角度调制实验

实验三PM调制与解调
1．实验目的和要求
用MATLAB实现信号的PM调制与解调
2．实验内容
对已知调制信号进行PM调制与解调；
3．软件概要设计说明,功能模块及流程和工作原理
角度调制信号的一般表示形式为：S
m （t）=Acos[ω
C
t+φ(t）]
式中，A是载波的恒定振幅；［ω
C t+φ（t）］是信号的瞬时相位，而φ(t）称为瞬时相位偏移；d［ω
C
t+
φ（t)]/dt为信号的瞬时频率,而dφ（t)/dt称为瞬时频率偏移，即相对于ω
C
的瞬时频率偏移。

图1 PM调相信号的产生
4．SIMULINK实现的仿真
本设计主要用到通信工具箱的函数是调制与解调：ademod( ）模拟带通信号解调,ademodce( ）模拟基带信号解调,amod（ ) 模拟带通信号调制,amodce( ) 模拟基带信号调制。

以完成设计的任务：模拟信号的调制
与解调。

假定基频信号为m（t）=cos(20π＊t），载波频率f
c =100Hz，相位偏差K
p
=π, 仿真电路如图所示:
运行结果:
5．实习的收获、心得、问题、困难和建议
这次实验还是比较成功的,在实验中遇到了很多问题，上网查资料终于解决，有点小小的成就感，终于觉得平时所学的知识有了实用的价值，达到了理论与实际相结合的目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，使自己对以后的路有了更加清楚的认识，同时，对以后有了更多的信心.。

第六章 角度调制系统6-1设角度调制信号()()0cos 200cos m S t A t t ωω=+ ①若()S t 为FM 波，且4F K =，试求调制信号()f t ； ②若()S t 为PM 波，且4P K =，试求调制信号()f t ； ③ 试求最大频偏max |FM ω∆及最大相位移max ()|PM t ϕ。

解：①FM 已调信号瞬时相位为0()200cos m t t t θωω=+，对其取导数得到瞬时角频率为00()()(200)sin ()m m F d t t t K f t dtθωωωωω==+-=+ 因此调制信号为()50sin m m f t t ωω=-② PM 已调信号瞬时相位为00()200cos ()m P t t t t K f t θωωω=+=+因此调制信号为()50cos m f t t ω=③ 由FM 信号瞬时频率0()(200)sin m m t t ωωωω=+-，可得最大频偏为m FM ωω200|max =∆由PM 信号瞬时相位t t m ωϕcos 200)(=，可得最大相偏为200|)(max =PM t ϕ6-2用频率为10kHz ，振幅为1V 的正弦基带信号，对频率为100MHz 的载波进行频率调制，若已调信号的最大频偏为1MHz ，试确定此调频信号的近似带宽。

如果基带信号的振幅加倍，此时调频信号的带宽为多少？若基带信号的频率加倍，调频信号的带宽又为多少？ 解：①由题目可知6110f Hz ∆=⨯ ，4110m f Hz =⨯ 。

根据卡森带宽公式可以得到调频信号的带宽近似为Hz f f B m FM 61002.2)(2⨯=+∆≈② 以单音调制为例：m F A K =∆ω。

当A m 加倍时，ω∆加倍，故此时调频信号最大频偏为Hz f 6102'⨯=∆其带宽近似为Hz f f B m FM 61002.4)'(2⨯=+∆≈③m f 加倍，Hz f f m m 310202'⨯==，则调频信号带宽近似为Hz f f B m FM 61004.2)'(2⨯=+∆≈6-3将正弦信号m(t)=cos2πf m t 进行角度调制，若载频f c =100 Hz ，f m =f c /4。

θ调制实验一、实验目的进一步了解空间滤波的概念和了解颜色合成的一种方法二、实验原理θ调制属于空间滤波的一种形式，它只是用不同取向的光栅对物平面的各个部分调制（编码），通过特殊滤波器控制像平面相应部位的灰度（用单色光照明）或彩色（用白光照明）的一种方法。

