信号与系统 信号调制解调电路
宽带无线通信系统中的信号调制与解调技术研究
宽带无线通信系统中的信号调制与解调技术研究概述：宽带无线通信系统的信号调制与解调技术是保证高速率、高带宽、高可靠性的无线通信的基础。
本文将介绍宽带无线通信系统中的信号调制技术和解调技术的原理和应用，以及相关的研究进展。
一、信号调制技术1. 调制技术的基本概念调制技术是将低频信号（基带信号）转换为高频信号（载波信号）的过程。
在宽带无线通信系统中，常用的调制技术包括幅度调制、频率调制和相位调制。
这些调制技术可以通过改变信号的幅度、频率或相位来实现信息的传输和编码。
2. 常用调制技术（1）幅度调制(AM)：幅度调制是将基带信号的幅度变化对应到载波的幅度上来表示信息的技术。
AM调制在宽带无线通信系统中被广泛应用，尤其在无线电广播和移动通信领域。
（2）频率调制(FM)：频率调制是将基带信号的频率变化对应到载波的频率上来表示信息的技术。
FM调制在宽带无线通信系统中通常用于音频和视频信号的传输以及广播电台和电视台的发射。
（3）相位调制(PM)：相位调制是将基带信号的相位变化对应到载波的相位上来表示信息的技术。
相位调制在宽带无线通信系统中常用于数字通信和数据传输，如调制解调器、无线局域网以及4G和5G 移动通信系统。
3. 调制技术的性能评价对于宽带无线通信系统中的调制技术，性能评价是重要的研究内容之一。
常见的性能评价参数包括误码率（BER）、调制解调器的灵敏度和带宽效率等。
研究者们通过改进调制技术和优化传输方案来提高系统的性能。
二、信号解调技术1. 解调技术的基本概念解调技术是将高频信号（载波信号）还原为低频信号（基带信号）的过程。
在宽带无线通信系统中，解调技术是将调制信号恢复为原始信息的关键。
常见的解调技术包括检波技术（包络检波、同步检波）和解调算法（数字信号处理）等。
2. 常用解调技术（1）包络检波：包络检波是将调制信号的包络还原为基带信号的过程。
在宽带无线通信系统中，包络检波常用于幅度调制和频率调制解调中。
信号与系统课程设计(信号调制与解调)(采样定理)(LTI系统分析)
课题一信号调制与解调题目说明：从语音，图像的原始信息变过来的原始信号频谱分量频率较低，不适宜在信道中长距离传输。
因此，在通信系统的发送通端常需要有调制过程将其转换为适合传输的信号，在接收端则需要有调节过程，将信号还原成原来的信息，以便更准确的利用信息。
原理分析：调制就是按调制信号的变化规律去改变某些参数。
解调是调制的逆过程，即从已调制信号中恢复或提取调制信号的过程。
幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号变化的过程。
采用模拟调制利用正旋波载波的幅度调制，频率调制和相位调制的方式进行信号的处理。
同步解调端本振信号频率必须与发射端调制的载波信号的频率和相位相同才能实现同步解调。
脉冲调制信号只有在脉冲出现才需要存在，在其他时间内等于零，这样就有可能在这空余的时间间隔中去传输其他路德信号，发送端和接受端的转换开关按照同样的顺序和周期轮流接通各个通道，在信道中传送的是各个脉冲幅度调制信号的和，各个脉冲出现在不同的时间段。
而通过接收端的开关以后各路接受端接收到的相当于某一路信号脉冲幅度的结果，可以用低通滤波器进行解调。
实验内容：1.将一正旋信号x(n)=sin(2πn/256)分别以100000Hz的载波和1000000Hz的取样频率进行调制,写出MATLAB脚本实现抑制载波幅度调制，实现同步解调，滤波输出的波形。
2.分别作出cos(10t)cos(w c t)和[1+0.5sin(10t)]cos(w c t)的波形图和频谱图，并对上面调制信号进行解调，观察与源图的区别。
模块设计1：1.产生一个输入信号 2.产生一个载波信号3.构造用于解调的低通滤波器4.低通滤波解调5.画图MATLAB程序1：>> clear; %清除已存在变量n=0:0.0001:256; %自变量e=sin(2*pi*n/256); %调治信号s=cos(100000*n); % 载波信号a=e.*s; % 调制b=a.