AM幅度调制解调-(4712)
AM调制与解调电路设计
AM 调制与解调电路设计
一.设计要求:设计AM 调制和解调电路
调制信号为:()1S 3cos 272103cos164t V tV ππ=⨯+=⎡⎤⎣⎦ 载波信号:()2S 6 cos 2107210 6 cos1640t V tV ππ=⨯⨯+=⎡⎤⎣⎦
二.设计内容:本题采用普通调幅方式,解调电路采用包络检波方法;
调幅电路采用丙类功放电路,集电极调制;
检波电路采用改进后的二极管峰值包络检波器。
1.AM 调幅电路设计: (1).参数计算:
()6cos1640c u t tV
π=载波为,
()3cos164t tV
πΩ=调制信号为u
则普通调幅信号为am cm U U [1cos164]cos1640a M t t ππ=+
其中调幅指数
0.5a M =
最终调幅信号为
am U 6[10.5cos164]cos1640t t
ππ=+
为了让三极管处在过压状态cc U 的取值不能过大,本题设为6v 其中选频网络参数为
2
1
LC c ω=
c 1640ωπ= L 200H,C 188F 1BB V
μμ===另U
(2).调幅电路如下图所示:
调幅波形如下:
可知调幅信号与包络线基本匹配
2.检波电路设计:
参数计算:
取10L R k =Ω 1.电容
C
对载频信号近似短路,故应有1
c
RC
ω,取
()510/10/0.00194c c RC
ωω==
2.为避免惰性失真,有max 10.00336a a RC
M M -Ω=,取
0.0022,1RC R k C F μ==Ω=,则
3.设
11212250.2,,330, 1.6566
AM幅度调制解调
AM幅度调制解调
1. 概述
在通信领域中,AM幅度调制解调是最为基础的调制解调方式之一。AM表示
幅度调制(Amplitude Modulation),即通过调节载波的振幅来实现传输信息。此
方法简单易行,但由于调制信号对载波的幅度有影响,因此存在一些问题。
2. AM信号的生成
产生AM信号的通信系统由下图所示。调制器将一个低频信号(称为基带信号
或调制信号)m(t)与高频载波信号(频率为fc)相乘,生成带有信息的AM信号
s(t)。
s(t) = [Ac + m(t)] cos(2πfct)
•Ac:载波振幅
•m(t):调制信号
•fc:载波频率
在AM调制过程中,载波振幅Ac和载波频率fc保持不变,载波相位随时间推
移而改变(cos函数)。调制信号m(t)随着时间的推移而改变,根据m(t)的变化,载波的振幅会随之改变。
3. AM信号的特点
3.1 带宽
•以s(t)为例:带宽为 2×调制信号带宽 + 载波频率。
•由于信息存在于载波振幅中,因此带宽比基带信号带宽大得多。
•在AM信号的传输过程中,通常会存在一些失真,例如频率失真和相位失真。采用过调制或者双边带抑制等技术可以减轻失真。
3.2 幅度限制
•载波振幅必须低于某个最大值,否则会导致失真。
•由于调制信号对振幅的调制,如果调制信号加上太大,则会导致在接收端的解调出来的结果失真。
•通过调整调制信号幅度可以消减失真,但同时也减小了传输的范围。
4. AM信号的解调
以下以相干解调为例,简单介绍AM信号解调的原理。
4.1 相干解调
相干解调是一种较为常用的解调技术,在此方法中,接收机需要知道载波角频
am调制与解调原理
am调制与解调原理
AM调制与解调(Amplitude Modulation, AM)是一种广泛应用于无线通信中的调制与解调技术。它是通过改变载波的振幅来携带信息信号的一种方法。在AM调制过程中,信息信号被用来调制高频载波的振幅大小,这样就能通过调制后的信号来携带信息。
