6-3 常规调幅

普通调幅波的数学表达式和波形

(6-9)
第6章调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
式中 K ma ，所以模拟乘法器是实现双边带调制最理
第6章调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
6.1.1 普通调幅波原理
1.
设载波的数学表达式为uc (t)=Ucmcosωct，调制信号用单一频率余弦信号uΩ(t)=UΩmcosΩt来表示，对其他类型的调制信号也不失一般性分析。根据调幅的定义，即载波的振幅受
调制信号控制，则调幅波的瞬时振幅为
第6章调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
如果调制信号控制是载波的振幅，称为调幅(Amplitude Modulation，AM)，若控制的是载波的频率，称为调频 (Frequency Modulation，FM)，若控制的是载波的相位，称为调相(Phase Modulation，PM)。在接收端，进行的解调就是调制的逆过程，分别对应三种调制的解调为检波、鉴频、鉴相，将完成载于高频振荡信号上的调制信号的恢复。
(6-2)
第6章调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路图6-1 调幅波波形分析
第6章调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
说明：① ② ma＞1，称为过调幅，出现了信息丢失的情况。在实际调幅电路中，一般要求ma≤1
第6章调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
2. 调幅波的频谱与带宽利用三角函数积化和差公式，将式(6-2)展开，可得
第6章调幅、检波与混频电路——频谱的线性搬移电路
3. 调幅波的功率关系
由式(6-3)可写出调幅波给负载RL的功率有三部分，载波
功率为
2
pc
Ucm 2
RL
1 Ucm2 2 RL

通信专业中的一些重要公式

第一章绪论 1.传码率B R即波型（码元）传输速率，每秒钟传输的码元速率。

常表示为B R ，单位为“波特（Baud ）”。

)(1Baud T R B =（1.1-1）式中：T 是每个码元占有的时间长度，单位是s 。

2.传信率b R ：即信息传输速率，指每秒钟传输的信息量。

常表示为b R ，单位是“比特/秒（bit/s 或bps ）”。

对于二进制码元，传码率和传信率数值相等，但单位不同。

对于多进制码元，两者不同，但可以通过下列公式进行转换。

)/(log 2s bit N R R B b ⋅= （1.1-2）式中：N 是进制数。

3.误码率e P是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例，或者更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率。

即e P = 错误接收码元数目/传输码元总数目（1.1-3） 4.误信率b P又称误比特率，是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例，或者说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。

即b P = 错误接收比特数/传输总比特数 (1.1-4）5.信息量单个符号的信息量[])(1log )(log )(i a i a i x P x P x I =-= （1.2-2）6.熵（平均信息量）∑∑-==Xa Xx P x P x I x P X H )(log )()()()( （1.2-10）式中X 为离散信源符号集合，)(X H 的单位取决于对数底a 的取值，通常情况下取2=a ，这时，)(X H 的单位为bit /符号。

若离散信源X 中只有M 个符号，则上式又可以表示成下式∑=-=Mi i a i x P x P X H 1)(log )()( （1.2-11）7.连续信道连续信道的信道容量，由著名的香农（Shannon ）公式确定，其内容为：假设信道的带宽为)(Hz B ，信道输出的信号功率为)(W S ，输出的加性带限高斯白噪声功率为)(W N ，则该信道的信道容量为())/(/1log 2s bit N S B C += （1.3-26）若噪声的单边功率谱密度为0n ，则有噪声功率为B n N 0=，可得香农公式的另一种形式[])/()/(1log 02s bit B n S B C += （1.3-27）其中0称为信道容量的“三要素”。

调幅(平均功率计算)

3.2 调幅与双边带调制（AM,DSB ）在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM ）。

不但在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移，而且在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。

3.2.1 调幅波时域波形调幅波的数学表达式为：==)()()(t c t m t s)cos()()cos(00000θωθω+++t t f t A（3-1）式中，0A ——调制信号)(t m 的直流分量)(t f ——调制信号的交流分量这里利用的载波为单位幅度、角频为固定值0ω，0θ为载波)(t c 的初相。

