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振幅调制与解调设计报告⾼频电⼦线路课程设计实验报告《振幅调制与解调电路设计》信息学院 09电⼦B班吴志平 0915212020⼀、设计⽬的：1、通过实验掌握调幅与检波的⼯作原理。
2、掌握⽤集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制波双边带调幅的⽅法和过程，并研究已调波与⼆输⼊信号的关系。
3、进⼀步了解调幅波的原理，掌握调幅波的解调⽅法。
4、掌握⽤集成电路实现同步检波的的⽅法。
5、掌握调幅系数测量与计算的⽅法。
⼆、设计内容：1．调测模拟乘法器MC1496正常⼯作时的静态值。
2．实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。
3．实现抑⽌载波的双边带调幅波。
4．完成普通调幅波的解调5．观察抑制载波的双边带调幅波的解调三、设计原理：幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性的变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号的振幅成正⽐。
通常称⾼频信号为载波信号，低频信号为调制信号，调幅器即为产⽣调幅信号的装置。
调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称之为检波。
调幅波解调⽅法有⼆极管包络检波器和同步检波器，在此，我们主要研究同步检波器。
同步检波器：利⽤⼀个和调幅信号的载波同频同相的载波信号与调幅波相乘，再通过低通滤波器滤除⾼频分量⽽获得调制信号。
本设计采⽤集成模拟器1496来构成调幅器和解调器。
图4－1为1496芯⽚内部电路图，它是⼀个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采⽤了两组差动对由V1—V4组成，以反极性⽅式相连接；⽽且两组差分对的恒流源⼜组成⼀对差分电路，即V5与V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限⼯作。
D、V7、V8为差动放⼤器 V5与 V6的恒流源。
进⾏调幅时，载波信号加在 V1—V4的输⼊端，即引脚的⑧、⑩之间；调制信号加在差动放⼤器V5、V6的输⼊端，即引脚的①、④之间，②、③脚外接 1KΩ电位器，以扩⼤调制信号动态范围，⼰调制信号取⾃双差动放⼤器的两集电极（即引出脚（6）、（12）之间）输出。
实验四振幅调制器一、实验目的：1．了解集成模拟乘法器的使用方法,掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法。
2．研究已调波与调制信号及载波信号的关系。
3．掌握调幅系数测量与计算的方法。
4．通过实验对比全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。
5.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。
二、预习要求1．预习幅度调制器有关知识。
2．认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用1496乘法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。
3．分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图。
三、实验原理1、幅度调制的基本原理在无线电通信中，其基本任务是远距离传送各种信息，如语音、图象和数据等，而在这些信息传送过程中都必须用到调制与解调。
调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。
通常称高频振荡为载波信号。
代表信息的低频信号称为调制信号，调制即是用调制信号去控制高频载波的参数,使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）按照调制信号的规律变化。
按照所控制载波参数（幅度、频率、相位）区分，调制可分为幅度调制、频率调制和相位调制。
幅度调制（调幅）就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制，随调制信号的变换而变化的一种调制。
在幅度调制中，又根据所取出已调信号的频谱分量不同，分为普通调幅(标准调幅，AM)、抑制载波的双边带调幅(DSB)、抑制载波的单边带调幅(SSB)等。
它们的主要区别是产生的方法和频谱结构。
在学习时要注意比较各自特点及其应用。
2、单片集成双平衡模拟相乘器MC1496集成模拟乘法器是完成两个模拟量相乘的电子器件。
