实验一、调频波的调制与解调
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Token 0: 被调信息信号—正弦波发生器（频率=1000 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=50 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。
总的波形图：被调信息信号波形载波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。
总的功率谱图：被调信息信号功率谱Sink5:已调波形的功率谱四．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。
调制与解调
ea
ec
O
f0 fn
O
f
f
O
t
t
ec
O
t
t
（b）频率电压特性曲线
传感器与测试技术
传感器与测试技术
O
t
调制与解调
调制是指利用被测缓变信号来控制或改变高频振荡波的某个参数（幅值、
e
频率或相位），使其按被测信号的规律变化，以利于信调号制的信放号 大与传输。
一般把控制高频振荡波的缓变信号称为O 调制波；载送缓变信号的高频t
振荡波称为载波；经过调制的高频振荡波称为已调波，根据调制原理不同，
x(t)
x A (t )
xm(t)
x 0(t )
A
O
tO
tO
tO
t )
x(t)
A
tO
tO
tO
tO
t
x A (t )
A tO
3．相敏检波
y(t)
相敏检波常用的有半波相敏检波和全
O
波相敏检波。图a所示为一开关式全波相
t
敏检波电路。输出信号x0(t)如图b所示。
u(t)
f0
O
f0
f
原来调制时的相同而使第二 次“搬移”后的频谱有一部 分“搬移”到原点处，所以 频谱中包含有与原调制信号 相同的频谱和附加的高频频
Y(f )
1 2
f0
O
X m( f )Y ( f )
1
2
f0
f
低通滤波
谱两部分，其结果如图所示。
2 f 0
fc
O
fc
fm fm
同步解调
2f0 f
2．包络检波
包络检波在时域内的流程如图所示。调幅波经过包络检波（整流、滤 波）就可以恢复偏置后的信号xA(t)，最后再将所加直流分量去掉，就可以 恢复原调制信号x(t)。
普通调制解调实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解普通调制解调的基本原理和过程。
2. 掌握模拟调制和解调的基本方法。
3. 学习调制解调设备的使用和调试方法。
4. 培养实际操作能力和分析问题的能力。
二、实验原理调制解调是一种将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号的通信技术。
调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
调制解调的基本原理如下：1. 模拟调制：将数字信号转换为模拟信号的过程称为模拟调制。
模拟调制分为调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种。
2. 数字调制：将模拟信号转换为数字信号的过程称为数字调制。
数字调制分为调幅键控（ASK）、调频键控（FSK）和调相键控（PSK）三种。
3. 解调：将模拟信号转换为数字信号的过程称为解调。
解调分为模拟解调和数字解调。
三、实验器材1. 模拟调制解调设备：调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）调制器和解调器。
2. 数字调制解调设备：调幅键控（ASK）、调频键控（FSK）、调相键控（PSK）调制器和解调器。
3. 信号发生器：产生模拟信号和数字信号。
4. 示波器：观察调制解调信号波形。
5. 连接线：连接实验器材。
四、实验步骤1. 调制实验（1）调幅（AM）调制实验1）将信号发生器产生的模拟信号接入AM调制器。
2）调整调制器的调制频率和调制指数。
3）观察示波器上的调制信号波形，记录波形数据。
（2）调频（FM）调制实验1）将信号发生器产生的模拟信号接入FM调制器。
2）调整调制器的调制频率和调制指数。
3）观察示波器上的调制信号波形，记录波形数据。
（3）调相（PM）调制实验1）将信号发生器产生的模拟信号接入PM调制器。
2）调整调制器的调制频率和调制指数。
3）观察示波器上的调制信号波形，记录波形数据。
2. 解调实验（1）调幅（AM）解调实验1）将调制信号接入AM解调器。
2）调整解调器的解调频率和解调指数。
3）观察示波器上的解调信号波形，记录波形数据。
通信电子线路实验报告
中南大学《通信电子线路》实验报告学院信息科学与工程学院题目调制与解调实验学号专业班级姓名指导教师实验一振幅调制器一、实验目的：1．掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅的方法。