由式（3-1），调幅是对)(t m 与)(t c 进行乘法运算的结果，为了使图3-3（a ）所示交流信号)(t f 实现线性地控制载波幅度，需加入直流分量而构成)(t m ，以确保0)(≥t m ，即：max )(A t f ≤(3-2)于是，已调波)(AM t s 的包络完全处于时轴上方，如图3-3（b ）所示。

为分析方便，我们先设交流调制信号)(t f 为单音信号，即)cos()(m m m θω+=t A t f ,由式（3-1）可得已调波为：=+++=)cos()]cos([)(00m m m 0A M θωθωt t A A t s（3-3）)cos()cos()cos(00m m m 000θωθωθω++++t t A t At At A t A t s )cos(2)cos(2)cos()(m 0m m 0m 00AM ωωωωω-+++=（3-4）由式（3-2）的限制条件，为避免产生“过调幅”而导致严重失真，兹定义一个重要参数：10mAM ≤=A A β（3-5）称AM β为调幅指数，或调幅深度。

为了充分保证不过调，一般AM β不超过80%。

我们将AM β代入到式（3-3）和（3-4），则有：)cos()]cos(1[)(00m m A M 0A M θωθωβ+++=t t A t s（3-6）或：tA t A t A t s m AM m AM AM )cos(2)cos(2)cos()(000000ωωβωωβω-+++= （3-7）3.2.2 调幅波的频谱由公式：)cos()()cos()(00000AM θωθω+++=t t f t A t s可以直接进行傅立叶变换，得到它的频谱为：2e )]()(π2[2e )]()(π2[)(00j 000j 000AM θθωωωωδωωωωδω-+-++++=-F A F A S（3-8）式中)(ωF 为)(t f 的频谱，即)()(ωF t f ↔，是任意调制信号的时－频变换对。

通信原理课程设计---常规双边带幅度调制仿真与分析

课程设计课程设计名称：常规双边带调幅信号的仿真与分析专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计时间：1 需求分析调制是各种通信系统的重要基础，也广泛用于广播、电视、雷达、测量仪等电子设备。

调制是使消息载体的某些特性随消息变化的过程。

调制的作用是把消息置入消息载体，便于传输或处理。

由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。

因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。

调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的载波上，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。

接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。

在振幅调制中，根据所输出已调波信号频谱分量的不同，分为普通调幅（AM）、抑制载波的双边带调幅（DSB）、抑制载波的单边带调幅（SSB）等。

AM的载波振幅随调制信号大小线性变化。

DSB是在普通调幅的基础上抑制掉不携带有用信息的载波，保留携带有用信息的两个边带。

SSB是在双边带调幅的基础上，去掉一个边带，只传输一个边带的调制方式。

不同的调制技术对应的解调方法也不尽相同。

在分析信号的调制解调过程中系统的仿真和分析是简便而重要步骤和必要的保证。

本次通信原理综合课程设计便是利用MATLAB对常规双边带调幅信号的仿真与分析。

具体要求如下：1．掌握双边带常规调幅信号的原理和实现方法。

2．用MATLAB产生一个频率为1Hz、功率为1的余弦信源，设载波频率为10Hz，A＝2。

3．用MATLAB画出AM调制信号、该信号的功率谱密度、相干解调后的信号波形。

分析在AWGN信道下，仿真系统的性能。

2 概要设计2.1 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2-1所示。

图2-1 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（2-1）（2-2）式中，为调制信号的频谱，为载波角频率。

常规调幅信号的产生与解调

通信原理上机实验报告年级：姓名：学号：时间：常规调幅信号的产生与解调一、实验目的1.熟悉MATLAB软件的工作环境2.熟练掌握AM信号产生与相干解调的MATLAB仿真3.熟练掌握AM信号产生与相干解调的Simulink仿真二、实验原理在线性调制中，最先应用的一种幅度调制是常规调幅，简称调幅（AM）。

调幅信号的包络与调制信号成正比，其时域表示式为s AM(t)=[A0+m(t)]cosωc t= A0 cosωc t+ m(t)cosωc t （2-1）式中，A0为外加直流分量；m(t)是调制信号；ωc是载波角频率。

