振幅调制与解调概述

信号与系统实验报告3、AM 振幅调制与解调实验模块一块。

【实验原理】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）将所要传送的信号（它的频率一般是较低的）“附加”在高频振荡信号上。

所谓将信号“附加”在高频振荡上，就是利用信号来控制高频振荡的某一参数，使这个参数随信号而变化，这里，高频振荡波就是携带信号的“运载工具”，所以也叫载波。

在接收信号的一方（接收端）经过解调（反调制）的过程，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。

调制的方式可分为连续波调制与脉冲波调制两大类，连续波调制是用信号来控制载波的振幅、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。

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：图1 常规调幅波形如果用它来对载波进行调幅，那么，在理想情况下，常规调幅信号为：其中调幅指数,k为比例系数。

图1给出了UΩ(t)，U c(t)和的波形图。

从图中并结合式（1）可以看出，常规调幅信号的振幅由直流分量U cm和交流分量kUΩm cosΩt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M a 的表达式：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2 所示。

所以，常规调幅要求Ma 必须不大于1。

图 2 过调制波形式（1）又可以写成可见，U AM (t) 的频谱包括了三个频率分量：ωc（载波）、ωc +Ω（上边频）和ωc -Ω（下边频）。

高频电子线路——振幅调制电路(AM,DSB,SSB)调制与解调目录摘要 (1)引言 (2)原理说明 (3)实验分析 (5)总结 (18)参考文献 (19)摘要MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。

其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。

函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。

在计算要求相同的情况下，使用MATLAB 的编程工作量会大大减少。

函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。

本文介绍了利用MATLAB函数仿真信号，建立双边带（DSB）调制与解调模型，分析双边带（DSB）调制与解调特性，仿真结果与理论很好地吻合，验证了仿真结果的正确性。

