通原試驗報告--幅度調制試驗

1、通原實驗報告-幅度調制實驗10姓名：張哲熙學號：13212171組員：李美潔指導教師：李丞日期：2015/12/11上課時間：星期一第六大節(jié)基于LabVIEW 的幅度調制一、實驗目標在本實驗中要在 LabVIEW上完成幅度調制(Amplify Modulation, AM) 的演 示程序。通過實驗，更好的理解 AM調制原理，并初步了解圖形化的編程方法， 學習LabVIEW的操作以及基本模塊的使用和調試方法，為后續(xù)實驗奠定基礎。二、實驗儀器軟件：LabVIEW 2012(或以上版本)硬件：無三、基本原理及分析AM是一種模擬線性調制方法。頻域上，已調信號頻譜是基帶調制信號頻譜的線性位移；在時域上，

2、已調波包絡與調制信號波形呈線性關系。AM調制的載波信號通常是射頻正弦波，作為載體來傳遞信源信號中的信息。調制結果是一 個雙邊帶信號，中心是載波頻率，帶寬是原始信號的兩倍。已調信號的數學表 達式為：（2.1）c（t）是載波信號，為m（t）和c（t）的乘積。Sam t m t C t Ao COS ct 0 ft COS ct 0式中，m（t）是調制信號，其直流分量為 Ao，交流分量為； 角頻率為c、初始相位為0的余弦信號。從式（2.1 ）我們能夠得出，幅度調制的已調信號就是為了實現對載波信號幅度的線性調制，m（t）應該包含直流分量，以保證m（t）0，即lf t max A0（ 2.2這樣才能夠保

3、證的包絡完全在時間軸上方，如圖2-所示圖2- 1調幅信號時域表示根據式（2.2），為避免產生“過調幅”現象而導致包絡檢波的嚴重失真,茲定義一個重要參數:AMA(2.3 )式中，稱人“為調幅指數，或調幅深度；宀代表調制信號f t的最大幅值。一般 AM不超過0.8。下面對AM調制在頻域上進行分析。對于式（2.1），我們能夠直接通過傅里 葉變換得到其頻域表達式，如式（2.4 ）所示。s型）=少 + 島）+H+ 佃一陽）+凡-購）-T-（ 2.4）頻譜如圖所示。圖2-2調幅信號頻譜AM調制可以采用相干解調，將已調信號乘以載波后通過低通濾波器，并在幅度上做一定修正，即可以恢復出原來的調制信號。另外AM信

4、號在滿足f t max A0條件下，也可以采用包絡檢波法。包絡檢波器通常由整流器和低通 濾波器組成。與相干解調不同的是，包絡檢波不需要幅度修正。四、實驗任務實現本次實驗中需要完成 AMMod&dem（student）程序，該程序已經提供前面板和 程序框圖。在實驗中需要在程序面板進行編程，以完成一個單音信號的幅度調 制和解調，程序框圖如圖4-1 :圖4-1調幅信號程序框圖左邊為調制電路，將載波幅度與調制信號相加后通過乘法器與載波相乘， 分別輸出到主界面的 “已調信號（時域）”與解調電路中，并通過頻率檢測得 到已調信號頻譜輸出到“已調信號（頻域）”中。本地載波則經過乘法器合成后 輸出到主界

5、面的“載波信號”中。右邊為解調電路，我們采用了相干解調，將已調信號通過乘法器與載波相 乘，經過下一個乘法器進行幅度調整，再通過低通濾波器濾去高頻載波分量得 到解調信號，輸出到主界面的 “解調信號”中，并通過幅度和頻率檢測得到解 調信號的幅度與頻率。只需再進行幅度變換即可得到原信號五、實驗結論與分析運行程序，可在主面板上觀察到載波信號、已調信號、解調信號的時域波形，以及已調信號的頻域波形，即包絡信號；改變載波以及調制信號的幅度和 頻率，能夠觀察到已調信號在時域和頻域上的變化，并且檢測到的頻率和幅度 與設置的保持一致?；A實驗篇實益一幅度調制實臉0vxsm圖5-1程序運行主界面六、遇到的問題及解決

6、方法1. 連好程序框圖后，在主面板上觀察波形，在載波信號時域波形的圖中， 由于橫坐標的設置有問題，我們看到的圖只有白色的一大片，經過對橫坐標的 調整，得到了合適清晰的波形。2. 在解調過程中，發(fā)現檢測到的解調信號幅度與原調制信號不一致，經檢 查發(fā)現是因為電路特性使得變換系數不正確，經調整得到準確值。七、實驗擴展解答1. AM調制中為什么要抑制載波？對于 AM信號來說，抑制載波的雙邊帶信號可以增加多少功效?1）因為在AM信號中,載波分量并不攜帶信息，仍占據大部分功 率,如果抑制載波分量的發(fā)送，就能夠提高功率效率。2）抑制載波的雙邊帶信號調制效率為 100%對于AM信號來說, 其最高調制效率（B

7、=1）為2/32.簡述DSB SSB VSB的概念和實現方式。分析并比較 DSB和SS 的抗噪聲性能。答：1）DSB為抑制載波雙邊帶調幅，通過調制信號與載波信號直接相乘，再通過帶通濾波得到已調信號；SSB為抑制載波單邊帶調幅， 在DSB的基礎上經帶通濾波得到上、下邊帶已調信號；VSB為殘留邊帶調幅，是由于濾波器存在過渡帶而產生的調制方法。2）DSB與 SSB的抗噪聲性能是一致的。因為在相同的輸入信號 功率和噪聲條件下，兩者的輸出信噪比一致。3. 根據已學知識簡述AM調制有哪些解調方式，它們的基本原理是答：AM調制的可以采用相干解調和包絡檢波1）相干解調將已調信號乘以載波后通過低通濾波器，并在幅

8、度上做一定修正，即可以恢復出原來的調制信號 優(yōu)點：不存在門限效應缺點：需要幅度修正2） AM信號在滿足f t max A條件下，可以采用包絡檢波法。 包絡檢波器通常由整流器和低通濾波器組成。優(yōu)點：不需要幅度修正缺點：需要保證調制信號幅度小于載波幅度，否則會產生門限效應4. 什么是門限效應？ AM信號采用包絡檢波時為什么會產生門限效 應？為什么相干解調不存在門限效應。答：1）當輸入信噪比低于一定數值時，解調器的輸出信噪比急劇惡 化，稱為門限效應。2）由于包絡檢波屬于非相干檢波，解調器端不存在與調制信號 相關的信號來提取調制信號，從而使信號淹沒在噪聲中，難以識別。3）門限效應是包絡解調（非相干解調）獨有的特點，是由包絡 檢波器的非線性解調作用引起的。對于相干解調，信號和噪聲可以 分別進行解調，輸出端總是單獨存在有用信號項。八、心得在這次做通原實驗的過程中，我接觸到了 LabVIEW，了解、并基本掌握了 LabVIEW 的使用方法和設計流程。和傳統(tǒng)的編程語言不同， LabVIEW 中用圖 形化語言編程的方法感覺很新穎。在做實驗的過程中，由于對軟件環(huán)境的不熟悉，遇到了很多問題，最開始 完