实验七调幅波信号的解调实验
一、实验目的：
1．进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法；
2．了解大信号峰值包络检波器的工作过程、主要指标及波形失真，学习检波器电
压传输系数的测量方法；
3．掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、实验电路说明：
1．幅度解调实验电路（一）---- 二极管包络检波器如图7-1所示。
图7-1
图中C1、C2为不同的检波负载电容，当其取值过小时，检波器输出的纹波较大。R2、R3为交流负载电阻，如过小，将出现负峰切割失真。
2.幅度解调实验电路（二）---同步检波器如图7-2所示。本电路中MC1496构成解调器，载波信号加在8—10脚之间，调幅信号加在1—4脚之间，相乘后信号由12脚输出，经C6、C7和R12组成的低通滤波器输出解调出来的调制信号。
四、实验仪器：
1．双踪示波器
2．万用表
3．频率计
4．实验箱及幅度调制、解调模块
5．高频信号发生器
图7-2
五、实验内容及步骤：
（一）二极管包络检波器：
1．从P1端输入载波频率fc=10MHz、调制信号频率fΩ=1KHz左右、u0=1.5V左右的调幅波（可从幅度调制器电路获得，注意每次均应调整好幅度调制器电路使其输出理想的调幅波），K1接C1，K2接负载电阻R3，用示波器测量检波器电压传输系数Kd。 2．观察并记录不同的检波负载对检波器输出波形的影响：
1）令输入调幅波的m>0.5，fc=10MHz、fΩ=1KHz和fΩ=10KHz，选择不同的检波负载电容，观察并记录检波器输出波形的变化；
2）令输入调幅波的m>0.5，fc=10MHz和fΩ=1KHz，选择不同的外接负载电阻R2和R3，观察并记录检波器输出波形的变化，此时，接入的检波电容应选择合适的电容值。
（二）集成电路构成的同步检波器：
1．从高频信号源输出fc=10MHz、uc=200mV的正弦信号到幅度解调电路的P1端作
为同步信号（其频率为调幅波的载波）；
2．从幅度解调电路的P2 端依次输入载波频率fc=10MHz，fΩ=1KHz ，us =1V左
右，调制度分别为m=0.3、m=1及m>1的调幅波。分别记录解调输出波形，并与调
制信号相比较；
3．将抑制载波的调幅波加至P2端，观察并记录解调输出波形，并与调制信号相比较。
六、实验报告要求：
1．整理各实验步骤所得的数据和波形，分析各实验步骤所得的结果。
2．在二极管包络检波器电路中，如果m=0.5、R1=5.1K、fΩ=1KHz，试估
算一下本实验不产生惰性和负峰失真时，负载电阻和检波负载电容值应各是多少？
3．实验的心得体会。
1．熟悉LM566单片集成电路的组成和应用。 2．掌握用LM566单片集成电路实现频率调制的原理和方法。 3．了解调频方波、调频三角波的基本概念。 4．掌握用LM565单片集成电路实现频率解调的原理，并熟悉其方法。 5．了解正弦波调制的调频方波的解调方法。 6．了解方波调制的调频方波的解调方法。 二、实验准备 1．做本实验时应具备的知识点： ? LM566单片集成压控振荡器 ?LM566组成的频率调制器工作原理 ? LM565单片集成锁相环 ?LM565组成的频率解调器工作原理 2．做本实验时所用到的仪器： ?万用表 ?双踪示波器 ? AS1637函数信号发生器 ?低频函数发生器（用作调制信号源） ?实验板5（集成电路组成的频率调制器单元） 三、实验内容 1．定时元件R T、C T对LM566集成电路调频器工作的影响。 2．输入调制信号为直流时的调频方波、调频三角波观测。 3．输入调制信号为正弦波时的调频方波、调频三角波观测4．输入调制信号为方波时的调频方波、调频三角波观测。 5．无输入信号时（自激振荡产生）的输出方波观测。 6．正弦波调制的调频方波的解调。 7．方波调制的调频方波的解调。 四、实验步骤 1．实验准备 ⑴在箱体右下方插上实验板5。接通实 验箱上电源开关，此时箱体上±12V、±5V电 源指示灯点亮。 ⑵把实验板5上集成电路组成的频率 调制器单元右上方的电源开关（K5）拨到ON 位置，就接通了±5V电源（相应指示灯亮）， 即可开始实验。 2．观察R T、C T对频率的影响（R T = R3+W l、
C T = C1） ⑴实验准备 ① K4置ON位置，从而C1连接到566的管脚⑦上； ②开关K3接通，K1、K2断开，从而W2和C2连接到566的管脚⑤上； ③调W2使V5=3.5V（用万用表监测开关K3下面的测试点）； ④将OUT1端接至AS1637函数信号发生器的INPUT COUNTER来测频率。 ⑵改变W1并观察输出方波信号频率，记录当W1为最小、最大（相应地R T为最小、最大）时的输出频率，并与理论计算值进行比较，给定：R3 =3kΩ，W1=1kΩ，C1=2200pF。 ⑶用双踪示波器观察并记录当R T为最小时的输出方波、三角波波形。 ⑷若断开K4，会发生什么情况？最后还是把K4接通（正常工作时不允许断开K4）。 3．观察输入电压对输出频率的影响 ⑴直流电压控制（开关K3接通，K1、K2断开） 先把W l调至最大（振荡频率最低），然后调节W2以改变输入电压，测量当V5在2.4V～4.8V变化（按0.2V递增）时的输出频率f，并将结果填入表1。 第二部分: 1．实验准备 ⑴在箱体右下方插上实验板5。接通实验箱上电源开关，此时箱体上±12V、±5V电源指示灯点亮。 ⑵把实验板5上集成电路组成的频率调制器单元（简称566 调频单元）的电源开关（K5）和集成电路组成的频率解调器单元（简称565鉴频单元）的电源开关（K1）都拨到ON位置，就接通了这两个单元的±5V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。 