AM调制的原理是,将要传输的信号与连续的正弦高频载波进行乘积运算,产生新的调制信号。这个调制信号的幅度随着信息信号的变化而改变,从而使得信号的振幅发生调制。被调制后的信号可以表示为
S(t) = (1 + m*sin(ωm*t)) * Ac * cos(ωc*t),
其中S(t)是调制后的信号,m是调制指数,ωm是信息信号的角频率,Ac是载波的振幅,ωc是载波的角频率。
在AM解调过程中,需要将调制后的信号恢复成原始的信息信号。常见的AM解调方法有幅度解调(Envelope Detection)和同步解调(Coherent Detection)。
幅度解调是一种简单但常见的解调方法,它利用一个包络检波器将调制信号的幅度进行检测,以获得原始的信息信号。同步解调则需要借助载波信号进行解调,通过将调制信号与载波进行相乘得到相关的信号,并利用低通滤波器恢复原始的信息信号。
AM调制与解调技术在广播、电视、无线通信等领域得到了广
泛应用。它的优点是实现简单、抗干扰能力较强,并且具有较好的传输质量。然而,由于AM调制过程中只改变了载波的
振幅而不改变其频率和相位,因此在传输过程中容易受到噪声的影响,同时也存在较大的带宽浪费问题。为了解决这些问题,后续又出现了更高效的调制与解调技术,如FM(Frequency Modulation)和PM(Phase Modulation)等。
am幅度调制
am幅度调制
AM(幅度调制)是一种模拟调制技术,用于将音频或者其他信号调制到一个载波信号上传输。在AM中,信号的幅度被改变以反映原始信号的变化。传输的信号由载波频率加上原始信号产生的较低频率成分组成。这种变化后的信号可以通过解调,将其还原为原始信号。AM波形的频谱包含了原始信号的频谱和其镜像频谱。
AM广播是AM技术的一个重要应用。在AM广播中,音频信号通过幅度调制传输到载波信号上,然后通过天线传播到接收器。接收器中的解调器可以恢复出原始音频信号,使人们可以听到广播内容。
AM幅度调制具有一些优点和缺点。其优点包括成本低、传输距离长、易于接收和解码。缺点则包括较低的带宽效率和易受到噪声和干扰的影响。
注意:该回答大部分内容来自网络,只供参考。
AM波的调制与解调汇总
高频课程设计
题目:AM波调制与解调
学号:20111601310019
姓名:乔子超
同组:韦志东(27号)
年级:电子信息工程一班
学院:信息科学技术学院
指导教师:黄艳
完成日期:2014年 1 月10 日
目录
一、题目分析 (4)
二、集电极调幅设计方案 (4)
2.1调幅器 (4)
2.2集电极调幅 (4)
2.3集电极调幅的要求及技术指标 (5)
三、集电极调幅的工作原理及分析 (5)
3.1集电极调幅的工作原理 (5)
3.2集电极脉冲的变化情况 (6)
3.3集电极的调幅波形图 (7)
3.4集电极的静态调制特性..................................
四、集电极调幅电路设计与仿真 (9)
4.1设计电路 (9)
4.2载波波形 (10)
4.3调制波形 (10)
4.4输出波形与频谱 (11)
4.5功率分布与效率 (12)
五、包络检波设计方案 (12)
5.1包络检波 (12)
5.2数学模型 (2)
5.3包络检波的要求及技术指标 (13)
六、包络检波的原理及分析..................................
6.1串联型二极管峰值包络检波电路..................................
6.2检波指标..................................
6.3非线性失真..................................
