AM、DSB调制仿真实验-肖旸

1、实验5 AM、DSB调制仿真实验一、实验目的1、了解LabVIEW软件的使用方法。2、掌握AM、DSB调制与解调的原理。二、实验原理1. AM调制所谓调制，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。所谓将信号“附加”在高频振荡信号上，就是利用信号来控制高频振荡器的某一参数，是这个参数随信号而变化，这里，高频振荡波就是携带信号的“运载工具”，所以也叫载波。在接收信号的一端（接收端）经过解调（反调制）的过程，把载波所携带的信号取出来，得到原有的信息，解调过程也叫检波。调制与解调都是频谱变化的过程，必须用非线性元件才能完成。调制的方式可分为连续波

2、调制和脉冲波调制两大类，连续波调制是用信号来控制载波的幅度、频率或相位，因而分调幅、调频和调相三种方式；脉冲调制是用信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置等，脉冲调制有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制等多种形式。本实验是基于LabVIEW进行的模拟调制与解调的仿真实验，包含AM调制与解调、DSB调制与解调。我们已经知道，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，这变化的周期与载波的周期相同，振幅变化与调制信号的振幅成正比。为简化分析，假定调制信号是简谐振荡，即为单频信号，其表达式为：如果用它来对进行调幅，那么，在理想情况下，AM已调信号为 （5-1）其中调制指数，k为比例系数。图5

3、-1给出了、和的波形图。 （a）调制指数小于1的线性调幅波（b）调制指数等于1的线性调幅波图5-1 普通调幅波形从图中并结合式（5-1）可以看出，普通调幅信号的振幅由滞留分量Ac和直流分量 迭加而成，其中交流分量与调制信号成正比，或者说，AM调幅信号的包络（信号振幅各峰值点的连线）完全反映了调制信号的变化。另外，还可得到调幅指数Ma的表达式：显然，当Ma>1时，普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同，产生了失真，成为过调制，如图5-2所示。所以，AM调幅要求Ma必须不大于1。式（5-1）又可以写成 （5-2）可见，的频谱包括了三个频率分量：（载频），（上边频），（下边频）。原调制信号的频

4、带宽度是（或），而AM调幅信号的频带宽度是(或)，是原调制信号带宽的2倍。AM调幅将调制信号的频谱搬移到了载频的左右两旁，如图5-3所示。图5-2 过调幅波形被传送的调制信息只存在与边频中而不在载频中，携带信息的边频分量最多只占总功率的三分之一，（因为）。在实际系统中，平均调幅指数很小，所以边频功率占的比例更小，功率利用率更低。为了提高功率利用率，可以只发送两个边频分量而不发送载频分量，或者进一步仅发送其中一个边频分量，同样可以将调制信号的信息包含在已调波信号中。这两种调试方式分别成为抑制载波的双边带调幅（简称DSB调幅）和抑制载波的单边带调幅（简称SSB调幅）。本实验所进行的实验是双边带调幅

5、与解调。1M(w)wHwHw0pA0wcwcpA0C(w)0wpA0wcwcpA0SAM(w)021w（a）普通调幅波的频谱（b）单频调制普通调幅波的频谱图5-3 普通调幅波的频谱2. AM解调本实验采用相干方式进行解调。原理如下：1）提取同步相干载波2）将相干载波与AM已调信号相乘3）对信号低通滤波后得：3. DSB调制与解调 DSB的调制与解调相比于AM调制与解调而言，只是抑制了直流分量而已，此处不再赘述。三、实验仪器PC机 LabVIEW软件四、实验内容及步骤A.AM和DSB的调制1、设置程序环境在程序框图环境下，空白处单击鼠标右键，选择While循环，并调整循环框大小至合适位置。2、设

6、置基带信号在程序框图环境下，空白处单击鼠标右键，选择输入VI中的“仿真信号”单元。不修改随之弹出的对话框内容，直接点击“确定”按钮。然后为之添加波形显示控件。在前面板环境下，空白处单击右键。修改波形图名称为“基带信号m(t)”,并双击该波形图，进入程序框图环境，连接仿真信号与波形图。然后在前面板环境下，为基带信号设置幅度调节和频率调节控件。分别修改名称为“基带幅度”和“基带频率”。双击某一控件，进入程序框图环境，连接“基带幅度”至“仿真信号幅度输入端”，连接“基带频率”至“仿真信号频率输入端”。右键单击上图中“基带幅度”模块，并在“数据输入”选项页面中，去掉“使用默认界限”勾选项，并设定增量（

7、幅度调整的步进宽度）为0.1。使用类似的方法，设置“基带频率”的增量为5Hz。在本次实验中，设定基带信号幅度范围为03V。因此，设置“基带信号波形显示”模块的属性中，点击选择“标尺”选项页面，并在上方的下拉菜单中选择“幅值（Y轴）”，同时去掉“自动调整标尺”勾选项，并设置“最小值”为-3，“最大值”为+3。3、设置直流分量A0具体步骤参看“2、设置基带信号”部分的内容，连接数值输入控件“直流分量”与“仿真信号”控件的偏移量。并设置“仿真信号”类型为直流，设置“直流分量”数值输入控件的增量为0.5V。结果如下图。将直流分量与基带信号相加。在程序框图环境下，空白处单击右键，选择“算术与比较”-“数

8、值”-“加”，如下图所示。将“基带信号波形图”控件重新连接至加法器输出端，并同时显示直流分量。具体的方法是，删除原基带信号的输入端连接线。然后右键单击“波形图”控件。然后将“直流信号”与“加法器”输出端信号分别连接至“合并信号”输入端，将“合并信号”输出端连接至“波形图”控件输入端。去掉“波形图”控件属性中，“曲线”选项页面的“忽略波形或动态属性，包括曲线名称”前的勾选项。并将下拉菜单中的波形名称及相应线条颜色修改，如下图所示。完成后，程序框图如下所示：4、设置载波具体设置步骤参看基带信号的设置方法，要求：设置频率步进增量为10Hz，幅度步进增量为0.1V，波形幅度显示范围为。程序框图如下：5

9、、生成AM/DSB已调信号在“算术与比较”选择乘法器，将基带信号与载波相乘。并设置波形幅度显示范围为。设置已调信号频谱显示。在程序框图环境空白处单击右键，选择“信号分析”-“频谱测量”。设置测量结果线性显示。并设置波形图控件的X轴显示范围为0-500Hz，幅度显示范围为0-5V。B.AM和DSB的解调（以相干解调为例）1、设置信号设置同步相干载波，此处选择将调制端载波信号直接引用至解调端。并与AM/DSB已调信号相乘得到信号。并分别设置时域波形和频域波形显示。其中时域波形幅度显示范围为，频域波形幅度显示范围为，频率显示范围为。2、设置低通滤波器在程序框图环境中，单击鼠标右键，选择“信号分析-滤波器”控件。设置滤波器类型为“低通”。滤波器阶数为20。查看模型为“显示为频谱”。并调用一个数值输入控件，连接至滤波器“低截止频率”，并设置数值输入控件步进10Hz。3、解调信号在低通滤波输出端，并分别显示器时域波形和频域波形。4、整理程序框图和前面板总程序框图如下所示。前面板，个人根据使用习惯排列整理，下图仅供参考。5、实验过程中如果遇到显示前面板的波形超出显示范围，可以停止程序运行，并修改成合适的显示范围。五、实验数据及结果1、记录如上所述的AM/DSB信号调制与解调过程的程序总