实验十一 AM振幅调制与解调

1、实验题目实验十一 AM振幅调制与解调日期2015.12.9姓名杨智超组别2班级13级光电子班学号134090340【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。【实验器材】1、20MHz双踪示波器一台。2、信号与系统实验箱一台。3、AM 振幅调制与解调实验模块一块。【实验原理】1、 常规双边带调幅所谓调制，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”在高频振荡上，就是利用信号来控制高频振荡的某一参数，使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

2、一方（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换的过程，必须用非线性元件才能完成。调制的方式可分为连续波调制与脉冲波调制两大类，连续波调制是用信号来控制载波的振幅、频率或相位，因而分为调幅、调频和调相三种方式；脉冲波调制是先用信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置等，然后再用这已调脉冲对载波进行调制，脉冲调制有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制等多种形式。本实验模块所要进行的实验是连续波的振幅调制与解调，即常规双边带调幅与解调。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，这变化的周期与调制信号的周期

3、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：图1 常规调幅波形如果用它来对载波进行调幅，那么，在理想情况下，常规调幅信号为：其中调幅指数,k为比例系数。图1给出了UW(t)，Uc(t)和的波形图。从图中并结合式（1）可以看出，常规调幅信号的振幅由直流分量Ucm和交流分量kUWm cosWt迭加而成，其中交流分量与调制信号成正比，或者说，常规调幅信号的包络（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，常规调幅波的包络变化与调制信号不再相同，产生了失真，称为过调制，如图

4、2 所示。所以，常规调幅要求 Ma 必须不大于 1。图 2 过调制波形式（1）又可以写成可见，UAM (t) 的频谱包括了三个频率分量：wc（载波）、wc +W（上边频）和wc -W（下边频）。原调制信号的频带宽度是W（或F =W/2p），而常规调幅信号的频带宽度是2 W（或2F），是原调制信号的两倍。常规调幅将调制信号频谱搬移到了载频的左右两旁，如图3 所示。被传送的调制信息只存在于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Ma1）。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，

5、或者进一步仅发送其中一个边频分量，同样可以将调制信息包含在调制信号中。这两种调制方式分别称为抑制载波的双边带调幅（简称双边带调幅）和抑制载波的单边带调幅（简称单边带调幅）。本实验模块所进行的实验是双边带调制与解调。图3 常规调幅波的频谱双边带调幅信号产生的具体电路原理图如图4 所示图 4 双边带调幅信号产生电路原理图图中 MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器。 MC1496 可用于振幅调制、同步检波、鉴频。本实验就是采用 MC1496 作为振幅调制器。高频载波信号从“ AM 载波”点输入，经高频耦合电容 C1508 输入至 U1603（ MC1496）的 10 脚。低频基带信号从“ AM 调

6、制信号”点输入，经低频耦合电容 E1505 输入至 U1603 的 1 脚。 C1509 为高频旁路电容， E1506 为低频旁路电容。调幅信号从 MC1496 的 12 脚输出。实际上，从此脚输出的调幅信号还要经过滤波，这样才能保证调幅信号的质量。滤波电路如图 5 所示。图 5 双边带调幅信号的滤波2、常规双边带解调在解调电路中，采用二极管包络检波对调幅信号进行解调，因为二极管 D1502 的作用是实现高频包络检波，所以要求二极管的正向导通压降越小越好，在这里采用的是锗型二极管1N60，其正向导通电压 UF，可以很好的满足要求。 R1528 为负载电阻， C1514 为负载电容，它的值应该选

7、取在高频时，其阻抗远小于R，可视为短路；而在调制频率（低频）时，其阻抗则远大于 R，可视为开路。利用二极管的单向导电性和检波负载 RC 的充放电过程，就可以还原出与调幅信号包络基本一致的信号。具体电路如图 6 所示。图 6 二极管包络检波解调电路【实验步骤】1、把 AM 振幅调制与解调实验模块插在主板上，用导线接通此模块“电源接入”和主板上的电源（看清标识，防止接错，带保护电路），并打开此模块的电源开关。2、载波信号的产生：打开主板上扫频源的电源开关，选择“信号源”端，并通过开关选择输出正弦波，通过调节“幅度调节”“频率调节”“占空比调节”，产生一峰峰值为1V，频率为32K（可以用主板上的频率

8、计模块进行测量）的正弦信号，作为载波信号。3、AM调制信号的产生：打开主板上函数信号发生器的电源开关，使其产生一峰峰值为1V，频率为1K（用主板上的频率计模块进行测量）的正弦信号，作为调制信号。4、抑制载波调制：（1）将产生的“载波”信号，用连接线接入到“AM载波”输入端，并将产生的调制信（函数信号发生器产生），用连接线接入到“AM调制信号”输入端。（2）首先将“AM调制信号”的峰峰值调为 0（通过调节函数信号发生器模块的 “幅度调节”电位器），用示波器观察“已调信号”端，看其峰峰值是否为 0，若不是，调节“调制深度调节”电位器，使“已调信号”输出端的峰峰值为 0，逐渐增加“AM调制信号”的幅

9、值（通过调节函数信号发生器模块的 “幅度调节”电位器），使其峰峰值为 1V，再观察“已调信号”端，得到的就是抑制载波调制信号。5、有载波振幅调制（AM）：改变“调制深度调节”电位器的大小，观察“已调信号”端，得到图1的有载波的调制信号。6、用连接线连接“已调信号”端和“滤波输入”端，用示波器观察“滤波输出”端，和“已调信号”的波形相同，只是幅度会衰减。7、用连接线将“滤波输出”连接到解调的“输入”端，用示波器观察“输出”端的波形，可以观察到非相干解调的波形，频率应和AM调制信号的相同，如果波形的输出有失真，调节“调制深度调节”电位器，直到输出的波形正常。8、改变“ AM 调制信号”的频率，用示波器观察解调“输出”端，可以观察到“输出”端的信号随“ AM 调制信号”频率变化而变化，且“AM 调制信号”和解调“输出”端的信号的频率应相同。【实验结果与数据处理】图1 抑制载波调制信号图2 有载波调制信号图3 Hz图4 AM调制信号KHz图5 AM调制信号1.894KHz图6 AM调制信号Hz【实验结论与分析】实验中出现了抑止载波的调幅信号，分析原因是由于器件内部参数不