幅度調(diào)制和解調(diào).doc

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1、數(shù)字信號與處理幅度調(diào)制和解調(diào)學(xué)生姓名學(xué)號實(shí)驗(yàn)三一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈳追N基本的調(diào)制解調(diào)原理，掌握用數(shù)字信號處理的方法實(shí)現(xiàn)模擬電路中信號的調(diào)制與解調(diào)的方法。通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，再利用Matlab作為編程工具進(jìn)行計(jì)算機(jī)驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)，從而加深理解，建立概念。二、基本要求1．了解調(diào)制解調(diào)的原理2.會用Matlab實(shí)現(xiàn)各種不同的幅值調(diào)制3.會用Matlab實(shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波和同步檢波4.學(xué)會通過公式推導(dǎo)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，驗(yàn)證調(diào)制解調(diào)前后信號的頻譜變化三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．利用Matlab實(shí)現(xiàn)信號的調(diào)制，過調(diào)制，欠調(diào)制等狀態(tài)2．用高頻正弦信號分別實(shí)

2、現(xiàn)對（1）低頻周期方波信號，（2）低頻正弦信號（3）低頻周期三角波信號的調(diào)制，觀察調(diào)制后頻率分布狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)抑制載波的幅度調(diào)制。3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)含有載波的幅度調(diào)制。觀察調(diào)制和解調(diào)的結(jié)果，與抑制載波的幅度調(diào)制有何不同。4．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，觀察待調(diào)制波信號幅度變化對調(diào)幅系數(shù)的影響。5．模擬峰值檢測（包絡(luò)檢波）電路中的二極管的功能。6．了解峰值檢波（包絡(luò)檢波）的原理，并編程實(shí)現(xiàn)。7．了解同步檢波的原理，并編程實(shí)現(xiàn)。四、實(shí)驗(yàn)原理1．幅度調(diào)制用一個信號(稱為調(diào)制信號)去控制另一個信號(稱為載波信號)，讓后者的某一特征參數(shù)如幅值、頻率、相

3、位，按前者變化的過程，就叫調(diào)制。調(diào)制的作用是把消息置入消息載體，便于傳輸或處理。調(diào)制是各種通信系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，也廣泛用于廣播、電視、雷達(dá)、測量儀等電子設(shè)備。在通信系統(tǒng)中為了適應(yīng)不同的信道情況（如數(shù)字信道或模擬信道、單路信道或多路信道等），常常要在發(fā)信端對原始信號進(jìn)行調(diào)制，得到便于信道傳輸?shù)男盘枺缓笤谑招哦送瓿烧{(diào)制的逆過程──解調(diào)，還原出原始信號。　　用來傳送消息的信號叫作載波信號，代表所欲傳送消息的信號叫作調(diào)制信號，調(diào)制后的信號叫作已調(diào)信號。用調(diào)制信號控制載波的參數(shù)，使之隨調(diào)制信號而變化，就可實(shí)現(xiàn)調(diào)制。受調(diào)信號可以是正

4、弦波或脈沖波，所欲傳送的消息可以是話音、圖像或其他物理量，也可以是數(shù)據(jù)、電報(bào)和編碼等信號。前者是模擬信號，后者是數(shù)字信號。調(diào)制是一種非線性過程。載波被調(diào)制后產(chǎn)生新的頻率分量，通常它們分布在載頻fC的兩邊，占有一定的頻帶，分別叫做上邊帶和下邊帶。這些新頻率分量與調(diào)制信號有關(guān)，是攜帶著消息的有用信號。調(diào)制的目的是實(shí)現(xiàn)頻譜搬移，即把欲傳送消息的頻譜，變換到載波附近的頻帶，使消息更便于傳輸或處理。調(diào)制的種類很多，分類方法也不一致。按調(diào)制信號的形式可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。用模擬信號調(diào)制稱為模擬調(diào)制；用數(shù)據(jù)或數(shù)字信號調(diào)制稱為數(shù)字調(diào)

5、制。按被調(diào)信號的種類可分為脈沖調(diào)制、正弦波調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制(如對非相干光調(diào)制)等。調(diào)制的載波分別是脈沖，正弦波和光波等。正弦波調(diào)制有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種基本方式，后兩者合稱為角度調(diào)制。此外還有一些變異的調(diào)制，如單邊帶調(diào)幅、殘留邊帶調(diào)幅等。脈沖調(diào)制也可以按類似的方法分類。此外還有復(fù)合調(diào)制和多重調(diào)制等。不同的調(diào)制方式有不同的特點(diǎn)和性能。幅度調(diào)制是一種廣泛使用的模擬調(diào)制方式。正弦載波幅度隨調(diào)制信號而變化的調(diào)制，叫做正弦波幅度調(diào)制，簡稱調(diào)幅(AM)。它是用低頻調(diào)制電壓去控制高頻載波信號的幅度，如下圖所示。調(diào)幅的技術(shù)和設(shè)

6、備比較簡單，頻譜較窄，但抗干擾性能差，廣泛應(yīng)用于長中短波廣播、小型無線電話、電報(bào)等電子設(shè)備中。圖3-1低頻信號經(jīng)高頻載波信號調(diào)制波形圖既然高頻載波的幅度隨低頻調(diào)制波而變，所以已調(diào)波同樣隨時(shí)間而變。即有式中m是調(diào)幅波的調(diào)制系數(shù)(調(diào)幅度)。同時(shí)當(dāng)m＜1時(shí)，實(shí)現(xiàn)了不失真的調(diào)制，而當(dāng)m＞1時(shí)，調(diào)制后的波形包絡(luò)線，將與調(diào)制波不同，即產(chǎn)生了失真，或稱超調(diào)。利用三角公式將調(diào)制波表達(dá)式展開，可得上式表明，載波信號經(jīng)單一信號調(diào)制后將出現(xiàn)三個頻率分量，即載波頻率分量fc，上邊頻分量fc+F，下邊頻分量fc-F。其頻譜圖如圖所示：圖3-2載波

7、信號經(jīng)單一信號調(diào)制后的頻譜圖由頻譜圖可見，幅度調(diào)制在頻域上是將調(diào)制信號F搬移到了載頻的兩邊，其實(shí)質(zhì)是一種頻率變換。其帶寬為：。在實(shí)際應(yīng)用中，調(diào)制信號不是單一頻率，例如：我們的講話的語音信號，其信號頻率為幾百至幾千赫，經(jīng)調(diào)制后，各個頻率產(chǎn)生了各自的上邊頻和下邊頻，疊加后形成了上邊帶和下邊帶，如圖所示：圖3-3實(shí)際調(diào)制信號圖中上下邊頻幅度相等，對稱出現(xiàn)，這時(shí)調(diào)幅波的帶寬為：是調(diào)制信號頻率的二倍。由于載波只是一運(yùn)動載信息的工具，不包含有用信息。所以在發(fā)送時(shí)為節(jié)約功率，可以只發(fā)送邊帶信號，而不發(fā)送載波。這種情況稱為抑制載波的雙邊

8、帶(DSB)信號發(fā)送。它可以看成是調(diào)制信號和高頻載波信號相乘得到：K為乘法系數(shù)。由于上下邊帶對稱，為節(jié)省頻帶，采用抑制載波的單邊帶（SSB）信號發(fā)送，其表達(dá)式為：或。2．解調(diào)（檢波）　　將音頻信號調(diào)制到載波上去就可以達(dá)到發(fā)送聲音的目的，可是我們的最終目的是實(shí)現(xiàn)聲音的遠(yuǎn)距離傳送，所以還必須在接收一側(cè)將已調(diào)制的信號解讀出