2．自激振荡观察 在565鉴频单元的IN端先不接输入信号，把示波器探头接到A点，便可观察到VCO自激振荡产生的方波（峰-峰值4.5V左右）。 3．调制信号为正弦波时的解调 ⑴先按实验十的实验内容获得正弦调制的调频方波（566调频单元上开关K1、K2接通，K3断开，K4接通）。为此，把低频函数发生器（用作调制信号源）的输出设置为：波形选择—正弦波，频率—1kHz，峰-峰值—0.4V，便可在566调频单元的OUT1端上获得正弦调制的调频方波信号。 ⑵把566调频单元OUT1端上的调频方波信号接入到565鉴频单元的IN端，并把566调频单元的W l调节到最大（从而定时电阻R T最大），便可用双踪示波器的CH1观察并记录输入调制信号（566调频单元IN端），CH2观察并记录565鉴频单元上的A点波形（峰-峰值为4.5V左右的调频方波）、B点波形（峰-峰值为40mV左右的1kHz正弦波）和OUT端波形（需仔细调节565鉴频单元上的W1，可观察到峰-峰值为4.5V左右的1kHz方波）。 ⑶调节565鉴频单元上的W1，可改变565鉴频单元OUT端解调输出方波的占空比。 五、数据处理
2017年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1）8月9日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。 （5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 【本科组】 一、任务 设计并制作一个调幅信号处理实验电路。其结构框图如图1所示。输入信号为调幅度50% 的AM信号。其载波频率为250MHz~300MHz，幅度有效值V irms 为10μV~1mV，调制频率为300Hz~ 5kHz。 低噪声放大器的输入阻抗为50Ω，中频放大器输出阻抗为50Ω，中频滤波器中心频率为10.7MHz，基带放大器输出阻抗为600Ω、负载电阻为600Ω，本振信号自制。 图1调幅信号处理实验电路结构框图 二、要求 1．基本要求 （1）中频滤波器可以采用晶体滤波器或陶瓷滤波器，其中频频率为10.7MHz；
（2）当输入AM信号的载波频率为275MHz，调制频率在300Hz~ 5kHz 范围内任意设定一个频率，V irms=1mV时，要求解调输出信号为V orms=1V±0.1V的调制频率的信号，解调输出信号无明显失真； （3）改变输入信号载波频率250MHz~300MHz，步进1MHz，并在调整本振频率后，可实现AM信号的解调功能。 2．发挥部分 （1）当输入AM信号的载波频率为275MHz，V irms在10μV~1mV之间变动时，通过自动增益控制（AGC）电路（下同），要求输出信号V orms稳定在1V±0.1V； （2）当输入AM信号的载波频率为250MHz~300MHz（本振信号频率可变），V irms在10μV~1mV之间变动，调幅度为50%时，要求输出信号V orms稳定在1V±0.1V； （3）在输出信号V orms稳定在1V±0.1V的前提下，尽可能降低输入AM信号的载波信号电平； （4）在输出信号V orms稳定在1V±0.1V的前提下，尽可能扩大输入AM信号的载波信号频率范围； （5）其他。 三、说明 1.采用+12V单电源供电，所需其它电源电压自行转换； 2.中频放大器输出要预留测试端口TP。 四、评分标准
海南大学 高频电子线路课程设计报告书 题目：AM波的调制与解调 姓名： 学号： 同组人： 年级：2011级 学院：信息科学技术学院 系别：电子信息工程 专业：电子信息工程《1》班 课程教师： 完成日期：2014 年01月08 日
目录 零、摘要 (2) 一、设计指标 (3) 二、系统框图 (3) 三、设计原理 (3) 1、正弦波振荡器 (3) 2、基极调幅电路 (4) 3、包络检波 (5) 4、LC集中选择性滤波器 (6) 四、设计单元电路 (6) 1、正弦波振荡器 (6) 2、基极调幅电路 (9) 3、包络检波 (12) 4、LC集中选择性滤波器…………………………………………………………14- 五、设计总电路……………………………………………………………………15- 1、总电路图………………………………………………………………………15- 2、仿真与分析……………………………………………………………………15- 六、元件清单………………………………………………………………………18- 七、电路的优缺点…………………………………………………………………18- 八、问题与解答……………………………………………………………………19- 九、心得体会………………………………………………………………………19- 十、参考文献………………………………………………………………………20-
AM波的调制与解调 摘要 在本次课程设计中，我们组以AM波的调制与解调电路为所设计的题目，运用proteus仿真软件，根据设计要求设计出电路。而设计思路就是运用正弦波振荡器产生高频电信号作为载波，其次通过基极调幅电路将调制信号附加在高频载波上进行调制，就会得到已调信号发送出去，在接收部分，我们用包络检波电路进行解调，但是解调出来的信号不纯，所以再用LC式集中选择性滤波器进行滤波，就可以输出低频信号。在你每个通信系统中，都必须有发送设备，传输煤质，和接收设备，二在本次设计当中，我们主要设计AM波的调制与解调过程。 本设计结合proteus仿真软件来对小功率调幅发射机电路的设计与调试方法进行研究。proteus软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。这个系统是本次设计的一个核心软件。 关键字：调幅解调正弦波振荡器基极调幅 包络检波LC集中式选择滤波器
