调幅与解调资料
调制解调原理详细介绍
1
1000
解：已知： Sa(ωCt) ⇔ 已知：
设： f1(t) = f (t)cos1000t
π G2ωC (ω) ωC 1 1 ∴ Sa(2t) ⇔ G4 (ω) = F( jω) π 2
−1001
− 999
0
999
1001
ω
F ( jω) = 1 {F[ j(ω +1000)] + F[ j(ω −1000)] 1 2 = 1 [G4 (ω +1000) + G4 (ω −1000)] 4
解调
已调信号y 已调信号y (t)= f (t)cosω0t )cosω
g(t)
g(t) = y(t) ⋅ s(t) = f (t) ⋅ s2 (t) = f (t) cos2 ω0t = 1 [ f (t) + f (t) cos2ω0t] 2
2
−ωc 0 ωc
y(t)
s (t) = cosω0t
上式中，对于全部t，A选择得足够大，有，其频谱 选择得足够大， 上式中，对于全部t 为 Y( jω) = Aπ[δ (ω + ω0 ) + δ (ω − ω0 )] + 1 {F[ j(ω +ω0 )] + F[ j(ω −ω0 )]} 2 由上式可见， 由上式可见，除了由于载波分量而在处形成两个冲 激函数之外，这个频谱与抑制载波的AM的频谱相 激函数之外，这个频谱与抑制载波的AM的频谱相 同。
AM信号解调的特点 AM信号解调的特点
此信号的频谱通过理想低通滤波器，其截止频 此信号的频谱通过理想低通滤波器， 幅值为2 率 ωC ≥ B，幅值为2，就可取出 F( jω)，把高频 分量滤除， 分量滤除，从而恢复原信号 f (t) 。 由图可见， 由图可见，接收端与发送端的载波信号是同频 率同相位的。 率同相位的。它要求调制器与解调器的载波信 号准确同步。 号准确同步。 下图是发射载波AM的解调方案 的解调方案。 下图是发射载波AM的解调方案。
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。
幅度调制与解调
幅度调制与解调实验一、实现目的1、通过本次实验，起到理论联系实际的作用，将理论课中学到的调幅、检波电路的分析方法用到实验电路的分析和实验结果的分析中，使理论真正地用在实际电路中，落到实处。
要求学生必须从时域、频域对调制和解调过程中信号的变换分析清楚。
2、本次采用的实验电路既能实现普通调幅，又能实现双边带调幅，通过实验更进一步理解普通调幅（AM）和双边常调幅（DSB）在理论上、电路中的联系和区别。
3、实验中所测量的各种数据、曲线、波形是代表电路性能的主要参数，要求理解参数的意义和测量方法，能从一组数据中得出不同的参数并衡量电路的性能。
二、实验仪器1、数字示波器 TDS210 0~60MHz 1台2、频谱分析仪 GSP-827 0~2.7GHz 1台3、直流稳压电源 SS3323 0~30V 1台4、实验电路板自制 1块三、实验电路及原理1、实验电路介绍实验所采用的电路为开关调幅电路，如图所示。
既能实现AM调制，又能实现DSB调制，是一种稳定可靠，性能优良的实验电路，其基本工作原理是：调制信号经耦合电容C1输入与电位器输出的直流电压叠加，分别送到同相跟随器U1A 和反相跟随器U1B，这样在两个跟随器的输出端就得到两个幅度相等，但相位相反的调制信号（U+和U-）。
再分别送到高速模拟开关的两个输入端S1和S2，由开关在两个信号之间高频交替切换输出（由载波控制），在输出端就得到调幅波，通过调整电位器可以改变直流电压达到改变调制度m，当电位器调到中心位置时就得到了双边带的调幅信号。
放大器为高精度运放AD8552，开关为二选一高速CMOS模拟开关ADG779。
