调幅与解调
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。
普通调幅信号的产生和调制解调方法
移动通信原理课程设计报告
（MATLAB/SIMULINK仿真实训）
项目名称：普通调幅信号的产生和调制解调方法姓名：
学号：11015435
班级：通信11301
指导教师：朱里奇
电信学院
一.概述
1 普通调幅信号的产生
将调制信号与直流相加，再与载波信号相乘，即可实现普通调幅。
相应的原理框图如图所示。
由于乘法器输出电平不太高，所以这种方法称为低电平调幅方法。
图低电平调幅原理图
利用丙类谐振功率放大器的调制特性也可以产生不同调幅信号。
由于功率大器(功放i的喻出电压很高，故这种方法称为高电平调幅方法
2 普通调幅信号的解调方法
⑴包络检波
利用普通调幅信号的包络反映调制信号波形变化这一特点，如能将包络提取出来，就可以恢复原来的调制信号。
这就是包络检波的原理。
包络检波的原理图如图所示。
⑵同步检波
同步检波必须采用一个与发射端载波同频同相(或固定相位差)的信号，这个信号称为同步信号。
同步检波可由乘法器和低通滤波器来实现，其原理如图所示。
二.实训内容
根据实训资料可画出实图，如下所示：
得到如下波形图：
三. 总结
这次仿真加深了我们对私simulink软件的了解，了解了调制解调的仿真过程，加深了对调制解调的认识。
这次仿真可以很好地锻炼我们的实际动手能力，可以很好的把理论知识结合实际，有利于我们的学习和发展。
调幅信号的解调(原理)
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 Cω （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。
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)。
幅度调制与解调电路实验报告
一、实验标题：幅度调制与解调电路实验二、实验目的1、加深理解调幅调制与检波的原理2、掌握用集成模拟乘法器构成调幅与检波电路的方法3、掌握集成模拟乘法器的使用方法4、了解二极管包络检波的主要指标、检波效率及波形失真三、实验仪器与设备5、高频电子线路试验箱（TKGP）；6、双踪示波器；7、频率计；8、交流毫伏表。
四、实验原理实验原理图图一：电路原理图MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器。
引脚8 与10 接输入电压UX，1 与4 接另一输入电压Uy，输出电压U0 从引脚6 与12 输出。
引脚2 与3 外接电阻RE，对差分放大器VT5、VT6 产生串联电流负反馈，以扩展输入电压Uy的线性动态范围。
引脚14 为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电使），引脚5 外接电阻R5。
用来调节偏置电流I5 及镜像电流I0 的值。
五、 实验内容及步骤1、 乘法器失调调零2、 观察调幅波形调幅波形一-60-40-20020406001234567tU /m v图二：K502 1-2短接波形图调幅波形二-40-30-20-1001020304001234567tU /m v图三：K502 2-3短接波形图3、 观测解调输出解调波形-500-400-300-200-100010020030040050000.511.522.533.544.55tU /m v图四：解调输出波形图六、实验分析用低频调制电压去控制高频载波信号的幅度的过程称为幅度调制(或调幅)。
既然高频载波的幅度随低频调制波而变，所以已调波同样随时间而变。
即有式中m是调幅波的调制系数(调幅度)。
同时当m＜1时，实现了不失真的调制，而当m＞1时，调制后的波形包络线，将与调制波不同，即产生了失真，或称超调。
七、实验体会通过本次实验，我了解了集成模拟乘法器的基本工作原理、分类、特性等，在了解信号的调制和解调知识的。
温故而知新，本次试验使我熟悉了对实验仪器是使用，并且初步学会了集成模拟乘法器设计幅度调制的方法。
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；
浅谈单边带调幅( SSB)的调制与解调
浅谈单边带调幅(SS B )的调制与解调邹德东,刘立民,王国辉(煤炭科学研究总院抚顺分院,辽宁抚顺113122)摘 要:阐述了单边带调幅的定义及其通信原理。
详细介绍了单边带调幅的调制与解调的方法。
关键词:单边带;调制;解调中图分类号:T D65+5.2 文献标识码:B 文章编号:1003-496X (2008)01-0086-021 概 述随着国家对煤矿安全生产管理力度的逐步加大,灾后救援也就越来越受到人们的关注。