若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为S AM(ω)=πA0[δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)]+1/2[M(ω+ωc)+M(ω-ωc)]三、实验内容与结果1.AM信号产生与相干解调的MATLAB仿真设调制信号为m(t)=cos（150πt），载波中心的频率为1000Hz（1）实验程序t0=0.1;fs=12000;fc=1000;Vm=2;A0=1;n=-t0/2:1/fs:t0/2;x=cos(150*pi*n);y2=Vm*cos(2*pi*fc*n);N=length(x);Y2=fft(y2);figure(1);subplot(4,2,1);plot(n,y2);axis([-0.01,0.01,-5,5]);title('载波信号');w=(-N/2:1:N/2-1);subplot(4,2,2);plot(w,abs(fftshift(Y2)));title('载波信号频谱');y=(A0+x).*cos(2*pi*fc*n);subplot(4,2,3);plot(n,x);title(‘调制信号’);X=fft(x);Y=fft(y);subplot(4,2,4);plot(w,abs(fftshift(X)));title('调制信号频谱');subplot(4,2,5);plot(n,y)title('已调信号');subplot(4,2,6);plot(w,abs(fftshift(Y)));title('已调信号频谱');y2=y.*Vm.*cos(2*pi*fc*n);wp=40/N*pi;ws=60/N*pi;Rp=1;As=15;T=1;OmegaP=wp/T;OmegaS=ws/T'[cs,ds]=afd_butt(OmegaP,OmegaS,Rp,As);[b,a]=imp_invr(cs,ds,T);y3=filter(b,a,y2);y=y3-A0;subplot(4,2,7);plot(n,y)title('½âµ÷ÐÅºÅ');Y=fft(y);subplot(4,2,8);plot(w,abs(fftshift(Y)));title('½âµ÷ÐÅºÅÆµÆ×');function [b,a]=afd_butt(Wp,Ws,Rp,As)N=ceil((log10((10^(Rp/10)-1)/(10^(As/10)-1)))/(2*log10(Wp/Ws))); fprintf('\n Butterworth Filter Order=% 2.0f\n',N)OmegaC=Wp/((10^(Rp/10)-1)^(1/(2*N)))[b,a]=u_buttap(N,OmegaC);endfunction [b,a]=u_buttap(N,Omegac);[z,p,k]=buttap(N);p=p*Omegac;k=k*Omegac^N;B=real(poly(z));b0=k;b=k*B;a=real(poly(p));endfunction [b,a]=imp_invr(c,d,T)[R,p,k]=residue(c,d);p=exp(p*T);[b,a]=residuez(R,p,k);b=real(b');a=real(a');end（2）实验结果2.AM信号产生与相干解调的Simulink仿真（1）Simulink仿真模型表2-1 AM信号的Simulink仿真参数（2）（3）实验结果。

现代通信原理(03AM-3)

1 2 1 2 ˆ (t ) m (t ) m 2 2
根据希尔伯特变换特性可知
ˆ (t ) m (t ) m
2 2
33
所以有
Si m (t )
2
解调器输入噪声平均功率为
N i ni (t )
2
n0m

n0 B
其中B=fm
注意：在这里SSB信号中窄带加性噪声的带宽仅是 DSB系统中的一半，因此SSB解调器中的窄带噪声功率是DSB解调器中的一半。同样的符号Ni在DSB系统和 SSB系统的值不同。 34
这样，输入信噪比为
Si m2 (t ) Ni n0 B
35
（2）输出信噪比
SSB相干解调后，输出信号
1 mo (t ) m(t ) 2
输出信号平均功率So
1 2 SO mo (t ) m (t ) 4
2
36
经过LPF后，噪声为（与分析DSB系统相同）
1 n0 (t ) nI (t ) 2
20
由随机过程理论可知，平稳高斯白噪声通过窄带滤波后（带通滤波器带宽中心频率）后，可以表示如下：
ni (t ) nI (t ) cos ct nQ (t )sin ct
ni (t ) rn (t ) cos c t n (t ) 其中rn (t ) n I (t ) n
1 1 S P ( ) SVSB ( ) ( c ) ( c ) SVSB ( c ) SVSB ( c ) 2 2 1 SVSB ( ) F ( c ) F ( c ) HV ( ) 2
10
若要不产生失真，需在频带|ω |<ω m 内，HV(ω -ω c)+HV(ω +ω c)=常数