另外，为防止实验过程中由于调制信号幅度过大而损坏电路，特加了保护二极管D1、D2；由于运算放大器和模拟开关是单电源轨至轨型，只能单5V供电，在使用时所有信号是叠加在2.5V直流电平上的，电路中R7、R8就是提供该直流偏置电平的，R12、R13、T1是用来抵销直流电平的，以免对检波电路产生影响；R8、C5、C7、L1和R9、C6、C8、L2起到导通直流和低频信号、阻止高频信号的作用，防止开关泄露的高频载波信号对运算放大器产生影响；高频载波信号（1MHz,方波）由有源晶体振荡器X1产生。
调制与解调
ea
ec
O
f0 fn
O
f
f
O
t
t
ec
O
t
t
（b）频率电压特性曲线
传感器与测试技术
传感器与测试技术
O
t
调制与解调
调制是指利用被测缓变信号来控制或改变高频振荡波的某个参数（幅值、
e
频率或相位），使其按被测信号的规律变化，以利于信调号制的信放号 大与传输。
一般把控制高频振荡波的缓变信号称为O 调制波；载送缓变信号的高频t
振荡波称为载波；经过调制的高频振荡波称为已调波，根据调制原理不同，
x(t)
x A (t )
xm(t)
x 0(t )
A
O
tO
tO
tO
t )
x(t)
A
tO
tO
tO
tO
t
x A (t )
A tO
3．相敏检波
y(t)
相敏检波常用的有半波相敏检波和全
O
波相敏检波。图a所示为一开关式全波相
t
敏检波电路。输出信号x0(t)如图b所示。
u(t)
f0
O
f0
f
原来调制时的相同而使第二 次“搬移”后的频谱有一部 分“搬移”到原点处，所以 频谱中包含有与原调制信号 相同的频谱和附加的高频频
Y(f )
1 2
f0
O
X m( f )Y ( f )
1
2
f0
f
低通滤波
谱两部分，其结果如图所示。
2 f 0
fc
O
fc
fm fm
同步解调
2f0 f
2．包络检波
包络检波在时域内的流程如图所示。调幅波经过包络检波（整流、滤 波）就可以恢复偏置后的信号xA(t)，最后再将所加直流分量去掉，就可以 恢复原调制信号x(t)。
实验三 调幅与相敏检波解调
实验三 调幅与相敏检波解调一、实验目的1．加深对信号调制和解调的理解。
2．了解相敏检波器的工作原理和工作过程。
二、实验仪器ZCY-I 综合传感器实验仪所用单元和部件：1．应变梁 2．应变片：标称阻值35；灵敏度系数23．音频振荡器 4．差动放大器5．移相器 6．相敏检波顺7．低通滤波器 8．低频振荡器9．V/F 表 10．测微头11．双线示波器三、实验原理信号的调制是指利用缓变信号来控制或改变一个人为提供的调频信号的某个参数，使这个参数随着被测的缓变信号的变化而变化，缓变信号称为调制信号，高频振荡信号称为载波信号。
解调则是对已调波进行鉴别以恢复缓变的测量信号的过程。
对信号进行调制与解调，是为了得到被测缓变信号最好的放大与传输效果。
交流电桥的输入和输出表达式可用下表示式中：——电桥的输出的电压； K ——接法系数；R （t ）=——电桥的输入；——电桥的供桥电压； Ω0cos 0()y te K R t E ω=0R R ∆000cos e E tω=由式中可知，的幅值随输入信号R （t ）而变化，从信号调制的角度看，电桥供桥电压是调制过程的载波，电桥的输入是调制过程的调制信号，因此，电桥是一个调幅器。
相敏检波器是由四个特性相同的二级管沿同一方向串联并按桥式联接而构1．将音频振荡的频率调至2KHZ ，幅值调至10V 。
2．差动放大器调零（方法见金属箔式应变片构成电桥电路特性实验），差动增益调至最大。
3．应变梁处于自由状态，调整W1与W2使电压表指示为零。
4．开启示波器，将示波器的两根输入线分别接入差动放大器和相敏检波器的输出端，再调整W1与W2使示波器显示为一直线（量程为5V/40档）。
5．按下激振器按钮，应变梁开始振动，调整振动幅值至适中位置，调整激振频率为6HZ 。
6．用示波器观察差动放大器输出的波形，描下大致的形状。
7．用示波器观察相敏检波器的输出波形。
8．用示波器观察低通滤波器输出的波形，描下大致形状。
幅度调制与解调实验报告
信号幅度调制与解调实验一. 实验目的1. 通过本实验熟悉信号的幅值调制与解调原理。
