幅度的调制与解调
第6章幅度调制及解调
将式6-1代入载波的表达式即可得到调幅波或称已调波的表 达式： u= V k u ) c o s tV ( k V c o s t ) c o s t(6-2) A M ( t )( c c c c
从公式上看，调幅波与载波的区别在于：调幅波的幅度峰 值是一个随时间变化的函数，而载波的峰值是常数。 对式6-2进行变形，可得到调幅波的另一表达式： k V （ 6-3） u V ( 1 c o s t ) c o s tVm ( 1 c o s t ) c o s t A M ( t ) c c c c
小故事：1906年12月24日圣诞节前夕，在美国新英 格兰海岸附近穿梭往来的船只上，一些听惯了“嘀嘀嗒嗒” 莫尔斯电码声的报务员们，忽然听到耳机中传来了人的 说话声和乐曲声----朗读《圣经》故事、演奏小提琴和 播 放亨德尔的《舒缓曲》唱片，最后还听到了亲切的祝福声。 报务员们听到的就是人类历史上第一次试验性的无线电广 播，它是由加拿大出生的物理学家费森登主持和组织，并 从他的实验室里播出的。
信号除了音频信号外，还有电传、数字等各种信号。这 些信号必须要装载到高频上去才便于传送。这些要借助 于高频传输出去的原始信号，称为控制信号或者调制信 号。 把调制信号控制高频信号的过程叫做调制。被调制的高 频信号称为载波。经过调制后的高频信号称为已调信号。 而在接收端从已调信号中检取出原始信号的过程称为解 调或者检波。 调制的方法是多种多样的，例如对连续波的调制方法有： 调幅、调频、调相、边带调制等；对于数字信号的调制 有移频键控等。 本章只对调幅信号进行分析和仿真。 图6.1和图6.2所示为能接收调幅信号的收音机
第6章 幅度调制及解调
本章知识架构：
普通调幅 基本概念 双边带调幅
幅度调制与解调
幅度调制与解调实验一、实现目的1、通过本次实验，起到理论联系实际的作用，将理论课中学到的调幅、检波电路的分析方法用到实验电路的分析和实验结果的分析中，使理论真正地用在实际电路中，落到实处。
要求学生必须从时域、频域对调制和解调过程中信号的变换分析清楚。
2、本次采用的实验电路既能实现普通调幅，又能实现双边带调幅，通过实验更进一步理解普通调幅（AM）和双边常调幅（DSB）在理论上、电路中的联系和区别。
3、实验中所测量的各种数据、曲线、波形是代表电路性能的主要参数，要求理解参数的意义和测量方法，能从一组数据中得出不同的参数并衡量电路的性能。
二、实验仪器1、数字示波器 TDS210 0~60MHz 1台2、频谱分析仪 GSP-827 0~2.7GHz 1台3、直流稳压电源 SS3323 0~30V 1台4、实验电路板自制 1块三、实验电路及原理1、实验电路介绍实验所采用的电路为开关调幅电路，如图所示。
既能实现AM调制，又能实现DSB调制，是一种稳定可靠，性能优良的实验电路，其基本工作原理是：调制信号经耦合电容C1输入与电位器输出的直流电压叠加，分别送到同相跟随器U1A 和反相跟随器U1B，这样在两个跟随器的输出端就得到两个幅度相等，但相位相反的调制信号（U+和U-）。
再分别送到高速模拟开关的两个输入端S1和S2，由开关在两个信号之间高频交替切换输出（由载波控制），在输出端就得到调幅波，通过调整电位器可以改变直流电压达到改变调制度m，当电位器调到中心位置时就得到了双边带的调幅信号。
放大器为高精度运放AD8552，开关为二选一高速CMOS模拟开关ADG779。
另外，为防止实验过程中由于调制信号幅度过大而损坏电路，特加了保护二极管D1、D2；由于运算放大器和模拟开关是单电源轨至轨型，只能单5V供电，在使用时所有信号是叠加在2.5V直流电平上的，电路中R7、R8就是提供该直流偏置电平的，R12、R13、T1是用来抵销直流电平的，以免对检波电路产生影响；R8、C5、C7、L1和R9、C6、C8、L2起到导通直流和低频信号、阻止高频信号的作用，防止开关泄露的高频载波信号对运算放大器产生影响；高频载波信号（1MHz,方波）由有源晶体振荡器X1产生。
幅度调制与解调电路实验报告
一、实验标题：幅度调制与解调电路实验二、实验目的1、加深理解调幅调制与检波的原理2、掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波电路的方法3、掌握集成模拟乘法器的使用方法4、了解二极管包络检波的主要指标、检波效率及波形失真三、实验仪器与设备5、高频电子线路试验箱（TKGP）；6、双踪示波器；7、频率计；8、交流毫伏表。
四、实验原理实验原理图图一：电路原理图MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器。
引脚8 与10 接输入电压UX，1 与4 接另一输入电压Uy，输出电压U0 从引脚6 与12 输出。
