北京邮电大学 通信原理实验报告 硬件部分

北京邮电大学实验报告

题目：基于TIMS通信原理实验报告

班级：2009211126班

专业：信息工程

姓名：

成绩：

实验1振幅调制（AM）与解调

一、实验目的

（1）掌握具有离散大载波（AM）调制的基本原理；

（2）掌握包络检波器的基本构成和原理；

（3）掌握调幅波调制系数的意义和求法。

二、实验原理

幅度调制是由DSB-SC AM信号加上一离散的大载波分量（设载波的初始相位φc=0），其表示式为

s t=A c1+m t cos2πf c t

式中要求基带信号波形m t≤1，使AM信号的包络A c1+m t总是正的，式中的A c cos2πf c t是载波分量A c m t cos2πf c t是DSB-SC AM信号。

定义

m n t=

m(t)

max⁡|m(t)|，|m(t)|≤1

a=max m t,|m(t)|≤1

称标量因子a为调制系数或调幅系数。

有两种调制方式，调制框图如下

AM 信号调制原理框图1

AM 信号调制原理框图2 解调原理框图如下

AM 信号解调原理框图

三、实验步骤

1、按如下所示的连接图连接好

AM信号调制连接图

AM信号解调连接图

2、调节加法器上两路输入信号的放大倍数，同时用示波器监测，在保证加法器输出波形不削顶的情况下，调节至交流信号峰值与直流成分之比(即调制系数)为小于1、等于1、大于1，观察调制信号和解调信号波形图；

3、观察滤波器输入输出波形的变化，分析原因。

四、实验结果

音频振荡器的输出频率调整为1kHZ，直流电压幅度调整为1V。

a<1时，基带与调制信号波形如下

调制与解调输出

调制与解调信号

调制与解调信号

五、实验讨论

可以看出，AM信号在调制系数a<1，a=1，a>1的情况下，分别有不同的包络形状。当a<1或a<1时可以恢复成原信号，而在a>1的情况下产生幅度翻转的现象，无法恢复成原信号。

若用同步检波的方法，则需在接收端先进行载波提取操作，然后经过乘法器和低通滤波器，最后通过隔直流电路即可。

包络检波的特点就是不需要从接收信号中提取载波分量，其解调电路比较简单，故在AM调幅广播接收机的解调采用包络检波器，既简单又经济。同步检波需要提取原信号的载波分量，提高了接收信号电路的复杂度，但可以不需要直流信号的输入，降低信号发射功率，而且不需要考虑调制系数的问题，即使调制系数a>1也可以恢复原信号。

调制系数大于1时，无法用包络检波还原原信号，只能采用同步检波。调制系数通过公式a=max m t给出，可以利用输出波形计算出包络的最大与最小幅值，带入

A max−A min

a=

max min

后求得。

当加法器对直流或输入信号的幅度增益过大时，就有可能出现系统超调的现象。此时经乘法器输出的调制调制信号有可能因为幅度过大而超出了线性区间，造成调制信号的失真现象。

由于实验台上示波器只有1路输出，因此信号的调制与解调的输出都是分开来查看的，无法放在同一张图中。这是第一次做通原硬件实验，虽然之前有做过预习的工作，但一到实际操作还是发现有很多不熟悉的地方。第一次做实验只把AM做出来了，做SSB的时候找了4块移相器结果只有两块有用，而且1路输出的示波器实在是有很多限制。虽然说做的不是很顺利，但至少也给以后的实验打下了基础，也算是尝试了一次在条件受限的情况下解决问题吧。

实验2SSB 信号的调制与解调

一、实验目的

（1）掌握单边带（SSB）调制的基本原理

（2）掌握单边带（SSB）解调的基本原理

（3）测试SSB 调制器的特性

二、实验原理

双边带抑制载波调幅要求信道带宽B c=2W，其中W是模拟基带信号带宽。从信息论观点来看，此双边带是有声誉度的，因而只要利用双边带中的任一边带来传输，仍能在接受机解调出原基带信号，这样可减少传送已调信号的信道带宽。

SSB 信号调制原理框图

SSB 信号解调原理框图

三、实验步骤

按如下连接图连接好，输入信号频率为1kHz

SSB调制部分

SSB解调部分

调整好乘法器和加法器的参数，从示波器中观察调制和输出波形。

四、实验结果

SSB输入与输出信号

SSB输入和调制波形

SSB调制和解调波形

五、实验讨论

输入信号m t=cos2πf s t，单边带调幅信号的时域表示式为

s SSB t=A c m t cos2πf c t∓A c ^

m

t cos2πf c t

此时信号可化为

s SSB t=A c cos2πf s±f c t

理论上，输出的调制信号应该是一个幅度恒定的信号，但实验结果却出现了幅度的波动，这种情况是附加相移引起的，说明实验中移相器的参数没有调整好。

调制信号的频率为99kHz，即为f s−f c，因此信号应为

s 上t=A c m t cos2πf c t+A c

^

m

t cos2πf c t

为下边带信号。如果要产生上边带信号，只需要将正交移相器的其中一路输出再加上一个反向后与另一路输出相加即可。

一开始做调制的时候，SSB信号的包络起伏很大，其解调输出幅度也很小。经过不断调整移相器的旋钮后才得到现在的结果，虽然仍然带有一定的偏差。

这次实验需要连接的组件算是比较多的，调试起来也有一定的难度，不过这也正好锻炼了我们的动手能力，提高了我们解决问题的能力。

SSB以及FM调制都是在第二次实验课上做的，换了实验室，实验台的器材也比较完备，故波形图都有两路输出了。