调幅信号的解调(原理)
调幅波解调原理
调幅波解调原理:调幅波的解调是调幅的逆过程,即从调幅信号中取出调制信号,通常称之为检波器。
调幅波解调方法主要有包括检波器和同步检波器。
包络检波器是将单极性信号通过电阻和电容组成的惰性网络取出单极性信号的峰值信息，这种包络检波器较峰值包络波器。
最常用的是二极管峰值包络检波器。
本实验板上主要完成二极管包络检波。
二极管包络检波器主要用于解调含有较大载波分量的大信号，它具有电路筒单，易于实现的优点。
本实验电路主要有二极管D7及RC低通滤波器组成，利用二极管的单向导电特性和检波负载RCde充放电过程实现检波。
RC并联网络两端的电压为输出电压。
当二极管导通时，信号源通过二极管对电容C充电时间常数较小。
所以电容上的电压迅速达到信号源电压幅值。
当二极管截止时，电容C 通过电阻R放电。
如此充电放电反复惊醒，在电容两端就会得到一个接近输入信号峰值的低频信号。
再经过滤波平滑，去掉叠加在上面的高频纹波，得到的就是调制信号。
所以ＲＣ时间常数的选择很重要。
ＲＣ时间常数过大，则会产生对角切割失真又称惰性失真。
因为当电容的放电速率低于输入电压包络的变化速率的时候，电容上的电压就不能跟随包络的变化，从而引起失真。
ＲＣ常熟太小，高频分量会滤不干净，综合考虑要求满足下式：ＲＣΩｍａｘ＜＜１−ｍａ２ｍａ其中：ｍ为调幅系数，Ω为调制信号最高角频率。
ｍａｘ当检波器的直流负载电阻Ｒ与交流音频负载电阻ＲΩ不相等，而且调幅度ｍａ又相当大时会产生负峰值切割失真（又称底边切割失真），为了保证不产生负峰值切割失真应满足ｍａ〈ＲΩ∕Ｒ。
调幅信号处理实验报告
一、实验目的1. 理解调幅信号的基本原理和特点。
2. 掌握调幅信号的解调方法。
3. 通过实验加深对调幅信号处理技术的理解。
二、实验原理调幅（AM）信号是指载波的幅度随信息信号的变化而变化的一种调制方式。
调幅信号可以表示为：\[ s(t) = (A + m(t)) \cos(2\pi f_c t) \]其中，\( A \) 为载波幅度，\( m(t) \) 为信息信号，\( f_c \) 为载波频率。
解调是指从调幅信号中恢复出原始信息信号的过程。
常见的解调方法有包络检波、相干解调和鉴频器等。
三、实验设备与软件1. 实验设备：信号发生器、示波器、函数信号发生器、频率计等。
2. 实验软件：MATLAB、Simulink等。
四、实验内容与步骤1. 调幅信号的产生（1）使用信号发生器产生一个频率为 \( f_c \) 的正弦波作为载波信号。
（2）使用函数信号发生器产生一个频率为 \( f_m \) 的正弦波作为信息信号。
（3）将载波信号与信息信号相乘，得到调幅信号。
（4）使用示波器观察调幅信号的波形。
2. 调幅信号的解调（1）使用包络检波器对调幅信号进行解调。
（2）使用相干解调器对调幅信号进行解调。
（3）使用鉴频器对调幅信号进行解调。
（4）使用示波器观察解调后的信号波形。
3. 实验数据分析（1）分析调幅信号的波形特点，包括幅度、频率和相位等。
（2）分析解调后的信号波形，比较不同解调方法的效果。
（3）计算解调后的信号与原始信息信号的相似度。
五、实验结果与分析1. 调幅信号的波形通过实验观察，调幅信号的波形为载波信号与信息信号的乘积。
在时域上，调幅信号的波形具有以下特点：（1）幅度随信息信号的变化而变化。
（2）频率与载波频率相同。
（3）相位在载波信号的基础上发生变化。
2. 解调信号的波形通过实验观察，不同解调方法的解调信号波形如下：（1）包络检波：解调后的信号波形与信息信号相似，但存在相位失真。
（2）相干解调：解调后的信号波形与信息信号相似，相位失真较小。
调幅与解调
ω0-Ω ω0+Ω
3ω0-Ω 3ω+Ω
从频谱可见斩波调幅产生的也是 抑制载波的双边带的调幅波（DSB-SC）
作业
教材398页 习题9.5 习题9.6
是有调幅作用的，请回答“为什么？”