本实验是用白光照明透明物体，在输出平面上得到彩色图像的有趣实验，透明物体就是本实验中使用的调制光栅。

在这个光栅上，天安门、草地、天空分别由三个不同取向的光栅组成。

拼图时利用光栅的不同取向把准备“着上”不同颜色的部位区分开来。

三、实验仪器1.带有毛玻璃的白炽灯光源S2.准直镜L1：f1=225mm3.二维调整架：SZ-074.θ调制板（或三维光栅）5.干板架：SZ-126.傅立叶透镜L2:f2=150mm7.θ调制频谱滤波器:SZ-408.傅立叶透镜L3:f3=150mm9.白屏H：SZ-1310.滑座111.滑座112.滑座313.滑座114.滑座315.滑座116.滑座117.导轨四、仪器实物图及原理图S 22511027013017080L1L2L3L1θ调制板θ调制频谱滤波器L2L3H H 1234567891011121314151617图一五、实验步骤1、把全部器件按图一顺序摆放在导轨上，靠拢后目测调至共轴。

2、将光源S 放于准直镜L1的物方焦距F1处，并使从L1出来的平行光垂直的照射在θ调制板上。

3、将屏置于离θ调制板1米处，前后移动L2，使θ调制板的图像清晰的成在屏上。

4、在傅氏面上加入θ调制频谱滤波器，在θ调制频谱滤波器上看到光栅的衍射图样。

三行不同取向的衍射极大值是相对于不同取向的光栅，也就是分别对应于图像的天空、房子和草地，这些衍射极大值除了0级波没有色散以外，一级、二级……都有色散，由于波长短的光具有较小的衍射角，一级衍射中蓝光最靠近0级极大，其次为绿光，而红光衍射角最大。

5、调节θ调制频谱滤波器上滑块的通光的宽度和通光的位置，使相应于草地的一级衍射图上的绿光能透过θ调制滤波器通过成像物镜L 3将彩色像成像在屏上，用同样的方法，使相应于房子一级衍射的红光和相应于天空部分的一级衍射的蓝光能透过，这时候在屏幕上的像就会出现蓝色天空，红色天安门，绿色草地。

实验七、相位调制与解调实验一、实验目的：1、了解相位调相、解调的基本原理与方法2、掌握相位调相、解调的典型电路二、实验内容：1. 调相电路：调相就是用调制信号x去控制高频载波信号的相位。

常用的是线性调相，即让调相信号的相位按调制信号x的线性函数变化。

调相信号us的一般表达式可写为：Us=Uicos(ωct+mx)1.1 元件与设备：传感器实验主板；芯片LF358（两片）；电阻若干、电容一个；跳线若干1.2 实验步骤:（1）按图9.1接好线路；（2）向Ui输入一个正弦波（8KHz以上），分别用DRVI（示波器）观察Ui和Us的波形差别，同时分别调节可调电阻（R148），观察幅值和频率的变化以及失真的情况。

2. 鉴相电路：鉴相就是从调相信号中将反映被测量变化的调制信号检出来，实现调相信号的解调，又称为相位检波。

鉴相电路由放大与整形电路（使输入信号稳定不失真）、单稳态触发器（用于形成窄脉冲波）、RS触发器（产生一个与输入信号相位差相对应的脉冲）、二阶低通滤波器四大部分组成。

2.1 元件与设备：传感器实验主板；芯片LM351（2片），74121两片，74ls74一片；电阻、电容若干；跳线若干；稳压管两个2.2 实验步骤:（1）按图7.2和图7.3接好线路；（2）接通电源，将调相信号Ui（频率要高些十几KHz）和参考信号Us分别接入图7.2鉴相电路的Us1端和Uc1端。