七、包络检波技术仿真 (16)
7.1参数计算 (16)
7.2检波电路 (16)
7.3调制解调总电路图 (17)
AM调制解调原理
AM调制解调原理
AM调制解调是一种广泛应用于无线通信和广播领域的调制解调技术。AM调制是指将信息信号与载波信号进行乘法运算产生调制信号,而AM解
调则是将调制信号还原为原始信息信号。本文将详细介绍AM调制解调的
原理及其应用。
一、AM调制原理:
AM调制是将原始信息信号加到一个高频载波信号上的过程。其原理
基于两个基本概念:载波频率和调制信号频率。
1.1载波频率:
载波信号是一个高频信号,通常由振荡器产生。它的频率通常远远大
于信息信号的频率,可以使信息信号在无线传输过程中得到保持和扩展。1.2调制信号频率:
调制信号是指带有信息的信号,它包含音频、视频或任何需要传输的
信息。调制信号的频率通常远远小于载波频率。
1.3乘法运算:
AM调制过程中,调制信号和载波信号进行乘法运算。这可以通过线
性调制器实现,该器件可以将信息信号与载波信号相乘,产生一个包含信
息的调制信号。
二、AM调制类型:
2.1广义单边带调制(DSB-SC):
DSB-SC是一种简单的AM调制类型,它的特点是在载波信号两边产生对称的边带。DSB-SC调制信号的频谱主要由两个边带组成,其频带宽度为调制信号频率的两倍。
2.2带峰值抑制(VSB)调制:
VSB调制是一种通过滤波器对DSB-SC信号进行处理来降低带宽的调制方法。它通过滤除一些频率的边带以减小信号的带宽。VSB调制可以有效降低带宽占用,但会引入一些峰值抑制。
2.3带压制载波(DSB-LC)调制:
DSB-LC调制是一种通过将无用的边带抑制为零来减小调制信号带宽的方法。在DSB-LC调制中,用一个波形相同的载波信号进行调制,这个载波信号相位与原载波信号相差180度。这样可以将边带抵消掉,只保留信息信号频谱。
AM幅度调制解调
3.1.1 幅度调造的普遍模型之阳早格格创做
是用调造旗号去统造下频正弦载波的幅度,使其按调造旗号的顺序变更的历程.幅度调造器
的普遍模型如图3-1所示.
图3-1 幅度调造器的普遍模型
图中,为调造旗号,为已调旗号,为滤波器的冲激赞同,则已调旗号的时域战频域普遍表黑式分别为
(3-1)
(3-2)式中,为调造旗号的频谱,为载波角频次. 由以上表黑式可睹,对付于幅度调造旗号,正在波形上,它的幅度随基戴旗号顺序而变更;正在频谱结构上,它的频谱完尽是基戴旗号频谱正在频域内的简朴搬移.由于那种搬移是线
性的,果此幅度调造常常又称为线性调造,相映天,幅度调造系统也称为线性调造系统.
正在图3-
1的普遍模型中,适合采用滤波器的个性,即可得到百般幅度调造旗号,比圆:惯例单边戴调幅(AM)、压造载波单边戴调幅(DSB-
SC)、单边戴调造(SSB)战残留边戴调造(VSB)旗号等.
3.1.2 惯例单边戴调幅(AM)
1. AM旗号的表黑式、频谱及戴宽
正在图3-
1中,若假设滤波器为齐通搜集(=1),调造旗号叠加曲流后再与载波相乘,则输出的旗号便是. AM调造器模型如图3-2所示.
图3-2 AM调造器模型
AM旗号的时域战频域分别为
(3-3)
(3-4)
式中,为中加的曲流分量;不妨是确知旗号也不妨是随机旗号,但是常常认为其仄衡值为0,即.面此瞅瞅AM调造的Flash;AM旗号的典型波形战频谱分别如图3-3(a)、(b)所示,图中假定调造旗号的上限频次为.隐然,调造旗号的戴宽为.
