普通双边带调幅与解调

普通双边带调幅与解调实验设计报告一、实验目的1．掌握普通双边带调幅与解调原理及实现方法。

2．掌握二极管包络检波原理。

3．掌握调幅信号的频谱特性。

4．了解普通双边带调幅与解调的优缺点。

二、实验内容1．观察普通双边带调幅波形。

2．观察普通双边带调幅波形的频谱。

3．观察普通双边带解调波形。

三、实验器材1. 信号源模块2. PAM、AM模块3. 终端模块4. 频谱分析模块5. 20M双踪示波器一台6. 立体声耳机一副7. 连接线若干四、AM调制解调电路基本原理2.1振幅调制电路2.1.1振幅调制AM调制也称普通调幅波，已调波幅度将随调制信号的规律变化而线性变化，但载波频率不变。

设载波是频率为ωc的余弦波： uc(t)=Ucm cosωct, 调制信号为频率为Ω的单频余弦信号，即UΩ(t)=UΩmcosΩt(Ωωc),则普通调幅波信号为:uAM(t)= (Ucm+kUΩm cos Ωt)cosωct =Ucm(1+MacosΩt)cosωct （1）——式中：Ma＝kUΩm/Ucm，称为调幅系数或调幅度AM调制信号波形如图1所示：图1.普通调幅波形显然AM波正负半周对称时：MaUcm＝Umax－Ucm ＝Ucm－Umin，调幅度为：Ma=( Umax－Ucm )∕Ucm =( Ucm－Umi n )∕Ucm。

Ma＝0时，未调幅状态Ma＝1时，满调幅状态（100％），正常Ma值处于0～1之间。

Ma>1时，普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同，会产生失真，称为过调幅现象。

所以，普通调幅要求Ma必须不大于1。

图2所示为产生失真时的波形。

图2.Ma>1时的过调制波形2.1.2 振幅调制电路的组成模型从调幅波的表达式（1）可知，在数学上调幅电路的组成模型，可以由一个相乘器和一个相加器组成。

如图3所示：图3.低电平调幅原理图2.2振幅解调电路2.2.1包络检波原理振幅解调是振幅调制的逆过程，从频谱的角度看就是将有用信号从高频段搬到低频段。

计算机与信息工程学院验证型实验报告一、实验目的1.掌握普通双边带调幅与解调原理及实现方法。

2.掌握调幅信号的频谱特性。

3.了解普通双边带调幅与解调的优缺点。

二、实验仪器装有MATLAB的计算机一台三、实验原理1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到，其表达式及时间波形图为：应当注意的是，m(t)的绝对值必须小于等于1，否则会出现下图的过调制：AM信号的频谱特性如下图所示：由图可以发现，AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。

2.信号解调从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调。

对于振幅调制信号，解调就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。

解调是调制的逆过程。

可利用乘积型同步检波器实现振幅的解调，让已调信号与本地恢复载波信号相乘并通过低通滤波可获得解调信号。

3..滤波器解调后的信号还需要进行低通滤波滤去高频部分才能获得所需信号。

低通滤波器种类繁多，每一种原理各不相同。

本系统有FIR与IIR两种滤波器可供选择。

三、仿真设计实验结果&分析讨论实验仿真结果从仿真结果看，AM调制信号包络清晰，可利用包络检波恢复原信号，接收设备较为简单。

其频谱含有离散大载波，从理论分析可知，此载波占用了较多发送功率，使得发送设备功耗较大。

3、结果分析：根据通原理论课的知识可知，信号的AM调制比较容易实现，但其功率谱中有相当大一部分是载频信号，效率非常低。

四、程序代码//基带信号m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),fc=20khz,求AMclear allexec t2f.sci;exec f2t.sci;fs=800; //采样速率T=200; //截短时间N=T*fs; //采样点数dt=1/fs; //时域采样间隔t=[-T/2:dt:T/2-dt]; //时域采样点df=1/T; //频域采样间隔f=[-fs/2:df:fs/2-df]; //频域采样点数fm1=1; //待观测正弦波频率，单位KHz，下同fm2=0.5; //待观测余弦波频率fc=20; //载波频率//以上为初始化参数设置m1=sin((2*%pi)*fm1*t); //待观测正弦波部分M1=t2f(m1,fs); //傅里叶变换MH1=-%i*sign(f).*M1; //希尔伯特变换mh1=real(f2t(MH1,fs)); //希尔伯特反变换m2=2*cos((2*%pi)*fm2*t); //待观测余弦波部分M2=t2f(m2,fs); //傅里叶变换MH2=-%i*sign(f).*M2; //希尔伯特变换mh2=real(f2t(MH2,fs)); //希尔伯特反变换s1=(1+(m1+m2)/abs(max(m1+m2))).*cos((2*%pi)*fc*t); //AM信号时域表达式S1=t2f(s1,fs); //AM信号频域表达式//以上是仿真计算部分//以下为绘图部分//AM信号xset('window',1)plot(f,abs(S1))title('AM信号频谱')xlabel('f')ylabel('S(f)')mtlb_axis([-25,25,0,max(abs(S1))]);xset('window',2)plot(t,s1)title('AM信号波形')xlabel('t')ylabel('s(t)')mtlb_axis([-3,3,-3,3]);。

课程设计课程设计名称：常规双边带调幅信号的仿真与分析专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计时间：1 需求分析调制是各种通信系统的重要基础，也广泛用于广播、电视、雷达、测量仪等电子设备。

调制是使消息载体的某些特性随消息变化的过程。

调制的作用是把消息置入消息载体，便于传输或处理。

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，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，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。