§9.3.3 模拟乘法器调幅
v
k • v • v0
k(V cos t)(V0 cos0t)
v0
k 2
VV0
§9.1.1 调制的作用
调制的作用主要有2个
作用1：在无线通信中，为了便于信号发射 （天线不能太长，而只有当天线长度与波长相 当时才能将电磁波辐射出去），将低频短的原 始信息（如语音）调制到高频段；
作用2：提高信道的利用率
通过频域复用（如一个空间可传多个电台） 通过先进的调制技术（如日益提高的上网速率）
t
§9.2.1 调幅指数（又称调幅度）的概念
maV0
V0
maV0
Vmax V0 (1 ma ) Vmin V0 (1 ma )
从图上可以看出
ma
1 2
(Vm
a
x
Vm
in
)
V0
Vmax V0 V0 Vmin
V0
V0
已调波表达式为 (V0 kaV cos t) cos0t
V0 (1
kaV V0
+
vb(t)
VBB – +–
v
+–
–
+
VBB(t)
L
Vcc
–+ Vcc
C vo(t)
基极调幅示意图
基极调幅的优缺点
优点：
调制信号vΩ经过功放的放大再输出，因此不需 要很高的注入功率，对调制器的小型化有利；
调幅和解调的工作原理
调幅和解调的工作原理
调幅（Amplitude Modulation，AM）是一种调制技术，它将基带信号的振幅调制到载波信号上，从而形成一个调制信号。
调制信号可以在无线电通信中传输，接收端通过解调来还原出原始信号。
具体来说，调幅的工作原理是将基带信号（通常是音频信号）与一个高频载波信号相乘，从而形成一个调制信号。
调制信号的频率等于载波频率加上或减去基带信号频率。
调制信号随后被传输到接收端。
解调是还原调制信号中的基带信号的过程。
一般来说，解调过程包括检测调制信号的振幅、分离出载波信号、将调制信号除以载波信号。
这样就可以得到原始的基带信号。
总的来说，调幅和解调是无线电通信中非常重要的技术，它们被广泛应用于广播、电视、无线电通信等领域。
调幅信号的解调
+
+
fi
vs
vo
–
–
(b)
圖(b)電路的輸入信號與本振電壓分別從 基極輸入和發射極注入，產生牽引現象的 可能性小。對於本振電壓來說是共基電路， 其輸入阻抗較小，不易過激勵，因此振盪 波形好，失真小。但需要較大的本振注入 功率。
+
vs
–
fi
+
vo
–
( c)
+
+
vs
vo
fi
–
–
(d )
圖(c)和(d)兩種電路都是共基混頻電路。在較低的頻率 工作時，變頻增益低，輸入阻抗也較低，因此在頻率較 低時一般都不採用。但在較高的頻率工作時(幾十MHz)， 因為共基電路的截止頻率f比共發電路的f要大很多， 所以變頻增益較大。因此，在較高頻率工作時採用這種 電路。
檢波器輸出常用隔直流電 容Cc與下級耦合，如圖所示。 Rg代表下級電路的輸入電阻。
D
+
vi
C
–
Cc + VC – + R Rg v
–
–
為了有效地傳送低頻信號，要求
1 Cc
Rg
考慮了耦合電容Cc和低放 輸入電阻Rg後的檢波電路
則檢波過程中，在R上得到的直流電壓為：
VR
R
R Rg
Vim
對於二極體來說，VR是 v 反偏壓，它有可能阻止二極
v
t
乘積檢波電路
vt
平衡同步檢波電路
(1) 工作原理
vs V1 cost cos 1t vt V1 cos(1t )
v2 vsvt V1V0(cos t cos 1t) cos(1t )
调幅波信号的解调实验报告
调幅波信号的解调实验报告引言调幅（Amplitude Modulation，AM）是一种广泛应用在无线通信领域的调制技术。
调幅波信号的解调是将调幅信号转换为原始信息信号的过程。
本实验旨在了解调幅波信号的解调过程，并通过实验验证解调的有效性。
实验步骤材料准备1.函数信号发生器2.调幅信号源3.幅度稳定控制器4.高频放大器5.示波器6.混频器与解调器实验步骤1.连接信号发生器输出端与调幅信号源的调制输入端。