由图3-
3(a)可睹,AM旗号波形的包络与输进基戴旗号成正比,故用包络检波的要领很简单回复本初调造旗号. 但是为了包管包络检波时没有爆收得真,必须谦脚
简述幅度调制的调制与解调的过程 -回复
简述幅度调制的调制与解调的过程-回复
幅度调制(Amplitude Modulation,AM)是一种古老的且广泛使用的通信方式。它通过改变载波信号的幅度来携带信息。本文将详细介绍幅度调制的调制与解调的过程。
首先,我们需要了解什么是幅度调制。幅度调制是指在载波信号上加入低频的信息信号,使得载波信号的幅度随着信息信号的变化而变化。这样,我们就可以通过接收和检测这种幅度变化来恢复原始的信息信号。这种方式简单易行,因此被广泛应用在广播、电视等领域。
接下来,我们来看看幅度调制的具体过程。首先,我们需要一个载波信号,通常是高频正弦波。然后,我们将要传输的信息信号乘以这个载波信号,得到的结果就是幅度调制后的信号。在这个过程中,信息信号的频率远低于载波信号的频率,这就是所谓的“低频”信息信号。最后,我们将这个幅度调制后的信号通过天线发送出去。
接收到幅度调制信号后,我们需要进行解调才能恢复出原始的信息信号。解调的过程其实就是在幅度调制的逆过程。首先,我们使用一个与发射端相同的载波信号,然后将接收到的幅度调制信号与这个载波信号相乘。由于这两个信号都是正弦波,所以他们的乘积会是一个包含两个频率分量的信号:一个是两者的和,另一个是两者的差。其中,两者的差就是我们要恢复的信息信号。
然而,在实际应用中,我们通常无法准确地知道发射端的载波信号是什么样的。因此,我们需要采用一种叫做相干解调的方法。这种方法需要先从接收到的幅度调制信号中提取出一个与载波信号同频同相的参考信号,然后再用这个参考信号进行解调。这个提取参考信号的过程就叫做同步或锁定。
AM振幅调制解调器的设计
AM振幅调制解调器的设计
AM(Amplitude Modulation)振幅调制是一种常用的调制方法,用于
在无线通信和广播领域传输音频信号。AM振幅调制解调器的设计可以分
为信号调制和解调两个主要部分。
信号调制部分的设计需要将音频信号与射频载波信号进行叠加,生成
调制信号。首先,需要将音频信号进行放大和滤波,以确保信号的幅度范
围适合于调制过程。放大可以使用放大电路或运放电路来实现,滤波可以
使用滤波器电路来实现。接下来,需要将调制信号和射频载波信号进行叠加,这可以使用一个调制电路来实现。调制电路可以采用集成电路或者传
统的离散元件电路,如二极管、晶体管等。
解调部分的设计需要将调制信号还原成原始的音频信号。解调器的设
计可以采用一些常用的解调方法,如幅度检波、包络检波等。
在幅度检波中,常用的解调器是使用整流电路。整流电路可以将调制
信号的负半周置零,只保留正半周的信号,然后使用低通滤波器去除高频
噪声。在整流电路中,可以使用二极管或者晶体管来实现整流功能,然后
使用电容和电阻来构成低通滤波器。
在包络检波中,常用的解调器是使用包络检波电路。包络检波电路可
以提取调制信号的包络曲线,以还原原始的音频信号。在包络检波电路中,可以使用二极管和电容来实现包络检波功能。
除了以上两种常用的解调方法,还有其他一些更复杂的解调方法,如
同步检波、相干解调等。这些方法可以提供更高的解调性能和抗干扰能力。
此外,在AM振幅调制解调器的设计中,还需要考虑一些其他的因素。例如,需要对射频载波进行稳定的频率控制,可以使用锁相环电路来实现
AM调制及解调
课程设计
线路
班级:
姓名:
学号:
指导教师:
成绩:
电子与信息工程学院信息与通信工程系
摘要
振幅调制信号的解调过程称为同步检波。有载波振幅调制信号的包络直接反应调制信号的变化规律,可以用二极管包络检波的方法进行检波。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反应调制信号的变化规律,无法用包络检波进行解调,所以要采用同步检波方法。
同步检波器主要适用于对DSB和SSB信号进行解调,也可以用于AM,但是一般AM调制信号都用包络检波来进行检波。同步检波法是加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理,将已调信号频谱从载波频率附近搬移到原来位置,并通过低通滤波器提取多需要的调制(基带)信号,滤除无用的高频分量,从而实现双边带信号的解调。