通信原理课程设计报告
一. 2DPSK基本原理 1.2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。 定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设： ?Φ=0→数字信息“0”； ?Φ=π→数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1
DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π 或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0 2. 2DPSK信号的调制原理 一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。 图1.2.2 键控法调制原理图 码变换相乘 载波 s(t)e o(t)
实验六调幅波解调器实验报告 实验六调幅波解调器 一、实验目的 1、进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法。 2、了解二极管包括检波的主要指标、检波效率及波形失真。 3、掌握用集成电路实现同步检波的方法。 二、预习要求 1、复习课中有关调幅和解调原理。 2、分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。 三、实验仪器设备 1、双踪示波器 2、万用表 3、高频电路实验装置 四、实验电路说明 调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。调幅波解调方 法有二极管包括检波器、同 步检波器。 6 1、二极管包络检波器
适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程，它具电路简单，易于实现，本实验 如图6-1所示主要由二极管D及RC低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电特性和检波 负载RC的充放电过程实现检波，所以RC时间常数选择很重要，RC时间常数过大，则会 产生对角切割失真。RC时间常数太小，高频分量会滤不干净，综合考虑要求满足下式: ,m211/fo< ` 图 6-2 1496构成的解器 五、实验内容及步骤 注意:做出实验之前需恢复实验五的实验内容2(1)的内容。 (一)二极管包络检波器 实验电路见图6-1 1、解调全载波调幅信号 (1)m<30,的调幅波的检波 载波信号仍为Vc=100mV/100KHZ(有效值)调节调制信号幅度， 按调幅实验中实验内容3(2)的条件获得调制度m<30,的调幅度，并 将它加至图6-1二极管包括检波器V信号输入端，观察记录检波电AM 容为C1时的波形。 调 幅 解 调 电 路 的 设 计 ——高频电子线路期末设计 小组成员：彭银虎 200740620134 宋伟男 200740620138 王海燕 200740620144 杨静 200740620156 一、调幅解调电路的设计 任务： 1）.明确系统的设计任务要求，合理选择设计方案及参数计算； 2）.利用Protel99SE进行仿真设计；； 3）.画出电路图、波形图、频率特性图。 1．基本原理 （1）振幅调制 调幅指的是用需要传送的信息（低频调制信号）去控制高频载波的振幅，使其随调制信号线性变化。 若设载波为u c(t)=Ucmcosωc t, 调制信号为单频信号，即uΩ(t)=UΩmcosΩt, 则普通调幅信号为： u AM(t)= (U cm+kUΩm cos Ωt)cosωc t=U cm(1+M a cosΩt)cosωc t 其中M a=kaUΩm/Ucm为调幅指数（调幅度），ka为比例系数。普通调幅波的波形和频谱图如图（1）所示。 因为载波不包含信息，为了减小不必要的功率浪费，可以只发射上下边频，而不发射载波，称为抑制载波的双边带调幅信号，用DSB表示。 设载波为u c(t)=U cm cosωc t, 单频调制信号为uΩ(t)=Uωm cosΩt(Ω〈〈ωc), 则双边带调幅信号为: u DSB(t)=kuΩ(t)u c(t)=kUΩm U cm cosΩtcosωc t = 错误！未找到引用源。［cos (ωc+Ω)t+cos (ωc-Ω)t］ 其中k为比例系数。 可见双边带调幅信号中仅包含两个边频, 无载频分量, 其频带宽度仍为调制信号带宽的两倍。图（2）显示了单频调制双边带调幅信号的有关波形与频谱图。 需要注意的是, 双边带调幅信号不仅其包络已不再反映调制信号波形的变化, 而且在调制信号波形过零点处的高频相位有180°的突变。可以看出, 在调制信号正半周, cosΩt为正值, 双边带调幅信号u DSB(t)与载波信号u c(t)同相；在调制信号负半周, cosΩt为负值, u DSB(t)与u c(t)反相。所以, 在正负半周交界处, u DSB(t)有180°相位突变。另外，双边带调幅波和普通调幅波所占有的频谱宽度是相同的，为2Fmax。 因为双边带信号不包含载波，所以发送的全部功率都载有信息，功率有效利用率高。因此在本设计中，调幅模块我们采用的是抑制载波的双边带调幅信号。 （2）调幅信号的解调 调幅信号的解调是振幅调制的相反过程，是从已调高频信号中恢复调制信号，通常将这种调制称为检波。完成这种解调的电路称为振幅检波器。检波电路有包络检波和同步检波。本设计采用同步检波方式。 