2.将调幅信号源的输出端通过幅度稳定控制器连接到高频放大器的输入端。
3.连接高频放大器的输出端与示波器的输入端。
4.利用示波器观察调幅波信号并记录其波形特征。
5.将高频放大器的输出端连接到混频器和解调器的输入端。
6.连接混频器和解调器的输出端到示波器的输入端。
7.利用示波器观察解调器输出的波形，并记录其与原始信号的差异。
结果与分析经过上述步骤进行实验后，我们观察到以下结果。
原始信号的调幅1.在观察调幅波信号的波形特征时，我们发现调幅波信号具有一定的频率和幅度。
2.调幅波的波形是由一个载频信号加上一个调制信号形成的，可以通过调解调制信号的幅度和频率来改变调幅波的波形特征。
解调器输出的波形1.解调器经过处理后，输出的波形与原始信号存在差异。
2.解调器的输出波形会消除调幅信号中的载频信号，还原出原始信号。
3.解调器对调幅信号进行了解调，恢复了原始信号的幅度变化。
结论通过本实验，我们了解了调幅波信号的解调过程。
解调器能够有效地将调幅信号转换为原始信息信号。
实验结果验证了解调器对调幅信号的有效解调能力。
总结在现代通信领域中，调幅技术在广播和无线电通信中得到广泛应用。
掌握调幅波信号的解调过程对于有效传输信息至关重要。
本实验通过实际操作和观察，深入研究了调幅波信号的解调过程，并验证了解调器对调幅信号的解调有效性。
通过这次实验，我们对调幅波信号的解调有了更加深刻的理解。
致谢感谢指导老师对实验过程的指导和帮助。
参考文献[1] 《通信原理与实践》. 北京: 电子工业出版社, 2010. [2] 张扬. 《调幅信号解调原理与方法探讨》. 电子技术与软件工程, 2018(10).。
信号调幅原理与方法
调幅（Amplitude Modulation，AM），一种基带调制方式，既通常所说的中波。
这是一种用声音的高低变为幅度变化的电信号，频率范围503~1060KHz，传输距离较远，但受天气因素影响较大，适合省际电台广播。
早期VHF频段的移动通信电台大都采用调幅方式，由于信道衰落会使模拟调幅产生附加调幅，造成失真，在传输的过程中也很容易被窃听，目前已很少采用。
目前在简单通信设备中还有采用，如收音机中的AM波段就是调幅波，音质和FM波段调频波相比较差。
编辑摘要调幅- 调幅一种调制方式，属于基带调制。
比较调频调幅使高频载波的频率随信号改变的调制（AM）。
其中，载波信号的振幅随着调制信号的某种特征的变换而变化。
例如，0或1分别对应于无载波或有载波输出，电视的图像信号使用调幅。
调频的抗干扰能力强，失真小，但服务半径小。
调幅- 简介调幅，英文是Amplitude Modulation（AM）。
调幅也就是通常说的中波，范围在503---10 60KHz。
调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。
距离较远，受天气因素影响较大，适合省际电台的广播。
调幅- 调幅方式调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。
也就是说，通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小，使得调制信号的信息包含入高频信号之中，通过天线把高频信号发射出去，然后就把调制信号也传播出去了。
这时候在接收端可以把调制信号解调出来，也就是把高频信号的幅度解读出来就可以得到调制信号了。
调幅波的形成早期VHF 频段的移动通信电台大都采用调幅方式，由于信道快衰落会使模拟调幅产生附加调幅而造成失真，目前已很少采用。
调频制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅制，对移动信道有较好的适应性，现在世界上几乎所有模拟蜂窝系统都使用频率调制。
图中是是调制信号叠加在高频信号中的波形，从图中可以看出，高频信号的幅度随着调制信号作相应的变化，这就是调幅波。