用DRVI（示波器）分别观察Us1端、Uc1端、放大与整形电路的Us2端、Uc2端。

应该产生与图7.4相对应的波形。

（放大与整形电路的输入端输出的方波失真，可以分别调节对应的电阻R1、R31）。

将观察的效果和下面图7.3比较。

2.2.3观察到Uo的电压值与两信号的相位差（test）成线性关系。

7.1调相电路7.2鉴相电路7.3鉴相电路7.4 鉴相波形三、实验总结调相是调制信号X的波形，婆媳可以任意规律变化，调相信号与载波信号的相位随X变化，当X<0时,调相信号滞后于载波信号,当X>0时,则超前于载波信号。

实验四 角度调制实验一、实验目的1、掌握调频与调相以及解调的基本原理。

2、理解模拟调制在通信系统中的作用。

3、进一步掌握傅立叶变换的原理。

二、实验原理： 1、角度调制 （1）角度调制角度调制信号的表达式为：()cos[()]m c s t A t t ωφ=+式中，A －载波的恒定振幅；()()c t t t ωφθ+=－信号的瞬时相位；()t φ－瞬时相位偏移；[()]/c d t t dt t ωφω+=－称为瞬时角频率；()/d t dt φ－称为瞬时频偏。

（1）频率调制(FM)：FM 信号表达式()cos[()]FM c fs t A t K m d ωττ=+⎰瞬时频率偏移随调制信号成比例变化，即()()f d t K m t dtφ=，式中f K －调频灵敏度，单位是/rad V 。

这时相位偏移为()()ft K m d ϕττ=⎰（2）相位调制(PM)()cos[()]PM c p s t A t K m t ω=+瞬时相位偏移随调制信号作线性变化，即()()p t K m t φ=，式中p K －调相灵敏度，含义是单位调制信号幅度引起PM 信号的相位偏移量，单位是/rad V 。

（3）单音调制FM 与PM设调制信号为单一频率的正弦波，即()cos cos2m m m m m t A t A f t ωπ== 用它对载波进行相位调制时，将上式代入后得到：()cos[()]PM c p s t A t K m t ω=+PM ()cos[cos ]cos[s ]c p m m c p m s t A t K A t A t m co t ωωωω=+=+式中，p p m m K A =－调相指数，表示最大的相位偏移。

用它对载波进行频率调制时，将()cos cos2m m m m m t A t A f t ωπ==代入()cos[()]FM c f s t A t K m d ωττ=+⎰ 得到FM 信号的表达式：FM ()cos[cos ]cos[n ]c f m m c f m s t A t K A d A t m si t ωωττωω=+=+⎰式中，f mf mmmK A fm f ωωω∆∆===－调频指数，表示最大的相位偏移；f m K A ω∆=－最大角频偏；f m f m f ∆=⋅－最大频偏。

fc = 150; %载波频率fs = 550; %采样频率t = (0 :0.001:0.18); %时间区域x = sin(3*pi*50*t); %调制信号y = modulate(x,fc,fs,'FM');%对调制信号FM调制z = modulate(x,fc,fs,'PM');%对调制信号PM调制y1 = y + awgn(y,10,0);%y = awgn(x,SNR) 在信号x中加入高斯白噪声。

信噪比SNR以dB为单位。

x的强度假定为0dBW。

如果x是复数，就加入复噪声。

%y = awgn(x,SNR,SIGPOWER) 如果SIGPOWER是数值，则其代表以dBW为单位的信号强度；如果SIGPOWER为'measured'，则函数将在加入噪声之前测定信号强度。

z1 = z + awgn(z,10,0);%已调信号plot(t,x);title('调制信号波形图');xlabel('t');ylabel('x');plot(t,y);xlabel('t(s)');ylabel('y');title('FM波形图');plot(t,z);xlabel('t(s)');ylabel('y');title('PM波形图');a=fft(x,1024); %对x进行傅利叶变换f1=(0:length(a)-1)*fs/length(a) -fs/2;%figureb=fft(y1,1024); %对y1进行傅利叶变换--plot(f2,abs(b));f2=(0:length(b)-1)*fs/length(b) -fs/2;%figurec=fft(z1,1024); %对y2进行傅利叶变换f3=(0:length(c)-1)*fs/length(c) -fs/2;plot(f1,abs(a));xlabel('Frequence(Hz)');ylabel('powerSpectrum(x)');title('调制信号频谱图');plot(f2,abs(b));xlabel('Frequence(Hz)'); ylabel('Power Spectrum(y)');title('FM频谱图');plot(f3,abs(c));xlabel('Frequence(Hz)'); ylabel('Power Spectrum(y)');title('PM频谱图');。