引脚2 与3 外接电阻RE，对差分放大器VT5、VT6 产生串联电流负反馈，以扩展输入电压Uy的线性动态范围。
引脚14 为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电使），引脚5 外接电阻R5。
用来调节偏置电流I5 及镜像电流I0 的值。
五、 实验内容及步骤1、 乘法器失调调零2、 观察调幅波形调幅波形一-60-40-20020406001234567tU /m v图二：K502 1-2短接波形图调幅波形二-40-30-20-1001020304001234567tU /m v图三：K502 2-3短接波形图3、 观测解调输出解调波形-500-400-300-200-100010020030040050000.511.522.533.544.55tU /m v图四：解调输出波形图六、实验分析用低频调制电压去控制高频载波信号的幅度的过程称为幅度调制(或调幅)。
既然高频载波的幅度随低频调制波而变，所以已调波同样随时间而变。
即有式中m是调幅波的调制系数(调幅度)。
同时当m＜1时，实现了不失真的调制，而当m＞1时，调制后的波形包络线，将与调制波不同，即产生了失真，或称超调。
七、实验体会通过本次实验，我了解了集成模拟乘法器的基本工作原理、分类、特性等，在了解信号的调制和解调知识的。
温故而知新，本次试验使我熟悉了对实验仪器是使用，并且初步学会了集成模拟乘法器设计幅度调制的方法。
实验二 单边带幅度调制与解调_
实验二单边带幅度调制与解调实验目的：基于Matlab平台，通过对单边带和残留边带幅度调制过程的构建，理解信号频谱变化中的滤波处理，通过信道噪声的加入和解调实现，深刻理解一个基本通信过程中的信号变化情况。
实验内容：1.单边带调幅2.残留边带调幅3.幅度调制与解调的实现实验设备：笔记本电脑、Matlab7.1开发环境预备知识：1. Matlab基本操作2. 单边带调幅的数学运算过程3. 残留边带调幅的数学运算过程4. 噪声5. 信号频谱表示实验步骤：1. 单边带调幅1）。
打开Matlab，新建M文件；2）。
键入SSB程序，生成调制信号、载波信号，按照模拟调制的数学运算过程合成已调信号；3）。
编译程序，运行，获得各信号时域波形及其频谱；4）。
比较原理波形与实验结果，分析调制前后的信号幅值与频率变化；实验结果：（1）SSB调制信号；（2）该调制信号的功率谱密度；实验结论：SSB单边带抑制了一个边带，相对DSB减少了一半带宽，从而致使带宽效率翻番。
2. 残留边带调幅1）。
打开Matlab，新建M文件；2）。
完善残留边带调制VSB程序，生成调制信号、载波信号，按照模拟调制的数学运算过程合成已调信号；3）。
编译程序，运行，获得各信号时域波形及其频谱；4）。
比较原理波形与实验结果，分析调制前后的信号幅值与频率变化；5）。
比较实验步骤1 2的结果实验结果：（1）残留边带为0.2fm的VSB调制信号；（2）调制信号的功率谱密度实验结论：VSB残留边带只是显示出部分的宽带,功率谱与DSB没有太大的变化。
3. 幅度调制的解调1）。
打开Matlab，新建M文件；2）。
键入基本幅度调制AM、抑制载波幅度调制DSB以及单边带幅度调制SSB程序，生成调制信号、载波信号，在信道中引入各自经过带通滤波器后的窄带白噪声，进而完成解调程序；3）。
编译程序，运行，获得各信号时域波形及其频谱；4）。
比较原理波形与实验结果，分析调制前和被解调后的信号幅值与频率变化；实验结果：1）设A0=2，画出AM调制信号的相干解调后的信号波形；（2）设A0=1 ，画出DSB-SC调制信号的相干解调后的信号波形；（3）设A0=1 ，画出SSB调制信号的相干解调后的信号波形。
7幅度调制与解调
幅度调制与解调一、 实验目的(1) 了解集成模拟乘法器的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法。
(2) 掌握用集成模拟乘法器实现调幅与解调的方法。
二、 实验原理调幅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；而解调则是从调幅波中取出低频信号。
*设载波电压为U c = U c cos c t ，调制电压为u 「二U^COS" t ，通常满足f 1o 根据定义，已调信号的振幅随调制信号 u ■，线性变化，由此可得振幅调制信号振幅U m (t)U m (t) = U c AU c (t^U c k a U 。
=U c + k a U 。
cos 。
t = U c (V mcos 。
t)调幅度(调制度):可得调幅信号的表达式U AM (t) = U m (t)cos c二U c (1 mcos 1t)cos ck a 又称为调制灵敏度U cU cm .1时，U M（t）会出现负值，导致调幅波会反相，包络将不能反应调制信号的变化，这为过调制现象。
