通信原理实验指导书

实验三 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。

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、实验仪器

1、信号源模块 一块 2、调制模块 一块 3、20M双踪示波器 一

台

4、带话筒立体声耳机 一副

四、实验原理

幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使之随调制信号作线性变化的过程。 幅度调制器的一般模型如图3-1所示。

m(t)

s (t)m

c图3-1 幅度调制器的一般模型

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A0后与载波相乘，即可形成调幅信号。其时域表示式为

sAM(t) A0 m(t) cos ct

若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为

SAM( ) A0 ( c) ( c)

其典型波形和频谱（幅度谱）如图3-2所示

1

M( c) M( c) 2

m(t)

A0

m(tH

H

cos ct

C

S

AM(t

)

t

C

图3-2 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，m(t

)max A0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。

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3-3所示。

图3-3 AM调幅实验框图

上图中，由信号源模块DDS模拟信源直接提供调制信号A0 m(t)，即含直流分量的正弦模拟信号，同时将信号源模块384KHz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”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m(t)max A0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3-4所示。

AM输入

检波输出

解调输出

图3-4 AM解调实验框图（包络检波法）

实验中将AM调幅信号送入“AM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。

五、实验步骤

1、将信号源模块、调制模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。

2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，两个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线） 3、AM调幅

（1）信号源模块“DDS－OUT”测试点输出2KHz正弦波信号，调节“DDS调幅”

旋转电位器，使其峰峰值为1V左右。同时，调节“384K调幅”旋转电位器，使“384K正弦载波”输出峰峰值为3.6V左右。 （2）实验连线如下：

信号源模块 调制模块“模拟相乘法调制” DDS－OUT —————————— 基带输入 384K正弦载波————————— 载波输入

（3）调节“调制深度调节”旋转电位器，示波器双踪观测调制模块模拟相乘法调制

“基带输入”与“调制输出”信号。

此时，将示波器两通道幅度单位调到同一档，例如均为“1V/格”档位，理解基带信号是AM调幅信号的“包络”这一概念。

4、AM解调（包络检波法）

将AM调幅信号送入包络检波法“AM输入”测试点，观测“检波输出”与“解调输出”测试点波形，并对比模拟信号还原的效果。 5、模拟语音信号AM调幅与解调

用信号源模块模拟语音信源输出的“T－OUT”话音信号代替2K正弦信号送入模拟调制模块中，模拟解调模块还原的“解调输出”信号送回信号源模拟语音信源“R－IN”测试点，耳机接收话筒语音信号，完成模拟语音信号AM调幅与解调的整个过程。

实验六 脉冲编码调制与解调实验（PCM）

一、实验目的

1、掌握抽样信号的量化原理。 2、掌握脉冲编码调制的基本原理。

二、实验内容

1、对模拟信号脉冲编码调制，观测PCM编码。 2、将PCM编码解调还原。

三、实验仪器

1、信号源模块 一块 2、信源编码模块 一块 3、20M双踪示波器 一台 4、带话筒立体声耳机 一副

四、实验原理

1、抽样信号的量化原理

模拟信号抽样后变成在时间离散的信号后，必须经过量化才成为数字信号。 模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化两种。 非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔 v也小；反之，量化间隔就大。非均匀量化与均匀量化相比，有两个突出的优点：首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中往往是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例，因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的信噪比。

非均匀量化的实际过程通常是将抽样值压缩后再进行均匀量化。现在广泛采用两种对数

压缩，美国采用 压缩律，我国和欧洲各国均采用A压缩律。本实验中PCM编码方式也是采用A压缩律。

A律压扩特性是连续曲线，实际中往往都采用近似于A律函数规律的13折线（A=87.6）的压扩特性。这样，它基本保持连续压扩特性曲线的优点，又便于用数字电路来实现，如下图6-1所示。

图6-1 13折线特性

表6-1列出了13折线时的x值与计算得的x值的比较。

表 6-1 A律和13折线比较

表中第二行的x值是根据A 87.6计算得到的，第三行的x值是13折线分段时的值。可见，13折线各段落的分界点与A 87.6曲线十分逼近，同时x按2的幂次分割有利于数字化。

2、脉冲编码调制的基本原理

通常把从模拟信号抽样、量化，指导变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）。

在13折线法中，无论输入信号是正是负，均用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值。其中，用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落的起 …… 此处隐藏：9163字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……