模拟调制理论_[兼容模式]_814206629

3.1 模拟调制解调实验3.1.1 常规调幅(AM)一．概述在连续波的模拟调制中，最简单的形式是使单频余弦载波的幅度在平均值处随调制信号线性变化，或者输出已调信号的幅度与输入调制信号f(t)呈线性对应关系，这种调制称为标准调幅或一般调幅，记为AM。

本实验采用这种方式。

二．实验原理及其框图1. 调制部分标准调幅的调制器可用一个乘法器来实现。

2. 解调部分：解调有相干和非相干两种。

非相干系统设备简单，但在信噪比较小时，相干系统的性能优于非相干系统。

这里采用相干解调。

三．实验步骤1．根据AM 调制与解调原理，用Systemview 软件建立一个仿真电路，如下图所示：2. 元件参数配置Token 0: 被调信息信号—正弦波发生器（频率=1000 Hz）Token 1,8: 乘法器Token 2: 增益放大器（增益满足不发生过调制的条件）Token 4: 加法器Token 3,10: 载波—正弦波发生器（频率=50 Hz）Token 9: 模拟低通滤波器（截止频率=75 Hz）Token 5,6,7,11: 观察点—分析窗3. 运行时间设置运行时间=0.5 秒采样频率=20,000 赫兹4. 运行系统在Systemview 系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token5,6,7,11 四个点的波形。

总的波形图：被调信息信号波形载波波形已调波形解调波形5. 功率谱在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。

总的功率谱图：被调信息信号功率谱Sink5:已调波形的功率谱四．实验结果3. 改变增益放大器的增益，观察过调制现象，说明为什么不能发生过调制。

答：增益小于1时，能不失真的恢复原信号。

随着增益的增大会出现过调制现象。

出现过调制会导致失真。

4. 观察AM的功率谱，分析说明实验结果与理论值之间的差别。

答：理论上已调信号的功率谱是通过理想低通滤波器，而实际是不可能达到理想滤波器状态的。

5. 改变参数配置，将所得不同结果存档后，与实验结果进行比较，说明参数改变对结果的影响。

A 0[1AM co m s t]co 0(st)
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调制指数定义为：
通常：
Am
A0
1(正常调幅 )
1(过调幅 )
（1 临界调幅）
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AM信号的调制
数学模型
从时域数学表达式可以直接建立
f(t) +
+
+
A0
×
AM (t)
BPF
cos 0t
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载波频率为 8kHz， （1）试画出相应D的SB信号的波形
（2）调制指数 0.75时的AM波形。
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3、单边带调幅（SSB）
由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，皆携带了调 制信号的全部信息，因此，从信息传输的角度来考虑，仅传 输其中一个边带就够了。
LED、BPF和LPF作用。
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所谓门限效应，就是当包络检波器的输 入信噪比降低到一个特定的数值后，检 波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种 现象。
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说明： 包络检波要求AM信号不能出 现过调，即调制指数小于1。 也就是包络线必须对应为基 带信号的线性关系。
带 宽 ： B S S B1 2B D S BB mfH
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SSB信号的产生（一）：滤波法 边带滤波器原理简单，实现困难，制作陡峭的边带滤波器，尤其
是在频率较高时更加困难，要求过渡带宽与载波工作频率的比值不小 于0.01，即
2 0.01
fc
实际中多是通过多级频谱的搬移实现。
注解：基带信号不能直接通过带通信道传输，要使基带信号通过带通

相乘结果： s(t)
调制 信号
s(t) H(f)
已调 信号
滤波输出： s(t)
m(t)
s(t)
用“”表示傅里叶变换：
Acos0t
m(t) M ( f ) 式中， m(t) Acos0t S ( f )
M(f)
S (
f
)
A [M ( 2
f
f0)
M(
f
f0 )]
S(f)
f
0
(a) 输入信号频谱密度
-f0
S(
f
)
A[M ( 2
f
f0)
M(
f
f0 )]H (
f
)
现在，求出为了得到VSB信号， H( f )应满足的条件：
若仍用右图解调器， 接收
则接收信号和本地载波相乘
信号 s(t)
r(t)
H’(f)
基带 信号
m(t)
后得到的r (t)的频谱为：
cos0t
1 S( f
2
f0) S( f
f0 )
将已调信号的频谱
r0 ri
E
1 2
m'2 (t) A2
1 m'(t)2
/ nc2 (t) A2 / n2
(t)
E
2m'2 [1 m'
(t) (t)]2
由于m(t) 1，显然上式比值r0/ri小于1，即检波后信噪比下降 了。
这是因为检波前信号中的大部分功率被载波占用，它没 有对检波后的有用信号做贡献．
-2f0
-fm 0 fm
f 2f0
【例】已知线性调制信号表示式如下
（１）
cos t cos w0t

经低通滤波器后，得到
sd ( t )
sd(t)就是解调输出，即
1 sI (t ) 2
1 sd ( t ) sI (t ) m ( t ) 2

包络检波

适用条件：AM信号，且要求|m(t)|max A0 ， 包络检波器结构：
通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如，

性能分析
1 S AM (w ) A0 [ (w + wc ) + (w - wc )] + [ M (w + wc ) + M (w - wc )] 2
若m(t)为随机信号，则用功率谱描述。
m(t)
（3）调制器模型

A0

sm(t)
cos wct
5.1.1 调幅（AM）
• （4）信号的波形图
则可滤除上边带,保留下边带。
5.1.3 单边带调制（SSB）
（2）若单边带滤波器具有理想高通特 性，则可滤除下边带，保留上边带。
上边带
-f0
HH(f)特性
S(f) 下边带 0 (a) 滤波前信号频谱 S(f) f0
上边带
f
1, w wc H (w ) HUSB (w ) 0, w wc
设输入信号是
sAM (t ) [ A0 + m(t )]cos wct
f H 1/ RC fc
选择RC满足如下关系
式中fH － 调制信号的最高频率 在大信号检波时（一般大于0.5 V），二极管处于受控的开关状态，检波器 的输出为 sd (t ) A0 + m(t ) 隔去直流后即可得到原信号m(t)。
m2 ( t )
1