AM信号的调制与解调
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实验名称:AM信号调制与解调
姓名072602001井超然 072602002王 磊
班 队(专业) 26队
电子信息工程
报告提交日期 2010年 12 月 20日
实验设计要求:
频率:载波6KHz,基带信号 100Hz~ 200Hz。
调制模块电平: 载波2V,基带信号1V。
信道模块:注入加性高斯白噪声,频率为1~100KHz,幅度为0.1V。
解调模块:分别采用包络检波和相干载波两种解调方式。
实验设计原理框图及参数:
调制部分
1、AM调制波电路图 调制信号 乘法器
载波信号 半波整流器 低通滤波器 已调波 1 R1500ΩR2500ΩR3500ΩQ12N2222Q32N2222Q22N2222Q52N2222Q72N2222Q42N2222Q62N2222Q82N2222Q92N2222R951ΩR46.8kΩR851ΩR1010kΩKey=A50%W1500kΩKey=A50%R1110kΩKey=A50%C3100uFC210nFR1451ΩR71kΩR131kΩR121kΩR53.9kΩR63.9kΩC110nFC410nFC510nFQ102N2222R1675kΩR1775kΩR182kΩR192kΩVCC12VVEE-8VXFG1XFG2XSC2ABExt Trig++__+_V2120 Vrms
60 Hz
0°
XSC3ABExt Trig++__+_V3120 Vrms
60 Hz
0° XSC4ABExt Trig++__+_V5120 Vrms
60 Hz
0°
V4120 Vrms
60 Hz
0° 32310302928027252410VEEVCC01815141716131211908750643213322
2、工作原理
滑动变阻器W1向右滑动到100%电源VEE产生一个电压加载到信号发生器XFG2产生频率为10kHz幅值为的22mv的调制信号,然后与信号发生器XFG1产生的频率为10MHz,幅值为23mv的载波信号进入到乘法器形成已调信号,用框图的形式表现如下:
乘法器MC1496工作原理:Q1、Q2与Q3、Q4组成双差分放大器,Q5、Q6组成单差分放大器用以激励Q1~Q4。Q7、Q8及其偏置电路组成差分放大器Q5、Q6的恒流源。C2端接入载波信号,C3端接入调制信号。Q2,Q3发射极之间接电载波信号
调制信号
A 模拟乘法器 AM波
三极管放大电路 2 阻,对差分放大器Q5、Q6产生串联电流负反馈,以扩展输入电压us的线性动态范围。负电源VEE(双电源供电),电阻W1用来调节偏置电流及镜像电流的值。
三极管Q10工作原理:三极管Q10能够使乘法器工作在线性区,保证输出的稳定,因为输出在基极,不具备放大功能。
3、调制仿真
载波信号:周期fc=1MHz 幅值Vcm=23mv
调制信号:fs=10kHz
Vsm=22mv
已调信号 3
已调信号频谱图 4
频谱图分析:从频谱分析图可知,经乘法器得到的频率不仅存在一次谐波,还有二次,三次等都次谐波。依图可知,如果只是要得到一次谐波,可以通过一个带通滤波器(14kHz—35kHz),滤除其他次谐波而得到。有关于频带宽度等问题,在截图只可以直接读取,这里就不再重复。
四、解调
1、二极管包络检波电路
C62nFC72nFC8100uFR20510¦¸R2110k¦¸R2210k¦¸XSC1ABExt Trig++__+_V1120 Vrms
60 Hz
0¡ã D11LH62XSA2TIN23212019260
2、工作原理 5
二极管峰值包络检波器
Ui为AM调制波时,要求:Uim>0.5V,
二极管的作用是滤除负半轴的波,因为二极管的正向内阻较小,而反向内阻较大,所以调制信号负半轴的波形不能通过二极管进入到检波电路中所以形成的波形都在时间轴的上方。
锗管的正向特性曲线在电压为(0.2-0.3)v左右已陡峭,而硅管则要(0.5-0.7)v,但锗管反向特性不如硅管,因一般情况下主要考虑正向特性,故选锗管。
3、解调仿真