*s; % 解调[nb,na]=butter(4,100,'s'); % 低通滤波sys=tf(nb,na); % 构建sys对象c=lsim(sys,b,n); %低通滤波subplot(2,2,1) % 图形输出语句plot(n,e);title('调制信号'); %图形标题>> xlabel('n'),ylabel('e(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格>> subplot(2,2,2) % 图形输出语句>> plot(n,a);>> title('调幅信号'); %图形标题>> xlabel('n'),ylabel('a(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格>> subplot(2,2,3) % 图形输出语句>> plot(n,b);>>title('解调波形'); %图形标题>> xlabel('n'),ylabel('b(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格>> subplot(2,2,4) % 图形输出语句>> plot(n,c);>> title('滤波后的波形')；%图形标题>>xlabel('n'),ylabel('e(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格模块设计2：1.产生两个输入信号 2.用克诺内科内积产生两个周期行序列脉冲3.调制并向加4.构造用于解调的低通滤波器5.低通滤波解调 6画图MATLAB程序2：>> clear; % 清除变量t=0:0.001:9.999; % 定义自变量取值范围和间隔e1=cos(10*t).*cos(600*t); % 输入信号e2=(1+0.5*sin(10*t)).*cos(600*t); %输入信号p0=ones(1,2500);p1=kron(p0,[1,0,0,0]); %第一个序列脉冲p2=kron(p0,[0,0,1,0]); % 第二个序列脉冲a=p1.*e1+p2.*e2; 调制并向加[nb,na]=butter(4,20,'s'); % 用于解调的低通滤波器sys=tf(nb,na); %构建sys对象b1=a.*p1; % 取得第一路信号的脉冲调制信号c1=lsim(sys,b1,t);%通过低通滤波解调输出b2=a.*p2; %取得第二路信号的脉冲调制信号c2=lsim(sys,b2,t); % 通过低通滤波解调输出subplot(4,2,1) % 图形输出语句plot(t,e1);title('第一路输出信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,2) % 图形输出语句plot(t,e2);title('第二路输出信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,3) % 图形输出语句plot(t,e1.*p1);title('第一路脉冲调制信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on %图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,4) % 图形输出语句plot(t,e2.*p2);title('第二路脉冲调制信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on %图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,5) % 图形输出语句plot(t,a);title('合成的传输信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,6) % 图形输出语句plot(t(5001:5250),a(5001:5250));title('局部放大后的合成信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格实验总结：通过对理论知识的学习，使自己对信号的调制与解调具有一定的认知水平，然后开始做实验，此时要理论结合实践，作出波形图后要考虑与理论波形进行比较，比较的方法是，首先判断所测波形是否正确，若不正确找出错误原因，若正确则分析实测波形与理论波形不完全相同的原因。
【学习】第五章信号调理电路
一般采用音频交流电压（5～10kHZ）作为电桥电源。 这时，电桥输出将为调制波，外界工频干扰不易从线路 中引入，并且后接交流放大电路简单无零漂。
采用交流电桥时，必须注意影响测量误差的一些因素。
如：电桥中元件之间的互感影响；无感电阻的残余阻抗； 邻近交流电路对电桥的感应作用；泄漏电阻以及元件之间、 元件与地之间的分布电容等。
