幅度调制和解调
第6章幅度调制及解调
将式6-1代入载波的表达式即可得到调幅波或称已调波的表 达式： u= V k u ) c o s tV ( k V c o s t ) c o s t(6-2) A M ( t )( c c c c
从公式上看，调幅波与载波的区别在于：调幅波的幅度峰 值是一个随时间变化的函数，而载波的峰值是常数。 对式6-2进行变形，可得到调幅波的另一表达式： k V （ 6-3） u V ( 1 c o s t ) c o s tVm ( 1 c o s t ) c o s t A M ( t ) c c c c
小故事：1906年12月24日圣诞节前夕，在美国新英 格兰海岸附近穿梭往来的船只上，一些听惯了“嘀嘀嗒嗒” 莫尔斯电码声的报务员们，忽然听到耳机中传来了人的 说话声和乐曲声----朗读《圣经》故事、演奏小提琴和 播 放亨德尔的《舒缓曲》唱片，最后还听到了亲切的祝福声。 报务员们听到的就是人类历史上第一次试验性的无线电广 播，它是由加拿大出生的物理学家费森登主持和组织，并 从他的实验室里播出的。
信号除了音频信号外，还有电传、数字等各种信号。这 些信号必须要装载到高频上去才便于传送。这些要借助 于高频传输出去的原始信号，称为控制信号或者调制信 号。 把调制信号控制高频信号的过程叫做调制。被调制的高 频信号称为载波。经过调制后的高频信号称为已调信号。 而在接收端从已调信号中检取出原始信号的过程称为解 调或者检波。 调制的方法是多种多样的，例如对连续波的调制方法有： 调幅、调频、调相、边带调制等；对于数字信号的调制 有移频键控等。 本章只对调幅信号进行分析和仿真。 图6.1和图6.2所示为能接收调幅信号的收音机
第6章 幅度调制及解调
本章知识架构：
普通调幅 基本概念 双边带调幅
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。
7幅度调制与解调
幅度调制与解调一、 实验目的(1) 了解集成模拟乘法器的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法。
(2) 掌握用集成模拟乘法器实现调幅与解调的方法。
二、 实验原理调幅是指载波的幅度随调制信号的变化规律而变化，而其角频率和初相位均 为常数；而解调则是从调幅波中取出低频信号。
*设载波电压为U c = U c cos c t ，调制电压为u 「二U^COS" t ，通常满足f 1o 根据定义，已调信号的振幅随调制信号 u ■，线性变化，由此可得振幅调制信号振幅U m (t)U m (t) = U c AU c (t^U c k a U 。
=U c + k a U 。
cos 。
t = U c (V mcos 。
t)调幅度(调制度):可得调幅信号的表达式U AM (t) = U m (t)cos c二U c (1 mcos 1t)cos ck a 又称为调制灵敏度U cU cm .1时，U M（t）会出现负值，导致调幅波会反相，包络将不能反应调制信号的变化，这为过调制现象。
实际过调幅波形往往如图（e），无法解调，且占据频带很宽，因此在标准幅度调制中，不允许出现过调，要求m乞1。
用MC1496集成电路构成的调幅与解调电路图如下图所示。
图中W1用来调节引出脚1、4之间的平衡，器件采用双电源方式供电（+ 12V，-8V ），所以5脚偏置电阻R15接地。
电阻R i、R2、R4、R5、R6为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。
载波信号加在 U1 - U4的输入端，即引脚& 10之间；载波信号U c经高频耦合电容C1从10脚输入，C2为高频旁路电容，使8脚交流接地。
调制信号加在差动放大器 U5、U6 的输入端，即引脚1、4之间，调制信号U「经低频偶合电容E1从1脚输入。
2、 3脚外接1k「电阻，以扩大调制信号动态范围。
当电阻增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。
已调制信号取自双差动放大器的两级电极（即引出脚& 12之间）输出。
课件：幅度调制与解调
二、幅度调制
二、幅度调制
根据欧拉公式 和傅里叶变换的频移特性，可以计算已调信 号的号的时域波形和频谱如下图所示。
双边带抑制载波幅度调制
三、调幅解调
解调的原理框图 将式（4.9.3）代入式（4.9.6），得到
三、调幅解调
或从时域直接得到
利用一个理想低通滤波器即可得到信号f(t)，完成解调。
三、调幅解调
调幅解调的频谱
四、频分复用
频分复用原理框图 带限信号频谱
四、频分复用
调制信号的频谱 应用于f1(t)的带通滤波器和低通滤波器
信号与系统
§4.9 幅度调制与解调
北京航空航天大学电子信息学院 2021/7/7
一、调制和解调
调制和解调的意义 • 信号有效传输 • 频率资源有效利用 • 信号干扰
调制是指通过特定信号的某种特性按照所需传输信号的 变化规律变化，该特定信号称为载波，所需传输的信号 称为调制波。