CH5、CH6 振幅调制与解调

图6－3所示的实现普通调幅的两种电路模型。
（a）图
u t
＋ ×
uAM t
cos c t
U cm
(a)
uAM t Ucm ka u t cos c t
（b）图
u t
×
ห้องสมุดไป่ตู้
＋
uAM t
cos c t
(b)
增益＝U cm
uAM t Ucm cos c t ka u t cos c t
振幅
V j
m
0 3 00 振幅 3 4 00 (a) f/Hz
m Vc j
c
VAM j
下边带

c
0
fc－3 4 00 (b)
fc
fc＋3 4 00
f/Hz
c m

上边带
c c m
图6―6 语音信号及已调信号频谱（a）语音频谱（b）已调信号频谱
U m t U cm ka u t uAM 调幅 t c k f u t uFM 调频 t c t k p u t uPM 调相
检波鉴频
t
鉴相
幅度调制（AM）是指载波的幅度随调制信号的变化规律而变化，而其角频率和初相位均为常数。幅度调制方式
uAM ( t ) U cm [1 mf ( t )]cos c t
若将调制信号分解为
（6―6 ）
式中, f（t）是均值为零的归一化调制信号,|f（t）|max=1。
f ( t ) U n cos( n t n )
n1

AM收音机测试方法

AM收音机测试方法1.适用范围：此测试方法适用于朝日牌子的，接收频率为150KHz-30MHz范围，长波（LW）、中波（MW）、短波（SW）、等波段的调幅收音机，为了性能的比较，作为标准测试方法。

2.有关测试的一般规定：（1）电压值和电流值，在测试中以有效值（RMS）表示电压值、电流值。

（2）电平表示方法：电功率、电压及电场强度用电平分贝0（dB）表示的时候参考照下表：表1（3）标准假负载：使用等于扬声器标准阻抗值的电阻作标准假负载，假负载的误差为±5%。

（4）标准实验状态充分屏蔽外部电场，密封室温度20℃、湿度65%。

没有特别指定的时候在温度10°C-35°C，湿度45-85%的状态下进行有关测试比较好，有音质调整开关的机子开关需调至机子音频特性为平坦状态下测试。

（5）电源：（AC/DC式、DC式、AC式）接收机分三种情形考虑使用测试的电源：A．只有一种AC式电源机子时，使用机子上标称标准电源、电压及工频作为测试用电源。

有二种以上AC式电源的机子，可以使用任意使用一种机子标称的电源作为测试电源。

B．只有DC式电源的机子，使用该DC电压值作为测试电源，电源波动在±2%内。

C．A C/DC两用的机子，若没有特别指定可以使用DC来测试，但是使用AC与DC测试S/N、输出功率，交流声寄生调制的数值相差大时，需要使用AC电源测试。

（6）准调制度及调制信号：没有特别指定的时候使用范围30%调制度，400Hz音频调制信号。

（7）标准输出功率：一般情况下，机子的10%THD最大输出功率为5W以下时，使用50mW作为标准为标准输出功率，5W以上时，用500mW作为标准输出功率（规格书有标准功率则用规格书标准功率）。

（8）用环形天线发射试验电场：用条形天线感应环形发射天线的某一点的电压作为环形天线发射的电磁场在该点的等价电场强度，这感应电压是由环形天线与标准信号发生器（SSG ）共同作用产生的电磁场而来的，下图表示接收机子的条形天线的中心成一直线并且条形天线和环形天线成直角。

模拟调制系统~幅度调制（一）

模拟调制系统~幅度调制（⼀）⼀、信号的调制在通信系统中，信源输出的是由原始信息变换成的电信号，这种信号通常具有较宽的频谱，并且在频谱的低端分布较⼤的能量，称为基带信号。

但是多数信道是低频端受限的，⽆法长距离传输低频信号。

因此在传输过程中需要将基带信号所蕴含的信息转载到⾼频载波上，这⼀过程叫做信号的调制。

⽽在接收端将接收到的信号进⾏解调，以获取传递的信息。

⼆、调制定理我们知道⼀个余弦函数的傅⾥叶变换为\cos(w_0t)<\frac{Fourier}{}>\pi [δ(w+w_0)+δ(w-w_0)]那么⼀个信号m(t)与之相乘，其结果的傅式变换为\pi [M(w+w_0)+M(w-w_0)]，它所表⽰的物理含义就是是信号m(t)的幅度谱M（\omega）分别向⾼频和低频搬移\omega_0。