救灾通讯设备可以使井上井下进行良好的沟通,能够使决策者及时了解灾区情况并做出合理的决策。
然而由于煤矿井下地形复杂,环境恶劣,常规的通信方式及设备很难达到预期的效果。
所以,寻求一种稳定可靠并能适应煤矿井下恶劣环境的通信方式就显得尤为重用。
本文介绍一种新型的通信方式,即单边带调幅。
它具有稳定可靠,节省带宽,传输距离远等特点。
2 定 义单边带信号(SS B ),从本质上来说也是一种调幅信号,它出自于调幅又区别于调幅。
调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化的调制方式。
只有清楚的知道调幅波的特征才能准确的掌握SS B 的产生方法,我们可以根据混频的原理来说明调幅波的频谱特征。
由于非线性元件的特点,两个不同频率的信号频率1和频率2通过非线性元件会出现4个频率:两个频率的和、两个频率的差、频率1、频率2。
通常我们把两个频率的和、两个频率的差称为上边带信号和下边带信号。
而这两个信号所包含的信息相同,因此只传送一个边带即可以传送信号的全部信息。
只传送一个边带信号的调制方式成为单边带调制。
3 单边带信号(SS B )的调制上面提到两个不同频率的信号通过非线性元件可以产生四种频率的信号。
假定我们有两种频率的信号:载波M (t )=A m cos ωc t 、音频信号m (t )=a m cos Ωc t 。
通过非线性元件可以产生频率分别为ωc 、Ωc 、的信号。
我们通过带通滤波器滤掉Ωc ,通过低通滤波器滤掉ωc 。
普通双边带调幅与解调
太原理工大学现代科技学院通信原理课程实验报告专业班级通信0902学号20091姓名指导教师太原理工大学现代科技学院实验报告实验名称 普通双边带调幅与解调 同组人 房学涛 专业班级 通信0902 学号 200910 姓名 成绩 实验二 普通双边带调幅与解调实验 一、实验目的 1. 掌握普通双边带调幅与解调原理及实现方法。
2. 掌握二极管包络检波原理。
3,. 掌握调幅信号的频谱特性。
4. 了解普通双边带调幅与解调的优缺点。
二、实验内容 1. 观察普通双边带条幅波形。
2． 观察偶同双边带调幅波形的频谱。
3. 观察普通双边带解调波形。
三、实验器材 1. 信号源模块 2. PAM/AM 模块 3. 终端模块 4. 频谱分析模块 5. 20M 双踪示波支器 一台 6. 频率计（可选） 一台 7. 音频信号发生器（可选） 一台 8. 立体声单放机（可选） 一台 9． 立体声耳机 一副 10. 迎接线 若干 四、实验原理 1. 普通双边带调幅 所谓调制，就是在传送信号的一方（发送端）将所要传送的信号（它的频率一般是较低的）“附加”在高频振荡信号上。
脉冲波调制是先用信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置等，然后再用这已调脉冲对载波进行调制，脉冲调制有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制等多种形式。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………太原理工大学现代科技学院实验报告调幅波的特点是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化，这变化周期与调制信号的周期相同，振幅变化与调制信号的振幅成正比。
2. 普通双边带解调在解调电路中，采用二极管包络检波对调幅信号进行解调。
五、实验步骤1. 将信号源模块、PAMAM模块、频谱分析模块、终端模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2. 插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下四个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED001、LED002、D200、D201、L1、L2、LED600，按一下信号源模块的复位键，四个模块均开始工作。
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§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
当ma 1(即100 %) 最大调幅
ma 1
当ma 1 称为“过调幅”
所以说ma越大称调幅度越深
§9.2.2 标准调幅波的频谱
已调波v(t) V0 (1 ma cos t) cos0t
V0
cos0t
1 2
maV
maV0
cos(0
)t
调制信号
Ω 载波
调幅波
ω0
下边频
1 2 maV0