本文详细介绍了根据模拟乘法器MC1496的AM调制系统和同步检波器的详细方案和各种参数。给出了基于Multisim软件的解调和解调仿真结果。
关键字:同步检波;AM;Multisim;调制
目录
1 MC1496芯片设计2
1.1MC1496部结构及基本性能2
2 信号调制的一般方法4 2.1模拟调制4
2.2数字调制4
2.3脉冲调制4
3 振幅调制5
3.1基本原理5
3.2AM调制与仿真实现5
3.3DSB调制与仿真实现7
4解调8
4.1同步检波器原理框图8
4.2同步检波解调电路图10
4.3分析解调过程10
4.4解调仿真结果11
4.4.1 AM解调与仿真实现11
4.4.2 DSB解调与仿真实现12
5 小结与体会12
6附录:总电路图13
am 调制解调的原理及实现方法
am 调制解调的原理及实现方法AM调制解调是一种常见的调制解调技术,用于在无线通信中传输和接收模拟信号。AM调制解调的原理是将原始信号的振幅信息嵌入到载波信号中,然后通过解调过程将振幅信息恢复出来。
AM调制的过程分为调制和解调两个部分。
调制过程:
1.原始信号:首先需要准备一个需要传输的原始信号。这个原始信号可以是声音、图像或其他类型的模拟信号。
2.载波信号:产生一个高频载波信号,频率通常在几十kHz到几兆Hz之间。载波信号的振幅和频率通常是恒定的。
3.调制器:将原始信号的振幅信息嵌入到载波信号中。常见的调制方法有幅度调制(AM)和角度调制(FM)。在AM调制中,将原始信号的振幅加到载波信号上,产生调制后的信号。
解调过程:
1.接收器:接收调制后的信号,通常使用天线将无线信号转换为电信号。这个电信号包含了调制后的信号和噪声。
2.解调器:解调器恢复出原始信号的振幅信息。常见的解调方法有包络检波和同步检波。
-包络检波:将调制后的信号通过非线性元件(例如二极管)进行整流和平滑处理,提取出信号的包络。通过这种方式可以恢复原始信号的振幅信息。
-同步检波:在调制过程中发送方和接收方需要保持一定的同步,接收方使用一个与发送方相同频率的余弦信号(本地振荡信号)与接收到的信号进行乘法运算,然后通过低通滤波器提取出原始信号的振幅信息。
AM调制解调的实现方法主要包括模拟实现和数字实现两种。
模拟实现:
在模拟实现中,调制和解调过程通过电路元件来完成。
1.调制器:使用放大器和调制电路将原始信号的振幅信息嵌入到载波信号中。调制电路可以选择使用晶体管、功放等元件,并根据需要选择适当的电路结构和参数。
am信号的调制与解调(带仿真图)
少年易学老难成,一寸光阴不可轻- 百度文库
题目:AM调制与解调的设计时间:2011/1/4—2011/1/10
目录
一、题目分析 (2)
二、电路的总框图 (2)
三、调制 (2)
1. AM调制波电路图 (2)
2.工作原理 (3)
3.调制仿真 (4)
四、解调 (6)
1.包络检波电路 (6)
2.工作原理 (6)
3. 解调仿真 (7)
五、完整电路图 (8)
六、理想条件及参数计算 (8)
七、总结 (9)
1.设计电路的特点 (9)
2. 使用价值 (9)
3. 心得体会 (10)
4.问题解答 (10)
5.元器件清单 (12)
八、参考文献 (13)
一、题目分析
调幅调制和解调在理论上包括了信号处理,模拟电子,高频电子和通信原理等知识,涉及比较广泛。在实际上包括了各种不同信息传输的最基本原理,是大多数设备发射与接收的基本部分,所以我们做的这个课题是有很大的意义的。 本设计报告总体分为两大问题:信号的解调和调制。在调制部分省略了载波信号的放大、功放部分,要调制的信号也同样省略了放大部分,所以在调制中保留了调制器中的主要部分—乘法器,在解调部分也只是保留了检波器部分,即二极管检波器。
在确定电路后,利用了EDA 软件Multisim 进行仿真来验证结果。
二、电路的总框图
三、调制部分 1、AM 调制波电路图
调制信号
乘法器
载波信号
半波整流器
低通滤波器
已调波
R1500Ω
R2500Ω
R3500Ω
Q1
2N2222Q3
2N2222
Q2
2N2222
Q5
2N2222Q7