我们将信号m(t)看作信源所产⽣的最⾼频率为\omega_m低频宽带信号，要使其能够在信道上传输，就可以乘以⼀个频率⾼到⾜以匹配信道的余弦信号（即⾼频载波），使其所包含的频谱信息都搬移⾄[\omega_0-\omega_m,\omega_0+\omega_m]的位置，这就是调制定理。

调制的过程实质是完成信息的转载。

三、希尔伯特变换在信号处理领域中，⼀个实信号的希尔伯特变换(Hilbert transform)是将其通过⼀个冲激响应为h(t)=\frac{1}{\pi t}的系统所得到的输出信号。

该系统的频率响应为H(j\omega)=-sgn(\omega)。

这种变换所表⽰的物理含义为信号正频域的部分相移-\frac{\pi}{2}，信号负频域的部分相移\frac{\pi}{2}。

欧拉公式e^{j\omega_0t}=cos(\omega_0t)+jsin(\omega_0t)中我们可以将cos(\omega_0t)与sin(\omega_0t)看作⼀对希尔伯特变换，⽽任⼀实信号x(t)均可表⽰为⼀系列e^{j\omega_0t}的线性组合，那么x(t)与其希尔伯特变换也可以通过这种⽅式扩展成⼀个复信号，⽅便信号的处理。

6.3 调幅电路

§6.3调幅电路根据调幅电路的输出功率，调幅电路可分为： ①高电平调幅将调制和功放合二为一，调制后的信号无需放大可直接发射。

这种调制是在高频功率放大器中进行的。

高电平调幅主要用于产生AM 信号。

原理框图②低电平调幅调制在低电平级进行，得到调幅波后再经过高频放大和功率放大。

先调制，再放大。

多用于DSB 和SSB 信号的产生。

§6.3.1高电平调幅电路用调制信号去控制高频功率放大器输出电压的幅值，从而实现高电平调制。

根据调制信号控制的电极不同，调制方法可分为：集电极调制（Collector AM ）：用)(t u 控制集电极电源电压)(t u C 实现AM 。

基极调制（Base AM ）：用)(t u 控制基极电源电压)(t u B ，实现AM 。

高电平调幅器广泛采用高效率的丙类谐振功率放大器，需要说明的是：高电平调幅电路可以产生且只能产生普通调幅波。

谐振功率放大器电路一、集电极调幅电路 1 电路图6.3.2 集电极调幅电路（a ）实际调幅电路（b ）原理电路课本P128 图6.3.1 原理图电路分析：(i)等幅载波通过变压器1T 输入到放大器的晶体管T V 的基极。

(ii)调制信号)(t u Ω经由低频变压器2T 加到集电极回路。

调制信号与集电极电源0C C V 串联：即0()()C C C C V t V u t Ω=+。

集电极有效电源电压()C C V t 随调制信号线性变化。

(iii)c b C C ,为高频旁路电容，对)(t u Ω呈现高阻，断路。

b R 为基极自给偏压电阻，基极余弦脉冲的平均直流分量bo i 由下而上流过b R 产生负值电压加在晶体管be 结上（课本P62）使放大器工作于丙类工作状态。

集电极调幅电路与丙类谐振功率放大电路的区别就在于：其集电极有效电压不是恒定的，而是随调制信号变化的。

(iv)根据课本P58 图3.2.10（b ）可知：为了实现不失真的调制，功放必须工作在过压区，使之成为集电极电源受调制信号控制的丙类谐振功放，其集电极输出电压幅值随集电极有效电压()C C V t 线性变化。