由于高频信号的幅度很容易被周围的环境所影响。
解调工作原理
解调工作原理
解调是指将调制信号恢复为原始信号的过程，其工作原理主要包括两个方面：信号分离和信号恢复。
信号分离是指将混合在一起的调制信号中的各个子信号进行分离的过程。
解调器中通常采用滤波器对输入的调制信号进行频率选择，将不同频率范围内的信号分离出来。
滤波器可以根据调制信号的特点进行设计，例如，对于调频（FM）信号，可
以采用低通滤波器来分离出基带信号，对于调幅（AM）信号，可以采用带通滤波器来分离出原始信号。
信号恢复是指利用分离出来的子信号重建原始信号的过程。
在解调器中，通过对分离出来的子信号进行放大、滤波等处理，使其恢复为原始数据的波形。
例如，对于调频信号，通过对分离出来的基带信号进行放大以恢复原始信号的幅度，并通过带通滤波器恢复原始信号的频率。
对于调幅信号，通过对分离出来的调制信号进行放大以恢复原始信号的幅度。
综上所述，解调的工作原理可以描述为：通过信号分离将混合在一起的调制信号中的各个子信号分离出来，并通过信号恢复将这些子信号重建为原始信号的波形。
不同的调制方式和信号特点会有不同的解调方法和电路设计。
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实验五 调幅信号的解调
一、实验原理
从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调。
解调是调制的逆过程。
调幅信号的解调，通常称为检波，其实现方法可分为包络检波和同步检波两大类。
前者只适用于AM 波，而DSB 或SSB 信号只能用同步检波。
当然同步检波也可解调AM 信号，但因比包络检波器电路复杂，所以AM 信号很少采用同步检波。
1、 二极管峰值包络检波器
二极管包络检波分为峰值包络检波和平均包络检波。
前者输入信号电压大于0.5V 。
检波器输出、输入间是线性关系——线形检波；后者输入信号较小，一般几毫伏至几十毫伏，输出的平均电压与输入信号电压振幅的平方成正比，又称平方率检波，广泛用于测量仪表中的功率指示。
本实验仅研究二极管峰值包络检波，其原理电路如图6—1所示。
图中，输入回路提供调幅信号源。
检波二极管通常选用导通电压小、导通电阻小的锗管。
RC 电路有两个作用：一是作为检波器的负载，在两端产生调制信号电压；二是滤除检波电流中的高频分量。
为此，RC 网络必须满足
1c R C ω 1f R C
ω （6—1） 式中，c ω为载波角频率，f ω为调制角频率。
检波过程实质上就是信号源通过二极管向电容C 充电和电容对电阻R 放电的过程，充电时间常数为d R C ，d R 为二极管正向导通电阻。
放电时间常数为RC ，通常d R R >，因此对C 而言充电快，放电慢。
经过若干个周期后，检波器的输出电压o U 在充放电过程中逐步建立起来。
该电压对二极管D 形成一个大的负电压，从而使二极管在输入电压的峰值附近才导通，导通时间很短，电流通角θ很小。
当C 充放电达到动态平衡后，o v 按高频周期作锯齿状波动，其平均值是稳定的，且变化规律与输入调幅信号包络变化规律相同，从而实现了AM 信号的解调。
平均电压，即输出电压o V 包含直流dc V 及低频调制分量f v ：
()()o dc f v t V v t =+ （6—2）
当电路元件选择正确时，dc V 接近但小于输入电压峰值。
如果只需输出调制信号，则可在原电路上增加隔直电容L C 和负载电阻L R 。
如图6—2（a)；如果需要检波器提供与载
波电压大小成比例的直流电压（如用于自动增益控制），则可用低通滤波器G G R C 滤除调制分量，取出直流。
如图6—2（b ）所示。
下面简单说明一下二极管峰值包络检波器的两项主要性能指标。
（1） 传输系数d K
传输系数d K 亦称检波系数，检波效率，是描述检波器对输入已调信号的解调能力或效率的一个物理量。