当载波为余弦信号，而通过余弦信号的幅度、频谱或相 位等变化来体现调制波变化规律，则相应地称为幅度、 频率或相位调制，简称为调幅、调频或调相。
幅度调制与解调
测控电路课程实验报告一、实验目的1、了解幅度调制解调的原理与方法。
2、掌握用集成模拟乘法器构成调幅的方法。
3、掌握用开关式原理实现相敏检波的方法。
4、了解开关式原理实现相敏检波的主要指标、检波效率及波形失真。
二、实验内容在实验箱上找到本次实验的单元电路，对照“幅度调制与解调实验原理图”，熟悉元件位置和实际电路布局——实验线路上部为乘法器MC1496构成的调幅器，下部为开关式全波想敏检波电路。
接通+12V、-12V电源，以及函数信号发生器单元+12V，-12V电源。
对应发光二极管点亮。
平衡调幅实验（1）当Uc、Ux=0时，测试MC1496各管脚电压，看是否与“附录一”原理部分讲的相符。
（2）产生抑制载波振幅调制在Uc端（TP101处）f0=32KHz的载波（由函数信号发生及波形转换单元提供，参考实验一：函数信号发生及波形转换电路实验），Ucp-p=1.2V；Ux端（TP102处）输入f0=1KHz 信号，使UΩp-p为零，调节可调电阻RP（逆时针调节），使TP103处测试的信号u0=0（此时U4=U1）。
逐渐增大UΩp-p（最大峰值为2V，太大会失真），直至出现抑制载波的调幅信号出现（用示波器在TP103处测试）。
由平衡调幅部分产生的调幅波（Ux=0.3VP-P，Uc=0.8VP-P，Uo=2VP-P）作为实验相敏检波部分的调幅波输入信号。
（3）产生有载波振幅调制信号在步骤（2）的基础上调节RP（顺时针调节），使输出信号中有载波存在，（如波形失真，可适当减小调制信号幅度），则输出有载波的振幅调制信号。
三、涉及实验的相关情况介绍（包括使用软件或实验设备等情况）MC1496幅度调制模块DDS信号发生器两台模拟示波器一台四、实验结果采用频率为32KHz的交流作为载波信号，幅值为2V的交流作为输入信号得如下波形：。
调制与解调的基本原理
调制与解调的基本原理
调制是将信号转化为适用于传输的波形的过程，而解调则是从传输信号中恢复原始信号的过程。
调制和解调是无线通信系统中的两个基本环节。
调制的基本原理是将原始信号（也称为基带信号）与一个高频信号（也称为载波信号）相乘，从而将基带信号的频谱移到载波信号的频带内。
通过调制，会改变原始信号的某些特征，如频率、幅度或相位。
常见的调制方式包括：
1. 幅度调制（AM）：将原始信号的幅度变化转化为载波信号的幅度变化。
在AM 调制中，原始信号的幅度决定了载波信号的幅度的变化，从而实现信息传输。
2. 频率调制（FM）：将原始信号的频率变化转化为载波信号的频率变化。
在FM 调制中，原始信号的频率决定了载波信号的频率的变化，从而实现信息传输。
3. 相位调制（PM）：将原始信号的相位变化转化为载波信号的相位变化。
在PM 调制中，原始信号的相位决定了载波信号的相位的变化，从而实现信息传输。
解调的基本原理是将调制信号中的信息提取出来，恢复为原始信号。
解调方法与调制方式相对应。
常见的解调方式包括：
1. 幅度解调（AM）：通过提取调制信号的幅度变化，恢复原始信号的波形。
2. 频率解调（FM）：通过提取调制信号的频率变化，恢复原始信号的波形。
3. 相位解调（PM）：通过提取调制信号的相位变化，恢复原始信号的波形。
需要注意的是，调制和解调过程中可能会出现噪声和失真现象，需要采取相应的技术手段来提高信号质量和还原效果。
幅度调制及解调实验2
幅度调制及解调实验一、实验目的1、理解幅度调制与检波的原理；2、掌握用集成乘法器构成调幅与检波电路的方法。
二、实验原理实验电路图如图2-2所示调幅就是用低频调制信号去控制高频载波信号的幅度，使高频载波信号的振幅按调制信号变化。
而检波则是从调幅波中取出低频信号。
振幅调制信号按其不同频谱结构分为普通调幅（AM ）信号，抑制载波的双边带调制（DSB ）信号，单边带调制（SSB ）信号。
此实验主要涉及普通调幅（AM ）及检波原理。
三、实验设备1、测控电路（二）实验挂箱2、函数信号发生器3、虚拟示波器 四、实验内容及步骤1、“测控电路二”实验挂箱接入12V ±直流电源；2．调幅波的观察（1）把“U12信号产生单元”电源开关拨到“开”方向，调节此单元的电位器（电位器W1调节信号幅度，电位器W2调节信号频率），使之输出频率为Z 3KH .1、幅值为P P 1V -的正弦波信号，接入“U1调幅单元”的调制波输入端；（2）调节实验屏上的函数信号发生器，使之输出频率为Z 100KH 、幅值为P P 4.0V -的正弦波信号，接入“U1调幅单元”的载波输入端。
0tUs图2-1 普通调幅（AM ）波波形 （3）“U1调幅单元”的输出端接入示波器CH1，调节“U1调幅单元”的电位器W ，在示波器上观测到如图2-1所示的普通调幅（AM ）波。
