信号的调制过程

《数字信号处理》实验报告册

姓名：

学号：

班级：

北京航空航天大学宇航学院

2011年11月

2 实验序号

3 实验名称 信号的调制解调

完成人员

完成时间 2011.11.21

实验目的：

1：了解几种基本的信号调制解调原理；

2：掌握用数字信号处理的方法实现模拟电路中信号的调制与解调的方法；

3:通过理论推导得出相应结论，利用Matlab作为编程工具进行计算机验证实现，加深理解，建立概念。

实验结果：

1、利用Matlab 实现信号的调制，过调制，欠调制等状态：

2．用高频正弦信号分别实现对以下低频信号：周期方波信号、正弦信号、周期三角波信号

的调制，观察调制后频率分布状态。其中，低频信号的频率f=500Hz，最大幅值为2，高频信号的频率F=1000Hz，最大幅值为2。

3

4

将频域坐标进行转换使横坐标显示为频率值，得到的调制后频率集中在10000HZ附近

（这里与实验指导中的例图坐标不同，感觉此处以频率为横坐标是对的，调制后频率应在10000hz+/-500hz,而不是500hz附近）

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． 假设信号一为：y1=E0*cos(2*pi*fF*t); 信号二为AC+DC 模式，x1=Edc+Eac*cos(2*pi*fS*t); DC E 为可以改变的。调整 Edc 的值， 分别使m=0.5,1,2

超调后调制信号包络线失真

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7 4.为方便观察， 将频谱进行了平移变换。频谱图中，在10000HZ处出现较大冲击，在紧邻10000HZ两侧有较小冲击。

Eac=m/a,故可以通过改变Eac的值来改变调制率参数的值

8 5．模拟峰值检测（包络检波）电路中的二极管的功能， 信号一和信号二的设计及参数与上面步骤3. 中一样，

利用二极管的单向导通特性，将调制信号整合为单向信号，从而可以进一步得到调制信号包络线，滤波得到被调信号。

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6．峰值检测（包络检波）：假设，其中和如5．中设计的一样， 包络检波电路如下所示，自己设计程序实现包络检波。

通信原理实验报告AM调制

实验报告：AM调制实验

1.实验目的：

了解AM调制的原理，并通过实验观察并验证AM调制过程。

2.实验仪器：

-函数信号发生器

-带宽可调的示波器

-模拟电路实验板

-电压表

3.实验原理：

AM调制是一种将调制信号的幅度变化作用在载波上的调制方式。AM调制的过程可以通过以下公式表示：

信号载波：c(t) = A_c * cos(2 * π * f_c * t)

调制信号：m(t) = A_m * cos(2 * π * f_m * t)

调制过程：s(t)=(1+k_a*m(t))*c(t)

其中，A_c为载波的幅度，A_m为调制信号的幅度，f_c为载波频率，f_m为调制信号的频率，k_a为调制系数。

4.实验步骤： 1)将函数信号发生器的输出信号与实验板上的载波输入端相连，调整函数信号发生器的频率为f_c。

2)将函数信号发生器的信号输入m(t)与实验板上的调制信号输入端相连，调整函数信号发生器的频率为f_m。

3)调整函数信号发生器的幅度为A_m，调整实验板上的幅度调节旋钮为k_a。

4)将实验板上的输出端与示波器相连，观察并记录示波器上的波形。

5)通过调整示波器的水平和垂直缩放，观察调制波的特征和调制系数对波形的影响。

6)测量电压表上的数值，计算出调制信号的幅度。

5.实验结果：

实验过程中观察到载波和调制信号的波形均为正弦波，并且可以通过示波器的放大和缩小进行调整观察。

调制系数k_a的改变会使调制波的振幅发生变化，验证了调制信号的幅度变化作用在载波上的效果。

6.实验结论：

AM调制是一种将调制信号的幅度变化作用在载波上的调制方式。通过实验验证了调制信号的幅度变化对载波的影响。AM调制可以用于无线电广播、电视、通信等领域，是一种常用的调制方式。

7.实验思考： 通过调节示波器观察波形可以发现，调制信号的频率和载波的频率存在相互干扰的现象。这是因为在AM调制过程中，调制信号的频率会影响载波的相位，进而影响到波形的形状。这种相互干扰可以通过调整频率、调制系数等参数进行调节，以达到更好的调制效果。