实验五BPSK调制及解调实验 一、实验目的 1、掌握BPSK调制和解调的基本原理； 2、掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路； 3、了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念； 4、熟悉BPSK调制载波包络的变化； 5、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法； 二、实验器材 1、主控&信号源、9号、13号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、BPSK调制解调（9号模块）实验原理框 PSK调制及解调实验原理框图 2、BPSK调制解调（9号模块）实验框图说明 基带信号的1电平和0电平信号分别与256KHz载波及256KHz反相载波相乘，叠加后得到BPSK调制输出；已调信号送入到13模块载波提取单元得到同步载波；已调信号与相干载波 相乘后，经过低通滤波和门限判决后，解调输出原始基带信号。 四、实验步骤 实验项目一BPSK调制信号观测（9号模块） 概述：BPSK调制实验中，信号是用相位相差180°的载波变换来表征被传递的信息。本项目通过对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证BPSK调制原理。 1、关电，按表格所示进行连线。 2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【BPSK/DBPSK数字调制解调】。将9号模块的S1拨为0000，调节信号源模块W3使256 KHz载波信号峰峰值为3V。 3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KHz。 4、实验操作及波形观测。 （1）以9号模块“NRZ-I”为触发，观测“I”； （2）以9号模块“NRZ-Q”为触发，观测“Q”。 （3）以9号模块“基带信号”为触发，观测“调制输出”。 深圳大学实验报告课程名称：通信电子线路 实验项目名称：振幅调制器 学院：信息工程 专业：通信工程 指导教师：张金凤 报告人：高源学号：2011130315 班级： 3 实验时间：2013.5.29 实验报告提交时间：2013.6.12 教务部制 实验板3（幅度调制电路单元） 三、实验基本原理 1. MC1496 简介 MC1496是一种四象限模拟相乘器，其内部电路以及用作振幅调制器时的外部连接如图5-1所示。 由图可见，电路中采用了以反极性方式连接的两组差分对（T1～T4），且这两组差分对的恒流源管（T5、T6）又组成了一个差分对，因而亦称为双差分对模拟相乘器。其典型用法是： ⑻、⑽脚间接一路输入（称为上输入v1）， ⑴、⑷脚间接另一路输入（称为下输入v2），⑹、⑿脚分别经由集电极电阻Rc接到正电源+12V上，并从⑹、⑿脚间取输出vo。⑵、⑶脚间接负反馈电阻Rt。⑸脚到地之间接电阻RB，它决定了恒流源电流I7、I8的数值，典型值为6.8kO。⒁脚接负电源-8V。⑺、⑼、⑾、⒀脚悬空不用。由于两路输入v1、v2的极性皆可取正或负，因而称之为四象限模拟相乘器。可以证明： 因而，仅当上输入满足v1≤VT (26mV)时，方有： 才是真正的模拟相乘器。本实验即为此例。 图5-1 MC1496内部电路及外部连接 2.1496组成的调幅器 用MC1496模拟乘法器组成的振幅调幅器实验电路如图4-2 所示。 图中，与图5-1 相对应之处是：R8对应于Rt，R9对应于RB，R3、R10对应于RC。此外，W1用来调节⑴、⑷端之间的平衡，W2用来调节⑻、⑽端之间的平衡。此外，本实验亦利用W1在⑴、⑷端之间产生附加的直流电压，因而当IN2 端加入调制信号时即可产生AM 波。晶体管BG1为射极跟随器，以提高调制器的带负载能力。 图4－2 1496组成的调幅器实验电路 振幅调制与解调练习题 一、选择题 1、为获得良好的调幅特性，集电极调幅电路应工作于 C 状态。 A ．临界 B ．欠压 C ．过压 D ．弱过压 2、对于同步检波器，同步电压与载波信号的关系是 C A 、同频不同相 B 、同相不同频 C 、同频同相 D 、不同频不同相 3、如图是 电路的原理方框图。图中t t U u c m i Ω=cos cos ω；t u c ωcos 0= （ C ） A. 调幅 B. 混频 C. 同步检波 D. 鉴相 4、在波形上它的包络与调制信号形状完全相同的是 （ A ） A ．AM B ．DSB C ．SSB D ．VSB 5、惰性失真和负峰切割失真是下列哪种检波器特有的失真 （ B ） A ．小信号平方律检波器 B ．大信号包络检波器 C ．同步检波器 6、调幅波解调电路中的滤波器应采用 。 （ B ） A ．带通滤波器 B ．低通滤波器 C ．高通滤波器 D ．带阻滤波器 7、某已调波的数学表达式为t t t u 6 3102cos )102cos 1(2)(??+=ππ，这是一个（ A ） A ．AM 波 B ．FM 波 C ．DSB 波 D ．SSB 波 8、AM 调幅信号频谱含有 （ D ） A 、载频 B 、上边带 C 、下边带 D 、载频、上边带和下边带 9、单频调制的AM 波，若它的最大振幅为1V ，最小振幅为0.6V ，则它的调幅度为( B ) A ．0.1 B ．0.25 C ．0.4 D ．0.6 10、二极管平衡调幅电路的输出电流中，能抵消的频率分量是 ( A ) A ．载波频率ωc 及ωc 的偶次谐波 B ．载波频率ωc 及ωc 的奇次谐波 C ．调制信号频率Ω D ．调制信号频率Ω的偶次谐波 11、普通调幅信号中，能量主要集中在 上。 ( A ) A ．载频分量 B ．边带 C ．上边带 D ．下边带 12、同步检波时，必须在检波器输入端加入一个与发射载波 的参考信号。 ( C ) A ．同频 B ．同相 C ．同幅度 D ．