2N2222Q42N2222
Q6
2N2222
Q82N2222Q9
实验十一 AM振幅调制与解调
信号与系统实验报告
3、AM 振幅调制与解调实验模块一块。
【实验原理】
1、常规双边带调幅
所谓调制,就是在传送信号的一方(发送端)将所要传送的信号(它的频率一般是较低的)“附加”在高频振荡信号上。所谓将信号“附加”在高频振荡上,就是利用信号来控制高频振荡的某一参数,使这个参数随信号而变化,这里,高频振荡波就是携带信号的“运载工具”,所以也叫载波。在接收信号的一方(接收端)经过解调(反调制)的过程,把载波所携带的信号取出来,得到原有的信息,解调过程也叫检波。调制与解调都是频谱变换的过程,必须用非线性元件才能完成。调制的方式可分为连续波调制与脉冲波调制两大类,连续波调制是用信号来控制载波的振幅、频率或相位,因而分为调幅、调频和调相三种方式;脉冲波调制是先用信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置等,然后再用这已调脉冲对载波进行调制,脉冲调制有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制等多种形式。
本实验模块所要进行的实验是连续波的振幅调制与解调,即常规双边带调幅与解调。
我们已经知道,调幅波的特点是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化,这变化的周期与调制信号的周期相同,振幅变化与调制信号的振幅成正比。为简化分析,
假定调制信号是简谐振荡,即为单频信号,其表达式为:
图1 常规调幅波形
如果用它来对载波进行调幅,那么,在理想情况下,常规调幅信号为:
其中调幅指数,k为比例系数。图1给出了UΩ(t),U c(t)和的波形图。
从图中并结合式(1)可以看出,常规调幅信号的振幅由直流分量U cm和交流分量kUΩm cosΩt迭加而成,其中交流分量与调制信号成正比,或者说,常规调幅信号的包络(信号振幅各峰值点的连线)完全反映了调制信号的变化。另外还可得到调幅指数M a 的表达式:
AM调制与解调
非线性电路 图1
低通滤波器
包络检波器的输入信号为振幅调制信号
,其频谱由载频 和边
频
,
组成,载频与上下边频之差就是 。因而它含有调制信号的信息。
DSB 调制与解调
AM 调制与解调
在 AM 调制过程中,如果将载波分量抑制掉,就可形成抑制载波双边带信号。双边带信 号可以用载波和调制信号直接相乘得到,即
式中,常数 k 为相乘电路的相乘系数。
AM 调制与解调
u_am=k*u_i.*u_o;%载波信号与已调波信号相乘,k 为相乘系数 U_i=fft(u_i,1024);%对已调波信号进行傅里叶变换 U_o=fft(u_o,1024);%对解调载波进行傅里叶变换 U_am=fft(u_am,1024);%对相乘信号进行傅里叶变换 U_o2=[h.*abs(U_am(1:512)) h(512:-1:1).*abs(U_am(513:1024))] ;%低通滤波输出 figure(1); subplot(4,2,1);plot(t,u_i,'k');title('已调波信号'); grid;axis([0 2/400 -1.5 1.5]);xlabel('t');ylabel('u_i'); subplot(4,2,3);plot(t,u_o,'k');title('本地解调载波'); grid;axis([0 2/400 -1.5 1.5]);xlabel('t');ylabel('u_o'); subplot(4,2,5);plot(t,u_am,'k');title('相乘信号'); grid;axis([0 2/400 -1.5 1.5]);xlabel('t');ylabel('u_am'); subplot(4,2,7);plot(w,h,'k');title('二阶低通滤波器'); xlabel('X10^4 w(Hz)');ylabel('abs(H(jw)'); w1=(0:511)/512*(fs/2)/100; subplot(4,2,2);plot(w1,abs(U_i(1:512)'),'k');title('已调波信号频谱'); grid;axis([0 