2．研究已调波与调制信号及载波信号的关系。
3．掌握调幅系数测量与计算的方法。
4．通过实验对比全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。
二、实验内容：1．调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。
2．实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。
3．实现抑止载波的双边带调幅波。
三、基本原理幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号的振幅成正比。
通常称高频信号为载波信号。
本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。
1KHZ的低频信号为调制信号。
振幅调制器即为产生调幅信号的装置。
在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用，图2-1为1496芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由V1－V4组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。
D、V7、V8为差动放大器V5与V6的恒流源。
进行调幅时，载波信号加在V1－V4的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接1KΩ电位器，以扩大调制信号动态范围，已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚⑹、⑿之间）输出。
图2-1 MC1496内部电路图用1496集成电路构成的调幅器电路图如图2－2所示，图中VR8用来调节引出脚①、④之间的平衡，VR7用来调节⑤脚的偏置。
器件采用双电源供电方式（＋12V，－9V），电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。
调频解调实验
频率调制解调实验李祖明 131180016一、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2．掌握用变容二极管调频振荡器实现FM 的方法； 3．理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。
4．了解调频波产生和解调的全过程以及整机调试方法，建立起调频系统的初步概念； 5．了解斜率鉴频与相位鉴频器的工作原理；6．熟悉初、次级回路电容、耦合电容对于电容耦合回路相位鉴频器工作的影响。
二．实验内容1．用示波器观察调频器输出波形，考察各种因素对于调频器输出波形的影响； 2．变容二极管调频器静态调制特性测量； 3．变容二极管调频器动态调制特性测量。
4．调频-鉴频过程观察：用示波器观测调频器输入、输出波形，鉴频器输入、输出波形； 5．观察初级回路电容、次级回路电容、耦合电容变化对FM 波解调的影响。
三．实验原理频率调制工作原理: (1)调频及其数学表达式设调制信号为()cos m c u t U t ωΩΩ=Ω，载波信号为()cos c m c u t U t ω=。
调频时，载波高频振荡的瞬时频率随调制信号()u t Ω呈线性变化，其比例系数为f K ，即()()()c f c t K u t t ωωωωΩ=+=+∆，式中，c ω是载波角频率，也是调频信号的中心角频率。
()t ω∆是由调制信号()u t Ω所引起的角频率偏移，称频偏或频移。
()t ω∆与()u t Ω成正比，()()f t K u t ωΩ∆=。
()t ω∆的最大值称为最大频偏，用ω∆表示：max max ()()f t K u t ωωΩ∆=∆=单音频调制时，对于调频信号，它的()t ω为()cos cos c f m c t K U t t ωωωωΩ=+Ω=+∆Ω由此就得到调频信号的数学表达式，即有()cos (cos )cos(sin )m c m c u t U t dt U t t ωωωϕωϕ∆⎡⎤=+∆Ω+=+Ω+⎣⎦Ω⎰假定初相角0ϕ=，则得()cos(sin )m c u t U t t ωω∆=+ΩΩ式中，ω∆Ω叫调频波的调制指数，以符号f m 表示，即 f m ω∆=Ω它是最大频偏ω∆与调制信号角频率Ω之比。
频率调制实验报告
频率调制实验报告一、实验目的：通过本次实验，掌握频率调制的原理和方法，了解频率调制在通信系统中的应用。
二、实验原理：频率调制是指在信号调制过程中，改变信号的频率以实现信号的传输和调制。
频率调制可以将模拟信号转换为远距离传输的载波信号，常见的应用包括调频广播、调频电视、无线电通信等领域。
频率调制的主要实现方式包括调频调制（FM）和相移键控调制（PM）。