实际过调幅波形往往如图（e），无法解调，且占据频带很宽，因此在标准幅度调制中，不允许出现过调，要求m乞1。
用MC1496集成电路构成的调幅与解调电路图如下图所示。
图中W1用来调节引出脚1、4之间的平衡，器件采用双电源方式供电（+ 12V，-8V ），所以5脚偏置电阻R15接地。
电阻R i、R2、R4、R5、R6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。
载波信号加在 U1 - U4的输入端，即引脚& 10之间；载波信号U c经高频耦合电容C1从10脚输入，C2为高频旁路电容，使8脚交流接地。
调制信号加在差动放大器 U5、U6 的输入端，即引脚1、4之间，调制信号U「经低频偶合电容E1从1脚输入。
2、 3脚外接1k「电阻，以扩大调制信号动态范围。
当电阻增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。
已调制信号取自双差动放大器的两级电极（即引出脚& 12之间）输出。
幅度调制与解调实验报告
信号幅度调制与解调实验一. 实验目的1. 通过本实验熟悉信号的幅值调制与解调原理。
2. 了解信号调制与解调过程中波形和频谱的变化，加深对调制与解调的理解。
二. 实验原理在测试技术中，信号调制与解调是工程测试信号在传输过程中常用的一种调理方法，主要是为了解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。
设测量信号为)(t x ，高频载波信号为)2cos()(φπ+=ft t z 。
信号调制过程就是将两者相乘，调幅波信号为：(1)信号解调就是将调幅波信号再与高频载波信号相乘，有：)4cos()()(2cos )()(212t f t x t x t f t x t y z z m ππ+== (2) 信号由x(t)和2倍载波频率的高频信号两部分组成，用低通滤波器滤除信号中的高频部分就可以得到测量信号x(t)，这种方法称为同步解调。
图1 信号的幅度调制与同步解调过程实际中调制与解调在不同的设备上实现，载波频率可以严格一致，但相位很难同步，式(2)变为：)2cos()2cos()()(φππ+=t f t f t x t y z z m (3) 解调过程与同步解调类似，但必须保证x(t)为正信号；对双极性的测量信号x(t)，则用一个偏置电平将信号抬高为单极性的正信号，然后再进行调制与解调处理，故称为偏置调制。
图2 测量信号的偏置处理三. 实验内容1.信号的同步调制与解调观察。
2.信号的偏置调制和过调失真现象观察。
3.信号调制中的重迭失真现象观察。
四. 实验仪器和设备1. 计算机1台2. DRVI快速可重组虚拟仪器平台1套3. 打印机1台五. 实验步骤1.运行DRVI主程序，点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测”或“网络在线注册”进行软件注册。
2.在DRVI地址信息栏中输入WEB版实验指导书的地址，在实验目录中选择“信号的同步调制与解调实验”，建立实验环境，观察信号与调制与解调过程中的信号波形变化。
课件：幅度调制与解调
二、幅度调制
二、幅度调制
根据欧拉公式 和傅里叶变换的频移特性，可以计算已调信 号的号的时域波形和频谱如下图所示。
双边带抑制载波幅度调制
三、调幅解调
解调的原理框图 将式（4.9.3）代入式（4.9.6），得到
三、调幅解调
或从时域直接得到
利用一个理想低通滤波器即可得到信号f(t)，完成解调。
三、调幅解调
调幅解调的频谱
四、频分复用
频分复用原理框图 带限信号频谱
四、频分复用
调制信号的频谱 应用于f1(t)的带通滤波器和低通滤波器
信号与系统
§4.9 幅度调制与解调
北京航空航天大学电子信息学院 2021/7/7
一、调制和解调
调制和解调的意义 • 信号有效传输 • 频率资源有效利用 • 信号干扰
调制是指通过特定信号的某种特性按照所需传输信号的 变化规律变化，该特定信号称为载波，所需传输的信号 称为调制波。
当载波为余弦信号，而通过余弦信号的幅度、频谱或相 位等变化来体现调制波变化规律，则相应地称为幅度、 频率或相位调制，简称为调幅、调频或调相。
幅度调制与解调
测控电路课程实验报告一、实验目的1、了解幅度调制解调的原理与方法。
2、掌握用集成模拟乘法器构成调幅的方法。
3、掌握用开关式原理实现相敏检波的方法。
4、了解开关式原理实现相敏检波的主要指标、检波效率及波形失真。
二、实验内容在实验箱上找到本次实验的单元电路，对照“幅度调制与解调实验原理图”，熟悉元件位置和实际电路布局——实验线路上部为乘法器MC1496构成的调幅器，下部为开关式全波想敏检波电路。