7 0 500]); xlabel('X10^4 w(Hz)');ylabel('abs(H(jw)'); subplot(4,2,4);plot(w1,abs(U_o(1:512)),'k');title('本地解调载波频谱'); grid;axis([0 7 0 500]); xlabel('X10^4 w(Hz)');ylabel('abs(H(jw)'); subplot(4,2,6);plot(w1,abs(U_am(1:512)),'k');title('相乘信号频域'); grid;axis([0 15 0 500]); xlabel('X10^4 w(Hz)');ylabel('abs(H(jw)'); subplot(4,2,8);plot(w1,U_o2(1:512),'k');title('已解调信号'); grid;axis([0 15 0 500]); xlabel('X10^4 w(Hz)');ylabel('abs(H(jw)');
AM信号的调制与解调(带仿真图)
AM信号的调制与解调(带仿真图)
AM调制(Amplitude Modulation)是指将一个较低频率的信息信号,如语音、音乐等,通过调制将其变成一个载波的振幅随时间变化的信号,使之能够通过远距离传输,同时也可通过解调还原出原始信号。
AM信号的调制过程:
首先,我们需要一个高频载波信号(通常为数十kHz至数百kHz范围内的正弦波信号),用于携带信息信号。将载波信号的振幅、频率、相位等参数保持不变,称为“未调制”的载波信号。
接着,将需要传输的信息信号(如语音、音乐等)与未调制的载波信号进行线性加和,得到调制信号。调制信号的振幅随着信息信号的变化而变化,从而实现了信息的传输。
AM信号的解调过程:
当调制信号到达接收端时,需要通过解调还原出原始信号。解调方法有多种,这里介绍AM信号的一个简单解调方法——幅度解调(AM Detector)。
幅度解调的基本原理是利用二极管的阻抗特性,将入射信号的高频载波部分“切掉”,只保留信息信号的部分,从而实现解调。具体操作过程为:
首先,将接收到的调制信号通过一个带通滤波器(Bandpass Filter)滤掉不需要的高频信号,保留低频信息信号。
接着,将滤波后的信号通过一个二极管(Detector)进行整流(Rectify),从而将信号全部变为正半波。
最后,将整流后的信号再通过一个低通滤波器(Lowpass Filter)滤掉高频噪声,从而还原出原始信息信号。
AM调制解调原理
幅度调制是正弦载波的幅度随调制信号作线性变化的过程..幅度调制信号可表示成()S (t)Am(t)cos t m c ω=.对与AM 来说m(t)是带有直流分量的基带信号;可以表示成m ο与1()m t 之和;m ο是m(t)的直流分量;1()m t 是表示消息变化的交流分量..则()()1S (t)()cos t m
c m m t οω=+..
AM 调幅可以采用相干解调;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调整即可以恢复出原来的调制信号..另外AM 信号在满足1max ()m t m ︒≤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..
在对模拟信号进行调制解调程序中;先对输入参数做出判决;当输入个数少于所需个数时则运行默认的..然后对输入的幅度做出判断;以免出现过调幅..然后是调制解调..下图即是调制波形
..
解调中分别采用了相干解调和包络检波..另外程序中;解调前加入了噪声;可以发现在大信噪比条件下;两个解调方式性能相似;而在小信噪比调剂下相干解调要好的多;包络检波则因为门限效应存在很多误差..如下图所示..这里是小信噪比情况下的图..
在对语音信号进行调制解调时;因为语音信号频率比较高;所以不容易把调制前调制后的图放在一起;程序着重在于播放输入信号和解调输出信号..当然输出也受信噪比的影响..信噪比小的时候是恢复不出原信号的..下面分别是输入语音信号和经过调制包络检波;相干解调后的语音信号时域频域图..这里采用的都是较大的信噪比..