三、实验仪器与材料：1. 示波器2. 音频信号发生器3. 频率调制解调实验箱4. 连接线5. 电源线四、实验步骤：1. 将音频信号发生器与调频解调实验箱相连，并接通电源；2. 在音频信号发生器上输入一个正弦波载频率的模拟信号；3. 在频率调制解调实验箱上进行频率调制的调节，观察调制后的信号波形；4. 调节调频解调实验箱的解调部分，观察解调后的信号波形；5. 分析实验结果，并记录数据。
五、实验结果与分析：在实验中，我们成功实现了对模拟信号的频率调制，并通过示波器观察到了调制前后的信号波形变化。
实验结果表明，频率调制可以改变信号的频率特性，从而实现信号的传输和调制。
通过观察解调后的信号波形，我们可以验证频率调制的有效性，并进一步了解频率调制在通信系统中的应用。
六、实验总结：本次实验通过频率调制的实际操作，使我们更深入地理解了频率调制的原理和方法。
实验结果也验证了频率调制在通信系统中的重要作用。
在今后的学习和研究中，将深入探讨频率调制的相关知识，并将其应用于实际工程中。
七、实验心得：通过本次实验，我们感受到了实验操作的乐趣和挑战，同时也认识到了频率调制在通信领域的广泛应用。
在未来的学习和工作中，我们将不断深化对频率调制的理解，努力创新和应用，为通信技术的发展贡献自己的力量。
以上就是关于频率调制实验的报告，希望对你有所帮助。
(高中物理)调频波是如何解调的呢
调频波如何解调呢在《电磁波的发射与接收》一节学习时，同学们比较容易理解调幅波的接收和解调，但是很多人对于调频波如何进行接收的问题产生疑问，下面我们一起来分析一下吧。
首先，一起回顾一下什么是调频波？它有什么特点呢？如图所示，为了利用波的传播特性来传递信息，将所需传递的信息(例如声音或图像信号)对波的频率进行调制，频率被调制的波调制称为调频波。
接收端只要对调频波的频率解调，即可得到该波所携带的信息，因为外界的噪声干扰对频率的干扰很小，因此被解调的信号质量较高。
调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，振幅保持不变。
调频波用英文字母FM表示。
调频波的特点是：其频率随调制信号振幅的变化而变化，而它的幅度却始终保持不变。
当调制信号的幅度为零时，调频波的频率称为中心频率。
当用一完整的调制信号（即调制信号的幅度作正负变化）对高频载波进行调频时，调频波的频率就围绕着而随调制电压线性地改变。
当调制信号向正的方向增大时，调频波的频率就高于中心频率；反之，当调制信号向着负的方向变化时，调频波的频率就低于中心频率。
可见，调制信号的幅度越大，频率的偏移也越大，调频波以其频率的变化代表着调制信号的特征。
知道了什么是调频波了，接下来再来分析一下如何接收的问题。
当接收电路的固有频率跟收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振现象。
因此许多同学产生疑问，调频波的频率是变化的不是固定的，怎么接收呢？如图所示，怎样将信号还原回来呢？解决的方法很多，根据我们高中物理知识水平，可以利用鉴频方法帮助大家来理解。
根据电谐振现象，同学知道可以用一个LC谐振回路组成一个滤波器，当滤波器的中心频率与调频信号的中心频率重合的时候，则信号几乎全部通过，所以输出幅度最大。
反之，当滤波器的中心频率远离调频信号的中心频率的时候，信号几乎全部被滤波器阻止通过，所以输出幅度很小。
综上分析可知，当滤波器的中心频率靠近调频信号的频率时，把这个滤波器的频率固定下来。
频率调制实验报告
一、实验目的1. 理解频率调制的原理及其在通信系统中的应用。
2. 掌握变容二极管调频器的工作原理和电路设计。
3. 学习使用示波器和频率计等仪器对调频信号进行观测和分析。
4. 熟悉调频信号的解调过程。
二、实验原理频率调制（Frequency Modulation，简称FM）是一种通过改变载波的频率来传递信息的调制方式。
在频率调制中，调制信号（信息信号）与载波信号相乘，得到调频信号。
调频信号的特点是频率随调制信号的变化而变化，而幅度保持不变。
变容二极管调频器是一种常用的调频电路，其工作原理如下：1. 调制信号通过电容C1加到变容二极管D1的结电容上，改变结电容C1的大小。
2. 变容二极管D1的结电容C1与外部LC振荡回路构成谐振回路，谐振频率f0由LC振荡回路的参数决定。
3. 当调制信号加到变容二极管D1上时，结电容C1的变化导致谐振频率f0的变化，从而实现频率调制。
三、实验仪器与设备1. 变容二极管调频器实验装置2. 示波器3. 频率计4. 信号发生器5. 调制信号发生器6. 信号源四、实验步骤1. 搭建变容二极管调频器电路：根据实验装置提供的设计图，连接变容二极管D1、电容C1、LC振荡回路等元件，并接入信号源。
2. 调节电路参数：调整LC振荡回路的参数，使谐振频率f0与信号源频率f0'相等。
3. 观察调频信号：使用示波器观察调制信号和调频信号的波形，分析调频信号的特点。
4. 测量调频信号频率：使用频率计测量调频信号的频率，并与理论计算值进行比较。