目录实验一高频小信号放大实验 (1)实验二高频谐振功率放大实验 (4)实验三LC振荡器实验 (7)实验四石英晶体振荡器实验 (10)实验五二极管环形混频实验 (12)实验六乘法器混频实验 (14)实验七幅度调制与解调实验 (16)实验八角度调制与解调实验 (20)实验一高频小信号放大实验一、实验目的1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。

二、实验内容1、测量各放大器的电压增益。

三、实验仪器1、20MHz示波器一台2、数字式万用表一块3、调试工具一套四、实验基本原理1、单级单调谐放大器图1－1 单级单调谐放大器实验原理图实验原理图如图1－1所示，本实验的输入信号（10.7MHz）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。

信号从TP5处输入，从TT2处输出。

调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。

2、单级双调谐放大器图1－2 单级双调谐放大器实验原理图实验原理图如图1－2所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。

两个谐振回路通过电容C20（1nF ）或C21（10 nF ）耦合，若选择C20为耦合电容，则TP7接TP11；若选择C21为耦合电容，则TP7接TP12。

五、实验步骤1、计算选频回路的谐振频率范围若谐振回路的电感量为1.8uH ～2.4uH ，回路总电容为105 pF ～125pF （分布电容包括在内），根据公式LCf π21=计算谐振回路谐振频率0f 的范围。

2、单级单调谐放大器 （1）连接实验电路在主板上正确插好小信号放大器模块，开关K1、K2、K3、K5向左拨，主板GND 接模块GND ，主板＋12V 接模块＋12V 。

TP9接地，TP8接TP10。

检查连线正确无误后，打开实验箱左侧的船形开关，K5向右拨。

若正确连接，则模块上的电源指示灯LED4亮。

角度调制电路某某某（某某大学某某班，湖北某某号）摘要：角度调制是用调制信号去控制载波信号角度(频率或相位) 变化的一种信号变换方式, 可以分为频率调制( FM ) 和相位调制( PM )。

通过对FM和PM调制与解调的工作原理的分析，建立FM和PM调制与解调的数学模型。

利用matlab进行性能仿真和分析，给出了FM和PM调制与解调的仿真代码，提高设计效率的同时保证了电路设计的质量。

关键词：FM和PM调制matlab 仿真Abstract：The angle modulation is a modulation signal to control the angle of the carrier signal (frequency or phase) of a change in the signal conversion, it can be divided into a frequency modulation (FM) and phase modulation (PM).Through the analysis on the basic circuit and the working principle that FM and PM modulation and demodulation, we establish mathematical model of FM and PM modulation and demodulation.By using the matlab’s performance simulation and analysi s, we give the FM and PM modulation and demodulation though using the transistor’s equivalent circuit on high- frequency parameters. We can develop the circuit design’s efficiency and its’quality.Key words:FM and PM modulation matlab simulate引言在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的命脉。