3．解调波的观察（1）在保持调幅波的基础上，将“U1调幅单元”的输出端接入“U2解调单元”的调幅波输入端，把输入“U1调幅单元”的载波信号接入“U2解调单元” 载波输入端； （2）“U2解调单元”的输出端接入虚拟示波器的CH2，调节“U2解调单元“的电位器W1，观测到解调信号。
五、实验注意事项1、实验挂箱中的直流电源正负极切忌接反，否则就会烧坏实验箱上的集成芯片。
2、为了得到更好的实验效果，实验时，外加信号的幅度不宜过大，请按照“实验内容及步骤”说明部分做实验。
8101423145612MC1496C20.1u FR5750R6750R71K R81KR251R11KC30.1u FR41KR31K R103.3KR113.3KC50.1u FR96.8KW147K-8V+12V132V VGNDINOUT 79L08-12V8101423145612MC1496C10.1u FC20.1u FR5910R6910R71KR81KC40.1u FR251R11KC30.1u FR41KR31K R103.3KR113.3KC60.01uF R96.8KW147K+12VR1310KC50.01uFR1210KR1451K R16200KR17200KR1551K3261574U?TL081+VCC -VEE0.33uF0.1u F调制信号输入载波输入C?10u F载波输入调幅波输出调幅波输入解调输出图2-2 幅度调制与解调单元六、思考题集成乘法器调幅及解调电路有何特点？试简述它们的工作原理。
信号幅度调制与解调实验心得
信号幅度调制与解调实验心得
信号幅度调制（Amplitude Modulation，AM）和解调（Demodulation）是通信中常用的一种调制方式。
通过调制信号的幅度，将信息传递到载波上，再通过解调将信息从载波上还原出来。
在本次实验中，我们学习了信号幅度调制与解调的基本原理，并通过实验进一步加深了对其的理解。
在实验中，我们首先使用信号发生器产生了一个低频信号，该信号经过调制器进行幅度调制后，与高频载波混合，形成一个调制信号。
我们通过示波器观察到了调制信号的幅度随时间变化的波形，并对其进行了分析。
通过调整调制信号的幅度和频率，我们发现可以改变调制信号的谐波分量，从而影响到解调后得到的信息信号的质量。
在解调实验中，我们使用了整流器对调制信号进行解调。
整流器可以将调制信号的负半周波形变为正半周波形，利用滤波器将高频信号滤除后，就可以得到原来的低频信号。
我们通过改变整流器的电路参数，观察了解调后得到的信息信号的波形变化。
我们发现，当整流器的电路参数选择不当时，就会出现失真、杂音等问题，影响信息信号的还原质量。
通过实验，我们更深入地了解了信号幅度调制与解调的原理和实现方式，并掌握了一些调制器和解调器的基本电路参数的选择方法。
同时，
我们也意识到实验中硬件电路参数的选取和实验环境的稳定性等因素对实验结果的影响，这也为我们今后在实际工作中进行调制和解调操作提供了一定的参考。
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通信技术情书
我在时域 ，你在频域 需要经过傅立叶变换 才能发现你的美丽 我把爱的语言调制到高频 通过高频功率放大器 载波到你的频率 你说我的爱噪声太大 经过层层滤波 原来发现 那是在宇宙开始的时候 我发给你的爱的微波背景辐射
时域特性：指的是信号的强度随着时间的变化特性。这些信号最 后都转换为随着时间而随机变化的电压或电流。例如通信中要处 理的各种信号：语音、数据、图像和视频等。
U/V
f t
t/s
频域特性：描述信号的另一种表示方法。描述的是信号包 含哪些不同频率分量。
•••••• 0
6
f / MHz
正弦信号的频谱图 stsint
s
A
o
例1：画出信号 st3sin7t 的频谱图
s
3
7
休息1 休息2
例2
s t s i n 2 t 2 s i n 3 t 4 s i n 5 t
ucUccosct
UmaxUc(1ma)
Uc
返回
Umi nUc(1ma)
波形特点：
ma
1UmaxUmin 2 Uc
maa 11
（1）调幅波的振幅（包络）变化规律
与调制信号波形一致
(2) 调幅度ma反映了调幅的强弱程度
，
一般m值越可大以调看幅出越：深：m maa
0时 1时
未调幅 最大调(百 幅分之) 百
休息1 休息2
5．1概述
振幅调制
解调（检波)
属于 频谱线性搬移电路
混频（变频）
语言
定义： 调制信号：需要传输的信号（原始信号）
图像 uUco st
密码
信号 载波信号：（等幅）高频振荡信号
正弦波 方波
三角波 ucU ccocst ()
锯齿波
已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号）
(1) 调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。 (2)解调：调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。
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例3：画出语音信号的大致频谱图
