第一次通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報告-模擬調(diào)制與頻分復(fù)用

第一次通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報告——模擬調(diào)制與頻分復(fù)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1了解復(fù)用的概念。1.2理解頻分復(fù)用的原理。1.3掌握頻分復(fù)用的系統(tǒng)框圖及其實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2.1常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)實(shí)驗(yàn)（AM）2.2雙邊帶抑制載波調(diào)幅與解調(diào)實(shí)驗(yàn)（DSB-SCAM）2.3單邊帶調(diào)幅與解調(diào)實(shí)驗(yàn)（SSBAM）2.4頻分復(fù)用實(shí)驗(yàn)（FDM）三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析3.1常規(guī)雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)實(shí)驗(yàn)（AM）3.1.1AM調(diào)幅輸出載波信號為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，峰峰值為3.6V，頻率為384KHz，基波信號也為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，峰峰值為1.0V，頻率為2KHz?，F(xiàn)將兩信號相乘并調(diào)節(jié)調(diào)制深度，得到較好的調(diào)幅波，波形如圖1所示。圖1AM調(diào)幅波輸出波形圖分析：由圖可知，波形穩(wěn)定，其包絡(luò)是較為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形。再使用雙蹤示波，觀測基波輸出和調(diào)幅輸出的波形，如圖2所示。圖2基波信號與調(diào)幅信號的波形圖分析：由圖可見，基波信號和調(diào)幅波的包絡(luò)在頻率上是相同的，也就是說包絡(luò)和基波信號只是在幅度上有差異，而這個差異不會影響基波信號的恢復(fù)。3.1.2AM調(diào)幅波的解調(diào)將調(diào)幅信號送至測試點(diǎn)，得到解調(diào)后的還原信號波形，如圖3所示。圖3檢波輸出和解調(diào)輸出的信號波形圖分析：如圖3，下方波形為檢波輸出波形，上方波形為解調(diào)輸出波形。兩者在頻率上是一致的，波形質(zhì)量也很高，較好地還原了基波信號。但顯然解調(diào)輸出的波形要優(yōu)于檢波輸出，這是由于解調(diào)輸出經(jīng)過了濾波處理。3.1.3模擬語音信號AM調(diào)幅與解調(diào)載波信號仍使用頻率為384KHz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波，將基波信號換為實(shí)時語音信號。解調(diào)使用質(zhì)量較高的解調(diào)輸出。實(shí)驗(yàn)中，語音信號的傳遞是較為理想的，但是噪聲也很明顯。3.2雙邊帶抑制載波調(diào)幅與解調(diào)實(shí)驗(yàn)（DSB-SCAM）3.2.1DSB調(diào)幅輸出載波信號為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，峰峰值為3.6V，頻率為384KHz，基波信號也為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，峰峰值為1.0V，頻率為2KHz?，F(xiàn)將兩信號相乘并調(diào)節(jié)調(diào)制深度，得到較好的DSB調(diào)幅波，波形如圖4所示。圖4基波信號和DSB調(diào)幅信號的波形圖為了更清楚的了解DSB調(diào)幅的特點(diǎn)，使用示波器的頻譜測量功能可以看到調(diào)幅波的頻譜特征，如圖5所示。另外，實(shí)驗(yàn)中也用相同方法測量了AM調(diào)幅波的頻譜圖，如圖6所示。圖5DSB調(diào)幅波的頻譜圖圖6AM調(diào)幅波的頻譜圖分析：由圖4可見，DSB調(diào)幅波形很理想。結(jié)合圖5和圖6可以更明顯地看到，兩種調(diào)幅信號都在在384KHz的頻點(diǎn)上幅度最高，但是DSB調(diào)幅信號在低頻段幅度很弱，符合抑制載波的要求。3.2.2DSB調(diào)幅波的解調(diào)調(diào)節(jié)解調(diào)深度，得到分別來自相乘輸出和解調(diào)輸出的恢復(fù)波形，如圖7所示。圖7DSB調(diào)幅波的相乘輸出和解調(diào)輸出波形圖分析：相乘輸出的結(jié)果并不理想，解調(diào)輸出的結(jié)果要更好些。但是解調(diào)輸出的波形質(zhì)量要差于AM調(diào)幅的效果。究其原因，AM調(diào)幅犧牲了功率而保證了信號頻譜的最優(yōu)；DSB調(diào)幅則為了優(yōu)化功率分配，抑制了載波，迫使在解調(diào)時需使用相干解調(diào)法，因此必須使用混頻器。這就使得DSB解調(diào)波的頻譜劣化。3.1.3模擬語音信號AM調(diào)幅與解調(diào)載波信號仍使用頻率為384KHz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波，將基波信號換為實(shí)時語音信號。解調(diào)使用質(zhì)量較高的解調(diào)輸出。實(shí)驗(yàn)中，語音信號的傳遞不是很理想，明顯比AM調(diào)幅要差，而且噪聲也更明顯。3.3單邊帶調(diào)幅與解調(diào)實(shí)驗(yàn)（SSBAM）3.3.1SSB調(diào)幅輸出載波信號為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，峰峰值為3.6V，頻率為384KHz，基波信號也為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，峰峰值為1.0V，頻率為2KHz。載波信號和基波信號被分為兩路：一路先經(jīng)過-90度移相處理，然后相乘并調(diào)節(jié)調(diào)制深度，得到較好的DSB調(diào)幅波；另一路直接輸出，相乘并調(diào)節(jié)調(diào)制深度，得到較好的DSB調(diào)幅波。圖8和圖9分別顯示了基波信號和載波信號移相處理的結(jié)果。圖8基波信號的移相圖9載波信號的移相得到兩路DSB調(diào)幅波后，分別將兩者相加和相減以得到上邊帶輸出和下邊帶輸出。測量其頻譜圖，結(jié)果為圖10和圖11。圖10上邊帶輸出的頻譜圖圖11下邊帶輸出的頻譜圖分析：邊帶抑制的效果是很明顯的，可以認(rèn)為得到了理想的SSB調(diào)幅信號。3.3.2SSB調(diào)幅波的解調(diào)調(diào)節(jié)解調(diào)深度，相乘輸出和解調(diào)輸出的波形如圖12所示。圖12SSB解調(diào)的相乘輸出和解調(diào)輸出波形圖分析：顯而易見，輸出的波形非常理想。3.4頻分復(fù)用實(shí)驗(yàn)（FDM）3.4.1兩路信號第一路信號：載波信號為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，峰峰值為3.6V，頻率為192KHz，基波信號也為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，峰峰值為1.0V，頻率為1KHz。第二路信號：載波信號為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，峰峰值為3.6V，頻率為384KHz，基波信號也為標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號，峰峰值為1.0V，頻率為2KHz。3.4.2復(fù)用后的信號將兩路信號分別進(jìn)行DSB調(diào)幅，并接入復(fù)用模塊。復(fù)用后波形和頻譜圖如圖13和圖14所示。圖13復(fù)用后輸出波形（上方波形）圖14復(fù)用后信號的頻譜圖3.4.3頻分解復(fù)用圖15顯示了分解后的兩路DSB調(diào)幅信號。圖15兩路DSB調(diào)幅波的恢復(fù)圖16和圖17分別顯示了兩路DSB信號的頻譜圖。圖16載波為192KHz的DSB調(diào)幅波圖17載波為384KHz的DSB調(diào)幅波分析：可見，載波為384KHz的DSB調(diào)幅波恢復(fù)的不是很好，這是由于恢復(fù)時的濾波器的性能限制。3.4.4兩路信號的恢復(fù)3.4.4.1相乘輸出此處僅給出頻率為1KHz的基波信號的