内容发布更新时间 : 2024/6/18 19:15:54星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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
1、 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m(t)的平均值为0，将其叠加一个直流偏量A0后与载波相乘，即可形成调幅信号。其时域表示式为
若m(t)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m(t)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：m(t)max?A0时，AM调幅波的包络与调制信号m(t)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fH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m(t)?Amcos?mt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”（ m(t)max?A0时，也称100％调制）调节下，这时调制效率的最大值为?AM?13。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A0?m(t)，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m(t)max?A0的条件下，其包络与调制信号m(t)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。sAM(t)??A0?m(t)?cos?ct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A0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m(t)和384K正弦载波信号sin?ct，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。解调则是调制的反过程，即把在载频位置的已调信号的谱搬回到原始基带位置，因此同样可以用相乘器与载波相乘来实现。相干解调器适用于所有线性调制信号的解调。
实验中采用如下框图9实现相干解调法解调DSB信号。
图9 DSB解调实验框图（相干解调法）
将DSB调幅信号与相干载波相乘，得“相乘输出”信号，再经低通滤波器取出低频分量，即可恢复出原始的基带调制信号。
四、实验测试记录
1、DSB-SC AM的信号波形
分析：图中为上方为调制信号，下方为以调信号。可看到调制信号不再是以调信号幅度的包络。
1、 DSB-SC AM的信号波形
分析：DSB-SC AM的频谱是不含有载波的频谱的，所以在中心频率点没有凸起。对比AM的频谱，清晰地显示了两者的区别。 2、 DSB-SC AM的解调
分析：DSB-SC AM采用的是相干解调，将调幅后的信号和相干载波相乘，得到“相乘输出”（上方）的信号，相乘输出的结果含有原始的基带调制信号和高频的分量，在经过低通滤波器取出低频分量，得到“解调输出”（下方），即是原始的基带调制信号。
实验六 单边带调幅与解调实验（SSB AM）
一、实验目的
1、掌握单边带调制与解调的原理与实现方法
2、了解SSB（包括上边带、下边带）调制信号的频谱特性 3、了解单边带调幅的优缺点
二、实验内容
1、按相移法SSB调制框图，实现SSB调制，观测SSB调幅信号的波形及频谱 2、采用相干解调法解调调幅信号
三、实验原理
1、相移法SSB调幅
11?SSB信号的时域表示式为sSSB(t)?m(t)cos?ct?m(t)cos?ct。
22式中，“－”对应上边带信号，“+”对应下边带信号；m(t)表示把m(t)的所有频率成
??分均相，称m(t)是m(t)的希尔伯特变换。
2?根据上式可得到用相移法形成SSB信号的一般模型，如图10所示
图10 相移法形成SSB信号的模型
2、SSB解调
单边带信号的解调不能采用简单的包络检波，它的包络检波更不能反映调制信号的波形，