(张平川)第2章模拟调制技术

实验十模拟调制实验十模拟调制一、双边带调制1、要求仿真一个双边带调制系统文件名：nexp9_1.md2、电路电路参数（1）Signal GeneraterAmplitude 1Frequence 10（2）DSB AM Modulator Passband（双边带带通调制器）位置：Communication Blockset\Modulation\Analog Passband ModulationInput signal offset 1Carrier frequence 180（3）DSB位置：Communication Blockset\Modulation\Analog Passband Modulation Input signal offset 1（4）Scope（5）Scope1（6）位置：Simulink\Discrete（7）Spectrum Scope（8）MUX位置Simulink\Signal Routing3、仿真效果（1）Scope（2）Scope1（3）Spectrum Scope二、双边带抑制载波幅度调制1、要求仿真一个双边带抑制载波幅度调制系统文件名：nexp9_2.md2、电路电路参数（1）Signal GeneraterAmplitude 1Frequence 10（2）DSBSC AM Modulator Passband（双边带带通调制器）位置：Communication Blockset\Modulation\Analog Passband ModulationCarrier frequence 180（3）DSBSC AM Demodulator Passband（双边带带通调制器）位置：Communication Blockset\Modulation\Analog Passband Modulation Carrier frequence 180Sample time 0.001（4）ScopeNumber of axes 1Time Rang 0.4Axis [-2 2]Sample time 1e-3（5）Scope1Number of axes 1Time Rang 0.4Axis [-2 2]Sample time 1e-3（6）Zero-Order Hold位置：Simulink\DiscreteZero-Order HoldSample Time 0.25*1/180 （7）Spectrum ScopeBuffer Size 512Buffer Overlap 256FFT Length 512Y-limit 30DB（8）MUX位置Simulink\Signal Routing1、效果（1）Scope（2）Scope1（2）频谱图三、单边带幅度调制1、要求仿真一个单边带幅度调制系统文件名：nexp9_3.md2、电路电路参数（1）Signal GeneraterAmplitude 1Frequence 10（2）SSB AM Modulator Passband（双边带带通调制器）位置：Communication Blockset\Modulation\Analog Passband ModulationCarrier frequence 180Sample time 0.001Sideband to modulate Upper（3）SSB位置：Carrier frequence 180Sample time 0.001（4）ScopeNumber of axes 1Time Rang 0.4Axis [-2 2]Sample time 1e-3（5）Scope1Number of axes 1Time Rang 0.4Axis [-3 3]Sample time 1e-3（6）Zero-Order Hold位置：Simulink\DiscreteZero-Order HoldSample Time 0.25*1/180 （7）Spectrum ScopeBuffer Size 512Buffer Overlap 256FFT Length 512Y-limit 30DB（8）MUX位置Simulink\Signal Routing2、效果（1）Scope（2）Scope1（2）Spectrum Scope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。

模拟电路调制解调设计模拟电路是电子工程中一项重要的技术，用于信号的传输、处理和控制。

其中，调制和解调是模拟电路中的核心部分，负责将信息信号转换为适合传输的信号，并将其恢复到原始状态。

一、调制技术调制是将低频信息信号转换为高频载波信号的过程。

调制技术的主要目的是将信息信号转换为适合传输的形式，以利用传输介质的特点。

常用的调制技术包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。

1. 幅度调制(AM)幅度调制是通过在载波信号中调制不同的振幅来传输信息信号。

其基本原理是将信息信号的变化体现在载波信号的振幅上。

幅度调制器是实现幅度调制的关键元件，它将信息信号与载波信号进行相乘。

2. 频率调制(FM)频率调制是通过改变载波信号的频率来传输信息信号。

频率调制的关键在于调制器中电感和电容元件的选择以及电路参数的调整。

这样可以使得载波信号的频率随着信息信号的变化而改变。

3. 相位调制(PM)相位调制是通过在载波信号中调制不同的相位来传输信息信号。

相位调制的关键是调制器中的相位差电路的设计，通过调整相位差电路的参数，使得信息信号的变化能够体现在载波信号的相位上。

二、解调技术解调是将调制信号转换为原始信息信号的过程。

解调技术的主要目的是恢复原始信号的特征和内容，以便进行进一步的处理和分析。

常见的解调技术包括幅度解调(AM解调)、频率解调(FM解调)和相位解调(PM解调)。

1. 幅度解调(AM解调)幅度解调是将幅度调制信号恢复为原始信息信号的过程。

幅度解调器是实现幅度解调的关键设备，它通过去除载波信号并还原信息信号的振幅来实现。

2. 频率解调(FM解调)频率解调是将频率调制信号恢复为原始信息信号的过程。

频率解调器是实现频率解调的关键元件，它通过测量载波信号的频率变化，并将其还原为原始信息信号的频率。

3. 相位解调(PM解调)相位解调是将相位调制信号恢复为原始信息信号的过程。

相位解调器是实现相位解调的关键设备，它通过测量载波信号相位的变化，并将其还原为原始信息信号的相位。

模拟调制系统~幅度调制（⼀）⼀、信号的调制在通信系统中，信源输出的是由原始信息变换成的电信号，这种信号通常具有较宽的频谱，并且在频谱的低端分布较⼤的能量，称为基带信号。