•••••• 300
3400
f / Hz
例4：画出图像信号的大致频谱图
•••••• 0
6
f / MHz
休息1 休息2
第5章 振幅调制、解调及混频
5.1 概述 5.2 振幅调制原理及特性 5.3 振幅调制电 5.4 调幅信号的解调 5.5 混频器原理及电路
返回
（则1那）有么设u 调A ：幅M 载U 信波c号信1（ 号n 已 ：1m 调un cc 波U ）o c可n cts 表o (达n sc)t为c：调 o u 制cA t信sM 其号中：U u ：m m ( tn )U c cko aoU cs sttn
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：
载 波 分(量 c ):不 含 传 输 信 息
上边频分量 c :含传输信息 下边频分量 c :含传输信息
调制信号
Ω
载波
调幅波
U
ωc
c
下边频
1 2 m aU c
1 2
m
a
U
c
上边频
ωc - Ω ωc +Ω
(2) 限带信号的调幅波
返回
uAMUc1
mnco s ntcosct
n
Uccosct
n
12mncos(c n)t 12mncos(c n)t
Uccosct
n
1 2mn
co
s(c
n)t
n
1 2mnco
s(c
n)t
同样含有三部分频率成份
鉴 相 调 相 的 逆 过 程
(7)振幅调制分三种方式：
普通调幅(AM) 抑制载波的双边带调(D幅SB) 抑制载波的单边带调（幅SSB） 残留边带调幅度V（SB）
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5.2 振幅调制原理及特性
一、振幅调制信号分析 二、双边带信号 三 、单边带信号
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1.若5A.将M2.调1f 标(幅t) 波准分的振解数为幅学：调表f制达(t（)式A n M1U ）n信c号o 分sn(t析n)
s
4
2 1
2 3
5
例3：任何一个信号，不论它是周期性的还是非周期性的，都可以 分解为一系列频率不同的正弦（或余弦)分量。
f t a o a 1 s i n o t a 2 s i n 2 o t a 3 s i n 3 o t
a5
a6
ao
a1
a3 a4
a2
0 20 30 40 50 60
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 ) 。
则 u AM U c[1k af(t)c]octs
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2、调幅信号波形 u A M U c ( 1 m a c o t)c so c ts
uUco st
U m (t) U c(1 m aco t)s
仿真
ma 1时 过调,幅 包络失,实 真际电路中必须
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3、调幅波的频谱
返回
（1）由单一频率信号调 幅
u AM U c(1m aco t)s cocts
U cco cts 1 2m aco c s ()t1 2m aco c s ()t
可见,调幅波并不是一个简单的正弦波，包含有三个频率分量：
U m (t) U ck a U co ts，式中 k a 为比例常数
即：U m (t) U c(1 k U a U c co t)s U c(1 m aco t)s
式中ma为调制系数，
ma
kaU Uc
常用百分比数表示。
u A M U c ( 1 m a c o t)c so c ts
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（3）振幅调制：由调制信号去控制载波振幅，使已调信号的振 幅 随调制信号线性变化。
（4）频率调制：调制信号控制载波频率，使已调波的频率随调制 信号线性变化。
（5）相位调制：调制信号控制载波相位，使已调波的相位随调 制信号线变化。
（ 6）解调方式：
振 幅 检 波 振 幅 调 制 的 逆 过 程 鉴 频 调 频 的 逆 过 程
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为什么要调制与解调？
（1）把基带信号的频谱搬移到某个频带范围内，适应信道的传输 要求；实现频率的分配。
（2）便于通过天线辐射出去。低频信号直接发射所需要的天线过 发射20kHz无线电波所需要的最佳天线长度为75万米长。
（ 3）调制可以解决不同基带信号相互之间干扰的问题。以电视信 号传输为例，一个城市十个电视频道，由于这十个频道图像信号的 频率都在0～6MHz之间，每个电视接收机将同时收到所有十个频道 的信号，结果屏幕上所显示的将是十个频道图像的复合，这显然是 无法接受的