引言我们知道，信号通过一定的传输介质在发射机和接收机之间进行传送时，信号的原始形式一般不适合传输。

因此，必须转换它们的形式。

将低频信号加载到高频载波的过程，或者说把信息加载到信息载体上以便于传输的处理过程，称为调制。

所谓“加载”，其实质是使高频载波信号（信息载体）的某个特性参数随信息信号的大小呈线性变化的过程。

通常称代表信息的信号为调制信号，称信息载体信号为载波信号，称调制后的频带信号为已调波信号。

标准振幅调制（AM）是一种相对便宜，质量不高的调制形式。

在普通调幅波（AM）信号中，有用信息只携带在变频带内，而载波本身并不携带信息，但它的功率却占用了整个调幅波功率的绝大部分，因而AM调幅波的功率浪费大，效率低。

而在双边带调制（DSB）中，将载波分量抑制掉，就可形成抑制载波的双边带信号，从而提高效率。

由于上下边带包含信息相同，两个边带的发射是多余的，为节约频带，提高系统的功率和频带利用率，常采用单边带（SSB）调制系统。

PAM（脉冲振幅调制）是一种模拟调制技术，用于将模拟信号转换为脉冲序列，同时PAM调制解调器用于从脉冲序列中还原出原始的模拟信号。

以下是PAM 调制解调的基本原理：
PAM调制（脉冲振幅调制）：
1. 采样：首先，模拟信号会以一定的采样率进行采样。

采样率必须足够高，以捕捉模拟信号的高频成分，避免信息损失。

2. 量化：采样后的信号将会被量化为离散的振幅级别。

这一步骤将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。

3. 编码：量化后的离散信号转换为脉冲序列。

每个振幅级别对应一个脉冲幅度，形成离散的脉冲序列。

4. 调制：用脉冲序列来调制一个载波信号。

脉冲幅度决定了载波振幅的变化，从而实现了脉冲振幅调制。

PAM解调（脉冲振幅解调）：
1. 脉冲检测：接收端接收到经过传输的PAM信号，然后对每个脉冲进行检测，以确定脉冲是否存在。

2. 重构：脉冲检测后，通过对脉冲幅度进行重新构建，恢复出脉冲调制前的振幅级别。

3. 解量化：将重构后的振幅级别解量化，得到一系列的离散振幅。

4. 反采样：最后，对离散振幅进行反采样，以得到连续的模拟信号。

PAM调制解调的优点包括简单、易于理解和实现。

然而，PAM的主要缺点是对噪声和失真敏感，因此在实际通信中，通常会选择其他更先进的调制解调技术，如QAM（正交振幅调制）或PSK（相移键控）来应对这些问题。

通信信号的调制和解调技术随着科技的不断进步，通信技术在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

作为通信技术的核心，调制和解调技术起到了关键的作用。

本文将详细介绍通信信号的调制和解调技术，并分步骤进行说明。

一、调制技术1. 通信信号的调制是指将源信号转换为适合传输的调制信号。

调制技术可以将源信号变成需要传输的信号。

2. 常见的调制技术有：振幅调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。

3. 振幅调制（AM）是指通过改变调制信号的振幅来实现信号的调制。

这种调制技术广泛应用于广播和电视传输中。

4. 频率调制（FM）是指通过改变调制信号的频率来实现信号的调制。

这种调制技术常用于FM广播和音频传输。

5. 相位调制（PM）是指通过改变调制信号的相位来实现信号的调制。

这种调制技术在通信中也有广泛应用。

二、解调技术1. 通信信号的解调是指将调制后的信号还原为源信号的过程。

解调技术可以从调制信号中还原出源信号。

2. 解调技术主要包括同步、检测和滤波三个步骤。

3. 同步是指在解调过程中确保解调器的接收端和发送端保持同步，以便准确还原信号。

4. 检测是指将同步后的信号转化为模拟信号，以便后续处理。

5. 滤波是指通过滤波器去除解调后的信号中的噪声和杂波。

三、调制和解调的分类1. 数字调制和解调：数字调制和解调是指将数字信号转化为模拟信号或将模拟信号转化为数字信号的过程。

常用的数字调制技术包括正交振幅调制（QAM）和相移键控（PSK）等。

2. 模拟调制和解调：模拟调制和解调是指将模拟信号转化为模拟调制信号或将模拟调制信号转化为模拟信号的过程。

常用的模拟调制技术包括调幅调制（AM）、调频调制（FM）和调相调制（PM）等。

四、应用举例1. 无线通信：无线通信中广泛应用的调制技术包括频率调制和相位调制。

比如，蜂窝通信系统中使用的GSM系统就是用的GMSK（高斯最小频移键控）的调制技术。

2. 数字电视：数字电视通过使用数字调制技术将视频信号转化为数字信号进行传输，并通过解调技术将数字信号还原为视频信号。

《高频电子线路》振幅调制与解调实验报告课程名称：高频电子线路实验类型：设计型实验项目名称：振幅调制与解调一、实验目的和要求通过实验，学习振幅调制与解调的工作原理、电路组成和调试方法，学习用差分对电路实现AM调制和包络检波电路的设计方法，利用Multisim仿真软件进行仿真分析实验。

二、实验内容和原理1、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二极管峰值包络检波器，同步检波器。

2、实验内容（1）设计单差对管实现AM调幅信号电路图。

（2）在电路中双端输入频率为1MHz的载波信号，单端输入频率为10kHz的调制信号，模拟仿真产生AM信号，并用双踪示波器观察调制信号和AM信号波形。

（3）用频谱分析仪测试AM信号的频谱，并进行理论分析对比。

（4）对AM信号采用包络检波，设计检波电路，仿真分析，用双踪示波器观察检波后的调制信号波形。

（5）混频实验仿真分析。

三、主要仪器设备计算机、Multisim仿真软件、双踪示波器、函数发生器、频谱分析仪、直流电源。

四、操作方法与实验步骤及实验数据记录和处理1、设计单差对管实现AM调幅信号电路图2、在电路中Q1和Q2的基极双端接入函数发生器，函数发生器的频率设为1MHz，幅度设为10Vp。

在Q3的基极单端接入函数发生器，其频率设为10kHz，幅度为20Vp。

进行模拟仿真，用双踪示波器观察产生AM信号和调制信号。

3、在Q2的集电极接入频谱分析仪，观察AM信号的频谱结构。

为了便于观察，可将Q3的基极的函数发生器的频率设置为0.5MHz，测量并记录输出信号的频率成分。

C1200pF R2100ΩR1100ΩL1126uH R43kΩXSC3V112VR31.2kΩR55.6kΩR64.7kΩR74.7kΩV212VR810kΩXFG1COMXFG2COMQ12N2923Q22N2923Q32N2923XSA1TINAM 输出信号 f 1（MHz ）f 2（MHz ）f 3（MHz ）测量频率 理论计算频率4、包络检波实验，用双踪示波器观察原调制信号和包络检波后恢复的调制信号。