通信原理实验指导书(1)(4)

别对应最高截止频率为1K，10K，100K，1M的低通滤波器）。 4、 拨码开关SW02，用以选择合适的采样频率，详见表3-1。

七、实验报告要求

1、分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。

2、根据实验测试记录，在坐标纸上画出各测量点的波形图，并分析实验现象。

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实验三 常规双边带调幅与解调实验

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原理。 3、掌握调幅信号的频谱特性。

4、了解常规双边带调幅与解调的优缺点。 5、了解抑制载波双边带调幅和解调的优缺点。

二、实验内容

1、观察常规双边带调幅的波形。 2、观察常规双边带调幅波形的频谱。 3、观察抑制载波双边带调幅波形。 4、观察常规双边带解调的波形。

三、实验仪器

1、信号源模块 2、PAM&AM模块

3、频谱分析模块（可选）

4、20M双踪示波器 一台 5、频率计（可选） 一台 6、音频信号发生器（可选） 一台 7、立体声单放机（可选） 一台 8、立体声耳机（可选） 一副 9、连接线 若干

四、实验原理

（A）常规双边带调幅与解调 1、常规双边带调幅

所谓调制，就是在传送信号的一方（发送端）将所要传送的原始信号（其频率一般是较低的）“附加”在高频振荡信号上。所谓将原始信号“附加”在高频振荡上，就是利用原始信号来控制高频振荡的某一参数，使这个参数随原始信号的变化而变化。这里，高频振荡波就是携带原始信号的“运载工具”，所以也叫载波。而原始信号我们一般称之为调制信号。在接收信号的一方也就是接收端再经过解调（反调制）把载波所携带的信号取出来，得到原有的信息，解调过程也叫检波。调制与解调都是频谱变换的过程，必须用非线性元件才能完成。通常调制的载波可以分为两类：用连续振荡波形（正弦型信号）作为载波；用脉冲串或

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一组数字信号作为载波。连续波调制是用调制信号来控制正弦型载波的振幅、频率或相位，因而分为调幅、调频和调相三种方式；脉冲波调制是先用信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置等，然后再用这已调脉冲对载波进行调制，脉冲调制有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制等多种形式。

本实验模块所要进行的实验是连续波的振幅调制与解调，即常规双边带调幅与解调和抑制载波双边带调幅与解调。

我们已经知道，调幅波的特点是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化，这变化

的周期与调制信号的周期相同，振幅变化与调制信号的振幅成正比。为简化分析，假定调制信号是简谐振荡，即为单频信号，其表达式为：

u (t) U mcos t

图4-1 常规调幅波形

如果用它来对载波uc(t) Ucmcos ct（ c ）进行调幅，那么，在理想情况下，

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常规调幅信号为：

uAM(t) (Ucm kU mcos t)cos ct

Ucm(1 Macos t)cos ct （4－1） 其中调幅指数Ma k

U m

,0 Ma 1,k为比例系数。图4-1给出了u t ，uc t 和Ucm

uAM(t)的波形图。

从图中并结合式（4－1）可以看出，常规调幅信号的振幅由直流分量Ucm和交流分量

kU mcos t迭加而成，其中交流分量与调制信号成正比，或者说，常规调幅信号的包络（信

号振幅各峰值点的连线）完全反映了调制信号的变化。另外还可得到调幅指数Ma的表达式：

Ma

Umax UminUmax UcmUcm Umin

Umax UminUcmUcm

显然，当Ma>1时，常规调幅波的包络变化与调制信号不再相同，产生了失真，称为过

调制，如图4-2所示。所以，常规调幅要求Ma必须不大于1。

图4-2 过调制波形

式（4－1）又可以写成

uAM(t) Ucmcos ct

MaUcm

cos( c )t cos( c )t 2

（4－2）

可见，uAM(t)的频谱包括了三个频率分量： c（载波）、 c （上边频）和 c （下边频）。原调制信号的频带宽度是 （或F

），而常规调幅信号的频带宽度是2 2

（或2F），是原调制信号的两倍。常规调幅将调制信号频谱搬移到了载频的左右两旁，如图4-3所示。

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被传送的调制信息只存在于边频中而不在载频中，携带信息的边频分量最多只占总功率的三分之一（因为Ma≤1）。在实际系统中，平均调幅指数很小，所以边频功率占的比例更小，功率利用率更低。为了提高功率利用率，可以只发送两个边频分量而不发送载频分量，或者进一步仅发送其中一个边频分量，同样可以将调制信息包含在已调制信号中。这两种调制方式分别称为抑制载波的双边带调幅（简称双边带调幅）和抑制载波的单边带调幅（简称单边带调幅）。

图4-3 常规调幅波的频谱

2、双边带调幅实验电路

双边带调幅信号产生的具体电路原理图如图4-4所示。图中MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。通常振幅调制、同步检波、鉴频、混频、倍频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程，所以都可以采用集成模拟乘法器实现上述功能。而且采用模拟乘法器比采用分离器件如二极管和三极管要简单的多，性能也要更优越。所以目前在无线通信、广播电视等方面应用较多。本实验就是采用MC1496作为振幅调制器。高频载波信号从“载波输入”点输入，经高频耦合电容C08输入至U02（MC1496）的10脚。低频基带信号从“音频输入”点输入，经低频耦合电容E05输入至U02的1脚。C08为高频旁路电容，E06为低频旁路电容。调幅信号从MC1496的12脚输出。引脚2与3外接反馈电阻R19，用来扩展调制信号的电压的线性动态范围，R19增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减少。引脚14为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电时）。图中MC1496芯片引脚1和引脚4接两个100Ω和两个750Ω电阻及47K电位器用来调节输入馈通电压，调节P01，可以引入一个直流补偿电压，由于调制电压与直流补偿电压相串联，相当于给调制信号叠加了某一直流电压后与载波电压相乘，从而完成普通调幅。实际上，从此12脚输出的调幅信号接有一个U04组成的射随电路，来增加电路的带负载能力。输出后的调幅信号还要经过滤波，这样才能保证调幅信号的质量。双边带调幅的滤波电路如图4-5所示。

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图4-4 双边带调幅信号产生电路原理图

图4-5 双边带调幅信号的滤波

3、常规双边带解调

在解调电路中，采用二极管包络检波对调幅信号进行解调。包络检波是利用常规双边带调幅信号在时域内包络变化能反映调制信号变化规律这一特点形成的检波。调幅信号还可以采用相干解调的方法进行解调。但是包络检波电路比较简单，所以在工程中常常用到。包络检波器可以由一个整流器也就是检波器和一个低通滤波器组成。因为二极管D02的作用是实现高频包络检波，所以要求二极管的正向导通压降越小越好，在这里采用的是锗型二极管1N60，其正向导通电压UF≤0.3V，可以很好的满足要求。R28为负载电阻，C14 …… 此处隐藏：1960字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……