在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频等过程，均可看成两个信号相乘或包含相乘的过程。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件简单，且性能优越。
因此，在无线电通信、广播电视等方面应用较多。
集成模拟乘法器的常见产品有：BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等等。
实验五2PSK调制与解调一. 实验目的1.掌握2PSK调制与解调原理；2.掌握载波恢复的方法；3.理解2PSK解调存在中的相位模糊问题；4.进一步掌握抽样判决的实现方法。
二．实验要求1. 使用SystemView设计一个2PSK调制与解调系统，自由选择调制方法；2. 基带调制信号是振幅为1V，频率10Hz，初相0的二进制NRZ双极性方波序列；3. 载波是振幅为1V，频率50Hz，初相0的正弦波；4. 不考虑信道噪声；5. 使用专业库中的Costas环来产生本地载波；6. 安装下列步骤环节来完成实验并书写实验报告。
三．设计方案二进制相移键控(2PSK)是用二进制基带信号控制载波的两位相位，它们是利用载波振荡相位的变化来传送数字信息的。
在二进制数字解调中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化，则就产生二进制移相键控（2PSK）信号。
2PSK已调信号的时域表达式为1、2PSK的调制原理2PSK的调制可采用相乘法和键控法，相乘法示意图如图5_1所示，键控法示意图如图5_2所示，本次实验采用相乘法。
图5_1图5_22、2PSK解调原理2PSK信号类似于模拟调制中的DSB信号，必须采用相干解调。
其原理方框图如图5_3所示：图5_3四．系统实现根据以上的设计方案可在System View上得到仿真图如图5_4所示：图5_4基带调制信号是振幅为1V，频率10Hz，初相0的二进制NRZ双极性方波序列,即图中的token 0，其设置参数如图5_5所示：图5_5载波是振幅为1V，频率50Hz，初相0的正弦波,即图中的token 1，设置参数如图5_6所示:图5_6本次实验采用costas环恢复本地载波，参数设置如图5_7:图5_7低通滤波器滤出模拟基带信号包络，低通滤波器参数设置如图5_8所示：5_8采用矩形脉冲对基带信号包络进行抽样，然后判决，矩形脉冲(token 23)参数设置如图5_9,抽样器(token 22)参数设置如图5_10，判决器(token 14)如图5_11：图5_9图5_10图5_11五．系统测试系统运行参数设置如图5_12图5_122PSK信号，本地载波恢复，乘法器输出，低通滤波器输出如图5_13所示：图5_13定时脉冲信号如图5_14所示：图5_14基带模拟信号与最后的复原信号的比较：图5_15由图可以看出最后的复原信号相对于基带模拟信号只是在时间上有了一些延迟，但这不影响它的原理，因此仿真结果正确。
《通信原理》实验报告实验七: 振幅键控（ASK)调制与解调实验实验九：移相键控（PＳＫ/DPＳK）调制与解调实验系别：信息科学与技术系专业班级：电信０9０2学生姓名：同组学生:成绩：指导教师：惠龙飞（实验时间：２０11年１2月1日——201１年12月1日)华中科技大学武昌分校ﻬ实验七振幅键控（ASK）调制与解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生AＳK信号的方法。
2、掌握ＡSK非相干解调的原理。
一、实验器材1、 信号源模块一块 2、 ③号模块一块 3、 ④号模块一块 4、 ⑦号模块一块 5、 ２0M双踪示波器一台 6、 连接线若干二、基本原理调制信号为二进制序列时的数字频带调制称为二进制数字调制。
由于被调载波有幅度、频率、相位三个独立的可控参量，当用二进制信号分别调制这三种参量时，就形成了二进制振幅键控(2AS Ｋ)、二进制移频键控（2FSK)、二进制移相键控(２PS Ｋ）三种最基本的数字频带调制信号,而每种调制信号的受控参量只有两种离散变换状态。
1、 ２ASK 调制原理。
在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。
使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“１”或“0”,这样就可以得到2AS Ｋ信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控(O ＯK ）。