同频同相 13、用双踪示波器观察到下图所示的调幅波，根据所给的数值，它的调幅度为 （ C ） 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，SIMULINK 2．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 dt φωω==+ ...........................（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 MATLAB仿真信号的相位调制与解调 专业：通信与信息系统 姓名：赵* 学号:********* 指导老师：****教授 摘要 Psk调制是通信系统中最为重要的环节之一，Psk调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。本文首先分析了数字调制系统的基本调制解调方法，然后，运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方法的仿真模型。通过仿真，观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并结合这几种调制方法的调制原理，跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。最后，在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能，并通过比较仿真模型与理论计算的性能，证明了仿真模型的可行性。另外，本文还利用Matlab的图形用户界面（GUI）功能为仿真系统设计了一个便于操作的人机交互界面，使仿真系统更加完整，操作更加方便。 关键词：数字调制；分析与仿真；Matlab；Simulink；PSK；QPSK； 1.数字调制技术 (2) 2.PSK调制系统 (3) 2.1 QPSK调制部分，原理框图如图七所示 (6) 2.2 QPSK解调部分，原理框图如图八所示： (8) 3.用Simulink实现PSK调制 (9) 3.1 2PSK仿真 (9) 3.1.1调制 (9) 3.1.2 解调仿真 (12) 3.2 QPSK仿真 (13) 3.2.1 QPSK调制框图 (13) 参考文献 (18) 1.数字调制技术 通信按照传统的理解就是信息的传输与交换。在当今信息社会，通信则与遥感，计算技术紧密结合，成为整个社会的高级“神经中枢”。没有通信，人类社会是不可想象的。一般来说，社会生产力水平要求社会通信水平与之相适应。若通信水平跟不上，社会成员之间的合作程度就受到限制。可见，通信是十分重要的。 通信传输的消息是多种多样的，可以是符号的，文字的，数据和图像的等等。各种不同的消息可以分为两类：一类称为离散消息；另一类称为连续消息。离散消息的状态是可数的或离散的，比如符号，文字或数据等。离散消息也称数字消息。而连续消息则是其状态连续变化的消息，例如，连续变化的语音，图像等。连续消息也称模拟消息。因此按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号可以将通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。 数字通信有以下突出的特点：第一，数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错，原则上是可以控制的。第二，当需要保密的时候，可以有效的对基带信号进行人为的“扰乱”，即加上密码。 数字通信系统可以用下图表示： →→→→→→→→信数信信数信 信源 道 字受道源字信 息编编调 解译译信 源 码码调码码者 制 道 器 器 器 器 器 器 图一 数字通信在近20年来得到了迅速的发展，其原因是： （1） 抗干扰能力强 （2） 便于进行各种数字信号处理 （3） 易于实现集成化 （4） 经济效益正赶上或超过模拟通信 （5） 传输与交换可结合起来，传输电话与传输数据也可结合起来，成为一个 统一整体，有利于实现综合业务通信网。 计算机与信息工程学院实验报告 一、实验目的 1.掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 2.掌握用键控法产生2FSK信号的方法。 3.掌握2FSK过零检测解调原理。 4.了解2FSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 二、实验仪器或设备 1.通信原理教学实验系统 TX-6（武汉华科胜达电子有限公司 2011.10） 2.LDS20410示波器（江苏绿扬电子仪器集团有限公司 2011.4.1） 三、总体设计 3.1数字调制 3.1.1实验内容： 1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。 2、用示波器观察2FSK信号波形。 3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2FSK信号的频谱。 3.1.2基本原理： 本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2FSK信号。调制模块内部只用+5V电压。 数字调制单元的原理方框图如图1-1所示。 图1-1 数字调制方框图 本单元有以下测试点及输入输出点： ? CAR 2DPSK 信号载波测试点 ? BK 相对码测试点 ? 2FSK 2FSK 信号测试点/输出点，V P-P >0.5V 用1-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对 应关系如下： ? ÷2（A ） U8：双D 触发器74LS74 ? ÷2（B ） U9：双D 触发器74LS74 ? 