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3.1.1幅度调制的一般模型
幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
幅度调制器的一般模型如图3-1所示。
图 3-1 幅度调制器的一般模型
图中,为调制信号,为已调信号,为滤波器的冲激响应,则已调信号的时域和频域一般表
达式分别为
( 3-1)
( 3-2)
式中,为调制信号的频谱,为载波角频率。
由以上表达式可见,对于幅度调制信号,在波形上,它的幅度随基带信号规律而变化;
在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。由于这种搬移是线性的,
因此幅度调制通常又称为线性调制,相应地,幅度调制系统也称为线性调制系统。
在图 3-1的一般模型中,适当选择滤波器的特性,便可得到各种幅度调制信号,例如:常规双边带调幅(AM )、抑制载波双边带调幅(DSB-SC )、单边带调制(SSB)和残留边带
调制( VSB )信号等。
3.1.2常规双边带调幅(AM)
1. AM 信号的表达式、频谱及带宽
在图 3-1中,若假设滤波器为全通网络(相乘,则输出的信号就是常规双边带调幅(
= 1),调制信号叠加直流后再与载波AM)信号。 AM 调制器模型如图3-2所示。
图3-2 AM 调制器模型
AM 信号的时域和频域表示式分别为
( 3-3)
( 3-4)
式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为
0,即。点此观看AM 调制的 Flash;
AM信号的典型波形和频谱分别如图3-3( a)、( b)所示,图中假定调制信号的上限频率为。显然,调制信号的带宽为。
由图 3-3( a)可见, AM 信号波形的包络与输入基带信号成正比,故用包络检波的方
法很容易恢复原始调制信号。但为了保证包络检波时不发生失真,必须满足,否则将出现过调幅现象而带来失真。
由 Flash 的频谱图可知, AM 信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成(通
常称频谱中画斜线的部分为上边带,不画斜线的部分为下边带)。上边带的频谱与原调制信号的
频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。显然,无论是上边带还是下边带,都含有原调制
信号的完整信息。故AM 信号是带有载波的双边带信号,它的带宽为基带信号带宽的两倍,
即
(3-5)
式中,为调制信号的带宽,为调制信号的最高频率。
2.AM 信号的功率分配及调制效率
AM 信号在 1电阻上的平均功率应等于的均方值。当为确知信号时,的均方值即为其平方的时间平均,即
因为调制信号不含直流分量,即,且,所以
( 3-6)
式中,为载波功率;为边带功率,它是调制信号功率的一半。
由此可见,常规双边带调幅信号的平均功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带
功率分量与调制信号有关,载波功率分量不携带信息。我们定义调制效率
( 3-7)
显然, AM 信号的调制效率总是小于1。
3. AM信号的解调
号调制过程的逆过程叫做解调。AM 信号的解调是把接收到的已调信号
。 AM 信号的解调方法有两种:相干解调和包络检波解调。
还原为调制信
(1)相干解调
由AM 信号的频谱可知,如果将已调信号的频谱搬回到原点位置,即可得到原始的调制
信号频谱,从而恢复出原始信号。解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。相干解调的原理框图如图 3-4所示。
将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,得
由上式可知,只要用一个低通滤波器,就可以将第1项与第 2项分离,无失真的恢复出原始的
调制信号
( 3-8)
点此观看 AM 相干解调的Flash
相干解调的关键是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得
不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
(2)包络检波法
由的波形可见, AM 信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检
波的方法恢复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成,如图
3-5所示。
图 3-5 包络检波器一般模型
图3-4为串联型包络检波器的具体电路及其输出波形,电路由二极管D、电阻 R 和电容 C 组成。当RC 满足条件
时,包络检波器的输出与输入信号的包络十分相近,即
(3-9)
包络检波器输出的信号中,通常含有频率为的波纹,可由LPF 滤除。
图3-6 串联型包络检波器电路及其输出波形
点此观看 AM 包络检波的Flash
包络检波法属于非相干解调法,其特点是:解调效率高,解调器输出近似为相干解调的2
倍;解调电路简单,特别是接收端不需要与发送端同频同相位的载波信号,大大降低实现难
度。故几乎所有的调幅( AM )式接收机都采用这种电路。
综上所述,可以看出,采用常规双边带幅度调制传输信息的好处是解调电路简单,可采
用包络检波法。缺点是调制效率低,载波分量不携带信息,但却占据了大部分功率,白白浪
费掉。如果抑制载波分量的传送,则可演变出另一种调制方式,即抑制载波的双边带调幅
(DSB-SC )。
3.1.3抑制载波的双边带调幅(DSB-SC) 1. DSB 信号的表达式、频谱及带宽
在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(= 1),调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号,或称抑制载波双边带
( DSB-SC )调制信号,简称双边带(DSB)信号。
DSB 调制器模型如图 3-7所示。可见 DSB 信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时
域和频域表示式分别为
(3-10a)