通原实验报告--幅度调制实验.docx

通信原理实验基于LabVIEW的幅度调制姓名： 张哲熙 学号： 组员： 李美洁 指导教师： 李丞 日期： 2015/12/11 上课时间：星期 一 第 六 大节基于LabVIEW的幅度调制实验目标在本实验中要在LabVIEW上完成幅度调制(Amplify Modulation, AM)的演示程序。通过实验，更好的理解AM调制原理，并初步了解图形化的编程方法，学习LabVIEW的操作以及基本模块的使用和调试方法，为后续实验奠定基础。实验仪器软件：LabVIEW 2012（或以上版本）硬件：无基本原理及分析AM是一种模拟线性调制方法。频域上，已调信号频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域上，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。AM调制的载波信号通常是射频正弦波，作为载体来传递信源信号中的信息。调制结果是一个双边带信号，中心是载波频率，带宽是原始信号的两倍。已调信号的数学表达式为：（2.1）式中，是调制信号，其直流分量为，交流分量为；是载波信号，为角频率为、初始相位为的余弦信号。从式（2.1）我们能够得出，幅度调制的已调信号就是和的乘积。为了实现对载波信号幅度的线性调制，应该包含直流分量，以保证，即（2.2）这样才能够保证的包络完全在时间轴上方，如图2- 1所示。图2- 1 调幅信号时域表示根据式（2.2），为避免产生“过调幅”现象而导致包络检波的严重失真，兹定义一个重要参数：（2.3）式中，称为调幅指数，或调幅深度；代表调制信号的最大幅值。一般不超过0.8。下面对AM调制在频域上进行分析。对于式（2.1），我们能够直接通过傅里叶变换得到其频域表达式，如式(2.4）所示。（2.4）频谱如图2-2所示。图2-2 调幅信号频谱AM调制可以采用相干解调，将已调信号乘以载波后通过低通滤波器，并在幅度上做一定修正，即可以恢复出原来的调制信号。另外AM信号在满足条件下，也可以采用包络检波法。包络检波器通常由整流器和低通滤波器组成。与相干解调不同的是，包络检波不需要幅度修正。实验任务实现本次实验中需要完成AM Moddem(student)程序，该程序已经提供前面板和程序框图。在实验中需要在程序面板进行编程，以完成一个单音信号的幅度调制和解调，程序框图如图4-1：图4-1 调幅信号程序框图左边为调制电路，将载波幅度与调制信号相加后通过乘法器与载波相乘，分别输出到主界面的 “已调信号（时域）”与解调电路中，并通过频率检测得到已调信号频谱输出到“已调信号（频域）”中。本地载波则经过乘法器合成后输出到主界面的“载波信号”中。 右边为解调电路，我们采用了相干解调，将已调信号通过乘法器与载波相乘，经过下一个乘法器进行幅度调整，再通过低通滤波器滤去高频载波分量得到解调信号，输出到主界面的 “解调信号”中，并通过幅度和频率检测得到解调信号的幅度与频率。 只需再进行幅度变换即可得到原信号。实验结论与分析运行程序，可在主面板上观察到载波信号、已调信号、解调信号的时域波形，以及已调信号的频域波形，即包络信号；改变载波以及调制信号的幅度和频率，能够观察到已调信号在时域和频域上的变化，并且检测到的频率和幅度与设置的保持一致。图5-1 程序运行主界面遇到的问题及解决方法1.连好程序框图后，在主面板上观察波形，在载波信号时域波形的图中，由于横坐标的设置有问题，我们看到的图只有白色的一大片，经过对横坐标的调整，得到了合适清晰的波形。2.在解调过程中，发现检测到的解调信号幅度与原调制信号不一致，经检查发现是因为电路特性使得变换系数不正确，经调整得到准确值。实验扩展解答AM调制中为什么要抑制载波？对于AM信号来说，抑制载波的双边带信号可以增加多少功效？答:因为在AM信号中,载波分量并不携带信息,仍占据大部分功率,如果抑制载波分量的发送,就能够提高功率效率。抑制载波的双边带信号调制效率为100%，对于AM信号来说，其最高调制效率（β=1）为2/3。简述DSB、SSB、VSB的概念和实现方式。分析并比较DSB和SSB的抗噪声性能。答:DSB为抑制载波双边带调幅，通过调制信号与载波信号直接相乘，再通过带通滤波得到已调信号；SSB为抑制载波单边带调幅，在DSB的基础上经带通滤波得到上、下边带已调信号；VSB为残留边带调幅，是由于滤波器存在过渡带而产生的调制方法。DSB与SSB的抗噪声性能是一致的。因为在相同的输入信号功率和噪声条件下，两者的输出信噪比一致。根据已学知识简述AM调制有哪些解调方式，它们的基本原理是什么，各有什么优缺点？答: AM调制的可以采用相干解调和包络检波。相干解调将已调信号乘以载波后通过低通滤波器，并在幅度上做一定修正，即可以恢复出原来的调制信号。优点：不存在门限效应缺点：需要幅度修正AM信号在满足条件下，可以采用包络检