调幅

2016/5/26
数学表达式
S M t Amt cosc t 0 mt cosc t
令A 1， 0 0
一般模型 m(t) cosct
h(t)
SM(t)
2016/5/26
常规调幅（AM）
为了降低解调器的复杂性，简化接收，在模拟幅度调制中经常采用一种带有载波分量双的边带调制，即常规双边带幅度调制（AM）。
同样，鉴频和鉴相也可相互利用，即可以用鉴频
的方法实现鉴相，也可以用鉴相的方法实2016/5/26
2016/5/26
基本概念
角度调制可以定义为具有恒定振幅和瞬时相角的正弦波，角度调制信号的一般表达式为：
s(t ) A cos[ (t )] A cos[ct (t ) 0 ]
[ (t ) 0 ] (t ) 偏移 ()t d[ct (t ) 0 ]/ dt
其实现方法为在基带信号中加入大于基带信号最大幅值的直流分量m0，然后再进行调制。 m(t)
m’(t) m0 cosct
SAM(t)
2016/5/26
双边带调制（DSB）
m(t) cosct
h(t) S (t) m
如果输入的基带信号是没有直流分量的模拟信号，且h(t)是理想带通滤波器，则得到的输出已调信号便是无载波分量的双边带调制信号（或称为双边带抑制载波调制信号）。
d (t ) / dt
：瞬时相位：瞬时相位：瞬时频率：瞬时频偏
2016/5/26
频率调制是指瞬时频率偏移随基带信号而线性变化。
d (t ) K FM f (t ) 即： (t ) dt
(t ) 它的瞬时相位：
(t )dt t K f (t )dt

常规调幅(AM)和抑制载波双边带(DSB)调制与解调实验

常规调幅(AM)和抑制载波双边带(DSB)调制与解调实验实验类型（Experimental type ） Matlab 实现设计性实验二、实验目的（Experimental purposes ）1.掌握振幅调制(amplitude demodulation, AM 以及 DSB ）和解调(amplitude demodulation )原理。

2.学会Matlab 仿真软件在振幅调制和解调中的应用。

3.掌握参数设置方法和性能分析方法。

4.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。

三、实验内容（Experiment contents ）1.设计AM-DSB 信号实现的Matlab 程序，输出调制信号、载波信号以及已调2.号波形以及频谱图，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。

3.设计AM-DSB 信号解调实现的Matlab 程序，输出并观察解调信号波形，分析实验现象。

四、实验要求（Experimental requirements ）利用Matlab 软件进行振幅调制和解调程序设计，输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形，并输出显示三种信号频谱图。

对产生波形进行分析，并通过参数的改变，观察波形变化，分析实验现象。

五、振幅调制原理5.1振幅调制产生原理所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。

这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。

振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。

在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM ）。

为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（DSB ）和单边带调幅波（SSB ）。

在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。

设正弦载波为)cos()(0ϕω+=t A t c c式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0ϕ为载波初始相位(通常假设0ϕ=0). 调制信号（基带信号）为)(t m 。

6-3高频

u uc
fo=fc 2f 0.7=2F
us ur
2f 0.7=F
低通滤波器
us uL
fo=f i
2f 0.7=2F
控制信号
滤波器
(3)其他混频器电路
（a）、模拟乘法器电路
3、场效应管混频器
（1）结型场效应管的转移特性为：
u GS 2 i D I DSS (1 ) VP
IDSS是 uGS=0 时的漏极饱和电流;
考察a2u2=a2(us2+2usuL+uL2) 其中: 2usuL= a2 UsUL [cos(L+s)+cos(L-s)] 可见频率为 i 项的幅度为：即中频电流幅度与信号电压振幅为非线性关系。
a２ UsUL＋ a4 Us３UL ＋a4 UsUL3
抑制措施：
1、扩大放大器和混频器的动态范围； 2、信号强度不宜过大。
变频比
所有这些干扰都是由混频器的非线性作用产生的
fc p1 fi qp
q p 0 1 2 3 4 1 2 3 4
当变频比确定以后，若有 p、q满足上式，就会产生组合频率干扰。且（p+q）越小，阶数越低，干扰越强。
5
6
7
8
根据本表及变频比，即可算出产生组合频率干扰的信号频率。
1 1/2 1/3 1/4 2 1
1/5 1/6 1/7 1/8
2/3 1/2 2/5 1/3 2/7 1/3 1 1 2 3 5 1/4 3/4 2/3 4/3 3/2 5/2 1/5 3/5 1/2 1 1 5/3 1/6 1/2 2/5 4/5 3/4 5/4
1;3 1/2 2/3 2 4