2. 了解信号调制与解调过程中波形和频谱的变化，加深对调制与解调的理解。
二. 实验原理在测试技术中，信号调制与解调是工程测试信号在传输过程中常用的一种调理方法，主要是为了解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。
设测量信号为)(t x ，高频载波信号为)2cos()(φπ+=ft t z 。
信号调制过程就是将两者相乘，调幅波信号为：(1)信号解调就是将调幅波信号再与高频载波信号相乘，有：)4cos()()(2cos )()(212t f t x t x t f t x t y z z m ππ+== (2) 信号由x(t)和2倍载波频率的高频信号两部分组成，用低通滤波器滤除信号中的高频部分就可以得到测量信号x(t)，这种方法称为同步解调。
图1 信号的幅度调制与同步解调过程实际中调制与解调在不同的设备上实现，载波频率可以严格一致，但相位很难同步，式(2)变为：)2cos()2cos()()(φππ+=t f t f t x t y z z m (3) 解调过程与同步解调类似，但必须保证x(t)为正信号；对双极性的测量信号x(t)，则用一个偏置电平将信号抬高为单极性的正信号，然后再进行调制与解调处理，故称为偏置调制。
图2 测量信号的偏置处理三. 实验内容1.信号的同步调制与解调观察。
2.信号的偏置调制和过调失真现象观察。
3.信号调制中的重迭失真现象观察。
四. 实验仪器和设备1. 计算机1台2. DRVI快速可重组虚拟仪器平台1套3. 打印机1台五. 实验步骤1.运行DRVI主程序，点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测”或“网络在线注册”进行软件注册。
2.在DRVI地址信息栏中输入WEB版实验指导书的地址，在实验目录中选择“信号的同步调制与解调实验”，建立实验环境，观察信号与调制与解调过程中的信号波形变化。
调幅与解调实验报告
调幅与解调实验报告一、引言调幅（Amplitude Modulation，简称AM）是一种将信息信号调制到载波信号上的调制方式，而解调则是将调制信号中的信息信号分离出来的过程。
调幅与解调是通信领域中基础而重要的技术，本实验旨在通过搭建调幅与解调电路，实现调幅与解调的过程，并验证调幅电路和解调电路的正常工作。
二、实验设备与原理2.1 实验设备本实验所用设备如下：- 信号发生器- 三角波生成器- 振荡器- 信号变换电路- 甄别电路- 示波器- 电阻、电容等元件2.2 实验原理2.2.1 调幅原理调幅原理是将一个较低频率的信息信号通过乘法运算调制到一个高频的载波信号上。
设载波信号为c(t) = A_c\cdot \cos(2\pi f_c t)，调制信号为m(t) =A_m\cdot \cos(2\pi f_m t)，调幅信号为s(t) = (A_c + A_m\cdot m(t))\cdot \cos(2\pi f_c t)。
2.2.2 解调原理解调过程即提取调制信号中携带的信息信号，常用的解调方法是相干解调。
相干解调的基本原理是将收到的调幅信号再与一个同频率同相位的载波进行乘法运算，然后通过低通滤波器滤除高频成分，得到信息信号。
三、实验步骤3.1 调幅实验1. 搭建调幅电路，将信号发生器输出的正弦波作为调制信号，通过信号变换电路将其调制到振荡器产生的载波信号上。
2. 将调幅信号连接至示波器，调整信号发生器的频率和振荡器的幅度，观察调幅信号的波形特点。
3.2 解调实验1. 将调幅信号连接至甄别电路，通过相干解调原理进行解调。
2. 将甄别电路的输出信号通过低通滤波器滤除高频成分，并连接至示波器。
3. 调整振荡器的幅度和频率，观察解调后波形的恢复情况。
四、实验结果与分析4.1 调幅实验结果通过调幅电路实验，观察示波器上的调幅信号波形特点。
可以发现调幅信号的幅度在载波频率下发生变化，且幅度变化的幅度与调制信号的幅度成正比关系。
