信號的調(diào)制與解調(diào)實驗報告-數(shù)字信號處理

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1、信號的調(diào)制解調(diào)實驗報告一、實驗?zāi)康模?、了解幾種基本的信號調(diào)制解調(diào)原理；2、掌握用數(shù)字信號處理的方法實現(xiàn)模擬電路中信號的調(diào)制與解調(diào)的方法；3、通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，利用Matlab作為編程工具進(jìn)行計算機(jī)驗證實現(xiàn)，加深理解，建立概念。二、實驗原理：1．幅度調(diào)制用一個信號(稱為調(diào)制信號)去控制另一個信號(稱為載波信號)，讓后者的某一特征參數(shù)如幅值、頻率、相位，按前者變化的過程，就叫調(diào)制。圖3-1低頻信號經(jīng)高頻載波信號調(diào)制波形圖式中m是調(diào)幅波的調(diào)制系數(shù)(調(diào)幅度)。同時當(dāng)m＜1時，實現(xiàn)了不失真的調(diào)制，而當(dāng)m＞1時，調(diào)制后的波形包絡(luò)線，將與調(diào)制波不同，即產(chǎn)

2、生了失真，或稱超調(diào)。利用三角公式將調(diào)制波表達(dá)式展開，可得上式表明，載波信號經(jīng)單一信號調(diào)制后將出現(xiàn)三個頻率分量，即載波頻率分量fc，上邊頻分量fc+F，下邊頻分量fc-F。其頻譜圖如圖所示：圖3-2載波信號經(jīng)單一信號調(diào)制后的頻譜圖由頻譜圖可見，幅度調(diào)制在頻域上是將調(diào)制信號F搬移到了載頻的兩邊，其實質(zhì)是一種頻率變換。其帶寬為：。2．解調(diào)（檢波）調(diào)幅波的解調(diào)過程(不失真地還原信息)通常稱為檢波，實現(xiàn)該功能的電路也稱振幅檢波器(簡稱檢波器)，它仍然是一種頻譜搬移過程。振幅檢波器的組成框圖如圖所示：圖3-4振幅檢波器的組成框圖2.1包絡(luò)檢波圖3-5二極管包絡(luò)檢

3、波電路圖3-6包絡(luò)檢波的過程圖3-7檢波隔直后的輸出波形2.2同步檢波同步檢波器用于對載波被抑止的雙邊帶或單邊帶信號進(jìn)行解調(diào)。它的特點是必須外加一個頻率和相位都與被抑止的載波相同的電壓，同步檢波器的名稱由此而來。圖3-8同步檢波原理框圖三、實驗儀器及材料：微型計算機(jī)、Matlab四、實驗步驟及結(jié)果討論：1．m取不同值時信號的調(diào)制，過調(diào)制，欠調(diào)制狀態(tài)：實驗結(jié)果圖：2、抑制載波的幅值調(diào)制討論：⑴調(diào)制后信號的波形及頻譜圖：方波信號正弦波信號三角波信號⑴調(diào)制后頻率成分推導(dǎo)：即經(jīng)過調(diào)制后，信號頻譜包括三部分：原調(diào)制波頻率500Hz、高頻載波與原信號頻率之差95

4、00Hz、高頻載波與原信號頻率之和10500Hz。⑴由頻譜圖可以看出，高頻載波fs=10000Hz在頻譜分析中幅值幾乎為零，即被抑制，所以詞條制過程為抑制載波的調(diào)制方式。3、含有載波的幅值調(diào)制討論：⑴高頻信號*低頻信號即的波形圖及頻譜圖示：m=0.5m=1m=2⑵公式推導(dǎo)的頻譜成份：⑶顯然由頻譜分析可以看出，載波頻率的幅值與上下邊頻的幅值相當(dāng)，在頻譜中并未被抑制，所以此種調(diào)制為含有載波的調(diào)制方式。4、無過調(diào)制狀態(tài)討論：⑴信號的波形及頻譜圖示：=5=2=7⑵由圖示可以觀察出，改變的值，調(diào)制后的波形僅在幅值上有差異，其他均相同。⑶不可能產(chǎn)生過調(diào)狀態(tài)的原因

5、：整理得：假設(shè)要產(chǎn)生一個過調(diào)制狀態(tài)，必須有：結(jié)合實際情況，以上情況不可能發(fā)生，因為信號發(fā)生器中電壓最大值一般要與數(shù)字系統(tǒng)的電壓范圍相匹配，常見的有3V、5V、12V，20V絕對是不可能的。5、模擬峰值檢測（包絡(luò)檢波）電路中的二極管的功能：⑴分析過程：若把寫成含有調(diào)幅系數(shù)m的式子，即故有，（）若，，則假設(shè)二極管是理想的，有如下特性結(jié)合上面電路圖，有，所以，可以推出⑴實驗波形圖：E=1E=1.2E=25、領(lǐng)用matlab庫函數(shù)實現(xiàn)峰值檢測（包絡(luò)檢波）：5、同步檢波過程：⑴頻譜分析：由頻譜圖示可知，的頻率成分包含原信號低頻、附加20000HZ高頻兩部分。⑴

6、由得到原信號，即推導(dǎo)同步檢波的實現(xiàn)方法，并編程實現(xiàn)：①公式推導(dǎo)其中則：①編程實現(xiàn)：有公式推導(dǎo)可以得到，的頻譜成分包含零頻、原信號頻率、載波頻率的2倍、原信號與載波信號頻率2倍的和、差。因此設(shè)計思路即使用低通濾波器將附加高頻成分濾掉即可。②實驗結(jié)果圖：五、實驗心得體會經(jīng)過一系列的實驗，對DSP的認(rèn)識更加深入了一步，畢竟課本上的知識總是呆板而又公式化的，實驗的靈活性和形象性對平時的學(xué)習(xí)有很大程度上的提高；現(xiàn)在仍感到不足的是，做實驗二時，由于課堂內(nèi)容沒有趕上，當(dāng)時似懂非懂，雖然后來再次復(fù)習(xí)了，但是仍舊感覺底氣不足。