5. 解调调频信号：使用调制信号发生器产生与调制信号频率相同的本振信号，通过解调电路将调频信号还原为调制信号。
五、实验结果与分析1. 调频信号波形：通过示波器观察，调频信号的波形呈正弦波形，频率随调制信号的变化而变化。
2. 调频信号频率：使用频率计测量调频信号的频率，结果显示频率随调制信号的变化而变化，符合理论预期。
3. 解调信号波形：通过解调电路将调频信号还原为调制信号，解调信号的波形与原始调制信号基本一致。
解调信号原理实验报告
一、实验目的1. 理解解调信号的基本原理和过程。
2. 掌握模拟信号解调的基本方法，包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）信号解调。
3. 熟悉解调电路的组成和功能，通过实验加深对解调信号原理的理解。
二、实验原理解调信号是指将调制信号中的信息提取出来的过程。
根据调制方式的不同，解调信号可以分为调幅解调、调频解调和调相解调。
以下分别介绍这三种解调方式的基本原理。
1. 调幅解调（AM）调幅解调是指从调幅信号中提取出基带信号的过程。
调幅信号可以通过乘法器、低通滤波器等电路进行解调。
其基本原理如下：（1）将调幅信号与一个与载波频率相同、相位相反的本地振荡信号相乘，得到差频信号。
（2）通过低通滤波器，将差频信号中的基带信号提取出来。
2. 调频解调（FM）调频解调是指从调频信号中提取出基带信号的过程。
调频信号可以通过鉴频器、低通滤波器等电路进行解调。
其基本原理如下：（1）将调频信号与一个与载波频率相同、相位相反的本地振荡信号相乘，得到差频信号。
（2）通过鉴频器，将差频信号中的频率变化转换为电压变化。
（3）通过低通滤波器，将电压变化信号中的基带信号提取出来。
3. 调相解调（PM）调相解调是指从调相信号中提取出基带信号的过程。
调相信号可以通过鉴相器、低通滤波器等电路进行解调。
其基本原理如下：（1）将调相信号与一个与载波频率相同、相位相反的本地振荡信号相乘，得到差频信号。
（2）通过鉴相器，将差频信号中的相位变化转换为电压变化。
（3）通过低通滤波器，将电压变化信号中的基带信号提取出来。
三、实验内容1. 调幅信号解调实验（1）搭建调幅解调实验电路，包括乘法器、低通滤波器等。
（2）将调幅信号输入到实验电路中，观察输出信号波形。
（3）调整低通滤波器的截止频率，观察输出信号波形的变化。
2. 调频信号解调实验（1）搭建调频解调实验电路，包括鉴频器、低通滤波器等。
（2）将调频信号输入到实验电路中，观察输出信号波形。
（3）调整鉴频器的频率范围，观察输出信号波形的变化。
调频和解跳实验报告
调频和解跳实验报告1. 引言调频（Frequency Modulation, FM）是一种常见的调制方式，通过改变载波信号的频率来传输原始信号。
解跳（De-Emphasis）是FM调频和解调过程中的一个重要步骤，用于恢复原始信号。
本实验旨在通过实际操作验证调频和解跳的原理，并分析其在实际应用中的效果。
2. 实验设备与方法2.1 实验设备本实验所需设备如下：- 信号发生器- 调频解调示波器- 音频音响- 高频调谐器2.2 实验方法实验分为两个阶段进行：调频和解跳。
2.2.1 调频1. 将信号发生器连接至调频解调示波器的输入端。
2. 设置信号发生器的输出波形和频率。
3. 打开音频音响，并调节适当音量。
4. 将调频解调示波器的输出连接至音频音响输入端。
5. 调节信号发生器的频率，观察音响输出是否能够听到声音。
2.2.2 解跳1. 将高频调谐器连接至调频解调示波器的输出端。
2. 通过高频调谐器调节解调示波器的输出频率。
3. 观察音响输出是否能够听到清晰的声音。
3. 实验结果与分析3.1 调频实验结果经过调节信号发生器的频率，我们成功地实现了调频信号的产生。
音频音响能够发出相应的声音，声音的音量和音调随信号发生器的频率变化而变化。
这验证了调频的基本原理，即通过改变载波信号的频率来传输原始信号。
3.2 解跳实验结果通过高频调谐器的调节，我们成功地实现了解跳效果的改善。
在初始状态下，音响输出的声音可能会出现跳变或者啸叫的现象。
随着高频调谐器的调节，音响输出的声音变得更加清晰，跳变和啸叫现象得到有效抑制。
这说明解跳过程起到了恢复原始信号的作用。
4. 实验讨论本实验的结果验证了调频和解跳的基本原理，并且证明了这两个过程对音频信号的传输质量有着重要影响。
然而，在实际应用中，我们需要考虑各种因素对调频和解跳效果的影响。
例如，信号发生器的输出频率范围、音频音响的输入灵敏度、高频调谐器的精度等。
在实际调频广播和解调过程中，可能会出现干扰、衰减、失真等问题。
解析通信技术中的频率调制与解调原理
解析通信技术中的频率调制与解调原理频率调制（Frequency Modulation，简称FM）和解调是通信技术中常用的调制解调方式。
频率调制通过改变信号的频率来表示信息，而解调则是将调制信号转换为原始信号的过程。
本文将对频率调制与解调的原理进行解析。