整理课件
33
整理课件
34
§2 调频与解调
（1）调频
调频（频率调制）是利用信号电 压的幅值控制一个振荡器，振荡 器输出的是等幅波，但其振荡频 率偏移量和信号电压成正比。
当信号电压为零时，调频波的频率等于中心频率（载波频 率）；信号电压为正值时频率提高，负值时则降低。所以调 频波是随信号而变化的疏密不等的等幅波。
-fm
fm
－f0
f0
时域分析
频域分析
由脉冲函数的卷积性质知：一个函数与单位脉冲函数卷积的结
果，就是将其以坐标原点为中心的频谱平移到该脉冲函数处。
即调制后的结果就相当于把原信号的频谱图形由原点平移至
载波频率 f 0 处，幅值减半。
整理课件
24
从调幅原理看，载波频率 f 0 必须高于原 信号中的最高频率 f m 才能使已调波仍 保持原信号的频谱图形，不致重叠。
整理课件
27
g(t)1 2x(t)1 2x(t)co4sf0t
据傅里叶变换性质可得：
G (f) 1 2X (f) 1 4X (f 2 f0 ) 1 4X (f 2 f0 )
若用一个低通滤波器滤去中心
频率为 2 f 0 的高频成分，那
么将可以复现原信号的频谱 （幅值减小为一半），若用放 大处理来补偿幅值减小，可得 到原调制信号。
调制解调电路设计
调制解调电路设计
调制解调电路是一种用于传输和接收信号的电子设备。
它的设计和实现旨在将信息从一个地方传输到另一个地方，同时确保信息的准确性和完整性。
在调制解调电路中，调制是将原始信号转换为适合传输的信号形式的过程。
解调则是将传输过来的信号恢复为原始信号的过程。
这两个过程是电信系统中非常重要的环节。
在调制过程中，我们通常使用载波信号来传输原始信号。
载波信号的频率通常比原始信号高得多，这样可以更好地传输信号。
调制的目的是将原始信号的信息嵌入到载波信号中，以便在传输过程中保持信号的完整性。
调制的方式有很多种，常见的有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
每种调制方式都有其特定的应用场景和优势。
选择合适的调制方式取决于信号的特性以及传输的要求。
解调的过程与调制相反，它的目的是从传输过来的信号中恢复出原始信号。
解调电路的设计要根据实际应用场景来确定，不同的解调方式有不同的电路设计要求。
在调制解调电路的设计中，需要考虑的因素有很多。
首先是信号的带宽和频率范围，这决定了选择合适的调制方式。
其次是电路的稳定性和可靠性，这对于长时间的传输非常重要。
还需要考虑功耗和
成本等因素，以便设计出满足实际需求的电路。
调制解调电路是现代通信系统中不可或缺的一部分。
它的设计和实现需要考虑多个因素，以保证信号的准确传输和恢复。
通过合理的电路设计和优化，可以实现高质量的信号传输和接收，为人们的通信提供更好的体验。
什么是解调电路它在电子电路中的作用是什么
什么是解调电路它在电子电路中的作用是什么解调电路是一种用于将调制信号还原为原始信号的电路。
在电子电路中，解调电路主要用于从调制信号中提取出原始信号，以便进行进一步的处理或分析。
一、解调电路的原理解调电路的原理基于调制信号可以通过调制器来叠加到载波信号上进行传输的特性。
在传输过程中，调制信号会被融合到载波信号的振幅、频率或相位上。
因此，解调电路需要识别并分离出这些调制信号。
二、解调电路的分类根据调制方式的不同，解调电路可以分为以下几种类型：1. 振幅解调电路：用于从幅度调制（AM）信号中提取出原始信号，常见的振幅解调电路包括二极管检波电路和同步检波电路。
2. 频率解调电路：用于从频率调制（FM）信号中提取出原始信号，常见的频率解调电路是锁相环（PLL）电路和鉴频器。
3. 相位解调电路：用于从相位调制（PM）信号中提取出原始信号，常见的相位解调电路是相移锁定环（PSK）电路和差分解调电路。
三、解调电路的作用解调电路在电子电路中起着至关重要的作用：1. 信息还原：解调电路能够将调制信号中蕴含的原始信号还原出来，使其可以被后续电路进行处理或分析。
2. 信号传输：解调电路可以将调制信号中的信息传递给接收器，以实现信号的传输与接收。
3. 通信系统：解调电路是通信系统中必不可少的组成部分，通过它可以实现信号的调制与解调，保证信号的传输质量和可靠性。
4. 数据处理：解调电路能够帮助将数字信号还原为原始数据，使其能够被数字系统进行处理和分析。
总结：解调电路是一种用于从调制信号中提取原始信号的电路。
根据调制方式的不同，解调电路可以分为振幅解调、频率解调和相位解调电路。
它在电子电路中起着重要的作用，包括信息还原、信号传输、通信系统和数据处理等方面。
