度、波形，但是相位卻不易觀測到。為了方便觀測彩色信號的波形，我們通常采用八彩條的視頻信號：,（三）實驗設備,,,1,、示波器,,2,、發(fā)射平臺試驗箱,,（四）實驗步驟,,1,）打開示波器電源，將示波器探頭接在視頻接頭上：探針勾夾在視頻接頭的芯線上，探頭地線夾接在視頻線的屏蔽層上；,,2,）按下示波器,【,AUTO,】,鍵，示波器將自動設置水平軸和垂直軸的檔位，水平軸的檔位一般在,10μs,，垂直軸的檔位一般為,200mv,。一般情況下，按下示波器的,【,RUN/STOP,】,鍵，示波器的屏幕

13、上將顯示一到二周期的視頻信號波形，若視頻信號波形效果不是很好，調(diào)整,VERTICAL,區(qū)和,HORIZONTAL,區(qū)的,SCALE,水平和垂直檔位，使波形處于最佳視圖；,,3,）然后按,【,Cursor,】,鍵，設置光標模式為追蹤，,,即可調(diào)整光標,A,和,B,的位置,,4,）測量波形中同步信號的波形幅度為,mv;,,5,）信號波形中的視頻信號的波形幅度測量如下：從示波器圖中可以看到視頻信號的波形幅度在,mv,和,mv,之間波動。,,觀察記錄圖像波形,,,實驗三 射頻模塊仿真設計實驗,（一）實驗目的,,1,、掌握用,ADS,計算機仿真軟件對濾波器模塊進行仿真的方法；,,2,、掌握用,ADS

14、,計算機仿真軟件驗證電路設計的正確性。,,（二）設計指標：,,,中心頻率：,2.2GHz,、,2.4GHz,、,2.6GHz,共,3,種,,1dB,帶寬：,200MHz,；,,,插損：,≤,,2 dB,；,,,抑制：,≥,,30dB,（,±,400MHz,外）,,（三）實驗設備條件：,,,,無線電射頻收發(fā)系統(tǒng)、頻譜分析儀、矢量網(wǎng)絡分析儀、計算機及,ADS,仿真軟件,。,（四）實驗要求：,,,,根據(jù)無線電射頻收發(fā)鏈路測試中對濾波器性能的測試實驗結(jié)果，運用,ADS,仿真設計微帶濾波器。,實驗四 射頻模塊制作及替換驗證實驗,根據(jù)微帶濾波器,ADS,仿真結(jié)果，制作微帶濾波器實際電路，測試調(diào)試制作的微帶濾波器性能參數(shù)，完成對無線電射頻收發(fā)鏈路中濾波器的替代實驗。,,實驗要求,1,、操作儀器的各種旋鈕和按鍵時需要控制力度，嚴禁暴力使用；,,,2,、連接模塊時，,SMA,旋鈕不要擰得太緊防止損壞；,,,,3,、提前預習實驗內(nèi)容，認真記錄實驗數(shù)據(jù)，并做好實驗報告。,,