２ASK 信号典型的时域波形如图9-1所示，其时域数学表达式为：2()cos ASK n c S t a A t ω=⋅（9-1）式中,A 为未调载波幅度,c ω为载波角频率,n a 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元:⎩⎨⎧=PP a n －出现概率为出现概率为110 ﻩﻩ (９-2)综合式９-1和式9-2，令A ＝1，则2ASK 信号的一般时域表达式为：t nT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑t t S c ωcos )(= ﻩ(9-3)式中，T s 为码元间隔，()g t 为持续时间 [－T s /２，T s /2］ 内任意波形形状的脉冲（分析时一般设为归一化矩形脉冲),而()S t 就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列。
一、实验目的 1．通过实验了解振幅调制的工作原理。 2．掌握用MC1496来实现AM和DSB的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系。 3．掌握用示波器测量调幅系数的方法。
二、实验内容
1．模拟相乘调幅器的输入失调电压调节。 2．用示波器观察正常调幅波（AM）波形，并测量其调幅系数。 3．用示波器观察平衡调幅波（抑制载波的双边带波形DSB）波形。 4．用示波器观察调制信号为方波、三角波的调幅波。
三、实验原理 将要传递的信息“记载”到高频振荡上去这一过程称为调制。调制后的高频振荡称为已调波，未调制的高频振荡称为载波。需要“记载”的信息称为调制信号。调制器和解调器必须由非线性元件构成，它们可以是二极管或三极管。近年来集成电路在模拟通信中得到了广泛应用，调制器、解调器都可以用模拟乘法器来实现。
（一）振幅调制和调幅波 振幅调制就是用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅，使载波的振幅随调制信号成正比地变化。经过振幅调制的高频载波称为振幅调制波（简称调幅波）。调幅波有普通调幅波（AM）、抑制载波的双边带调幅波（DSB）和抑制载波的单边带调幅波（SSB）三种。 1.普通调幅波（AM） 1122()(1coscos)cosAMcmaacutUmtmtt… 2.抑制载波双边带调幅（DSB） 由于载波不携带信息，因此，为了节省发射功率，可以只发射含有信息的上、下两个边带，而不发射载波，这种调制方式称为抑制载波的双边带调幅，简称双边带调幅，用 DSB表示。可将调制信号u和载波信号cu。直接加到乘法器或平衡调幅器电路得到。双边带调幅信号写为 ()coscos1cos()cos()2DSBcmcmcmcmutAuuAUtUtAUUctct
3.抑制载波单边带调幅（SSB） 进一步观察双边带调幅波的频谱结构发现，上边带和下边带都反映了调制信号的频谱结构，因而它们都含有调制信号的全部信息。从传输信息的观点看，可以进一步把其中的一个边带抑制掉，只保留一个边带（上边带或下边带）。无疑这不仅可以进一步节省发射功率，而且频带的宽度也缩小了一半，这对于波道特别拥挤的短波通信是很有利的。这种既抑制载波又只传送一个边带的调制方式，称为单边带调幅，用SSB表示。
由 ()coscos1cos()cos()2DSBcmcmcmcmccUtAuuAUtUtAUUtt 通过边带滤波器后，就可得到上边带或下边带： 下边带信号： 1()cos()2SSBLmcmcutAUUt
上边带信号： 1()cos()2SSBHmcmcutAUUt
（二）普通调幅波的产生电路 下面介绍一种高电平调幅电路。高电平调幅电路是以调谐功率放大器为基础构成的，实际上它是一个输出电压振幅受调制信号控制的调谐功率放大器，根据调制信号注入调幅器方式的不同，分为基极调幅、发射极调幅和集电极调幅三种，下面我们仅介绍基极调幅。 基极调幅电路如图1-1所示。由图可见，高频载波信号u通过高频变压器1T加到晶体管基极回路，低频调制信号u通过低频变压器2T加到晶体管基极回路，bC为高频旁路电容，用来为载波信号提供通路。
图1-1基极调幅电路 在调制过程中，调制信号u相当于一个缓慢变化的偏压（因为反偏压0bE，否则综合偏压应是bEu），使放大器的集电极脉冲电流的最大值maxci和导通角按调制信号的大小而变化。在u往正向增大时，maxci和增大；在u往反向减小时，maxci和减少，故输出电压幅值正好反映调制信号波形。晶体管的集电极电流ci波形和调谐回路输出的电压波形，如图5-8所示，将集电极谐振回路调谐在载频cf上，那么放大器的输出端便获得调幅波。
（三）抑制载波调幅的产生电路 产生抑制载波调幅波的电路采用平衡、抵消的办法把载波抑制掉，故这种电路叫抑制载波调幅电路或叫平衡调幅电路。 随着集成电路的发展，由线性组件构成的平衡调幅器已被采用，图1-2是用模拟乘法器实现抑制载波的实际电路，它是用MC1596G构成。这个电路的特点是工作频带宽，输出频率较纯，而且省去了变压器，调整简单。
图1-2 用模拟乘法器产生抑制载波调幅 (四)振幅调制实验电路