调幅与解调大全
§9.1.3 调幅与混频本质的一致性（续）
反之，如果我们想让一个较低频率(通常小于4kHz) 的原始语音信息调制到高频(如1000kHz),以便天 线发射，那么我们只要将频率为4kHz的语音信息 与996kHz的信号混频，输出端取和频 （996+4=1000kHz），即达到了调制目的 可见调制与混频使用的电路可以是完全一样的， 只是输入信号不同，以及输出滤波器的选择频率 不同罢了。
设调制信号 v (t ) V cost
2
平方律二极管
v v
+ i1
R
2
vout
v0
i2
R _
平方律二极管
载波v0 (t ) V0 cos0t
积化 和差
vout 2R[b1V cost 2b2 (V cost )(V0 cos0t )]
vout 2R[b1V cost b2V0V cos(0 )t b2V0V cos(0 )t ]
v
由载波 控制的 开关电路
以载频 为中心的 滤波器
上下边频
由于开关电路的时断时续，此处波形呈“被斩断”的波形，故称斩波电 路
开关函数的实现电路
二极管电桥斩波调幅电路 二极管环形调幅电路
Tr1 D1 + v D4 D3 D2 – Tr2 iL
v
v0
– + v v – 21:1
v
RL 21:1
低电平调幅电路
平方律调幅器 斩波调幅器 模拟乘法器调幅
高电平调幅（利用功放的在过压或欠压时 的特性曲线）
集电极调幅（过压状态下Vcm随VCC线形变化） 基极调幅（欠压状态下Vcm随VBB线形变化）
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调
高频信号
载波的参数
制
（载波） 幅度 频率 相位
调调幅幅波波调调频频波波调调相相波波
解
低频信号
调
检波 鉴频 鉴相
9
总结：
调制信号（低频信号）： 需要传输的电信号
语言
（原始信号） 图像
信
数据
号 载波信号（高频信号）： uc Uc cos(ct )
（等幅）高频正弦波振荡信号
已调(波)信号（高频信号）： 经过调制后的高频信号
脉幅调制（PAM） 脉宽调制（PWM） 脉位调制（PPM）
15
4、调幅与检波的典型电路
16
5.2 调幅信号的分析(重点)
调幅有三种方式： 含载波的普通调幅（AM）（重点） 抑制载波的双边带调幅（DSB/SC-AM） 抑制载波的单边带调幅（SSB/SC-AM） 5.2小结
17
5.2.1 普通调幅波
解调： 是调制的反过程。即：把低频信号从高 频段搬移下来，还原被传送的低频信号。
7
3.调制的方式:
低频信号
控制
调
高频信号
载波的参数
制
（载波）
幅度 频率 相位
相角
已调波 幅度调制（简称“调幅”，AM）
频率调制（简称“调频”，FM） 角度调制
相位调制（简称“调相”，PM8）
3.解调的方式：
低频信号
控制
第5章 振幅调制与解调
1
本章知识点及结构
调幅波的性质（数学表达式、频谱特征、功率）
振
5.2
幅
调 调幅波的产生（原理，电路，评价指标）
制
与
5.3，5.4
解
调 调幅波的解调（电路，评价指标，检波失真）
5.5，5.6
2
第五章 振幅调制与解调
5.1 概述 5.2 调幅信号的分析（重点） 5.3 调幅波产生原理的理论分析 5.4 普通调幅波的产生电路（电路设计） 5.5 普通调幅波的解调电路（重点,电路设计） 5.6 抑制载波调幅波的产生和解调电路
（电路设计）
3
5.1 概 述
回顾问题：（第一章 调制系统概念）
1. 什么是“调制”与“解调”？ 2. “调制”与“解调”的过程如何实现？ 3. “调制”与“解调”的方式有哪些？
4
1.“调制”与“解调”：
调制（ modulation ) 解调（demodulation）
电信号通信中，实现低频信号远距离 传输的一种主要方法。
一般ma值越大调幅越深：
ma 0时 ma 1时 ma 1时
未调幅 最大调幅(百分之百) 过调幅, 包络失真,实际电路中必须22避免