通信原理-习题及答案

一、填空1、单音调制时，幅度A不变，改变调制频率Ωm，在PM中，其最大相移△θm 与Ωm_______关系，其最大频偏△ƒm与Ωm__________；而在FM，△θm与Ωm________,△ƒm与Ωm_________。

1、在载波同步中，外同步法是指____________________，内同步法是指________________________。

2、已知一种差错控制编码的可用码组为：0000、1111。

用于检错，其检错能力为可检；用于纠正位错码；若纠一位错，可同时检查错。

3、位同步信号用于。

1．单边带信号产生的方式有和。

2．设调制信号的最高频率为fH，则单边带信号的带宽为，双边带信号的带宽为，残留边带信号的带宽为。

3．抽样的方式有以下2种：抽样、抽样，其中没有频率失真的方式为抽样。

4．线性PCM编码的过程为，，。

5．举出1个频分复用的实例。

6．当误比特率相同时，按所需Eb /no值对2PSK、2FSK、2ASK信号进行排序为。

7、为了克服码间串扰，在___________之前附加一个可调的滤波器；利用____________的方法将失真的波形直接加以校正，此滤波器称为时域均衡器。

1、某数字传输系统传送8进制信号，码元速率为3000B，则该系统的信息速率为。

2、在数字通信中，可以通过观察眼图来定性地了解噪和对系统性能的影响。

3、在增量调制系统中，当模拟信号斜率陡变时，阶梯电压波形有可能跟不上信号的变化，形成很大失真的阶梯电压波形，这样的失真称为。

4、为了防止二进制移相键控信号在相干解调时出现“倒π”现象，可以对基带数字信号先进行，然后作BPSK调制。

1、通信系统的性能指标主要有和，在模拟通信系统中前者用有效传输带宽衡量，后者用接收端输出的衡量。

2、对于一个数字基带传输系统，可以用实验手段通过在示波器上观察该系统的来定性的了解码间干扰及噪声的情况。

3、 2ASK 的功率谱由和两部分组成，其带宽为基带信号带宽的倍。

常规调幅(AM)及实验截图

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。

AM 信号时域表达式为：t t m A t s c AM ωcos )]([)(0+= 其中：A 0为载波幅度，ωc 为载波频率，m (t )为调制信号。

其频域表示式为：01()[()()][()()]2AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=-+++-++其原理框图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。

原理框图三．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：m (0c (t )s m c图1 仿真电路2. 元件参数配置Token 0: 被调信息信号—正弦波发生器（频率=50 Hz）Token 1,8: 乘法器Token 2: 增益放大器（增益满足不发生过调制的条件）Token 4: 加法器Token 3,10: 载波—正弦波发生器（频率=1000 Hz）Token 9: 模拟低通滤波器（截止频率=75 Hz）Token 5,6,7,11: 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。

5. 功率谱在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。

四．实验报告1. 观察实验波形：Token 7－被调信息信号波形；Token 6－载波波形；Token 11－已调波形；Token 5－解调波形。

2. 整理波形，存入实验文档AM－01，并与参考文档AM－02相比较。

第四讲调幅

2、用相移法形成单边带信号
1 m(t) 2 1 m(t) cos ω t c 2 cos ω ct Hh(ω ) 1 m(t) 2 1 m(t)cos ω t c 2 π － 2 ± sSSB(t)
4、残留边带调制（VSB）残留边带调制（残留边带调制
m(t) HVSB(ω ) c(t)＝cos ω ct (a) sVSB(t) sVSB(t) LPF mo(t)
二、抑制载波双边带调幅（DSB） 1、分析如果将载波抑制，只需在AM模型中将直流A0去掉。其时域和频域表示式分别为： sDSB(t)=f(t)cosωct SDSB(ω)=1/2［F(ω+ωc)+F(ω-ωc)］
cos
0t
-
c
c
( ) f(t) -
H
H
SDSB( ) sDSB(t) 载波反相点 2
（2）分析
1 1 s DSB (t ) • cos ωc t = f (t ) • cos ωc t = f (t ) + f (t ) cos 2ωc t 2 2
2
思考：其它的解调方法。
三、单边带调制（SSB） 1、用滤波法形成单边带信号用滤波法形成单边带信号
M(ω )
－ω H O ω H
S M(ω ) 上边带下边带 O 上边带频谱下边带上边带
2cos ω ct (b)
SVSB(t) cosωct =1/2［SVSB(ω+ωc)+SVSB(ω-ωc)］ =1/4 HVSB(ω-ωc)[F(ω-2ωc)+F(ω)] +1/4 HVSB(ω+ωc)[F(ω)+F(ω+2ωc)] 通过低通滤波器， SVSB(t) cosωct =1/4 F(ω)[HVSB(ω-ωc)+ HVSB(ω+ωc)] 为了保证相干解调的输出无失真地重现调制信号 m(t)/M(ω)，必须要求 HVSB(ω+ωc)+HVSB(ω-ωc)=常数，|ω|≤ωH

