《通信系统实验报告》.docVIP

第一次系统实验（通信组） 实验四 常规双边带调幅与解调实验（AM） 一、实验目的 掌握常规双边带调幅与解调的原理及实现方法。 2、掌握二极管包络检波法原理。 3、了解调幅信号的频谱特性。 4、了解常规双边带调幅的优缺点。 二、实验内容 1、完成常规双边带调幅，观测AM信号的波形及其频谱。 2、采用二极管包络检波法，解调AM信号。 三、实验原理 1、常规双边带调幅（AM） 常规双边带调制简称调幅（AM）。假设调制信号的平均值为0，将其叠加一个直流偏量后与载波相乘，即可形成调幅信号。其时域表示式为 若为确知信号，则AM信号的频谱为 其典型波形和频谱（幅度谱）如图4所示 图4 AM信号的波形和频谱 若为随机信号，则已调信号的频域表示必须用功率谱描述。 由波形可以看出，当满足条件：时，AM调幅波的包络与调制信号的形状完全一样，因此用包络检波的方法很容易恢复出原始调制信号；如果上述条件没有满足，就会出现“过调幅”现象，这时用包络检波将会发生失真。但是可以采用其它的解调方法。 由频谱可以看出，AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成，参照图4-2所示，通常我们将已调信号频谱中画斜线的部分称为上边带，不画斜线的部分称为下边带。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。因此，AM信号是带有载波分量的上边带信号，它的带宽是基带信号带宽的2倍，即 AM信号的载波分量并不携带信息。当调制信号为单音余弦信号，即时，有用功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比例，即调制效率可以写为 在“满调幅”（ 时，也称100％调制）调节下，这时调制效率的最大值为。因此，AM信号的功率利用率比较低。 AM的优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今调幅制仍广泛用于无线电广播。 本实验采用的AM调幅框图如下图5所示。 图5 AM调幅实验框图 上图中，由信号源模块DDS模拟信源直接提供调制信号，即含直流分量的正弦模拟信号，同时将信号源模块384KHz正弦载波作为载波输入，两者相乘得到“AM调幅信号”输出。模块电路中“调制深度调节1（2）”旋转电位器可调节乘法器的调制深度。 2、包络检波法 解调是调制的逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复出原基带信号（即调制信号）。解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。 前面提到，当AM信号在满足的条件下，其包络与调制信号的形状完全一样。因此，AM信号一般都采用简单的包络检波法来恢复信号。 本实验采用的二极管峰值包络检波器如下图6所示。 图6 AM解调实验框图（包络检波法） 实验中将AM调幅信号送入“调幅输入”，经二极管包络检波得到“检波输出”信号，它是AM调幅信号的包络，然后再经一级RC低通滤波器，还原出原调制信号。 四、实验测试记录 1、“基波输入”和“调幅输出”信号波形 分析：从图中可以看出，消息信号是AM调幅信号的包络。从表达式上来看，调幅信号的幅度真是消息信号加上一个常数，所以消息信号是AM调幅信号的包络。 2、“检波输出”和“解调输出”波形 分析：上图就是检波输出和解调输出的波形。检波输出（上方）的波形经过一个LPF就是解调输出（下方）的波形，低通滤波器滤除了高频分量，得到的波形更接近原来的波形。可以看出在幅度上与原信号有所差别。 实验五 双边带抑制载波调幅与解调实验（DSB-SC AM） 一、实验目的 1、掌握双边带抑制载波调幅与解调的原理及实现方法。 2、掌握相干解调法原理。 二、实验内容 1、采用乘法器实现DSB调幅，观测DSB调幅信号的波形及频谱。 2、采用相干解调法解调DSB调幅信号。 三、实验原理 1、DSB调幅 在常规双边带调幅过程中，载波不携带任何信息，信息完全由边带传送。因此，如果在AM调制模型中将直流去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式——抑制载波双边带信号（DSB－SC），简称双边带信号（DSB）。其典型波形和频谱如图7所示。 图7 DSB信号的波形和频谱 DSB信号的调制效率是100％，即全部功率都用于信号传输。但由于DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号。DSB信号解调时需采用相干解调，也称同步检波。 DSB信号虽然节省了载波功率，但它所需的传输带宽仍是调制信号带宽的两倍，与AM信号带宽相同。 实验中采用如下框图8实现DSB调幅。 图8 DSB调幅实验框图 由信号源模块提供不含直流分量的2K正弦基波信号和384K正弦载波信号，经乘法器相乘，调制深度可由“调制深度调节”旋转电位器调整，得到DSB调幅信号输出。 2、相干解调法 相干解调也叫同步检波。解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。调制是把基带信号的频谱搬到了载频位置，这一过程可以通过一个相乘器与载波相乘来实现。解调则是