接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。

在振幅调制中，根据所输出已调波信号频谱分量的不同，分为普通调幅（AM）、抑制载波的双边带调幅（DSB）、抑制载波的单边带调幅（SSB）等。

AM的载波振幅随调制信号大小线性变化。

DSB是在普通调幅的基础上抑制掉不携带有用信息的载波，保留携带有用信息的两个边带。

SSB是在双边带调幅的基础上，去掉一个边带，只传输一个边带的调制方式。

不同的调制技术对应的解调方法也不尽相同。

在分析信号的调制解调过程中系统的仿真和分析是简便而重要步骤和必要的保证。

本次通信原理综合课程设计便是利用MATLAB对常规双边带调幅信号的仿真与分析。

具体要求如下：1．掌握双边带常规调幅信号的原理和实现方法。

2．用MATLAB产生一个频率为1Hz、功率为1的余弦信源，设载波频率为10Hz，A＝2。

3．用MATLAB画出AM调制信号、该信号的功率谱密度、相干解调后的信号波形。

分析在AWGN信道下，仿真系统的性能。

2 概要设计2.1 幅度调制的一般模型幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。

幅度调制器的一般模型如图2-1所示。

图2-1 幅度调制器的一般模型图中，为调制信号，为已调信号，为滤波器的冲激响应，则已调信号的时域和频域一般表达式分别为（2-1）（2-2）式中，为调制信号的频谱，为载波角频率。

通信原理实验报告普通双边带调幅与解调实验通信原理实验报告：普通双边带调幅与解调实验一、实验目的本实验旨在理解和掌握普通双边带调幅（AM）与解调的原理和实践操作，通过实际实验过程，加深对通信系统中调制与解调的理解。

二、实验设备与材料实验设备：信号发生器、功率放大器、衰减器、电压比较器、检波器、低通滤波器实验材料：连接线、电阻、电容、电感三、实验原理普通双边带调幅是一种将基带信号调制到更高频率的载波上的技术，它同时携带了信号的信息和相位信息。

解调则是从已调信号中还原出原始信号的过程。

1、双边带调幅双边带调幅是一种调制技术，它使用一个载波信号，通过改变其振幅同时保持其频率和相位不变，来传输信息。

在双边带调幅中，只有信号的符号变化时，载波的振幅才会变化，以表示不同的信息。

2、解调解调是从已调信号中还原出原始信号的过程。

对于双边带调幅信号，通常使用包络检波器进行解调。

包络检波器能够提取载波的包络，该包络随调制信号的变化而变化，从而恢复出原始信号。

四、实验步骤1、连接实验设备，确保所有设备都正常工作。

2、使用信号发生器生成一个低频正弦信号作为基带信号。

3、使用功率放大器和衰减器，将基带信号调制到载波频率。

4、通过电压比较器和低通滤波器，生成双边带调幅信号。

5、使用检波器对双边带调幅信号进行解调，输出原始基带信号。

6、观察并记录实验结果。

五、实验结果与分析1、实验结果通过实验，成功生成了双边带调幅信号，并使用检波器成功解调出原始基带信号。

实验结果表明，双边带调幅与解调能够实现信号的有效传输和恢复。

2、结果分析在实验过程中，我们观察到，双边带调幅信号的振幅随着基带信号的变化而变化，而载波的频率和相位则保持不变。

这证明了双边带调幅只改变了载波的振幅，而没有改变其频率和相位。

在解调过程中，包络检波器成功地从双边带调幅信号中提取出了载波的包络，并通过低通滤波器还原出了原始基带信号。

这表明，包络检波器可以有效地用于双边带调幅信号的解调。

调幅（AM）与双边带（DSB）调制幅度调制：是正弦波的幅度随调制信号线性变化。

幅度调制信号一般模型为图1 幅度调制器的一般模型4.2.1 调幅波的时域分析（时间表达式和时间波形）定义：载波的幅度随调制信号线性变化。

由标准调幅的定义可以得出标准调幅的模型，如图4.2.2所示。

图4.2.2 标准调幅的模型AM信号的时域表示式通常，设。

AM信号的时域波形图4.2.3 AM时域波形由波形知AM信号的特点：⑴幅度调制：将已调波AM信号与调制信号相比，AM 信号的包络是随调制信号线性变化。

⑵频率未变：将已调波AM信号与载波相比，AM信号的频率与载波相同，也就是说，载波仅仅是幅度受到了调制，频率没有发生变化。

⑶线性调幅的条件在情形下，AM信号的包络随调制信号呈线性关系变化，此时是线性调幅。

线性调幅的AM信号的包络中携带了基带信号的全部信息。

当时，AM信号的包络和调制信号相比，不再呈线性关系变化，此时仍然是调幅信号，但不是线性调幅。

图4.2.4 临界调幅与过调幅AM信号时域波形通常，我们称这种现象为过调现象，也称这种情况下的调制为过调制。

为了衡量标准调幅的调制程度，定义AM信号的调制指数线性调幅的条件为，当时出现过调幅。

4.2.2 调幅波的频谱AM信号的频域表示式为绘出AM频谱图如图4.2.5所示。

图4.2.5 AM信号的频谱AM信号频谱特点：（1）上、下边带均包含了基带信号的全部信息。

通常我们把图 4.2.5（c）中的正频率高于和负频率低于的频谱合称为上边带（USB）；正频率低于和负频率高于的频谱合称为下边带（LSB）。

可见，上、下边带均包含了基带信号的全部信息。

无论是线性调幅还是过调幅，AM信号的上、下边带都均包含了基带信号的全部信息。

（2）幅度减半，带宽加倍。

（3）线性调制。

比较调制信号的频谱与AM信号的频谱，可以发现，AM信号频谱中的边带频谱是由调制信号的频谱经过简单的线性搬移到和两侧构成的。

在这个频谱搬移过程中，没有新的频率分量产生。