常规调幅信号的产生与解调

通信原理上机实验报告年级：姓名：学号：时间：常规调幅信号的产生与解调一、实验目的1.熟悉MATLAB软件的工作环境2.熟练掌握AM信号产生与相干解调的MATLAB仿真3.熟练掌握AM信号产生与相干解调的Simulink仿真二、实验原理在线性调制中，最先应用的一种幅度调制是常规调幅，简称调幅（AM）。

调幅信号的包络与调制信号成正比，其时域表示式为s AM(t)=[A0+m(t)]cosωc t= A0 cosωc t+ m(t)cosωc t （2-1）式中，A0为外加直流分量；m(t)是调制信号；ωc是载波角频率。

若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为S AM(ω)=πA0[δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)]+1/2[M(ω+ωc)+M(ω-ωc)]三、实验内容与结果1.AM信号产生与相干解调的MATLAB仿真设调制信号为m(t)=cos（150πt），载波中心的频率为1000Hz（1）实验程序t0=0.1;fs=12000;fc=1000;Vm=2;A0=1;n=-t0/2:1/fs:t0/2;x=cos(150*pi*n);y2=Vm*cos(2*pi*fc*n);N=length(x);Y2=fft(y2);figure(1);subplot(4,2,1);plot(n,y2);axis([-0.01,0.01,-5,5]);title('载波信号');w=(-N/2:1:N/2-1);subplot(4,2,2);plot(w,abs(fftshift(Y2)));title('载波信号频谱');y=(A0+x).*cos(2*pi*fc*n);subplot(4,2,3);plot(n,x);title(‘调制信号’);X=fft(x);Y=fft(y);subplot(4,2,4);plot(w,abs(fftshift(X)));title('调制信号频谱');subplot(4,2,5);plot(n,y)title('已调信号');subplot(4,2,6);plot(w,abs(fftshift(Y)));title('已调信号频谱');y2=y.*Vm.*cos(2*pi*fc*n);wp=40/N*pi;ws=60/N*pi;Rp=1;As=15;T=1;OmegaP=wp/T;OmegaS=ws/T'[cs,ds]=afd_butt(OmegaP,OmegaS,Rp,As);[b,a]=imp_invr(cs,ds,T);y3=filter(b,a,y2);y=y3-A0;subplot(4,2,7);plot(n,y)title('½âµ÷ÐÅºÅ');Y=fft(y);subplot(4,2,8);plot(w,abs(fftshift(Y)));title('½âµ÷ÐÅºÅÆµÆ×');function [b,a]=afd_butt(Wp,Ws,Rp,As)N=ceil((log10((10^(Rp/10)-1)/(10^(As/10)-1)))/(2*log10(Wp/Ws))); fprintf('\n Butterworth Filter Order=% 2.0f\n',N)OmegaC=Wp/((10^(Rp/10)-1)^(1/(2*N)))[b,a]=u_buttap(N,OmegaC);endfunction [b,a]=u_buttap(N,Omegac);[z,p,k]=buttap(N);p=p*Omegac;k=k*Omegac^N;B=real(poly(z));b0=k;b=k*B;a=real(poly(p));endfunction [b,a]=imp_invr(c,d,T)[R,p,k]=residue(c,d);p=exp(p*T);[b,a]=residuez(R,p,k);b=real(b');a=real(a');end（2）实验结果2.AM信号产生与相干解调的Simulink仿真（1）Simulink仿真模型表2-1 AM信号的Simulink仿真参数。

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