通信电子线路Multisim仿真实验报告
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通信电子线路实验报告Multisim调制电路仿真
目录
一、综述 (3)
二、实验内容 (4)
1.常规调幅AM (4)
（1）基本理论 (4)
（2）Multisim电路仿真图 (5)
（3）结论： (8)
2.双边带调制DSB (8)
（1）基本理论 (8)
（2）Multisim电路仿真图 (9)
3.单边带调制SSB (10)
（1）工作原理 (10)
（2）Multisim电路仿真图 (11)
4.调频电路FM (12)
（1）工作原理 (12)
（2）Multisim电路仿真图 (12)
5.调相电路PM (13)
（1）工作原理 (13)
（2）Multisim电路仿真图 (14)
三、实验感想 (14)
一、综述
基带信号是原始的电信号，一般是指基本的信号波形，在数字通信调制技术中则指相应的电脉冲。
在无线遥测遥控系统和无线电技术中调制就是用基带信号控制高频载波的参数（振幅、频率和相位），使这些参数随基带信号变化。
用来控制高频载波参数的基带信号称为调制信号。
未调制的高频电振荡称为载波（可以是正弦波，也可以是非正弦波，如方波、脉冲序列等）。
调制方式按照调制信号的性质分为模拟调制和数字调制两类；按照载波的形式分为连续波调制和脉冲调制两类。
模拟调制有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。
数字调制有振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）、移相键控（PSK）和差分移相键控(DPSK）等。
脉冲调制有脉幅调制（PAM）、脉宽调制（PDM）、脉频调制（PFM）、脉位调制（PPM）、脉码调制（PCM）和增量调制（ΔM）。
⑴调幅(AM）：用调制信号控制载波的振幅，使载波的振幅随着调制信号变化。
已调波称为调幅波。
调幅波的频率仍是载波频率，调幅波包络的形状反映调制信号的波形。
调幅系统实现简单，但抗干扰性差，传输时信号容易失真。
⑵调频(FM）：用调制信号控制载波的振荡频率，使载波的频率随着调制信号变化。
已调波称为调频波。
调频波的振幅保持不变，调频波的瞬时频率偏离载波频率的量与调制信号的瞬时值成比例。
调频系统实现稍复杂，占用的频带远较调幅波为宽，因此必须工作在超短波波段。
抗干扰性能好，传输时信号失真小，设备利用率也较高。
⑶调相(PM）：用调制信号控制载波的相位，使载波的相位随着调制信号变化。
已调波称为调相波。
调相波的振幅保持不变，调相波的瞬时相角偏离载波相角的量与调制信号的瞬时值成比例。
在调频时相角也有相应的变化，但这种相角变化并不与调制信号成比例。
在调相时频率也有相应的变化，但这种频率变化并不与调制信号成比例。
(4)在模拟调制过程中已调波的频谱中除了载波分量外在载波频率两旁还各有一个频带，因调制而产生的各频率分量就落在这两个频带之内。
这两个频带统称为边频带或边带。
位于比载波频率高的一侧的边频带，称为上边带。
位于比载波频率低的一侧的边频带，称为下边带。
在单边带通信中可用滤波法、相移法或相移滤波法取得调幅波中一个边带，这种调制方法称为单边带调制(SSB）。
单边带调制常用于有线载波电话和短波无线电多路通信。
在同步通信中可用平衡调制器实现抑制载波的双边带调制（DSB-SC）。
在数字通信中为了提高频带利用率而采用残留边带调制(VSB），即传输一个边带（在邻近载波的部分也受到一些衰减）和另一个边带的残留部分。
在解调时可以互相补偿而得到完整的基带。
二、实验内容
1.常规调幅AM
（1）基本理论
振幅调制就是用调制信号去控制高频率的载波信号，使载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。
所得到的已调波就是调幅波
设载波信号为
u c(t)=U c cosωc t
低频的调制信号为
uΩ(t)=UΩcosΩt
所得条幅波的振幅可以表示为：
u(t) 其波形如图：
t
t
U
k
U
c
c
c
ω
cos
)
cos
U
1(Ω
+
=Ω
//条幅波要求所加大直流的电压值必须大于UΩ，否则已调波的包络并不能表示原始信号的变化而造成失真，通常将这种失真成为过调幅失真，此种现象是一定要避免的。
（2）Multisim电路仿真图
I.Mf=0.5
II.Mf=1
III.Mf=1.5
（3）结论：
Mf>1时出现过调幅，波形失真
2.双边带调制DSB
（1）基本理论
由调幅信号频谱分析可知，载波信号本身不包含信息，有用信息包含在上下边频上，因此为节省功率可只发射上下边频而不发射载波，这种方式称为双边带调制
其表达式可表示为：
u(t)=KU c UΩcosωc tcosΩt
其波形和频谱分别如图：
（2）Multisim电路仿真图
3.单边带调制SSB
（1）工作原理
因为边频中，任何一个边频已包含了调制信号的全部信息，所以为了节省频带，可进一步抑制掉其中一个边带，而只发送一个边频，这就是SSB。
它的表示式为：
u(t)=U m cos(ωc+Ω) 或u(t)=U m cos(ωc-Ω)t
原理框图：
（2）Multisim电路仿真图
4.调频电路FM
（1）工作原理
设调制信号为UΩcosΩt，根据调频定义。
调频波的瞬时频率应随u0线性的变化
ω(t)=ωc+KuΩcosΩt
瞬时相位
t
θ(t)=∫ω(t)dt
调频波为：
t
v(t)=Ucos(ωc t+k∫ω(t
)dt)
（2）Multisim电路仿真图
由于Multisim自带了Voltage controlled sine wave压控正弦振荡器，所以用其调频较为简单
5.调相电路PM
（1）工作原理
PM波的瞬时相位随uΩ线性变化，即PM波的瞬时相位: θ(t) =ωc t+ ϕo+k p UΩcosΩt=ωc t+ ϕo+m p cosΩt
其波形图为
（2）Multisim电路仿真图
三、实验感想
本次实验通过Multisim仿真直观地让我们认识到AM、FM、PM调制电路的工作原理和波形形状，并通过比较它们电路的异同，对课本知识有更深入的了解，对高频电路的课程学习十分有帮助。
不同调制电路是有联系的，理论上FM通过一个积分器可以得到PM波形，但是实际仿真的结果十分不理想，应该是和积分器的电阻电容选择有关。
DSB通过一个滤波器也能变成SSB，但仿真效果仍不理想，结果发现是滤波器设计不理想，很难实现带通。
在实验过程中发现，Multisim提供的一些封装好的器件可以大大简化电路，比如Voltage Controlled Sine Wave压控正弦电压源，可以根据输入波形的频率输出电压，再加上乘法器就可以得到调频电路；再比如PM、FM调制电路需要振荡器产生电源，而Multisim就有自由调节的电源。