按调制方法（载波表达式中携带信息的那个变
量）来分 v0 (t) Acos(t )
振幅调制（利用载波的振幅变化携带信息） 频率调制（利用载波的频率变化携带信息） 相位调制（利用载波的相位变化携带信息）
统称为“角度调制”将在第10章介
调幅、调频、调相的波形示意
原始信息
t
调幅信号
t
t
t
§9.1.3 调幅与混频本质的一致性
为了规范调制器输入信号振幅，通常会 t
乘以系数 ka变为kaV cos t
再提高大小为V0（载波振幅）的直流分量
表达式变为 V0 kaV cos t
t 载波表达式 v0 (t) V0 cos0t
如果让载波的振幅随调制信号改变（不 再恒为V0）就形成了标准调幅波信号
其表达式为 (V0 kaV cos t) cos0t
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）
§9.2 标准调幅波的原理和特点
标准调幅波的产生过程
调制 信号
V0
载波
V0
已调 信号
原始信息(又称调制信号，如语音)
表达式v (t) V cos t
前面讲过，混频的作用在频域上看，是对 信号的频谱的搬移。
例如从天线上收到1000kHz的信号，用“超外 差”接收机接收，会使用1000+465=1465kHz 的本振与之混频，将信号从1000kHz的高频段， 搬移至465kHz(差频)的中频段，以便于放大处 理
在这里，由于差频肯定小于原高频信号，所以 起到了“向低处搬移频谱”的作用
§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）
同学们将在《通信原理》课程中详细学 习
调制解调在无线通信系统中的位置
话 筒
音频 放大器
调制器
变频器
激励放大
输出功 率放大
载波 振荡器
天线开关
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
§9.1.2 调制的分类
按调制信号来分
模拟(信号)调制（本课程涉及的主要是此类调制） 数字(信号)调制（《通信原理》将详细介绍）
cos t) cos0t
称为调幅度 ,记为ma
ma体现了包络的振幅maV0 对载波的振幅V0 这个电压空间的利用程度, 故称调幅度
例题9.1(2006年试题)
Vmax 5伏特
Vmin 1伏特 t
标准调幅的已调波如图 所示, ma _______
解法一:V0
Vmax Vmin 2
3(V )
§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。
调幅与混频的比较
输入信号
混频
①天线接收的高频信号 ②高频本振信号
输出信号
信号频谱 搬移效果
差频
从高频中频
振幅 ①麦克风产生的低频信号 调制 ②高频载波信号
和频 或差频 或二者
从低频高频
§9.1.4 调幅波的分类
标准调幅波 抑制载波的双边带调幅波(DSB-SC) 单边带调幅波（SSB） 残留边带调幅波（VSB）
本章主要内容
§9.1 概述 §9.2 标准调幅波的原理和特点 §9.3 低电平调幅电路 §9.4 高电平调幅电路 §9.5 单边带信号的特点和产生方法 §9.6 包络检波(非相干解调)电路 §9.7 同步检波(相干解调)原理 §9.8 残留边带调制解调简介
§9.1 概述
§9.1.1 调制的作用 §9.1.2 调制的分类 §9.1.3 调幅与混频本质的一致性 §9.1.4 调幅波的分类 §9.1.5 调幅电路的分类
单边带调幅波（SSB）频谱
DSB-SC信号频谱
c
下边频
上边频
所占频带比较宽,而且上下边频完全对称,所含信息完全一样 如果只留一个边频，则可节省一半频率资源
剩下的上（或下）边频信号称为单边带调制信号
需要注意的是单边带的滤波器的中心频率不再是载波频率ωc
§9.1.5 调幅电路的分类
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
标准调幅波（AM）频谱
原始信息频谱
载波信号频谱
c
AM信号频谱 包括三部分：载波、和频（上边频）、差频（下边频）
差频
和频
c
抑制载波的双边频调幅波(DSB-SC)
DASMB-SC 信号频谱
差频
和频
c
由于纯载波不含任何信息,所以为了节省辐 射能量,可将纯载波抑制掉
标准AM就变成了DSB-SC信号
仅包括两部分：和频（上边频）、差频（下边频）
解法二 : ma
Vmax Vmin Vmax Vmin
2 3
ma
V0
Vmin V0
31 3
2 3
调幅度变化时，已调波的变化
已调波表达式为 V0 (1 ma cos t) cos0t
当ma 0
V0
已调波表达式变为 V0 cos0t
实际上属于未调幅
V0
t
当0 ma 1
正常调幅
t
ma 1