信号与系统实验箱--AM调制与解调实验

点击次数:   更新时间:2017-06-21 11:22     来源:未知 分    享:
 一、实验目的
1、掌握AM调制器的组成;
2、掌握非相干AM(检波)解调器的原理;
3、掌握相干AM(检波)解调器的原理;
二、实验原理
如图15-1所示,在通信过程中,一般一个用户只占据某一特定的频点与宽带,将信号的频谱搬移到载频f0上,这一过程称之为调制,最简单的调制方式有AM调制。如果一输入信号S(t),载频信号为X(t),则AM调制输出信号为:

在接收端从AM已调信号中恢复原始信号S(t)的过程称之为解调。对AM常用的解调方式有:非相干解调(检波)与相干解调(同步解调)。
AM的非相干解调是将接受的AM信号通过一检波二极管,再经过一低通滤器即可获取原始的模拟信号S(t)。AM的非相干解调不需要本载波,此方法常用于民用通信设备中,可大大降低接收机的成本,提高整机通信的可靠性。
AM的同步解调是将接受的AM信号与本地相干载波(同步载波)相乘,经低通滤波器获得原始的模拟信号S(t)。同步解调需要在接收端产生与发送端频率相同的本地载波,该方法可提高解调器的性能(即提高接收机的灵敏度),但这也将是接收机复杂化。

图15-1正弦波幅度调制与解调
三、实验模块说明
在“信号与系统”实验箱中有两路“AM传输系统”模块,每个模块主要有五个单元组成:
1、信号发生单元,由载波1、调制波1(载波2、调制波2)两个单元组成。
2、一个乘法器(即调制器)单元:。称之为调制器1(调制器2);
3、一个同步解调单元(相干解调):称之为解调器1(解调器2)。
4、一个检波单元(非相干解调):称之为检波器1(检波器2)。
四、实验步骤
1、载波信号的产生:
“载波1”单元产生约16KHz的正弦信号,用小起子调节电位器RWD2,可以调节载波VC1的输出幅度。
“调制波1”单元产生约160Hz的正弦信号,用小起子调节电位器RWD8,可以调节调制波VS1的输出幅度。
“载波2”单元产生约32KHz的正弦信号,用小起子调节电位器RWD6,可以调节载波VC2的输出幅度。
“调制波2”单元产生约800Hz的正弦信号,用小起子调节电位器RWD4,可以调节调制波VS2的输出幅度。
注:通常载波的输出幅度在200mV左右,调制波的输出幅度在80mV左右。可以用示波器来测量。
   2、AM调制波形的产生:
(1)将正弦信号VC1(HC18)作为AM的发送载波,通过双头线将VC1与调制器1的VC1(HC03)输入端相连。
(2)将正弦信号VS1(HC19)作为AM的发送信号,通过双头线将VS1与调制器1的VS1(HC01)输入端相连。
(3)调节调制器1单元的电位器RWC1和RWC3。其中RWC1用来调节调制度M,RWC3用来调节调制波的上下对称性。通过适当的调整,可以由调制器1的输出端UAM1(HC02)得到一抑制载波的AM调制信号。
注意:电位器RWC1和RWC3在出厂时已调好,做实验时,请先观察实验结果,若结果不理想,再轻微地调整此两个电位器。
(4)理想情况下,可获得如下波形,如图15-2(a)、(b)。

(a)抑制载波的双边带调幅波

(b)有载波的调幅波
图15-2调制器输出的波形
3、AM的检波解调:
将上步实验所获得的AM调制信号送入检波器的输入端,即将“调制器1”的输出端UAM1(HC02)用双头线接至“检波器1”的输入端UAM1(HC16),则在检波器的输出端VS1(HC17)可得到解调信号。用示波器观察该解调信号。
4、AM的同步解调:
用双头线将载波VC1接到解调器1的VC1(HC05),再将所获得的AM调制信号UAM1(HC02)接到解调器1的UAM1(HC04),则解调器1的输出端VS1(HC06)输出解调信号,用示波器观察解调信号。
5、重复1~4步,对另一路“AM传输系统”进行实验,即“载波2”、“调制波2”、“调制器2”、“解调器2”、“检波器2”。观察实验结果。
五、实验报告
1、画出AM调制器产生框图;
2、在坐标纸上记录调制波、调制信号、解调信号和载频的波形。
3、解释幅度调制的原理。
4、比较非相干AM解调与相干AM解调的差别及它们的性能的差异?
六、实验仪器
1、“信号与系统”实验箱
2、20MHZ示波器
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