只有通过解调电路，我们才能够将调制信号中的有用信息还原出来，并进行进一步的处理和分析。
第四章 信号调理与处理
幅值调制装置实质上是一个乘法器。现在已有性能 良好的线性乘法器组件。霍尔元件也是一种乘法器。
电桥在本质上也是一个乘法装置，若以高频振荡电 源供给电桥，则输出为调幅波。
霍尔元件： VH kH iB sin
电桥：
Uy
R R0
U
0
三、调制与解调
调幅信号的解调方法
1、同步解调 若把调幅波再次与原载波信号相乘，则
xm (t) xt cos 2f0t cos
xt cos 2f0t
三、调制与解调
调幅信号的频域分析
由傅里叶变换的性质知：在时域中两个信 号相乘，则对应在频域中这两个信号进行卷积，
余弦函数的频域图形是一对脉冲谱线
xt yt
X f Y f
一个函数与单位脉冲函数卷积的结果，就
是将其图形由坐标原点平移至该脉冲函数处。
是利用信号电压的幅值控制一个振荡器，振荡器输出的 是等幅波，但其振荡频率偏移量和信号电压成正比。当 信号电压为零时，调频波的频率就等于中心频率；信号 电压为正值时频率提高，负值时则降低。所以调频波是
随信号而变化的疏密不等的等幅波。
第五章 信号变换及调理
三、调制与解调 调频波的瞬时频率可表示为． f＝fo±△f 式中f。——载波频率，或称为中心频率； △f—频率偏移，与调制信号x(t)的幅值成正比。
四、 滤波器
滤波器还有其它不同分类方法，例如， 根据构成滤波器的大件类型，可分为RC、LC或晶
体谐振滤波器； 根据构成滤波器的电路性质，可分为有源滤波器和
无源滤波器； 根据滤波器所处理的信号性质，分为模拟滤波器与
数字滤波器等等。
滤波器的性能指标
A0
0.707A0
Q=f0 / B
测控电路信号调制解调电路
PART 03
解调基本原理
解调定义及类型
解调定义
解调是从已调信号中恢复出调制 信号的过程。
解调类型
模拟解调和数字解调，根据调制 方式可分为调频解调、调相解调 和调幅解调。
解调过程
频率解调
01
通过改变电路参数，使回授信号的频率与调制信号一致，从而
恢复出调制信号。
相位解调
02
通过比较输入信号与回授信号的相位差，恢复出调制信号的相
多模式多频段支持
随着通信标准和频段的不同，调制解调电路需要支持多种标准和频 段，需要采用更灵活的软件可配置技术。
低功耗设计
在便携式和嵌入式应用中，低功耗设计是调制解调技术的关键挑战之 一，需要采用更有效的电源管理技术和低功耗设计方法。
技术前景展望
01
5G通信技术
随着5G通信技术的推广和应用，调制解调技术将发挥更加重要的作用，
PART 02
调制基本原理
调制定义
调制定义：调制是一种将低频信号（如声音、图像等）加载 到高频载波信号（如无线电波、光波等）上的过程，以便于 传输和接收。
调制定义调制是将低频信号转换为高频载波信号的过程，通 过改变载波信号的某些参数（如振幅、频率或相位），将低 频信号的信息加载到载波信号上，实现信息的传输和接收。
调制类型（如：
通过改变载波信号的振幅来加载 低频信号，接收端通过检测载波 信号的振幅变化来还原低频信号。
FM（调频）
通过改变载波信号的频率来加载低 频信号，接收端通过检测载波信号 的频率变化来还原低频信号。
PM（调相）
通过改变载波信号的相位来加载低 频信号，接收端通过检测载波信号 的相位变化来还原低频信号。
测控电路中的调制技术
如何使用电路实现信号调制
如何使用电路实现信号调制信号调制是一种关键技术，用于在电路通信中传输和处理信息。
它将原始信号转换为适合传输的电信号，并通过解调器将其还原回原始信号。
在本篇文章中，我将介绍如何使用电路实现信号调制。
一、调制的基本原理信号调制的基本原理是将原始信号与载波信号相结合，通过改变载波信号的某些特性，来实现对原始信号的传输。
调制的主要目的是使得信号能够适应信道的特性，提高信号的传输效率和抗干扰能力。
二、调制的常见方法1. 幅度调制（AM）：幅度调制是通过改变载波信号的幅度来传输信息。
具体来说，原始信号会改变载波信号的振幅，从而在调制信号中体现出来。
幅度调制常用于调制音频信号，例如调幅广播电台。
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。
原始信号的波形决定了载波频率的变化情况。
频率调制常用于调制音频信号，例如调频广播电台和音频播放器。
3. 相位调制（PM）：相位调制是通过改变载波信号的相位来传输信息。
原始信号的波形决定了载波相位的变化情况。
相位调制常用于数字通信和调制解调器。