接通+12V、-12V电源，以及函数信号发生器单元+12V，-12V电源。
对应发光二极管点亮。
平衡调幅实验（1）当Uc、Ux=0时，测试MC1496各管脚电压，看是否与“附录一”原理部分讲的相符。
（2）产生抑制载波振幅调制在Uc端（TP101处）f0=32KHz的载波（由函数信号发生及波形转换单元提供，参考实验一：函数信号发生及波形转换电路实验），Ucp-p=1.2V；Ux端（TP102处）输入f0=1KHz 信号，使UΩp-p为零，调节可调电阻RP（逆时针调节），使TP103处测试的信号u0=0（此时U4=U1）。
逐渐增大UΩp-p（最大峰值为2V，太大会失真），直至出现抑制载波的调幅信号出现（用示波器在TP103处测试）。
由平衡调幅部分产生的调幅波（Ux=0.3VP-P，Uc=0.8VP-P，Uo=2VP-P）作为实验相敏检波部分的调幅波输入信号。
（3）产生有载波振幅调制信号在步骤（2）的基础上调节RP（顺时针调节），使输出信号中有载波存在，（如波形失真，可适当减小调制信号幅度），则输出有载波的振幅调制信号。
三、涉及实验的相关情况介绍（包括使用软件或实验设备等情况）MC1496幅度调制模块DDS信号发生器两台模拟示波器一台四、实验结果采用频率为32KHz的交流作为载波信号，幅值为2V的交流作为输入信号得如下波形：。
信号幅度调制与解调实验心得
信号幅度调制与解调实验心得
信号幅度调制（Amplitude Modulation，AM）和解调（Demodulation）是通信中常用的一种调制方式。
通过调制信号的幅度，将信息传递到载波上，再通过解调将信息从载波上还原出来。
在本次实验中，我们学习了信号幅度调制与解调的基本原理，并通过实验进一步加深了对其的理解。
在实验中，我们首先使用信号发生器产生了一个低频信号，该信号经过调制器进行幅度调制后，与高频载波混合，形成一个调制信号。
我们通过示波器观察到了调制信号的幅度随时间变化的波形，并对其进行了分析。
通过调整调制信号的幅度和频率，我们发现可以改变调制信号的谐波分量，从而影响到解调后得到的信息信号的质量。
在解调实验中，我们使用了整流器对调制信号进行解调。
整流器可以将调制信号的负半周波形变为正半周波形，利用滤波器将高频信号滤除后，就可以得到原来的低频信号。
我们通过改变整流器的电路参数，观察了解调后得到的信息信号的波形变化。
我们发现，当整流器的电路参数选择不当时，就会出现失真、杂音等问题，影响信息信号的还原质量。
通过实验，我们更深入地了解了信号幅度调制与解调的原理和实现方式，并掌握了一些调制器和解调器的基本电路参数的选择方法。
同时，
我们也意识到实验中硬件电路参数的选取和实验环境的稳定性等因素对实验结果的影响，这也为我们今后在实际工作中进行调制和解调操作提供了一定的参考。
幅度的调制与解调
a
b
o
图 5放大器特征
三、幅值解调
幅值调制旳解调过程是将已调制波恢复为低原频调制信号旳过程。恢复原 波形涉及有幅值和正负号两方面内容。实现这一过程有如下几种措施。
（1）整流检波解调
被测信号即调制信号在经行幅值调制前，先预加一直流偏置，使之不再具 有双向极性，然后再与高频载波相乘旳已调制波。在调制时只需对已调制波作 整流和检波，最终再将所加直流偏置除去，就能够恢复原调制信号了。
同步解调后旳频谱涉及有与原调制信号相同旳频谱和附加旳高频频谱两部分（见 图6）前者是恢复波形所需要旳；后者是不需要旳，应进一步采用低通滤波将高频 部分滤除，从而留下了需要旳原调制信号旳频谱，也就是说在时域恢复了原波形。
Xm(ω)
ω
-ωc
0
ωc
Y(ω)
1/2
-ωc Xm(ω)*Y(ω)
1/2 ω ωc
（1）时域三角函数法。 已调制波旳时域体现公式为
uy K sin st • sin ct
能够用平面三角函数旳积化和差关系公式变为
uy K cos(c s)t cos(c s)t
2
这么能够根据调制信号（△R）、载波（u0）旳频谱绘制出调制波（uy）旳 频谱，如图4所示。由图可见：低频调制信号（△R）因为是一正弦波，所 以具有±ωs处两根频谱（双边频谱），如图4（a）所示载波一样是正弦波， 具有±ωc处两根频谱，如图4（b）所示。而已调波（ uy ）是两个余弦信号 相加，所以他们频谱在±（ωs-ωc）、 ±（ωs+ωc）处各有两根频谱如图4 （c）所示，也就是说经过调制，已调制波旳频谱是在以载波频谱±ωc为中 心，以调制信号圆频率ωs为间隔对称旳两套频谱，而其频谱线高度是△R与 u0幅值乘积旳1/2。
第4章幅度调制与解调电路
4. 3幅度解调电路
4.负峰切割失真 为把检波器的输出电压藕合到下一级电路.需要有一个容量较大
的电容C与下级电路相连。下级电路的输入电阻作为检波器的负载.电 路如图4-23(a)所示。负峰切割失真指藕合电容公通过电阻R放电.对二 极管引入一个附加偏置电压.导致二极管截止而引入的失真。失真波 形如图4-23(b)、图4-23(c)所示。