8PSK调制解调过程总结

调制过程：

1.将数字信号转换为基带信号：将数字信号转换为相应的二进制码，并将其映射为符号序列。在8PSK调制中，使用8个不同的相位表示8种不同的二进制码，每个相位相隔45度。

2.调制：通过改变相位来为每个二进制符号赋予相应的相位值。根据要调制的二进制码，选择相应的相位，并在每个符号时间内保持相位不变。生成的调制信号在频域上具有更高的频率。

解调过程：

1.接收信号的采样：对接收的调制信号进行采样，以获取连续时间信号的离散值。

2.相位恢复：通过使用一个锁相环（PLL）来消除接收信号中的相位偏移。锁相环追踪并控制相位，以保持相位与发送信号保持一致。

3.符号恢复：通过比较连续采样值的相位来确定接收信号所代表的二进制码。最常用的方法是使用决策器，它将接收信号与参考相位进行比较，并输出最匹配的二进制码。

4.解调：将解调器的输出与数字解调表进行比较，以确定接收到的二进制码。

1.提供较高的数据传输速率，因为每个符号可以携带更多的信息。

2.在频谱效率方面具有优势，可以在相同带宽条件下传输更多的信息。 3.在信道质量较差的情况下，相较于其他调制技术，8PSK的误码率较低。

然而，8PSK调制解调技术也存在一些缺点：

1.在信号传输过程中，受到相位偏移和相位噪声的影响，容易引入误码。

2.相位恢复和符号恢复的过程相对复杂，需要较高的计算复杂度。

3.对于受到多径干扰和信道衰落影响的信号，8PSK调制解调技术的性能可能较差。

总结而言，8PSK调制解调技术是一种在高数据传输速率和频谱效率方面具有优势的数字调制技术。然而，在应用中需要注意相位偏移和相位噪声对其性能的影响，并且需要克服相位恢复和符号恢复过程的复杂性。

一、正弦信号的幅度调制

用低频调制电压去控制高频载波信号的幅度的过程称为幅度调制(或调幅)。

既然高频载波的幅度随低频调制波而变，所以已调波同样随时间而变。即

有

式中m是调幅波的调制系数(调幅度)。

，，

同时当m＜1时，实现了不失真的调制，而当m＞1时，调制后的波形包

络线，将与调制波不同，即产生了失真，或称超调。

利用三角公式将调制波表达式展开，可得：

式子表明，载波信号经单一信号调制后将出现三个频率分量，即载波频率分量fc，上边频分量fc+F，下边频分量fc-F。其频谱图如图所示：

由频谱图可见，幅度调制在频域上是将调制信号F搬移到了载频的两边，

其实质是一种频率变换。其带宽为：

在实际应用中，调制信号不是单一频率，例如：我们的讲话的语音信号，

其信号频率为几百至几千赫，经调制后，各个频率产生了各自的上边频和下边

频，叠加后形成了上边带和下边带，如图所示：

图中上下边频幅度相等，对称出现，这时调幅波的带宽为：是调制

信号频率的二倍

调幅波中各频率分量的功率关系：

将已调波加在负载电阻两端时，可以得到载波功率PC和每个边频分量功率P1、P2。 载波功率，上下边频功率。 在调制信号一周期内的平均功率为：。

式子表明：调幅波的输出功率随m增大而增大。当m=1时，

。

这表明，在m=1时，包含信息的边频功率仅为不包含信息的载波功率的

一半。这将能量损失掉了，很不经济。通常把这种调幅制称为普通调幅制

(AM)。这种调制对接收机可以简单，所以无线电 广播仍采用。

由于载波只是一运动载信息的工具，不包含有用信息。所以在发送时为节

约功率，可以只发送边带信号，而不发送载波。这种情况称为抑制载波的双边

带(DSB)信号发送。

它可以看成是调制信号和高频载波信号相乘得到：

K为乘法系数。

由于上下边带对称，为节省频带，采用抑制载波的单边带(SSB)信号发送，

其表达式为：

或

二、调幅波的解调电路(检波器) 调幅波的解调过程(不失真地还原信息)通常称为检波，实现该功能的电路