2023年线性调制信号的产生与解调.doc

线性调制信号的产生与调制 一 .实验目的 〔1〕掌握产生AM，DSB，SSB，VSB信号的模拟方法； 〔2〕观察信号的波形与频谱； 〔3〕掌握各信号的同步解调法与AM信号的包络检波法的模拟实现； 〔4〕掌握数字滤波器的使用。 二 .实验要求 〔1〕产生信号，画出其波形，并通过FFT求出各个信号的频谱，绘出图形，比拟他们的异同； 〔2〕对产生的各信号进行同步解调，将恢复的信号与原始信号进行比拟与分析； 〔3〕对AM信号进行包络检波，并与调制信号进行比拟。 三 .实验内容 1．线性调制信号的产生 基带信号：m(t)= + 载波 ：c(t)= 采样频率：= 信号长度 ： N=1024 （a） 产生长度为N的m(t)及c(t)序列的数据文件 m(i)= c(i)= 其中i=0，1……..,N-1 （b） 从数据文件取出m(i),c(i)进行相乘构成； （c） 将通过一个低通滤波器或带通滤波器，形成已调信号，由滤波器的不同可得到DSB，SSB，VSB信号； （d） 将m〔i〕与各信号绘在一张图上； （e） 将m(i)参加一直流分量m0=2,从做以上〔b〕，〔d〕，形成已调信号； （f） 对m〔i〕及各已调信号进行FFT运算，求出频谱，绘出图形。 2.同步解调 〔a〕取出已调信号及载波c〔i〕； 〔b〕计算 〔c〕让通过截止频率4KHz的低通滤波器，得到； 〔d〕画出m〔i〕与波形并进行比拟； 〔e〕求的频谱，并与m〔i〕的频谱进行比拟。 3.包络检波器 对AM信号进行包络检波， （a） 取出已调信号 （b） 设一输出变量，，逐一比拟与，假设>,那么，； 否那么，其中需要注意选取，逐一形成序列。 （c） 将通过LPF，注意截止频率的选择； （d） 画出低通滤波器的输出波形，并与调制信号进行比拟。 四. 实验过程 1．基带信号 m(i)= 基带信号时域波形 基带信号频谱图 2.AM信号 调制信号时域图 频谱图 解调信号时域图 频谱图 3.DSB信号 调制信号时域图 频谱图 解调信号时域图 频谱图 4.SSB信号 DSB信号，通过LPF滤波器产的调制信号 时域图 频谱图 解调信号时域图 频谱图 5.VSB信号 对SSB信号进行切割，得到调制信号 时域图 频谱图 解调信号的时域图 频谱图 五 .实验分析 AM调制，AM波的包络与调制信号m(t)的形状完全相同，但是AM信号的频谱有载频分量、上边带、下边带三局部，其中下边带是上边带的镜像。AM信号也就是双边带信号，它的带宽是基带带宽的两倍。AM信号解调比拟容易的就恢复了原始调制信号，但是可能产生过调幅。总之AM调制系统简单。 DSB信号与AM信号相近，DSB信号仍是双边带信号，它的带宽是基带带宽的两倍。但是DSB信号没有载波分量，即在没有函数。因此，DSB信号的调制效率是100%，但是DSB信号的包络不再与调制信号相似，不能用简单的包络检波，采用同步检波。节省了载波功率，不能用包络检波，需用相干检波，较复杂。 DSB信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱M(w)的所有频谱成分，因此仅传输其中一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方式称为单边带调制。SSB信号的解调和DSB一样，不能采用简单的包络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍需采用相干解调。SSB信号的实现比AM、DSB要复杂，但SSB调制方式在传输信息时，不仅可节省发射功率，而且它所占用的频带宽度比AM、DSB减少了一半。 VSB是介于SSB与DSB之间的一种折中方式，它既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现中的困难。在这种调制方式中，不像SSB那样完全抑制DSB信号的一个边带，而是逐渐切割，使其残留—小局部。残留边带滤波器的特性H(w)在wc处必须具有互补对称〔奇对称〕特性, 相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信号。 几种调制的频谱图 六.实验总结 通过本次实验掌握了线性调制的根本原理和过程，特别是通过实验熟悉掌握了信号的调制解调方式，以及他们的实现。掌握了产生AM，DSB，SSB，VSB信号的模拟方法。