注意： 调制度ma的计算方法 避免过调幅现象
应用例2： 已知调制信号波形如下图a所示，载波信号波形 如图b所示，画出ma=1时的普通调幅波的波形。
23Leabharlann 3、调幅波的频谱若将 f (t) 分解为：f (t ) Un cos(nt n ) n1
则有 uAM Ucm 1 mn cos(nt n ) cosct
n1
其中：
mn
kaU mn U cm
20
2、AM信号波形特征 uAM Ucm(1 ma cos t) cosct
u U cos t uc Ucm cosct
10
本节问题：
5.1 概 述
1、调制器、解调器在无线电收发系统中的位置？
2、为什么要通过调制来发送信号？
3、连续波调制与脉冲调制的关系？
4、调幅与检波的典型电路
11
1、调制器在发射机中位置
12
1、解调器在接收机中的位置
13
2.为什么要通过调制来发送信号？
天线尺寸的限制 只有天线实际长度与电信号的波长可比拟时，电
Ucm
cos ct
1 2
ma
cos(c
)t
1 2
ma
cos(c
)t
载 上波 边分 频量 分(量c):c不含 传: 含 输传 信输 息信息 下边频分量 c : 含传输信息
调制信号
Ω
载波
调幅波
下边频
1 2 maU cm
ω U cm c
1 2
maU
cm上边频
ωc - Ω
ωc +Ω
25
调制信号频谱、载波信号频谱、已调波频谱 之间的关系。
结论：调幅的过程就是 在频谱上将低频调制信号 搬移到高频载波分量两侧的过程。
26
uAM U AM (t) cos(ct ) Ucm(1 ma cos t) cos(ct )
ma
kaU m U cm
19
应用例1：写出调制信号为限带信号的调幅波表达式
一般，实际中传送的调制信号并非单一频率的信
号，常为一个连续频谱的限带信号 f (。t )
uAM Ucm[1 ka f (t)]cosct
信号才能以电磁波形式有效辐射。
可实现的回路带宽 低频信号频率变化范围很大，很难做出参数在如
此宽范围内变化的天线和调谐回路。
区别不同的音频信号 有利于接收来自不同发射机的信号（因为不同发
射机有不同的载波频率）。
14
3. 调制 分类
连续波调制 （载波调制）
调幅（AM） 调频（FM） 调相（PM）
调角
脉冲调制 （二次调制）
问题： 一、调幅波数学表达式及波形特征如何？ 二、调幅波的频谱有什么特征？ 如何根据频谱计算频带宽度？ 三、如何计算调幅波的功率？
18
1、AM波数学表达式
调制信号
u Um cos t
载波信号
uc Ucm cos(ct )
控制 载波信号的幅度 U cm
已调信号 (调幅波)
调幅波的幅度
U AM (t) Ucm kaUm cos t
频谱分析的方法： (1) 将调幅（电压）信号的数学表达式展开成
余弦（或正弦）项之和的形式，即
Ami cos(it i )
i
(2) 以每一余弦（或正弦）项的频率 i 或 fi
为横坐标上的点，其幅度 Ami 为纵坐标上
的点，画出频谱分布图。
24
3、调幅波的频谱特征
uAM Ucm(1 ma cos t) cosct
波形特征： (1)调幅波的振幅（包络）变化规律
与调制信号波形一致 (2)调幅波频率（即变化快慢）
与载波频率一致
21
U cm
Umax Ucm(1 ma )
ma
1 U max U min 2 Ucm
Umin Ucm(1 ma )
ma 1 ma 1
波形特征：
(3)调幅度ma反映了调幅的强弱程度
5
2.“调制”与“解调”的过
程:
低频人信号
控制
装调
高频飞信机号 载飞波机的的参参数数（（如如幅度、 载制
（（载载波体）） 频重率量、、相速位度）等）
载已有调人波的飞机
卸解
低频信人号
载调
还原
6
2.“调制”与“解调”的过程： 调制：
用被传送的低频信号去控制高频信号 （载波）的参数（幅度、频率、相位）， 实现低频信号搬移到高频段。