若输入电压振幅为cm V ，输出直流电压为dc V ，则d K 定义为： dc d cm
V K V = （6—3） 对于AM 信号，其定义为检波器输出低频电压振甫于输入高频已调波包络振幅之比
fm
d cm V K mV = （6—4）
这两个定义是一致的。
d K 的大小决定于RC 的取值及二级管导通电阻d R 的大小，d K 越趋近于1，检波效率越高。
（2） 检波器的失真
二极管峰值包络检波器的失真，除具有与放大器相同的线性与非线性失真外，还存在两种特有的失真—惰性失真和底部切割失真，如图6—3所示。
惰性失真表现为输出波形不随包络形状而变，他总是起始于输入电压负斜率的包络上，输出电压跟不上包络线的下降速度。
这种失真是由于RC过大造成的，即由于RC时间常数过大，二极管截止期间C通过R放电速度过慢，使AM信号包络下降速度大于电容两端电压下降速度，因而造成二极管负偏压大于信号电压，致使二极管在其后的若干高频周期内不导通。
为避免产生惰性失真，必须保证在每一个高频周期内二极管导通一次，也就是使电容C通过R放电的速度大于或等于包络的下降速度。
底部切削失真又称负峰切削失真，这种失真是因检波器的交直流负载不同引起的。
分析表明，为防止失真，检波器交流负载与直流负载之比不得小于调幅波的调制度m，因此，必须限制交、直流负载的差别。
二极管峰值包络检波器实验电路为实验箱中05单元电路，如图6—4所示。
图中5K1、5K2用于选择不同电容、电阻，以便讨论不同C、R对检波特性的影响。
2、同步检波
同步检波分为乘积型和叠加型两种方式，它们都需要接受端恢复载波支持。
本实验采用乘积型同步检波，实验电路为实验箱06单元电路，如图6—5所示。
乘积型同步检波是直接把本地恢复载波与调幅信号相乘，用低通滤波器滤除无用的高频分量，提取有用的低频信号，它要求恢复载波与发端的载波同频同相，否则将使恢复出来的调制信号产生失真。
本实验中，恢复载波直接取自原调幅波载波。
因为在输出电流中，除了解调所需要的低频分量外，其余所有分量都属于高频范围，很容易滤除，因此不需要载波调零电路，而且可采用单电源供电。
本电路可以解调DSB或SSB信号，亦可解调AM信号。
MC1496脚8输入载波信号，可用大信号输入，一般100—500mV；脚1输入已调信号，信号电平应使放大器保持在线性工作区内，一般在100mV以下。
实验箱06单元中，6GB1 及LC谐振电路用于鉴频器实验，后面再作介绍。
二、实验仪器
双踪示波器XJ4330 或HH4330
数字频率计SP3165A 或NFC—100
电源万用表实验箱
三、实验内容
（一） 二极管峰值包络检波研究
1、 参考实验五内容，在4D 点得到m<1的正常AM 波。
2、 连接4/3—5/1，断开5/2—10/1，选择合适的5K1、5K2位置，
使在5A 点得到不失真的检波波形。
用示波器测量4D 点AM
波包络峰—峰值fpp V 和5A 点解调信号峰—峰值fpp
V '，计算检波器传输系数
fpp
d fpp V K V '= （6—5）
3、 接通5/2—10/1，调整10DW1，试听检波效果；将7K 换成3
—1，再听检波效果。
4、 断开5/2—10/1，7K 换成2—1，选择不同5K1、5K2位置，用
示波器在5A 点观察不同R 、C 值对检波输出的影响。
记录波
形最好和产生较大惰性失真的开关位置及RC 值。
5、 接通5/2—10/1，选择不同5K1,5K2位置（必要时调整10DW1），
使5A 点波形底部切削失真，记录5K1，5K2位置及RC 值。
（二）同步检波
1断开5/2—10/1，4/4—9/1；接通3/3—6/3，4/4—6/1；6K1置于1—4，用示波器在6C 点观察解调波形。
接通6/4—10/1，试听检波效果。
2 参考实验五内，将AM 波转成DSB 波，观察解调波形。
恢复实验箱至初始状态。