解调出的信号
6 解调后的信号的周期f=10kHz与要调制的信号周期保持不变,而幅值变为原来调制信号幅值的1/4。
其频谱图分析如下:由于前端电路没有经过带通滤波器,导致解调后得到的频谱图出现多次谐波。但是,总体变化趋势保持不变,即保有AM波外包络频谱图的特点。
五、完整电路图
六、理想条件及参数的计算 R1
500¦¸ R2
500¦¸ R3
500¦¸ Q1
2N2222 Q3
2N2222 Q2
2N2222
Q5
2N2222
Q7
2N2222 Q4
2N2222
Q6
2N2222
Q8
2N2222 Q9
2N2222 R9
51¦¸
R4
6.8k¦¸ R8
51¦¸ R10
10k¦¸
Key=A 50%
W1
500k¦¸
Key=A 100% R11
10k¦¸
Key=A 50% C3
100uF C2
10nF R14
51¦¸
R7
1k¦¸ R13
1k¦¸ R12
1k¦¸ R5
3.9k¦¸ R6
3.9k¦¸ C1
10nF
C4
10nF
C5
10nF Q10
2N2222
R16
75k¦¸ R17
75k¦¸
R18
2k¦¸ R19
2k¦¸ VCC
12V
VEE
-8V XFG1
XFG2
C6
2nF C7
2nF C8
100uF R20
510¦¸
R21
10k¦¸ R22
10k¦¸
XSC1
A B Ext Trig +
+ _
_ + _ V1
120 Vrms
60 Hz
0¡ã XSC2
A B Ext Trig +
+ _
_ + _
V2
120 Vrms
60 Hz
0¡ã
D1
1LH62 XSC3
A B Ext Trig +
+ _
_ + _
V3
120 Vrms
60 Hz
0¡ã XSA1
T IN
XSA2
T IN 53 52
59 58 0
57 55 54
51 50 49 40
VEE VCC
0 48 45 44
47 46
43
42 41 39
0
38 37
35
0 36 34 33 32 31 XSC4 A B Ext Trig +
+ _
_ + _
60 0 V5
120 Vrms
60 Hz
0¡ã 1
2
XSC5
A B Ext Trig +
+ _
_ + _
56 0 V4
120 Vrms
60 Hz
0¡ã 3
4 7
调幅指数ma的计算在已调波的波形图中可以读出U0min=120mv,U0max=400mv 所以ma=(U0max- U0min)/(U0max + U0min)=0.538
在理论情况下ma=Vc/Vs=22/23=0.956
Kd理想值为1.
问题1什么是过调制?
过调制是战胜的情况电信,当调整的瞬间水平信号超出价值必要生产100%模块化载体.
过调制导致假放射由被调整的载体,和 畸变 恢复的调整的信号。
过调制在这个定义感觉几乎总是被认为a 缺点 情况。 它被定义作为战胜的情况,当调整的信号的卑鄙水平是这样峰顶在调整的信号超出价值必要导致100%载体的模块化。 过调制有时被认为可允许。
问题2讨论噪声对信号的影响。
对于s2(t)和s3(t)信号,在有噪声的情况下,所选的db1~db8小波无一能检测到信号的突变点,即使实验中将噪声的幅度降低一半也是如此。其中的原因可能是因为该类间断点相比第一类间断点而言非常微弱,对噪声的扰动非常敏感,小波分解尽管能在a5尺度上提取出信号的主要特征,但却在去噪的过程中平滑了信号中本来就十分微弱的间断特性。因此,进一步研究在去噪过程中()()cos(cos)cos(1cos)cos()ooCCaCCaCCutUttUSUttUmtt 8 保持信号的高阶奇异性是一个十分有意义的课题。同时,这也证明在实际的信号处理中,在低信噪比条件下检测出的高阶奇异性本身的可信度相对较低。
噪声对低阶特征模态函数(IMF)影响较为明显,对高阶IMF影响较小;白噪声强度系数越大,分解出的IMF纯噪声分量阶数越多;用含噪声信号减去经验模态分解后的主要IMF噪声分量,可较为明显地削弱噪声的影响;含噪声响应的最大Lyapunov指数比不含噪声响应的最大Lyapunov指数小.