频率调制是一种常见的调制方式，它利用调制信号的频率变化来传递信息。
调制的基本原理是将原始信号与载波信号相结合，通过改变载波信号的频率来改变信号的特性。
在频率调制中，最常用的调制方式是调频调制（Phase Modulation，简称PM）和频率调制。
调频调制通过改变载波信号的相位来传递信息。
在调频调制中，原始信号被看作是一个不断变化的相位信号，这个相位信号被加到载波信号上。
调频调制的优点是抗噪声性能好，缺点是传输带宽较大。
频率调制是调频调制的一种特殊形式，它通过改变载波信号的频率来传递信息。
频率调制在调频调制的基础上进行简化，使得调制后的信号更容易被解调。
频率调制的原理可以通过调幅调制（Amplitude Modulation，简称AM）来说明。
调幅调制是通过改变载波信号的幅度来传递信息。
在调幅调制中，原始信号与载波信号相乘，产生调制信号。
调制信号的幅度与原始信号的幅度成正比，从而实现信息的传递。
解调时，可以通过简单的电路将调制信号的幅度还原为原始信号。
频率调制的优点是抗干扰能力强，信号质量较好，可以传输较长距离的信号。
然而，频率调制也存在一些局限性，如占用带宽较大和对设备的要求较高。
解调是将调制信号还原为原始信号的过程。
解调的原理与调制相反，它通过一系列的操作将调制信号转换为原始信号。
解调的方法有很多种，常见的有包络检波、同步检波和鉴频检波等。
包络检波是一种简单且常见的解调方法。
它通过将调制信号通过非线性元件，如二极管，使输入信号的幅度和波形发生变化。
然后，通过一个低通滤波器将幅度变化后的信号转换为原始信号。
这种解调方法常用于调幅调制的解调。
同步检波是一种精确的解调方法。
第7章频率调制与解调
2024/8/8
16
间接调频中的调相方法： (1) 矢量合成法：针对窄带调相。
uPM (t) Uc cos(ct mp cost)
Uc cosct cos(mp cost) Uc sinct sin(mp cost) 当m p π/12时：uPM (t) U c cosct U cmp cost sin ct
本章的重点是调频和鉴频。
2024/8/8
1
1、调频信号的时域分析
调制信号： u U cost；载波信号 ：uc Uc cosct； 瞬时频率： (t) c (t) c k fU cost c m cost
k f :比例常数 (调制灵敏度 ); m k fU : 峰值角频偏。
调频信号瞬时相位： (t )
变容二极管调频器：用调制信号去控制振荡器的变容二极管的 结电容，是最常用的调频方法，本章要重点讲这种调频电路。
电抗管调频：用电子管、晶体管或场效应管作为振荡器的等效 可控电抗，在调制信号控制下实现调频，目前这种调频方法已 很少使用。
(2) 间接法：对调制信号先积分，再调相可以实现调频。
间接法的关键是如何调相，调相方法包括：矢量合成法、 可变移相法和可变延时法。
J
2 n
(mf
)
n
Uc2 2RL
Pc ,
J
2 n
(mf
)
1
n
说明：调频波的平均功率和未调载波的平均功率相等。因此调
频器可以理解为功率分配器，它的功能是将载波功率分配给每
个边频分量，而分配的原则与调频指数mf有关。
4、调频波和调相波的比较
调制信号：u U cost 载波信号：uc Uc cosct
Δfm＝75kHz，Fmax=15kHz，Bs=180kHz>>2Fmax=30kHz。 适用频段：由于FM信号的带宽较宽，因此FM只用于超短 波和频率更高的波段。
通信原理实验13 模拟调制解调实验(FM)
实验十三模拟调制解调实验（FM）实验内容1.模拟调制(FM)实验2.模拟解调(FM)实验一、实验目的1.掌握变容二极管调频电路的工作原理及调频调制特性及其测量方法。
2.熟悉相位鉴频器的基本工作原理。
3.了解鉴频特性曲线（S曲线）的正确调整方法。
二、实验电路工作原理(一)模拟调制实验1.变容二极管工作原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。
其频率的变化量与调制信号成线性关系。
常用变容二极管实现调频。
变容二极管调频电路如图8-1所示。
从J2处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从J1处输出为调频波（FM）。
C15为变容二级管的高频通路，L1为音频信号提供低频通路，L1和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。
图8-1 变容二极管调频f因为LCf π21=，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。
从图（a ）中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LCf π21=，f 和C 的关系也是非线性。
不难看出，C-u 和f-C的非线性关系起着抵消作用，即得到f-u 的关系趋于线性（见图（c ））。
