通信原理實驗報告-普通雙邊帶調幅與解調實驗

本科實驗報告課程名稱：通信原理實驗項目：普通雙邊帶調幅與解調實驗實驗地點：通信原理實驗室專業(yè)班級：學號：學生姓名：指導教師：年6月16日一、實驗目的和要求：1.掌握普通雙邊帶調幅與解調原理及實現(xiàn)方法。2.掌握二極管包絡檢波原理。3.掌握調幅信號的頻譜特效。4.了解普通雙邊帶調幅與解調的優(yōu)缺點。二、實驗內容：1.觀察普通雙邊帶調幅波形。2.觀察普通雙邊帶調幅波形的頻譜。3.觀察普通雙邊帶解調波形。三、主要儀器設備：信號源模塊、PAM/AM模塊、終端模塊、頻譜分析模塊四、實驗原理：1.普通雙邊帶調幅為簡化分析，假定調制信號是簡諧振蕩，即為單頻信號(單音信號)，其表達式為：載波（），在理想情況下，普通調幅(AM)信號為：（2－1）其中調幅指數(shù)為比例系數(shù)。普通調幅信號的振幅由直流分量和交流分量迭加而成，其中交流分量與調制信號成正比，或者說，普通調幅信號的包絡（信號振幅各峰值點的連線）完全反映了調制信號的變化。另外還可得到調幅指數(shù)Ma的表達式：顯然，當Ma>1時，普通調幅波的包絡變化與調制信號不再相同，產(chǎn)生了失真，稱為過調制，如圖2-1所示。所以，普通調幅要求Ma必須不大于1。被傳送的調制信息只存在于邊頻中而不在載頻中，攜帶信息的邊頻分量最多只占總功率的三分之一（因為Ma≤1）。在實際系統(tǒng)中，平均調幅指數(shù)很小，所以邊頻功率占的比例更小，功率利用率更低。為了提高功率利用率，可以只發(fā)送兩個邊頻分量而不發(fā)送載頻分量，或者進一步僅發(fā)送其中一個邊頻分量，同樣可以將調制信息包含在調制信號中。這兩種調制方式分別稱為抑制載波的雙邊帶調幅（簡稱雙邊帶調幅）和抑制載波的單邊帶調幅（簡稱單邊帶調幅）。本實驗模塊所進行的實驗是雙邊帶調制與解調。00圖2-1過調制波形雙邊帶調幅信號產(chǎn)生的具體電路原理圖如圖2-2所示。圖中MC1496是雙平衡四象限模擬乘法器。MC1496可用于振幅調制、同步檢波、鑒頻。本實驗就是采用MC1496作為振幅調制器。高頻載波信號從“載波輸入”點輸入，經(jīng)高頻耦合電容C207輸入至U202（MC1496）的10腳。低頻基帶信號從“音頻輸入”點輸入，經(jīng)低頻耦合電容E205輸入至U202的1腳。C208為高頻旁路電容，E206為低頻旁路電容。調幅信號從MC1496的12腳輸出。實際上，從此腳輸出的調幅信號還要經(jīng)過濾波，這樣才能保證調幅信號的質量。圖2-2雙邊帶調幅信號產(chǎn)生電路原理圖濾波電路如圖2-3所示。圖2-3雙邊帶調幅信號的濾波2.普通雙邊帶解調在解調電路中，采用二極管包絡檢波對調幅信號進行解調。因為二極管D202的作用是實現(xiàn)高頻包絡檢波，所以要求二極管的正向導通壓降越小越好，在這里采用的是鍺型二極管2AP9，其正向導通電壓UF≤0.3V，可以很好的滿足要求。R225為負載電阻，C213為負載電容，它的值應該選取在高頻時，其阻抗遠小于R，可視為短路；而在調制頻率（低頻）時，其阻抗則遠大于R，可視為開路。利用二極管的單向導電性和檢波負載RC的充放電過程，就可以還原出與調幅信號包絡基本一致的信號。具體電路如圖2-4所示。圖2-4二極管包絡檢波解調電路五、操作方法與實驗步驟：1．將信號源模塊、PAM/AM模塊、終端模塊、頻譜分析模塊小心地固定在主機箱中，確保電源接觸良好。2．插上電源線，打開主機箱右側的交流開關、再分別按下四個模塊中的開關POWER1、POWER2，對應的發(fā)光二極管LED001、LED002、D200、D201、L1、L2、LED600發(fā)光，按一下信號源模塊的復位鍵，四個模塊均開始工作。3．使信號源模塊的信號輸出點“模擬輸出”的輸出為頻率2KHz、峰—峰值為0.5V左右的正弦波，旋轉“64K幅度調節(jié)”電位器使“64K正弦波”處信號的峰。峰值為1V。4．用連接線連接信號源模塊的信號輸出點“模擬輸出”和PAMAM模塊的信號輸入點“AM音頻輸入”，以及信號源模塊的信號輸出點“64K正弦波”和PAMAM模塊的信號輸入點“AM載波輸入”，調節(jié)PAMAM模塊的電位器“調制深度調節(jié)”，同時示波器觀察點“調幅輸出”處的波形，可以觀察到普通雙邊帶調幅波形和抑制載波的雙邊帶調幅波形。5．觀察“AM載波輸入”、“AM音頻輸入”、“調幅輸出”、“濾波輸出”、“解調幅輸出”各點波形。6．用頻譜分析模塊分別觀察普通雙邊帶調幅時“AM載波輸入”、“AM音頻輸入”、“濾波輸出”、“解調幅輸出”各點頻譜，以及抑制載波的雙邊帶調幅時各點頻譜并比較之。7．改變“AM音頻輸入”的頻率及幅度，重復觀察各點波形。8．改變“AM載波輸入”的頻率及幅度，重復觀察各點波形。六、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理：1.普通雙邊帶調幅波形2.抑制載波的雙邊帶調幅輸