滤波器A V6：三极管9013，调谐回路 ? 滤波器B V1：三极管9013，调谐回路 ? 码变换 U18：双D 触发器74LS74；U19：异或门74LS86 ? 2FSK 调制 U22：三路二选一模拟开关4053 ? 放大器 V5：三极管9013 ? 射随器 V3：三极管9013 2FSK 信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，通过分频和滤波得到。 2FSK 信号（相位不连续2FSK ）可看成是AK 与AK 调制不同载频信号形成的两个2ASK 信号相加。时域表达式为 t t m t t m t S c c 21cos )(cos )()(ωω+= 式中m(t)为NRZ 码。 2FSK 信号功率谱 设码元宽度为T S ，f S =1／T S 在数值上等于码速率， 2FSK 的功率谱密度如图所示。多进制的MFSK 信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。 本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2FSK 也具有离散谱。 3.2 数字解调 3.2.1 实验内容 1、 用示波器观察2FSK 过零检测解调器各点波形。 3.2.2 基本原理 2FSK 信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。 高频电路课程设计 完成期限：2011年12月16日 课题 基于MC1496调幅电路的设计 学院：电子通信工程学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 一．主要内容 用集成模拟乘法器MC1496设计调幅器 二．基本要求 1：电源电压12v 集成模拟乘法器MC1496 载波频率 f c=100KHZ 调制信号频率 fΩ=1KHZ 2：完成课程设计说明书，说明书应含有课程设计任务书，设计原理说明，设计原理图，要求字迹工整，叙述清楚，图 纸齐备。 3：设计时间为二周。 三．主要参考资料 1:李银华电子线路设计指导北京航天航空大学出版社2005.6 2:谢自美电子线路设计实验测试华中科技大学出版社2003.10 3:胡宴如高频电子线路高等教育出版社2009.1 2011年12月5日 目录 1.引言及课程题目的分析................................... 2课程题目的框图·····························3.课程设计的目的·····························4课程设计的内容………………………5课程设计的原理………………………6课程设计的步骤或计算……………… 7课程设计的结果与结论………………8参考文献……………………………… 一、引言 在高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混 频、倍频、鉴频、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[1]。目前在无线电通信、广播电视等方面得到广泛应用。本文利用Multisim11 软件仿真平台，对MC1496 构成的调幅电路进行软件仿真和实际电路测试，并分析比较测试结果。 二、题目分析 调幅调制和解调在理论上包括了信号处理，模拟电子，高频电子和通信原理等知识，涉及比较广泛。在实际上包括了各种不同信息传输的最基本原理，是大多数设备发射与接收的基本部分，所以我们做的这个课题是有很大的意义的。 本设计报告总体分为两大问题：信号的解调和 ****************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2014年春季学期 通信系统仿真训练课程设计 题目：4ASK载波调制信号的调制解调与性能分析 专业班级：通信工程四班 姓名：赵天宏 学号： 11250414 指导教师：彭清斌 成绩： 摘要 实际通信中的许多信道都不能直接传送基带信号，必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使得载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即正弦载波调制。通过MATLAB软件平台，设计并实现了多进制幅移键控（M-ary Amplitude-Shift Keying，MASK）中的四电平调制（4-ary Amplitude Shift Keying，4ASK）的调制系统和解调系统。本文首先介绍了四电平调制和解调的原理，随后介绍载波产生、振幅调制、振幅判别等功能模块的设计，最后给出了整体调制解调的模块图和仿真波形。 关键词：载波调制、数字通信、四电平调制和解调 目录 一、设计目的和要求 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计要求 (1) 二、设计内容及原理 (2) 2.1 四进制ASK信号的表示式 (2) 2.2产生方法 (3) 2.3 4ASK调制解调原理 (3) 三、运行环境及MATLAB简介 (6) 3.1运行环境 (6) 3.2 MATLAB简介 (6) 四、详细设计 (8) 4.1载波信号的调制 (8) 4.2调制信号的解调 (8) 4.3编程语言 (9) 4.4测试结果 (10) 五、调试分析 (11) 六、参考文献 (12) 总结 (13) 实验七 调幅波信号的解调 一、实验目的 1.