可得实现普通调幅的电路模型如图4-4所示.关键在于用模拟乘法 器实现调制信号与载波的相乘。
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4.1概述
2.双边带调幅(DSB) 1)双边带调幅信号数学表达式
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4.1概述
2)双边带调幅信号波形与频谱 图4-5所示为双边带调幅信号的波形与频谱图。双边带信号的包
络仍然是随调制信号变化的.但它的包络已不能完全准确地反映低频 调制信号的变化规律。双边带信号在调制信号的负半周.已调波高频 与原载频反相;调制信号的正半周.已调波高频与原载频同相。也就是 双边带信号的高频相位在调制电压零交点处要突变180°
混频后.产生近似中频的组合频率.进入中放通带内形成干扰。 减小互调干扰的方法与抑制交叉调制干扰的措施相同。
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4. 5幅度调制和解调电路的制作、 调试及检测
4. 5. 1低电平振幅调制器(利用乘法器)
幅度调制就是载波的振幅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.低频信号为调制信号.调幅器即为产 生调幅信号的装置。
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4.1概述
3)调幅信号的功率分配 由式(4-3)知.普通调幅信号uAM(t)<C)在负载电阻RL上产生的功率
幅度调制与解调原理
u AM ( t ) (Ucm kau ( t ))Cosct
定义调幅指数Biblioteka makaU m Ucm
调幅波可表示为： u AM ( t ) U cm(1 maCos t )Cosct
1.1 幅度调制的解析分析法
1、基带信号为单音频时已调波的频谱和带宽
调幅波：
u AM ( t ) U cm(1 maCos t )Cosct
高频电子技术
1.1 幅度调制的解析分析法
1、基带信号为单音频时已调波的频谱和带宽
已知：基带信号为余弦波 载波信号为
u ( t ) UmCost uc ( t ) U cmCosct
求：调幅波的表达式
解：幅度调制是用基带信号控制载波的振幅，使载波的振幅 随基带信号的规律变化，因此调制后形成的已调波表示为
(1)幅度调制时，基带谱线搬移所形成的上下边带相对与载波 谱线对称分布，边带的频谱结构和基带信号的相同。 (2)和单音频时的情况相同，调制前后，载波仍保持其频率和 幅度不变，因此也不携带基带信号的任何信息。
(3)根据频谱图3.9，可以求得已调波的带宽BW等于
BW ( fc Fmax ) ( fc Fmax ) 2Fmax
利用三角函数公式 调幅波表达式化为
Cos Cos 1 ( Cos( ) Cos( ))
2
u AM
(t
)
UcmCosc t
1 2
maUcmCos( c
)t
1 2
maUcmCos( c
)t
结论：
(1)已调波由原来的载波和新增加的两项余弦波组成，新
增余弦波频率为ωc－Ω和ωc＋Ω，由于ωc>>Ω，新增的两 个频率成分都接近ωc，属高频信号。
数字信号处理试验课—幅度调制和解调
1880-1900MHz
2320-2370MHz
2575-2635MHz
400-470MHz
136-174MHz
解调：原理
解调
将已调制的信号解读出来（不失真地还原信息），这个解
调的过程就叫解调（检波）。
解调：原理
解调-包络检波
二极管包络检波电路：当输入电压大于电容上电压时，电容充电，输入电压小
于电容电压时，电容放电，充电快，放电慢，达到平衡时，电容上的电压将会不失
2.当收音机接收来自多个天线的信号时，无法区分。
2/45
调制：原理
声音信号 (10kHz)
+
高频信号 (2MHz)
调制
已调信号
调制：原理
——此时前述问题可以加以解决：
1、此时传输信号的频率为2MHz，可计算得到天线高度ℎ = 37.5;
2、不同的广播节目信号可以加载在不同频率的高频信号上（如
2MHz,4MHz）,收音机可以调整接收频道来选择接收相应的信号。
利用matlab函数demod ()进行解调
【例】利用Matlab实现信号的调制和解调
t = (0:1/1000:0.2);
x = sin(2*pi*50*t); %待调制信号，50Hz的低频正弦波
y = modulate(x,200,1000,'am'); %载波频率为200Hz的信号
来调制
z = demod(y,200,1000,'am'); %解调