三、电路实现信号调制的步骤1. 生成载波信号：首先需要生成一个稳定的载波信号。
这可以通过使用振荡器电路来实现。
振荡器电路会产生连续的正弦波信号，作为载波信号的基准。
2. 生成原始信号：接下来需要生成原始信号，也称为调制信号。
原始信号可以是音频信号、视频信号或其他类型的信号。
生成原始信号的电路通常是根据具体的信号源来设计的。
3. 进行调制：将原始信号与载波信号相结合，通过调制电路来实现信号的调制。
不同的调制方法会采用不同的调制电路。
例如，幅度调制可以使用电路将原始信号的振幅直接改变；频率调制可以使用电路改变载波信号的频率；相位调制可以使用电路改变载波信号的相位。
4. 过滤和放大：调制后的信号通常会经过滤波器进行滤波和放大。
滤波器可以去除不需要的频率成分，以及调整信号的带宽。
放大器可以增加信号的强度，以便更好地传输信号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
信号调制解调电路的设计
1．实验原理、实验电路图及实验说明
1.1 调制电路
调制信号x 可以按任意规律变化，为方便起见，我们假设调制信号x 为角频率为Ω的余弦信号x=X m cos Ωt 。
当调制信号x 不符合余弦规律时，可以将它分解为一些不同频率的余弦信号之和。
在信号调制中必须要求载波信号的频率远高于调制信号的变化频率。
设载波信号为u c =U m cos w c t ，则调幅信号可写为
u s =（U m +mx ）cos w c t
= U m cos w c t + mX m cos Ωt cos w c t
=U m cos w c t + [m X m cos (w c +Ω)t + m X m cos (w c -Ω)t ]/2
m 为调幅系数
它包含三个不同频率的信号:：角频率为w c 的载波信号和角频率分别为w c ±Ω的上下边频信号。
载波信号中不含调制信号x 的信息，因此可以取U m =0，只保留两个边频信号。
这种调制称为双边带调制。
其数学表达式为：u s =U xm cos Ωt cos w c t
乘法器调幅电路见图1，高频载波信号由信号发生器产生，从IN1输入；低频调制信号由电路图2的文氏桥振荡电路产生，从IN2输入，图3是-8V 电压产生电路。
设定低频调制信号的频率为500Hz ，由文氏桥振荡电路中的R 、C 确定。
由于电容C 的可选值较少，故先设定C=0.047uf ，然后根据公式f=1/(2πRC)，可得R=6.8k Ω，振荡频率计算如下：
Hz RC f 50010
*047.0*10*8.6*212163≈==
-ππ
图1 乘法器调幅电路
进行调幅前，首先要调节输入脚之间的直流平衡。
方法如下，①调8、10脚间的平衡：IN1接地，IN2输入高频信号，调Rp2，使输出最小；②调1、4脚间的平衡：IN2接地，IN1输入低频信号，调Rp1，使输出最小。
然后，同时接好IN1和IN2，观察输出波形。
不断调节两路输入信号的幅度、频率，观察输出变化。
调制电路输出端接射极跟随器，增强了带负载能力。
图2 低频信号产生电路 图3 -8V 电源电路
1.2 解调电路
此电路由二极管D 和RC 低通滤波器组成，它利用二极管的单向导电性以及RC 的低通滤波实现包络检波。
但此处对RC 时间常数有限制。
为了实现低通滤波，需满足（1/w c ）<<R3C1<<(1/Ω)，以滤除载波信号，保留调制信号。
在此范围内，RC 过大，还会产生对角
切割失真，理论上要求RC 满足下式：Ω
12
m m RC -≤（m 为调幅系数，此处其值为调制信号的最大幅值X m ）；而RC 太小，高频分量滤除会不彻底，为避免失真，此处选取较小的RC ，然后接低通滤波器，滤除高频分量。
解调电路如图4所示。
图4 解调电路
2．实验结果
2.1 实验说明
此实验中，调制信号x=2*cos(500*2πt)V ，载波信号u c =50*cos (15*103
*2πt) mV 。
需要说明的是，载波信号幅度不能太大，否则输出波形会出现失真；载波信号的频率w c >>Ω，通常取w c >10Ω，便于观察调制结果，解调时滤波器也能较好地将调制信号与载波信号分开。
用示波器观察调幅波，调节Rp1或Rp2，都会出现波形的不对称。
2.2 调制解调波形
图5至图8为实验中用示波器观察到的输入、输出信号波形。
OUT
图5 调制信号（f=500Hz，Vpp=4V）
图6载波信号（f=15kHz，Vpp=100mV）
图7 双边带调幅信号
图8 解调后信号。