2. 变容二极管调频器获得线性调制的条件设回路电感为L ，回路的电容是变容二极管的电容C （暂时不考虑杂散电容及其它与变容二极管相串联或并联电容的影响），则振荡频率为LCf π21=。
为了获得线性调制，频率振荡应该与调制电压成线性关系，用数学表示为Au f =，式中A 是一个常数。
由以上二式可得LCAu π21=，将上式两边平方并移项可得2222)2(1-==Bu u LA C π，这即是变容二极管调频器获得线性调制的条件。
这就是说，当电容C 与电压u 的平方成反比时，振荡频率就与调制电压成正比。
3. 调频灵敏度调频灵敏度f S 定义为每单位调制电压所产生的频偏。
FM调频与解调原理
二,调频立体声编码 MPX=(L+R)+38KHZ*(L-R)+19KHZ
立体声广播频谱图
导
载
L+R 频 L-R 频 L-R
下边带 上边带
辅助 通信通道
15 19 23
38
53 59
75
f(KHZ)
立体声广播信号的产生
左声道
Ｌ－Ｒ
－
Ｌ
右声道 Ｒ
38Ｋhz振荡器
除２
Ｌ＋Ｒ
衰减
去调频发射机
立体声广播的解调
单位以M调频的一些基本参数计算
Stereo Separation：立体是声分离度 VL=Vin , VR=0 Sep. = 20 log [V / L(Demod) V ] R(Demod)
Channel Balance：声道平衡度 VL=VR=Vin C.B. = 20 log [V / L(Demod) V ] R(Demod)
½ (L+R)
L
LPF 0-15KHZ
来自鉴 频信号
BPF 23-53KHZ
导频滤波 19KHZ
＊２
LPF 0-15KHZ
－
½ ((L-R)
R
AGND
4
AVDD
7
GND_VCO 11
GND_PA 12
VDD_PA 14
VDD_VCO 15
DGND 18
DVDD 24
SELTC_PIN
REX
1
32
X’TAL_SEL S3 S2 S1 S0 OSCOUT
31 30 29 28 27
26
OSCIN 25
SINGLE TO
DIFEERENTIAL
FSK调制及解调实验报告
FSK调制及解调实验报告实验目的：掌握FSK调制与解调的原理和方法，熟悉FSK信号的产生、调制和解调过程，加深对调制解调技术的理解。
实验原理：FSK是一种调频调制方式，常用于数字通信中。
FSK信号是由两个频率不同的正弦波叠加而成，一个频率代表0，另一个频率代表1、FSK调制器的主要工作是将数字信号转换为对应的频率信号，具体方法为使用两个中心频率分别对应于0和1，并通过切换两个频率来表示数字信号。
FSK调制的具体步骤如下：1.将数字信号转换为二进制信号，0对应一个频率，1对应另一个频率。
2.将二进制信号经过调制器，通过选择器选择对应的频率信号进行输出。
FSK解调器的主要工作是还原出原始的数字信号，具体方法为使用一个带宽限制的滤波器来选择对应的频率信号进行解调。
FSK解调的具体步骤如下：1.将带有FSK信号的信号进行滤波，只保留信号中的一个频率成分。
2.对滤波后的信号进行切片，判断信号频率为0还是13.将切片后的信号通过数字信号转换器转换为对应的数字信号。
实验装置：1.函数信号发生器：用于产生模拟信号。
2.数字信号发生器：用于产生数字信号。
3.混频器：用于合成两个频率不同的正弦信号。
4.带宽限制滤波器：用于解调信号。
5.示波器：用于观测信号波形。
实验步骤：1.连接实验装置，将函数信号发生器和数字信号发生器连接到混频器的输入端，将混频器的输出端连接到带宽限制滤波器的输入端，将带宽限制滤波器的输出端连接到示波器。
2.设置函数信号发生器和数字信号发生器，使其产生期望的信号波形。
3.调节混频器，选择期望的中心频率，并调整幅度，使得混频器的输出信号为调制后的FSK信号。
4.调节示波器的触发方式和触发电平，使得信号波形能够稳定显示。
5.调节带宽限制滤波器，选择期望的频率成分，并调节带宽，使得滤波器能够准确解调FSK信号。
6.结合调制解调的原理和步骤，观察信号波形，验证实验结果。
实验结果分析：通过上述实验步骤，成功实现了FSK调制和解调的过程，并通过示波器观察到了调制前后的信号波形。
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实验一、调频波的调制与解调一、实验内容1．调频波的调制2．调频波的解调二、实验目的和要求1．熟悉MATLAB系统的基本使用方法2．掌握调制原理和调频波的调制方法3．掌握解调原理和调频波的解调方法三、预习要求1．熟悉有关调频的调制和解调原理2．熟悉鉴频器解调的方法并了解锁相环解调四、实验设备（软、硬件）1．MATLAB软件通信工具箱，SIMULINK2．电脑五、实验注意事项通信仿真的过程可以分为仿真建模、实验和分析三个步骤。
应该注意的是，通信系统仿真是循环往复的发展过程。
也就是说，其中的三个步骤需要往复的执行几次之后，以仿真结果的成功与否判断仿真的结束。