【例】利用Matlab实现信号的调制，过调制，欠调制等状态，
利用函数相乘关系。
t = (0:1/1000:0.2);
x = sin(2*pi*50*t); %待调制信号，50Hz的低频正弦波
幅度调制与解调电路
一、实验目的：
1. 掌握用MC1496来实现AM和DSB的方法。 2. 掌握用示波器测量调幅系数的方法。
3. 掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检 波器来实现AM波和DSB波解调的方法。
二、实验原理
1.调幅的实现 所谓调幅就是用低频调制信号去控制 高频振荡（载波）的幅度，使其成为带有 低频信息的调幅波。 目前由于集成电路的发展，集成模拟 相乘器得到广泛的应用，为此本实验采用 价格较低廉的MC1496集成模拟相乘器来实 现调幅之功能 。
二、实验原理
A B ma 100 % A B
AM
（常规调幅）波形
B
A
DSB
（抑制载波双边带调幅）波形
二、实验原理
2.解调的实现 振幅解调即是从振幅受调制的高频信 号中提取原调制信号的过程，亦称为检波。 振幅解调的方法有包络检波和同步检 波两种。
二、实验原理
（1）同步检波 同步检波又称相干检波。它利用与已 调幅波的载波同步（同频、同相）的一个 恢复载波与已调幅波相乘，再用低通滤波 器滤除高频分量，从而解调出调制信号。 本实验采用MC1496集成电路来组成解调器
二、实验原理
反极性方式连接的两组差分对 （T1～T4） 这两组差分对的恒流源管 （T5、T6）又组成了一个差分对 6和12脚为 输出V0
载波输入V1 载波输入V1 调制输入V2 调制输入V2
5脚接电阻RB 决定了恒流源 I7I8的数值
Rc vo v1 v2 Rt vT
接负电源
二、实验原理
二、实验原理
（2）二极管包络检波 利用二极管的单向导电性使得电路的 充放电时间常数不同（实际上，相差很大） 来实现检波，所以RC时间常数的选择很重 要。RC时间常数过大，则会产生对角切割 失真（又称惰性失真）。RC常数太小，高 频分量会滤不干净。
实验二 幅度调制和解调
实验二 幅度调制和解调一 实验目的：1、了解幅度调制和解调的原理。
2、观察调制和解调过程中波形的变化，加深对调制和解调过程的理解。
二 实验原理：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。
调幅波的解调是调幅的逆过程，即从调幅信号中取出调制信号，通常称之为检波。
调幅波解调方法主要有包络检波器，相干解调法。
1、幅度调制原理 调制过程如图1所示。
AM: A+m(t)m(t)=0f L — f H图1 幅度调制原理调制信号为A+m(t)，其中A 为直流分量，m(t)为交流分量。
高频载波信号取为cos ωc (t)。
信号调制过程就是将两者相乘，即直流分量和交流分量分别与高频载波进行相乘运算，得到一个新的波形（A+m(t)）cos ωc (t)，以下是调制过程的频域分析过程：)f (M )t (m F −→− 交流分量的频谱)f (M )f (A 2)t (m A 0F+−→−+δπ 调制信号的频谱 ()()[]c c Fc f f f f )f (C t cos -++=−→−δδπω高频载波的频谱()()[]c c Ff f M f f M 21)f (S )t (S -++=−→−与载波相乘后信号的频谱 ()()[]c c Ff f M f f M )f (H 21)f (Sm )t (Sm -++=−→− 带通滤波器滤出的信号频谱其中Sm(f)也就是经调制后输出的信号的频谱。
部分信号的频谱图如图 2所示H L L HH LL Hcc H c c Hcc H c c H图2 调制过程各信号的频谱图调制过程的时域分析：m (t )A 0＋m (t )OOOcos ωc (t s AM (t )1M (ω)πA 0£ωHωHω£ωcωcπA 0S AM (ω)21ω图3 调制过程各信号的时域波形图采用不同的H(f)可得到DSB 、SSB 、VSB 、AM 幅度调制（AM ）：H(f)为理想带通。
幅度调制解调原理
幅度调制解调原理
幅度调制（Amplitude Modulation）是一种调制方式，其原理是将要传输的信号调制到一个高频载波信号上。
具体的原理可以分为两个步骤：调制和解调。
1. 调制（Modulation）：将要传输的信号（称为基带信号）与一个高频载波信号相乘。
这个过程中，基带信号的幅度会根据基带信号的变化而发生变化。
2. 解调（Demodulation）：在接收端，通过一个解调器将调制后的信号还原为原始的基带信号。
解调器的原理是根据调制信号的幅度变化来恢复原始信号。
具体的解调方法有很多种，其中一种常用的方法是包络检波。
在包络检波中，解调器使用一个非线性元件（如二极管）来提取调制信号的幅度变化。