进一步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调方法。 2.了解二极管包络检波的主要指标，检波效率及波形失真。 3.掌握用集成电路实现同步检波的方法。 二、预习要求 1.复习课本中有关调幅和解调原理。 2.分析二极管包络检波产生波形失真的主要因素。 三、实验仪器设备 1.双踪示波器 2.高频信号发生器 3.万用表 4.实验板G3 四、实验电路说明 调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波器和同步检波器。 1. 二极管包络检波器 适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程，它具有电路简单，易于实现，本实验如图6-1所示，主要由二极管D 及RC 低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电特性和检波负载RC 的充放电过程实现检波。 所以RC 时间常数选择很重要， RC 时间常数过大, 则会产生对角切割失真。RC 时间常数太小，高频分量会滤不干净。 综合考虑要求满足下式: m m RC f Ω-<<<<2 011 图中A 对输入的调幅波进行幅度放大（满足大信号的要求），D 是检波二极管， R4、C2、C3滤掉残余的高频分量，R5、和R P1是可调检波直流负载，C5、R6、R P2是可 调检波交流负载，改变R P1和R P2可观察负载对检波效率和波形的影响。 2.同步检波器 利用一个和调幅信号 的载波同频同相的载波信 号与调幅波相乘，再通过低 通滤波器滤除高频分量而 获得调制信号。本实验如图 6-2所示，采用1496集成 电路构成解调器，载波信号 V C经过电容C1加在⑧、⑩ 脚之间，调幅信号V AM经电 容C2加在①、④脚之间， 相乘后信号由(12)脚输出， 经C4、C5、R6组成的低通 滤波器，在解调输出端，提 取调制信号。 图7-2 1496构成的解调器 五、实验内容及步骤 注意:做此实验之前需恢复实验五的实验内容2（1）的内容。 (一)二极管包络检波器 实验电路见图7-1 1.解调全载波调幅信号 (1).m＜30%的调幅波的检波 载波信号仍为V C(t)=25sin2π×105(t)(mV)调节调制信号幅度，按调幅实验中实 验内容2(1)的条件获得调制度m＜30%的调幅波，并将它加至图6-1信号输入端， （需事先接入－12V电源），由OUT1处观察放大后的调幅波（确定放大器工作正 常），在OUT2观察解调输出信号，调节R P1改变直流负载，观测二极管直流负载 改变对检波幅度和波形的影响，记录此时的波形。 (2).适当加大调制信号幅度，重复上述方法，观察记录检波输出波形。 (3).接入C4，重复(1)、(2)方法，观察记录检波输出波形。 (4).去掉C4，R P1逆时针旋至最大，短接a、b两点，在OUT3观察解调输出信号，调节 R P2改变交流负载，观测二极管交流负载对检波幅度和波形的影响，记录检波输出 波形。 2.解调抑制载波的双边带调幅信号。 载波信号不变，将调制信号V S的峰峰值电压调至160mV，调节R P1使调制器输出为抑制载波的双边带调幅信号，然后加至二极管包络检波器输入端，断开a、b两点，观察记录检波输出OUT2端波形，并与调制信号相比较。 (二)集成电路(乘法器)构成解调器 实验电路见图7-2 1.解调全载波信号 基于Multisim的调幅电路的仿真 摘要：介绍了在Multisiml0仿真平台中构成集成电路模块的方法．并基于MuhisimlO仿真软件，对各个调幅电路进行仿真。依据仿真原理电路设计实物电路进行测试，并对仿真结果和实际电路测试所得数据进行分析比较。 关键词：调制调幅：包络检波；负峰切割失真；同步检波；Muhisiml0 1.前言 信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用，同时也是信号处理应用的重要问题之一，系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。论文利用Multisim提供的示波器模块，分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。 AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。与AM信号相比，因为不存在载波分量，DSB调制效率是100%。我们注意到DSB信号两个边带中任意一个都包含了M(w)的所有频谱成分，所以利用SSB调幅可以提高信道的利用率，所以选择SSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。 论文主要是综述现代通信系统中AM ,DSB,SSB调制解调的基本技术，并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关内容。同时加强了团队合作意识，培养分析问题、解决问题的综合能力。 2.基本理论 由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。 所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这个参数随调制信号的变化而变化，最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、 1. 基本内容 调幅信号的解调是调制的逆过程。本章主要内容包括振幅调制信号的解调原理、实现方法及电路等。 2 基本要求（1）理解并掌握调幅信号解调的原理、类型及实现模型。（2）掌握二极管包络检波器的工作原理和性能参数的估算方法。（3）掌握乘积型和叠加型同步检波器的组成原理及分析方法。 