通信系统实验报告

第一次系统实验（通信组）

实验四 常规双边带调幅与解调实验（AM ）

一、实验目的

1、 掌握常规双边带调幅与解调的原理及实现方法。 ２、掌握二极管包络检波法原理。 3、了解调幅信号的频谱特性。 4、了解常规双边带调幅的优缺点。

二、实验内容

1、完成常规双边带调幅,观测AM 信号的波形及其频谱.

2、采用二极管包络检波法，解调AM 信号.

三、实验原理

１、常规双边带调幅(ＡＭ)

常规双边带调制简称调幅（ＡM ）。假设调制信号()m t 的平均值为0，将其叠加一个直流偏量0A 后与载波相乘，即可形成调幅信号。其时域表示式为

[]0()()cos AM c s t A m t t ω=+

若()m t 为确知信号，则ＡＭ信号的频谱为

[][]01

()()()()()2

AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++-+

++- 其典型波形和频谱(幅度谱）如图４所示

cos c

ω()

m t

0(A m t +t

(AM S

t H

H

C

C

图４ AM 信号的波形和频谱

若()m t 为随机信号,则已调信号的频域表示必须用功率谱描述。

由波形可以看出,当满足条件:0max ()m t A ≤时，ＡＭ调幅波的包络与调制信号()m t 的形状完全一样,因此用包络检波的方法很容易恢复出原始调制信号；如果上述条件没有满足,就会出现“过调幅”现象,这时用包络检波将会发生失真。但是可以采用其它的解调方法。

由频谱可以看出,AM 信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成,参照图4－２所示，通常我们将已调信号频谱中画斜线的部分称为上边带,不画斜线的部分称为下边带。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像.因此，AM 信号是带有载波分量的上边带信号,它的带宽是基带信号带宽H f 的2倍,即

2AM H B f =

AM 信号的载波分量并不携带信息。当调制信号为单音余弦信号，即()cos m m m t A t ω=时,有用功率（用于传输有用信息的边带功率)占信号总功率的比例,即调制效率可以写为

2

22222

00()

2()m

AM

m

A m t A A A m t η==++ 在“满调幅”( 0max ()m t A =时,也称１00％调制)调节下,这时调制效率的最大值为

13AM η=。因此，ＡM 信号的功率利用率比较低。

AM 的优点在于系统结构简单,价格低廉,所以至今调幅制仍广泛用于无线电广播。 本实验采用的AM 调幅框图如下图5所示。

图5 AM 调幅实验框图

上图中，由信号源模块D ＤＳ模拟信源直接提供调制信号0()A m t +,即含直流分量的正弦模拟信号，同时将信号源模块38４K Ｈｚ正弦载波作为载波输入，两者相乘得到“ＡM 调

幅信号”输出。模块电路中“调制深度调节１（2)”旋转电位器可调节乘法器的调制深度。 2、包络检波法

解调是调制的逆过程,其作用是从接收的已调信号中恢复出原基带信号（即调制信号）。解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。

前面提到,当AM 信号在满足0max ()m t A ≤的条件下，其包络与调制信号()m t 的形状完全一样。因此,ＡM 信号一般都采用简单的包络检波法来恢复信号.

本实验采用的二极管峰值包络检波器如下图６所示。

二极管

包络检波

RC

低通滤波

调幅输入检波输出解调输出

图6 AM解调实验框图（包络检波法）

实验中将ＡM调幅信号送入“调幅输入",经二极管包络检波得到“检波输出”信号,它是AM调幅信号的包络，然后再经一级RC低通滤波器，还原出原调制信号。

四、实验测试记录

1、“基波输入”和“调幅输出"信号波形

分析:从图中可以看出,消息信号是AM调幅信号的包络。[]

()()cos

AM c

s t A m t t

ω

=+从表达式上来看，调幅信号的幅度真是消息信号加上一个常数，所以消息信号是ＡM调幅信号的包络。

2、“检波输出”和“解调输出”波形

分析：上图就是检波输出和解调输出的波形。检波输出(上方）的波形经过一个LPＦ就是解调输出（下方)的波形,低通滤波器滤除了高频分量,得到的波形更接近原来的波形。可以看出在幅度上与原信号有所差别。

实验五双边带抑制载波调幅与解调实验（DSＢ—ＳC AM)

一、实验目的

1、掌握双边带抑制载波调幅与解调的原理及实现方法。 ２、掌握相干解调法原理。

二、实验内容

1、采用乘法器实现DSB 调幅，观测DSB 调幅信号的波形及频谱。

2、采用相干解调法解调ＤSB 调幅信号.

三、实验原理

1、DSB 调幅

在常规双边带调幅过程中，载波不携带任何信息，信息完全由边带传送。因此，如果在ＡＭ调制模型中将直流0A 去掉,即可得到一种高调制效率的调制方式-—抑制载波双边带信号（DSB-ＳＣ),简称双边带信号（ＤSB ）。其典型波形和频谱如图7所示.

()

m t t

cos c t

ωt

t

H

H

C

C

(DSB S t

图7 DSB 信号的波形和频谱

DSB 信号的调制效率是1００％,即全部功率都用于信号传输。但由于DSB 信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号。DS Ｂ信号解调时需采用相干解调，也称同步检波。

DSB 信号虽然节省了载波功率，但它所需的传输带宽仍是调制信号带宽的两倍,与ＡM 信号带宽相同。

实验中采用如下框图8实现DSB 调幅。

调制输出

基带输入