通信原理模拟调制解调实验报告.docx

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通信原理模拟调制解调实验报告

通信原理模拟调制解调实验报告

3.1模拟调制解调实验

3.1.1常规调幅（AM）

一．概述

在连续波的模拟调制中，最简单的形式是使单频余弦载波的幅度在平均值处

随调制信号线性变化，或者输出已调信号的幅度与输入调制信号f（t）呈线性对应

关系，这种调制称为标准调幅或一般调幅，记为AM。

本实验采用这种方式。

二．实验原理及其框图

1.调制部分

标准调幅的调制器可用一个乘法器来实现。

2.解调部分：

解调有相干和非相干两种。

非相干系统设备简单，但在信噪比较小时，相干

系统的性能优于非相干系统。

这里采用相干解调。

三．实验步骤

1．根据AM调制与解调原理，用Systemview软件建立一个仿真电路，如下图所

示：

2.元件参数配置

Token0:

被调信息信号—正弦波发生器（频率=1000Hz）

Token1,8:

乘法器

Token2:

增益放大器（增益满足不发生过调制的条件）

Token4:

加法器

Token3,10:

载波—正弦波发生器（频率=50Hz）

Token9:

模拟低通滤波器（截止频率=75Hz）

Token5,6,7,11:

观察点—分析窗

3.运行时间设置

运行时间=0.5秒采样频率=20,000赫兹

4.运行系统

在Systemview系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token5,6,7,11四个

点的波形。

总的波形图：

被调信息信号波形

载波波形

在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。

总的功率谱图：

被调信息信号功率谱Sink5:

载波波形的功率谱

已调波形的功率谱

解调波形的功率谱

四．实验结果

3.改变增益放大器的增益，观察过调制现象，说明为什么不能发生过调制。

答：

增益小于1时，能不失真的恢复原信号。

随着增益的增大会出现过调制现象。

出现过调制会导致失真。

4.观察AM的功率谱，分析说明实验结果与理论值之间的差别。

答：

理论上已调信号的功率谱是通过理想低通滤波器，而实际是不可能达到理想滤波器状态的。

5.改变参数配置，将所得不同结果存档后，与实验结果进行比较，说明参数改变对结果的影响。

答：

由于增益、截止频率、载波及输入信号频率的改变，解调得到的波形会存在失真。

3.1.2双边带调制（DSB）

一．概述

在标准调幅时,由于已调波中含有不携带信息的载波分量，故调制效率较

低。

为了提高调制效率，在标准调幅的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包

含在双边带中。

这种调制方式称为抑制载波双边带调幅，简称双边带调制

（DSB）。

二．实验原理

实现双边带调制就是完成调制信号与载波信号的相乘运算。

原则上,可以选

用任何非线性器件或时变参量电路来实现乘法器的功能，如平衡调制器或环形调

制器。

通常采用的平衡调制器的电路简单、平衡性好，并可将载波分量抑制到-

30~-40dB。

双边带调制节省了载波功率，提高了调制效率，但已调信号的带宽仍

与调制信号一样，是基带信号带宽的两倍。

由于双边带信号的频谱是基带信号频

谱的线性搬移，所以属于线性调制。

双边带调制信号的时间表示式：

双边带调制信号的频域表示式：

三．实验步骤

1.用Systemview软件建立的一个DSB系统仿真电路如下图示。

2.元件参数的配置

Token0：

被调信息信号—正弦波发生器（频率=50Hz）

Token1,5：

乘法器

Token2：

载波—正弦波发生器（频率=1000Hz）

Token6：

模拟低通滤波器（截止频率=75Hz）

Token4,7,3：

观察点—分析窗

3.运行时间设置

运行时间=0.5秒采样频率=20,000赫兹

4.运行系统

在Systemview系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token4,7,3三个点

的波形。

总的波形图：

被调信号波形

已调波形

解调波形

5.功率谱

在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。

总功率谱：

被调信号波的功率谱Sink3:

已调波的功率谱Sink4:

解调波的功率谱

四．实验结果

3.观察DSB的功率谱，并与AM信号相比较，说明其优劣。

答：

DSB调制中没有离散载波，发送端不能分配功率给他。

AM调制可以用包络检波。

4.改变参数配置，将所得不同结果存档后，与实验结果进行比较，说明参数改变对结果的影响。

答：

调制信号与已调信号的波形发生变化，由于截止频率不同，频率的间隔也不同，功率谱密度也会改变。

3.1.3单边带调制（SSB）

一．概述

双边带信号虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍是基

带信号带宽的2倍，而且上、下边带是完全对称的，它们所携带的信息完全相

同。

因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输就可以了。

我们把这种只

传输一个边带的调制方式称为单边带抑制载波调制，简称为单边带调制（SSB）。

采用单边带调制，除了节省载波功率，还可以节省一半传输频带。

二．实验原理

由于单边带调制中只传送双边带信号的一个边带（上边带或下边带），因此产

生单边带信号的最简单方法，就是先产生双边带信号然后让它通过一个边带滤波

器，这种产生单边带信号的方法称为滤波法。

滤波法要求滤波器在ωc处有理想的锐截止特性。

为降低制作难度，也可采用多级频率搬移的方法实现：

先在低频处产生单边带信号，然后通过变频将频谱搬移到更高的载频处。

产生SSB信号的方法还有：

相移形成法，混合形成法。

三．实验电路图

四．实验结果

3．观察SSB的功率谱，并与AM、DSB信号相比较，说明其优劣。

答：

与AM、DSB信号相比，SSB的频带利用率要高。

4．改变参数配置，将所得不同结果存档后，与实验结果进行比较，说明参数改变对结果的影响。

答：

改变参数配置后，功率谱不会发生较大答变化。

观察实验波形：

Token6－被调信息信号波形；Toke7－已调波形；Token

8－解调输出波形。

被调信息信号波形Sink6:

已调波形Sink7：

解调输出波形Sink8：

总的功率谱图：

被调信号波形的功率谱Sink6：

已调波的功率谱Sink7:

解调输出波的功率谱Sink8:

3.1.4窄带角度调制（NBFM、NBPM）

一．实验原理

从角度调制的相位与频率关系可以看出，调频信号可通过直接调频和间接调

频两种方法得到。

所谓间接调频，就是先对调制信号积分再调相而得到。

同样，

调相信号也可以通过直接调相和间接调相两种方法得到，间接调相就是先对调制

信号进行微分再进行频率调制

二．实验电路图

窄带调频的调制和解调

窄带调相信号的调制与解调

由PM信号得到FM信号

由FM信号得到PM信号

三．实验报告

1．观察实验波

（1）窄带调频的调制和解调

总的波形:

调制信号波形Sink5:

已调波形Sink6:

解调输出波形Sink7:

调制信号的功率谱Sink5：

已调信号的功率谱Sink6:

解调输出信号的功率谱Sink7:

（2）窄带调相信号的调制与解调

调制信号波形Sink5:

已调波形Sink7:

解调输出波形Sink8:

调制信号的功率谱Sink5:

已调信号的功率谱Sink7:

解调后的功率谱Sink8:

（3）由PM信号得到FM信号

总的波形图：

调制信号波形Sink1：

已调波形Sink3:

解调输出波形Sink5:

调制信号的功率谱Sink1:

已调信号的功率谱Sink3:

解调后的功率谱Sink5：

（4）由FM信号得到PM信号

调制信号波形

已调波形Sink3：

解调输出波形

调制信号的功率谱

已调信号的功率谱

解调后的功率谱