第一节概述 信号的解调是振幅调制的相反过程，是从已调高频信号中取出调制信号。通常将这种解调称为检波。完成这种解调的电路称为振幅检波器。 一、检波电路的功能 检波电路的功能是从调制信号中不失真的解调出原调制信号。当输入信号为高频等幅波时，检波器输出电压为直流电压。当输入信号为脉冲调制调幅信号的时，检波器输出电压为脉冲波。从信号的频谱来看，检波电路的功能是将已调波的边频或边带信号频谱般移到原调制信号的频谱处。 二、检波电路的分类 检波电路可分为两大类，包络检波和同步检波。包络检波是指检波器的输出电压直接反映输入高频调幅波包络变化规律的波形特点，显然只适合于普通调幅波的解调。同步检波主要应用于双边带调幅波和单边带调幅波的解调。 三、检波电路的主要技术指标 1. 检波电路的电压传输系数检波电路的电压传输系是指检波电路的输出电压和输入电压振幅之比。 2. 等效输入电阻 等效输入电阻定义为输入等幅高频电压的振幅与输入高频电流的基波分量振幅的比值。 3. 非线性失真系数 4.高频滤波系数高频滤波系数定义为，输入高频电压的振幅与输出高频电压的比值。 第二节二极管大信号包络检波器 大信号包络检波是高频输入信号的振幅大于0.5伏时，利用二极管对电容c充电，加反向电压时截止，电容c上电压对电阻R放电这一特性实现的。分析时采用折线法。 大信号包络检波的工作原理 1．原理电路及工作原理 图6―1(a)是二极管峰值包络检波器的原理电路。它是由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。 (6-1)式中,ωc为输入信号的载频,在超外差接收机中则为中频ωIΩ为调制频率。在理想情况下,RC网络的阻抗Z应为(6-2) 实验九QPSK/OQPSK 调制与解调实验 一、实验目的 1、了解用CPLD 进行电路设计的基本方法。 2、掌握QPSK 调制与解调的原理。 3、通过本实验掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法，了解星座图的作用及工程上的作用。 二、实验内容 1、观察QPSK 调制的各种波形。 2、观察QPSK 解调的各种波形。 三、实验器材 1、信号源模块 一块 2、⑤号模块 一块 3、20M 双踪示波器 一台 4、 连接线 若干 四、实验原理 （一）QPSK 调制解调原理 1、QPSK 调制 QPSK 信号的产生方法可分为调相法和相位选择法。 用调相法产生QPSK 信号的组成方框图如图12-1（a ）所示。图中，串/并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行的双极性序列。设两个序列中的二进制数字分别为a 和b ，每一对ab 称为一个双比特码元。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，得到图12-1（b ）中虚线矢量。将两路输出叠加，即得如图12-1（b ）中实线所示的四相移相信号，其相位编码逻辑关系如表12-1所示。 （a ） a(0)b(0) b(1) a(1) （b ） 图12-1 QPSK 调制 /并变换。串/并变换器将输入的二进制序列分为两个并行的双极性序列110010*********和 111101*********。双极性的a 和b 脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，然后将两路输出叠加，即得到QPSK 调制信号。 2、QPSK 解调 图12-2 QPSK 相干解调器 由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交2PSK 信号的合成，故它可以采用与2PSK 信号类似的解调方法进行解调，即由两个2PSK 信号相干解调器构成，其组成方框图如图12-2所示。图中的并/串变换器的作用与调制器中的串/并变换器相反，它是用来将上、下支路所得到的并行数据恢复成串行数据的。 （二）OQPSK 调制解调原理 OQPSK 又叫偏移四相相移键控，它是基于QPSK 的改进型，为了克服QPSK 中过零点的相位跃变特性，以及由此带来的幅度起伏不恒定和频带的展宽（通过带限系统后）等一系列问题。若将QPSK 中并行的I ，Q 两路码元错开时间（如半个码元），称这类QPSK 为偏移QPSK 或OQPSK 。通过I ，Q 路码元错开半个码元调制之后的波形，其载波相位跃变由180°降至90°，避免了过零点，从而大大降低了峰平比和频带的展宽。 下面通过一个具体的例子说明某个带宽波形序列的I 路，Q 路波形，以及经载波调制以后相位变化情况。 若给定基带信号序列为1 －1 －1 1 1 1 1 －1 －1 1 1 －1 对应的QPSK 与OQPSK 发送波形如图12-3所示。 1-1-11111-1-111-1111-11-111-11-1-111-11-1 基基基基I 基基Q P S K ,O Q P S K Q 基基 Q P S K Q 基基O Q P S K -1 图12-3 QPSK,OQPSK 发送信号波形 图12-3中，I 信道为U （t ）的奇数数据单元，Q 信道为U （t ）的偶数数据单元，而OQPSK 的Q 信道与其I 信道错开（延时）半个码元。 QPSK ，OQPSK 载波相位变化公式为 {}()33arctan ,,,()44 44j i j i Q t I t ππ?ππ? ????? =--???? ?????? ?@ QPSK 数据码元对应的相位变化如图12-4所示，OQPSK 数据码元对应相位变化如图 12-5所示调幅解调电路的设计.(DOC)
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