但是多数信道是低频端受限的，⽆法长距离传输低频信号。

因此在传输过程中需要将基带信号所蕴含的信息转载到⾼频载波上，这⼀过程叫做信号的调制。

⽽在接收端将接收到的信号进⾏解调，以获取传递的信息。

⼆、调制定理我们知道⼀个余弦函数的傅⾥叶变换为\cos(w_0t)<\frac{Fourier}{}>\pi [δ(w+w_0)+δ(w-w_0)]那么⼀个信号m(t)与之相乘，其结果的傅式变换为\pi [M(w+w_0)+M(w-w_0)]，它所表⽰的物理含义就是是信号m(t)的幅度谱M（\omega）分别向⾼频和低频搬移\omega_0。

我们将信号m(t)看作信源所产⽣的最⾼频率为\omega_m低频宽带信号，要使其能够在信道上传输，就可以乘以⼀个频率⾼到⾜以匹配信道的余弦信号（即⾼频载波），使其所包含的频谱信息都搬移⾄[\omega_0-\omega_m,\omega_0+\omega_m]的位置，这就是调制定理。

调制的过程实质是完成信息的转载。

三、希尔伯特变换在信号处理领域中，⼀个实信号的希尔伯特变换(Hilbert transform)是将其通过⼀个冲激响应为h(t)=\frac{1}{\pi t}的系统所得到的输出信号。

该系统的频率响应为H(j\omega)=-sgn(\omega)。

这种变换所表⽰的物理含义为信号正频域的部分相移-\frac{\pi}{2}，信号负频域的部分相移\frac{\pi}{2}。

欧拉公式e^{j\omega_0t}=cos(\omega_0t)+jsin(\omega_0t)中我们可以将cos(\omega_0t)与sin(\omega_0t)看作⼀对希尔伯特变换，⽽任⼀实信号x(t)均可表⽰为⼀系列e^{j\omega_0t}的线性组合，那么x(t)与其希尔伯特变换也可以通过这种⽅式扩展成⼀个复信号，⽅便信号的处理。

模拟调制原理模拟调制是一种通过改变载波信号的幅度、频率或相位来传输模拟信号的技术。

在通信系统中，模拟调制起着至关重要的作用，它可以将模拟信号转换成可以在传输媒介中传输的信号，从而实现信号的远距离传输和复原。

本文将对模拟调制的原理进行详细介绍。

首先，我们来介绍模拟调制的基本原理。

在模拟调制中，需要将模拟信号与一个高频的载波信号相结合，以便在传输过程中能够克服信号衰减和噪声干扰。

这就需要用到调制器，它可以将模拟信号的某些特性转移到载波信号上，从而形成调制信号。

在接收端，需要使用解调器将调制信号还原成原始的模拟信号。

这样，模拟信号就能够在传输过程中保持其原有的特性，从而实现高质量的传输和接收。

其次，我们来介绍模拟调制的三种基本类型，幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。

幅度调制是通过改变载波信号的幅度来传输模拟信号的一种调制方式，它的优点是简单、成本低，但对噪声干扰敏感。

频率调制是通过改变载波信号的频率来传输模拟信号的一种调制方式，它的优点是抗干扰能力强，但带宽较宽。

相位调制是通过改变载波信号的相位来传输模拟信号的一种调制方式，它的优点是抗干扰能力强，但实现复杂。

不同的调制方式适用于不同的通信场景，需要根据具体的需求来选择合适的调制方式。

最后，我们来介绍模拟调制在通信系统中的应用。

模拟调制广泛应用于广播、电视、电话等领域，它能够实现高质量的音频和视频传输，满足人们对于通信质量的需求。

在数字通信技术还不够成熟的早期，模拟调制是主要的通信方式，它为人们的日常生活和工作提供了便利。

随着数字通信技术的发展，模拟调制逐渐被数字调制所取代，但在某些特定的场景下，模拟调制仍然具有重要的意义。

综上所述，模拟调制是一种重要的通信技术，它通过改变载波信号的特性来传输模拟信号，实现信号的远距离传输和复原。

在不同的通信场景中，可以选择不同的调制方式，以满足具体的需求。

模拟调制在广播、电视、电话等领域有着广泛的应用，为人们的生活和工作带来了便利。

第三章（模拟调制原理）习题及其答案【题3－1】已知线性调制信号表示式如下：（1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。

试分别画出它们的波形图和频谱图。

【答案3－1】（1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω（2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有()[()()] [()()2()()] [(6)(6)] [(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。

【答案3－2】AM 波形如下：通过低通滤波器后，AM 解调波形如下：DSB 波形如下：通过低通滤波器后，DSB 解调波形如下：由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。

【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π，进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。

【答案3－3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221 [cos(2000)cos(4000)]cos1021 [sin(2000)sin(4000)]sin 1021 [cos12000cos 8000cos14000cos 6000]41 [cos 8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t t t t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11 cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+-可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221 [cos(2000)cos(4000)]cos1021 [sin(2000)sin(4000)]sin 1021 [cos12000cos 8000cos14000cos 6000]41 +[cos 8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t t t t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11 cos 8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。