实验二 θ调制实验一、实验目的1．了解空间频率、阿贝成像原理以及θ调制的原理。

2．会利用光学原件组装θ调制光路。

二、实验原理1．阿贝成像原理阿贝认为在相干平行光照射下，显微镜的成像可分为两个步骤。

第一个步骤是通过物的衍射在物镜后焦面上形成一个初级干涉图；第二个步骤则为物镜后焦面上的初级干涉图复合为像(如图1所示)。

成像的这两个步骤本质上就是两次傅里叶变换。

物的复振幅分布是g(x,y)，可以证明在物镜的频谱面（后焦面）上的复振幅分布是g(x,y)的傅里叶变换(,)x y G f f 。

所以第一个步骤起的作用就是把光场分布变为空间频率分布。

而第二个步骤则是又一次傅里叶变换将(,)x y G f f 又还原到空间分布g’(x’,y’)。

物是空间不同频率的信息的集合,第一次付立叶变换是分频的过程,第二次付立叶逆变换是合频过程,形成新的不同频率的信息的集合—象.( 付立叶变换在物理上代表原函数—空间周期函数的频谱)。

如果这两次傅氏变换完全是理想的，信息在变换过程中没有损失，则像和物完全相似。

但由于透镜的孔径是有限的，总有一部分衍射角度较大的高次成分（高频信息）不能进入物 镜而被丢弃了。

所以物所包含的超过一定空间频率的成分就不能包含在像上。

如果高频信息没有到达像平面，则无论显微镜有多大的放大倍数，也不能在像平面上分辨这些细节。

这是显微镜分辨率受到限制的根本原因。

2．光学滤波在光学信息处理中，依据傅立叶逆变换公式，通过改变频谱函数，就可改变象函数。

在频谱面上人为地放置一些滤波器，以该变频谱面所需位置上的光振幅或位相，便可得到所需要的象函数。

这个改变频谱函数的过程就是空间滤波。

3．θ调制与空间彩色编码θ调制技术是阿贝原理的应用。

θ调制是白光照射透明物体,物体不同部分是取向不同的刻痕光栅,在接收面上形成彩色图像。

第一步入射光经物平面发生夫琅禾费衍射，在透镜的后焦面上形成一系列衍射斑（即物的频谱）这一步称“分频”。

实验一：标准调幅（AM ）系统电子c121班 姓名 学号一．实验目的1．学习使用SYSTEMVIEW 构建简单的仿真系统。

2．掌握调幅信号产生和解调的过程及实现方法。

3．研究信道噪声对调幅信号的影响。

二．实验原理1．调制幅度调制是无线电通信中最常用的调制方式之一。

普通的调幅广播就是它的典型应用。

幅度调制的基本原理是用基带信号（调制信号）控制高频载波的幅度，使其携带基带信号信息，从而实现信息的传输。

调制的基本作用是频谱搬移，其目的是进行频率变换，使信号能够有效的传输（辐射）或实现信道的多路复用。

根据频谱特性的不同，通常可将调幅分为标准调幅（AM ），抑制载波双边带调幅（DSB ），单边带调幅（SSB ）和残留边带调幅（VSB ）等。

2．调制信号的实现方法设f （t ）为调制信号，高频载波为C （t ）=A 0cos （ω0t ＋θ0）（1）标准调幅AM 信号可以表示为：S AM （t ）=［A 0＋f （t ）］cos （ω0t ＋θ0）已调信号的频谱为（设θ。

＝0）S AM （ω）=πA o ［δ（ω-ωo ）＋δ（ω＋ω0）］＋1／2［F （ω-ωo ）＋F （ω＋ωo ）］标准调幅的数学模型如图1-1所示。

图1-l 标准调幅的数学模型（2）抑制载波双边带调幅DSB 信号可以表示为： S DSB （t ）＝f （t ）cos （ω0t ＋θ0）已调信号的频谱为S DSB （ω）= 1／2［F （ω-ω0）＋F （ω＋ω0）］ （设θ0＝0） 抑制载波双边带调幅的数学模型如图1-4所示。

图1-4 抑制载波双边带调幅的数学模型3）单边带调制00000)cos(ω0t +θ0）SSB 信号可以表示为：S SSB （t ） = f （t ）cos ω0t ± f ＾（t ）sin ω0t已调信号的频谱为S SSB （ω） ＝ l ／2［F （ω-ω0）＋F （ω＋ω0）］H SSB （ω）SSB 的数学模型如图41－7所示。