六、实验原理1调频波的调制方法1.1 调制信号的产生产生调频信号有两种方法，直接调频法和间接调频法。
间接调频法就是可以通过调相间接实现调频的方法。
但电路较复杂，频移小，且寄生调幅较大，通常需多次倍频使频移增加。
对调频器的基本要求是调频频移大，调频特性好，寄生调幅小。
所以本实验中所用的方法为直接调频法。
通过一振荡器，使它的振荡f的正弦波；频率随输入电压变化。
当输入电压为零时，振荡器产生一频率为当输入基带信号的电压变化时，该振荡频率也作相应的变化。
1.2 调频波的调制原理与表达式此振荡器可通过VCO（压控振荡器）来实现。
压控振荡器是一个电压——频率转化装置，振荡频率随输入控制电压线性变化。
在实际应用中有限的线性控制范围体现了压控的控制特性。
同时，压控振荡器的输出反馈在鉴相器上，而鉴相器反应的是相位不是频率，而这是压控相位和角频率积分关系固有的，所以需要压控的积分作用，压控输出信号的频率随输入信号幅度的变化而变化，确切的说输出信号频率域输入信号幅度成正比，若输入信号幅度大于零，输出信号频率高于中心频率；若小于零，则输出信号频率低于中心频率。
从而产生所需的调频信号。
利用压控振荡器作为调频器产生调频信号，模型框图如图1所示：图1 利用压控振荡器作为调制器在本章的调频仿真中，用到的调制信号为单音正弦波信号。
因此，这里讨论调制信号为单频余弦波的情况。
在连续波的调制中，调制载波的表达式为()cos()C C t A t ωφ=+ (1)如果幅度不变，起始相位为零时，而瞬时角频率时调制信号的线性函数，则这种调制方式为频率调制。
此时瞬时角频率偏移为()FM K f t ω∆= (2)瞬时角频率为()C FM K f t ωω=+ (3)其中()f t 为调制信号，FM K 为频偏常数。
由于瞬时角频率与瞬时相位之间互为微分或积分关系，即()()C FM d t K f t dtφωω==+ ...........................（4） ()()C FM t dt t K f t dt φωω==+⎰⎰ (5)故调频信号可表达为()cos[()]FM C FM S t A t K f t dt ω=+⎰ (6)在本章的调频仿真中，用到的调制信号为单音正弦波信号。
因此，这里讨论调制信号为单频余弦波的情况。
调制信号为()cos m m f t A t ω= (7)如果进行频率调制，则由公式（6）可得调频信号表达式为（8）调制指数………………………………（9） 其中、取具体数值：采样频率fs=10000Hz振荡器的振荡频率（即调频波的调制信号的频率）实验要求800Hz ——17KHz初始相位信号灵敏度Kc=0.12 调频波的解调原理和解调方法解调主要方法：调频收音机的核心部件是调频解调器，其中调频解调器有三种：普通鉴频器、调频负反馈解调器和利用锁相环的调频解调器。
2.1普通鉴频器的原理图2 普通鉴频器原理框图 普通鉴频器是先将调频信号变换为调幅调频信号，使该调幅调频信号幅度与调频信号的瞬时频率成比例，然后再利用调幅解调器提取其包络，恢复出原基带信号。
2.2调频负反馈解调器原理]sin cos[)(S ϕωω++=t A K t A t m m FM c FM c fmK 2K π=c f πω2c =0=ϕ图3 调频负反馈解调框图在调频解调器中引入负反馈，使得加于鉴频器输入端的调频信号的调制指数很小，这样使得鉴频器前的带通滤波器的带宽是窄的，它对抑制鉴频前的加性噪声有益处。
带通滤波器输出的调频信号，其调制指数远远小于接收输入调频信号的调制指数，因此带通滤波器输出的调频信号是窄带调频信号，所以调频负反馈接收机的带通滤波器及鉴频器的带宽均是窄带，低通滤波器的限制于基带信号的带宽，输出即是所需的原基带信号。
调频负反馈解调器可降低门限信噪比大约3dB。
2.3利用锁相环作调频解调器原理图4 利用锁相环作调频解调器锁相环解调器一种低门限的解调电路，与调频负反馈不同之处在于该锁相环在锁定时，VCO输出的调频信号与接收输入的调频信号是同频且几乎是同相的，两者的相位差甚小。
环路滤波器频率相应的带宽与基带信号的带宽相同，因而对在环路滤波器输出端的噪声也进行了限带，而VCO的输出是宽带调频信号，它的瞬时频率跟随接收频率信号的瞬时频率而变。
2.4 利用锁相环解调器解调调频信号原理：在锁相环中，PFD鉴相器检测参考信号与反馈信号之间的误差信号，是一个具有抽样性质的电路。
当PFD（鉴相器）检测到两个信号均有一次下降沿是，PFD（鉴相器）输出一次相位误差，随后相位误差被送到低通滤波器，低通滤波器滤除其中的高频信号，计算出控制信号送入压控震荡器，压控根据控制信号输出合成信号，在反馈给PFD （鉴相器），与参考信号比较相位误差。
相位误差输出一次，锁相环状态改变一次，同理不输出相位误差，则锁相环信号均不改变。
其中调频负反馈以及锁相环解调器与普通鉴频器相比，它们的主要优点是可以扩展门限、降低门限信噪比，是低门限解调电路。
所以首选调频负反馈以及锁相环解调器作为普通鉴频器的升级版。
