实验1.1软件无线电技术实验之六(AM调制)一、实验目的1.掌握AM调制的基本原理；2. 掌握AM调制过程和对应的波形；3. 了解采用DSP软件编程完成AM调制的过程二、实验设备1. 线路均衡、软件无线电调制模块，位号A(实物图片见第99页)2. 时钟与基带数据发生模块，位号：G(实物图片见第3页)20M双踪示波器1台三、实验原理幅度调制是调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程幅度调制器的一般模型如下图19-1所示x(t)C(t)=cosw(t)图19-1幅度调制器的一般模型其中x(t)为调制信号，cos①c(t)为载波信号，xc(t)为已调信号，则已调信号的时域和频域一般表达式分别为：Xc(t)=x(t)cosc(t)*h(t)1xc(七"*)x(.'_.'c)］心式中，Xc0)为调制信号x(t)的频谱，H仰)uh(t),吼为载波角频率由以上表达式可见，对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移由于这种搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线性调制，相应地，幅度调制系统也称为线性调制系统。
在上图的一般模型中，适当选择滤波器的特性H(CO),便可得到各种幅度调制信号，例如：常规调幅(AM)、抑制载波双边带调幅(DSB-SC、单边带调制(SSB和残留边带调制(VSB信号等，本章主要完成的实验是AMDSB^SSB硬件结构框图如下图19-2所示，本章的试验主要通过DSF^件完成幅度调制，其中D/A采用了双路D/A,同时输出原始调制信号和已调信号本模块的硬件电路是采用了第三章软件无线电的调制模块来完成图19-2幅度调制器的硬件结构框图在图19-3中，若假设滤波器为全通网络(H®)=1)，调制信号x(t)叠加直流A0后再与载波相乘，则输出的信号就是常规振幅调制(AM信号AM调制器模型如图19-2所示x(t)XAM(t)「图19-3AM调制器模型图振幅调制信号的时域表达式为：Xam(t)=[A0x(t)]cosc(t)=A(t)cosctA为外加的直流分量，x(t)可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0,即没有直流分量另外x(t)|CA0,|A(t)|为已调波形的包络，x(t)
A(t)0图19-4x(t)波形图图19-5A(t)波形图#XAM(t)可见AM信号波形的包络与输入调制信号x(t)成正比但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足Aq>|x(t)max,否则将出现过调幅现象而带来失真在频域调幅波的频谱密度函数XAM(①)为：1』Xam(，)=「A°[、(；."，；.-")•、'(二二c)][X(；.-j；")-X(；.-j"；.-jc)]2图19-7表示x(t)的频谱函数，图19-8表示XA^t)的频谱函数AM信号的频谱XAM()是由载频分量和上、下两个边带组成(通常称为频谱的上边带和下边带)上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息故AM言号是带有载波的双边带信号图19-7x(t)的频谱函数图■Xam(W)-wcwc图19-8xa0的频谱函数图DSB信号的带宽和发送功率AM言号的带宽为基带信号带宽的两倍：BAM=2Bx,式中，Bx为调制信号x(t)的带宽振幅调制信号的一个重要的参数是调幅度m,它的定义为：[A(t)]max一[A(t)]minm=[A(t)]max[A(t)]min一般情况下m小于1,只有A(t)min为负值时，出现过调幅时，m才大于1。
振幅调制后的平均功率由不带信息的载波功率SC和携带信息的边带功率SCSX两部分组成(其中Sx是归一化的信号平均功率)把边带功率ScSx和Sam总功率的比值称为调制效率，用符号nAM表示：_宅SX_SCSXAM=^AT=ScScSx^AM一般都是比较低的，这是振幅调制的一个很大的缺点调幅信号的解调有两种主要的方法，一种是同步解调，另一种是不用本地同步载波的包络检波法解调由于包络检波法电路简单又不需要本地同步载波，因此目前对AM言号的解调都是用包络检波法这里就不详细介绍了本实验中硬件电路采用软件无线电模块，利用TMS320C5402勺DSP作为CPU可通过软件来产生调制信号x(t)以及对它的AM调制由调制DSP产生一个载波，和要调制的原始信号之间进行AM调制，通过DSP的MCBSP弗口发送，再通过D/A转换(双路D/A,输出原始信号和已调信号)来观测波形四、实验内容1.基本试验(1) 设置软件无线电调制模块的拨动开关41SW01将拨动开关1〜4设置为”0111”(向上拨为“1”，向下拨为“0”)2) 按下调制模块的复位开关41SW02启动调制程序3) 在调制模块的测试点41P03观测AM调制之后的信号波形。
4) 在调制模块的41TP04观测原始调制信号的波形(一个2KHZ的正弦波信号)五、实验报告及要求1. 简述AM调制的工作原理及工作过程2. 画出调制器各测量点的工作波形，并给以必要的说明。