图1-3 1496组成的调幅器实验电路 四、实验步骤及结果 1．实验准备 （1）在实验箱主板上插上集成乘法器幅度调制电路模块。接通实验箱上电源开关，按下模块上开关8K1，此时电源指标灯点亮。 （2）调制信号源：采用低频信号源中的函数发生器，其参数调节如下（示波器监测）： • 频率范围：1kHz • 波形选择：正弦波 • 输出峰-峰值：300mV （3）载波源：采用高频信号源： • 工作频率：2MHz用频率计测量（也可采用其它频率）； • 输出幅度（峰-峰值）：200mV，用示波器观测。 2．输入失调电压的调整（交流馈通电压的调整） 集成模拟相乘器在使用之前必须进行输入失调调零，也就是要进行交流馈通电压的调整，其目的是使相乘器调整为平衡状态。因此在调整前必须将开关8K01置“off”（往下拨），以切断其直流电压。交流馈通电压指的是相乘器的一个输入端加上信号电压，而另一个输入端不加信号时的输出电压，这个电压越小越好。 （1）载波输入端输入失调电压调节 把调制信号源输出的音频调制信号加到音频输入端（8P02），而载波输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形，调节电位器8W02，使此时输出端（8TP03）的输出信号（称为调制输入端馈通误差）最小。 （2）调制输入端输入失调电压调节 把载波源输出的载波信号加到载波输入端（8P01），而音频输入端不加信号。用示波器监测相乘器输出端（8TP03）的输出波形。调节电位器8W01使此时输出（8TP03）的输出信号（称为载波输入端馈通误差）最小。 3．DSB（抑制载波双边带调幅）波形观察 在载波输入、音频输入端已进行输入失调电压调节（对应于8W02、8W01调节的基础上），可进行DSB的测量。 （1）DSB信号波形观察 将高频信号源输出的载波接入载波输入端（8P01），低频调制信号接入音频输入端（8P02）。 示波器CH1接调制信号（可用带“钩”的探头接到8TP02上），示波器CH2接调幅输出端（8TP03），即可观察到调制信号及其对应的DSB信号波形。 实验中观测到的波形如下图2-1所示： 图2-1 调制信号及DSB信号波形 （2）DSB信号反相点观察 为了清楚地观察双边带信号过零点的反相，必须降低载波的频率。本实验可将载波频率降低为100KHZ（如果是DDS高频信号源可直接调至100KHZ；如果是其它信号源，需另配100KHZ的函数发生器），幅度仍为200mv。调制信号仍为1KHZ（幅度300mv）。 增大示波器X轴扫描速率，仔细观察调制信号过零点时刻所对应的DSB信号，过零点时刻的波形应该反相。 实验中观测到的波形如下图2-2所示：
图2-2 DSB信号反相点观察 由图可见，过零点的波形为反向。 （3）DSB信号波形与载波波形的相位比较 在实验3（2）的基础上，将示波器CH1改接8TP01点，把调制器的输入载波波形与输出DSB波形的相位进行比较，可发现：在调制信号正半周期间，两者同相；在调制信号负半周期间，两者反相。 实验中观测到的波形如下图2-3、图2-4所示：
图2-3 调制信号正半周期DSB与载波比较 图2-4 调制信号负半周期DSB与载波比较 由图可见： 在调制信号正半周期间，DSB信号波形与载波波形同相；在调制信号负半周期间，DSB信号波形与载波波形反相。与预期一致，实验结果正确。 4.SSB（单边带调制）波形观察 单边带（SSB）是将抑制载波的双边带（DSB）通过边带滤波器滤除一个边带而得到的。本实验利用滤波与计数鉴频模块中的带通滤波器作为边带滤波器，该滤波器的中心频率110KHZ左右，通频带约12KHZ。为了利用该带通滤波器取出上边带而抑制下边带。双边带（DSB）的载波频率应取104KHZ。具体操作方法如下： 将载波频率为104KHZ，幅度300mv的正弦波接入载波输入端（8P01），将频率为6KHZ，幅度300mv的正弦波接入音频输入端（8P02）。按照DSB的调试方法得到DSB波形。将调幅输出（8P03）连接到滤波与计数鉴频模块中的带通滤波器输入端（15P05），用示波器测量带通滤波器输出（15P06），即可观察到SSB信号波形。在本实验中，正常的SSB波形应为110KHZ的等幅波形，但由于带通滤波器频带较宽，下边带不可能完全抑制，因此，其输出波形不完全是等幅波。 实验中观测到的SSB波形如下图2-5所示： 由图可见，SSB波形频率为104.2KHz左右，接近110KHz，幅度接近等幅波。 与预期基本一致，实验结果正确。 图2-5 SSB（单边带调制）波形 5．AM（常规调幅）波形测量 （1）AM正常波形观测 在保持输入失调电压调节的基础上，将开关8K01置“on”（往上拨），即转为正常调幅状态。载波频率仍设置为2MHZ（幅度200mv），调制信号频率1KHZ（幅度300mv）。示波器CH1接8TP02、CH2接8TP03，即可观察到正常的AM波形。 实验中观测到的波形如下图2-6所示：
图2-6 AM正常波形 调整电位器8W03，可以改变调幅波的调制度。在观察输出波形时，改变音频调制信号的频率及幅度，输出波形随之变化。实验结果正确。 （2）不对称调制度的AM波形观察 在AM正常波形调整的基础上，改变8W02，可观察到调制度不对称的情形。最后仍调到调制度对称的情形。下图为用示波器观测到的不对称调幅波波形：