就本实验而言以锁相环解调器为核心器件。
非相干解调器由限幅器、鉴频器和低通滤波器等组成，其方框图如图2-3所示。
限幅器输入为已调频信号和噪声，限幅器是为了消除接收信号在幅度上可能出现的畸变；带通滤波器的作用是用来限制带外噪声，使调频信号顺利通过。
鉴频器中的微分器把调频信号变成调幅调频波，然后由包络检波器检出包络，最后通过低通滤波器取出调制信号。
设输入调频信号为：。
（10）（一）微分器的作用是把调频信号变成调幅调频波。
微分器输出为.。
（11） （二）包络检波的作用是从输出信号的幅度变化中检出调制信号。
包络检波器输出为： 。
（12）K d 称为鉴频灵敏度（V/Hz ），是已调信号单位频偏对应的调制信号的幅度，经低通滤波器后加隔直流电容，隔除无用的直流，得:。
（13）连续傅里叶变换是一个特殊的把一组函数映射为另一组函数的线性算子。
傅里叶变换就是把一个函数分解为组成该函数的连续频率谱。
在数学分析中，))(cos()()(S ττωd m K t A t S t tf c FM t ⎰∞-+==dt t dS dt t dS t FM i d )()()(S ==))(sin()]([ττωωd m K t t K tf c fm c ⎰∞-++-=)()]([)(S t K K K t K K t fm d c d fm c d o +=+=ωω)()(m 0t K K t fm d =信号f(t)的傅里叶变换被认为是处在频域中的信号。
离散傅里叶变换的一种快速算法,简称FFT。
为了节省电脑的计算时间，实现数字信号的实时处理，减少离散傅里叶变换（DFT）的计算量。
七、实验步骤1 调频波调制Matlab仿真模拟第一步，设计原理框图:图5调频系统——间接调频法原理框图第二步，本实验采用间接调频，实验的主要方法是：首先需要对调制信号进行积分，然后将积分过后的信号对载频信号进行调相，输出得到调频信号。
第三步，具体操作：(1)通过sine wave模块（正弦信号源）输入幅度为5，角频率为200*pi rad/s，周期为200Hz，初始相位为90度以满足输出为单频余弦信号；(2)后跟着积分器integrator模块；作为调相的输入。
(3)同时在两侧高频载波由正弦与余弦cos(2*pi*u)，sin(2*pi*u)产生，然后乘上高频载波，得到了两路载波，相乘后利用积化和差原理得到调频信号。
第四步，SIMULINK模型的连接及参数配置图6调频系统——调频波调制模块图第四步，具体参数设置如下：图7 Sine wave单频余弦信号源的参数图8 Sine wave1单频余弦信号源的参数配置图9 Sine wave2单频正弦信号源的参数配置2、解调设计的步骤与参数要求第一步，设计原理框图图10 调频系统——非相干解调器原理框图非相干解调器有限幅器、鉴频器和低通滤波器组成，（1）原信号的幅度为5，所以限幅器saturation模块参数设置上下限为5，是为了消除接受信号在幅度上可能出现的畸变；（2）带通滤波器Analog Filter Design模块截止频率为语音信号的两倍即800Hz-10000Hz，换算为角频率为2pi*f是用来限制带外噪声。
（3）鉴频器包括微分器Derivative和包络检波器，其中的微分器把调频信号变成调幅调频波。
（4）然后又通过包络检波器检出包络，包络检波器包括限幅器上下限为2和低通截止频率为300Hz，再换算成角频率填入参数（5）最后通过带通滤波器取50-150Hz，取出调制的源信号。
解调的主要过程就是：非相干解调器由限幅器、鉴频器和低通滤波器组成。
已调信号首先经过限幅器1，通过带通滤波器1，经包络检波器(即限幅器和低通滤波器组成)检出包络，经过带通滤波器得到解调出的信号。
第二步，simulink模块的连接及参数设置图11 调频系统——解调的模块图图12 第一个限幅器的参数配置图13第一个带通滤波器的参数配置图14 包络检波器中的限幅器的参数配置图15 包络检波器中的低通滤波器参数配置图16 带通滤波器的参数配置调频波的仿真构建与结果分析两个仿真模块连接起来就成了调频波的调制与解调，见下图：图17 调频波的调制与解调simulink模块图18 各项仿真结果1.输入的余弦信号2.调频波3.解调后的信号图18（2）仿真结果1.输入的余弦信号2.调频波3.解调后的信号上面两幅图第一个调制波失真较为严重，恢复的较为理想，在积分器后插入示波器，未失真，那么是调相时的失真。
第二幅图是更改了调相的两个正余弦高频载波的频率，可能是带通滤波器的参数设置超出了恢复信号的频率范围造成的，第二幅图符合解调的结果。
调频波的调制解调系统仿真分析：在此次仿真过程中，依照原有的通信Fm调频信号的调制解调原理，通过对相关模块参数的配置，经过间接调频，中心频率较为稳定，但是实现有点复杂，可能参数还是不够细腻，得到的调频波仍有一定的失真，但经过非相干解调还是能够很好地恢复，在其间不免有过很多次的更改参数，甚至有过想删除模块的冲动，但还是克服了很多的错误与不足，最后得到了比较理想的结果。