当调制信号的幅度变化时，其包络也会变化。
解调器通过检测这个包络，可以还原出原始的基带信号。
幅度调制的主要优点是简单且适用于长距离传输，但其缺点是信号受干扰较大，且带宽利用率低。
因此，在实际应用中，常常需要使用其他调制方式来提高效果。
幅度调制和解调
抑制载波的双边带调幅和单边带调幅（VSB）
*电视图像信号的残留边带调制 电视图像信号采用了一种称为残留边带的发送方式， 即发送全部上边带和部分下边带，如图所示。
加上残留部分，调制后图像信号频带宽度等于7.25MHz， 加上电视伴音信号（采用频率调制方式发送），
全电视信号的宽度为8MHz，对照第1章电视频道的划分， 不同电视频道之间的频率差正好是8MHz。
返回
uAMUc1
mnco s ntcosct
n
Uccosct
n
12mncos(c n)t 12mncos(c n)t
Uccosct
n
1 2mn
co
s(c
n)t
n
1 2mnco
s(c
n)t
休息1 休息2
5．1概述
振幅调制
解调（检波)
属于 频谱线性搬移电路
混频（变频）
语言
定义： 调制信号：需要传输的信号（原始信号）
图像 uUco st
密码
信号 载波信号：（等幅）高频振荡信号
正弦波 方波
三角波 ucU ccocst ()
锯齿波
已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号）
三种信号都有一个调制信号和载波的乘积项，所以振幅调制
电路的实现是以乘法器为核心的频谱线性搬移电路。
（ 6）解调方式：
振 幅 检 波 振 幅 调 制 的 逆 过 程 鉴 频 调 频 的 逆 过 程
鉴 相 调 相 的 逆 过 程
(7)振幅调制分三种方式：
普通调幅(AM) 抑制载波的双边带调(D幅SB) 抑制载波的单边带调（幅SSB） 残留边带调幅度V（SB）
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二、幅值调制
幅值调制是使载波信号的幅值随调制信号而线性变化，其调制信号、载波 及已调制波如图（1）所示。随意实现幅值调制的一条重要途径是实现调制波 与载波之间在时域内德乘法运算，这一过程可以用硬件、软件等多种途径来实 现。交流电桥是常用的幅值调节器。现就此例对幅值调制在时、频域内信号的 变化作一细致分析。
幅度的调制与解调
幅度的调制与解调
一、概述 二、幅值调制 三、幅值解调 四、调制解信号的强度随着时间的变化特性。这些信号最 后都转换为随着时间而随机变化的电压或电流。例如通信中要处 理的各种信号：语音、数据、图像和视频等。
U/V
f t
t/s
频域特性：描述信号的另一种表示方法。描述的是信号包 含哪些不同频率分量。
幅值调制的频移特点在工程技术上具有重要意义。例如，所测信号的频率 很低，而常用的电子放大器在低频段工作特性不佳（见图5（a）段）或容易混 入低频噪声信号（如工频干扰），“污染”被测信号，此时可采用幅值调制方 法，将所测信号频率移至放大器增益保持常值和不易受噪声干扰的频段上（见 图（5）b段），到放大后，在设法移回原处，恢复已放大的原测试信号。另外 在广播事业中，为了防止各电台的相互干扰和适于发射，必须将各电台的声频 信号移频至各自分配的高频、超高频频段上。
0 sin s t
u 0 = U 0 sin c t
u y K sin s tU 0 sin c t
图 3
幅值调制在频域的变化过程可以用两种方法来解释。
（1）时域三角函数法。 已调制波的时域表达公式为
u y K sin s t sin c t
可以用平面三角函数的积化和差关系公式变为
uy K 2
co s( c s ) t co s( c s ) t
这样可以根据调制信号（△R）、载波（u0）的频谱绘制出调制波（uy）的 频谱，如图4所示。由图可见：低频调制信号（△R）由于是一正弦波，所 以具有±ωs处两根频谱（双边频谱），如图4（a）所示载波同样是正弦波， 具有±ωc处两根频谱，如图4（b）所示。而已调波（ uy ）是两个余弦信号 相加，所以他们频谱在±（ωs-ωc）、 ±（ωs+ωc）处各有两根频谱如图4 （c）所示，也就是说经过调制，已调制波的频谱是在以载波频谱±ωc为中 心，以调制信号圆频率ωs为间隔对称的两套频谱，而其频谱线高度是△R与 u0幅值乘积的1/2。
Cn
（a）
s
Cn u0
s
c
C n uy
c
（b）
c s c s
（c）
图 4 （a）调制信号的频谱；（b）载波的频谱；（c）已调制波的频谱
（2）频域卷积法。幅值调制的过程在时域是调制信号与载波信号的相乘，根据傅 里叶变换的卷积性质，时域相乘的运算对于频域卷积的运算，所以已调制波的频 谱应是调制信号频谱与载波信号频谱卷积的结果。由于载波信号的频谱是两个位 置在±ωc处的δ函数，根据δ函数的卷积性质，任何函数与δ函数的卷积都应是这 一函数在δ函数发生处重新构图，也就是将原函数平移到δ所在的位置上。所以调 制信号频谱与载波信号频谱的卷积就是将调制信号频谱搬移至载波信号频谱即在 ±ωc处的两个δ函数处，其结果如图4（c）所示，结果与前述的三角函数法分析 结果完全相同。 两种分析方法在本例中是难以区分优劣的，但如果调制信号不是正（余）弦 信号而是任意信号，使用三角函数法就难以解决。用频域卷积的方法就很容易解 决，只要将此函数的频谱原封不动地搬移到载波频谱±ωc所在处，就可以得到已 调波德频谱，所以频域卷积分析方法更具有普遍意义。 综上所述，幅值调制的过程在时域是调制信号与载波信号相乘的运算；在频域是 调制信号频谱与载波信号频谱卷积的运算，是一种频谱搬移的过程。
a
b
o
图 5放大器特性
三、幅值解调
幅值调制的解调过程是将已调制波恢复为低原频调制信号的过程。恢复原 波形包括有幅值和正负号两方面内容。实现这一过程有如下几种方法。 （1）整流检波解调 被测信号即调制信号在经行幅值调制前，先预加一直流偏置，使之不再具 有双向极性，然后再与高频载波相乘的已调制波。在调制时只需对已调制波作 整流和检波，最后再将所加直流偏置除去，就可以恢复原调制信号了。 这种方法虽然可以恢复原波形，但在调制解调的过程中有一加一减直流过 程，由于实际工作中要使每一直流本身很稳定，且两个波完全对称较难实现， 致使原波形与恢复后波形虽然在幅值上可以成比例，但在分界正负极性的零点 上可能有漂移，而使分辨原波形正负极上可能有误。 （2）同步解调 同步解调是将已调制波再与远在波信号作一次乘法运算，其全部的信号流 程如图6所示。由上述调制过程的频域分析可知，调制信号与载波信号在时域 相乘，造成在频域内以坐标原点为中心的调制信号频谱搬移到已载波频谱为中 心处，现在已调制波与载波相乘同样在频域会造成再一次的频移，这次频移是 将以坐标原点为中心的已调制波频谱搬移至以载波为中心处，这样由于载波频 谱与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
其时域波形如图（3）所示，显而易见，图中的已调制波的幅值是低频 调制信号sinωst 对于高频载波sinωct施加控制的结果。另外还需要给 予特别注意的是，低频调制信号处于不同符号时对于已调制波波形的 影响： sinωst处于正半周期时，已调制波与载波同相；而sinωst处于负半周
时，已调制波与载波反相。 假如调制信号波形不是一个正弦波，而是一个任意波，按上述方法求取的 已调制波波形的幅值随调制信号的幅值变化而变化；相位视调制信号的正负 而定。
-2ωc
图 6
2ωc
同步解调没有任何施加直流的过程，所以不存在在恢复波形中的零值漂移 问题，因此在鉴别原调制信号的正负极性方面是可靠的。
四、调制解调的应用
数字卫星电视接收器
高速短波数据通讯调制解调器
谢谢！
0
6
f / MHz
调制在时域上是用一个低频信号对一高频信号某一特征 参量进行的控制。低频信号称为调制信号，高频信号称为载 波，而调制出来的信号称为已调制波，所以调制的过程在时 域就是使载波的某一特征参量随调制信号的变化而变化的过 程。调制过程在频域上是一个移频的过程。 调制的类型有许多种。载波信号若用高频正（余）弦波， 可调制的特征参量是幅值、频率和相位，从而可形成幅值调 制、频率调制和相位调制等三种调制形式。频率调制和相位 调制在本质上都具有角度调制的特点，所以在具体处理上具 有共同的特点。 调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。 解调：调制的逆过程，即从已调波中不失真地恢复原有的低频 调制信号的过程
同步解调后的频谱包含有与原调制信号相同的频谱和附加的高频频谱两部分（见 图6）前者是恢复波形所需要的；后者是不需要的，应进一步采取低通滤波将高频 部分滤除，从而留下了需要的原调制信号的频谱，也就是说在时域恢复了原波形。
Xm(ω)
ω
-ωc
Y(ω)
0
ωc
1/2
1/2
-ωc Xm(ω)*Y(ω)
ωc
ω
低通
假如△R也是一个正弦变化量（例如，用应变电阻测量一个正弦交变应力）
R / R 0 S g 0 sin s t
则电桥的输出电压信号成为
uy 1 4 S g 0 sin s t U 0 sin c t
令
K
1 4
S gU 0 0
则
u y K sin s t sin c t
交流电桥如图（2）所示，若其4个桥 臂仍为纯电阻，将其调整合适后达到平衡。
图 1
图 2
如果4个桥臂中任意阻值发生变化使电桥失衡，而电桥有电压输出为
u y= 1 R 4 R0 u0
激励电源电压现为高频正弦波
u 0 = U 0 sin c t
即
u y= 1 R 4 R0 U 0 sin c t