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1、 通信原理实验实验报告 实验二 抑制载波双边带的产生（DSBSC generation）一、 实验目的：1 了解抑制载波双边带（SC-DSB）调制器的基本原理。2 测试 SC-DSB 调制器的特性。二、 实验步骤：1 将 TIMS 系统中的音频振荡器(Audio Oscillator)、主振荡器(Master Signals)、缓 冲放大器(Buffer Amplifiers)和乘法器(Multiplier)按图（1）连接。图（1） 抑制载波的双边带产生方法一2 用频率计来调整音频振荡器，使其输出为 1kHz，作为调制信号，并调整缓冲放大器的 K1,使其输出到乘法器的电压振幅为 1V。3 调整
2、缓冲放大器的 K2，使主振荡器输至乘法器的电压为 1V，作为载波信号。4 测量乘法器的输出电压，并绘制其波形。5 调整音频振荡器的输出，重复步骤 4。6将电压控制振荡器（VCO）模快和可调低通滤波器（Tuneable LPF）模块按图（2）连接。图（2）抑制载波的双边带产生方法二7VCO 得频率选择开关器至于“LO”状态下，调整VCO 的Vin（控制电压DC3V3V ）使VCO 的输出频率为10kHZ。8将可调低通滤波器的频率范围选择范围至“wide” 状态，并将频率调整至最大，此时截至频率大约在12kHz 左右。9将可调低通滤波器的输出端连接至频率计，其读数除360 就为LPF 的3dB 截
3、止频率。10降低可调LPF 的截止频率，使SC-DSB 信号刚好完全通过低通滤波器，记录此频率（fh=fc+F）。11再降低3dB 截止频率， 至刚好只有单一频率的正弦波通过低通滤波器，记录频率（ fl=fc-F）12变化音频振荡器输出为频率为800Hz、500Hz，重复步骤10、11。三、 实验结果：1.音频振荡器输出 1KHz 正弦信号作为调制信号。已调信号波形图：2.音频振荡器输出 1.5KHz 正弦信号作为调制信号。已调信号波形图：3. 调整音频振荡器输出 2KHz 正弦信号作为调制信号。 已调信号波形图：4. 步骤9：LPF的3DB截止频率为23.18.（8.326KHz）5. 步骤
4、10、11： 800Hz fl=9.196kHz,fc=10kHz,fh=10.804kHz500Hz fl=9.487kHz,fc=10kHz,fh=10.513kHz四、实验结果分析：1 此题中的乘法器的kxy中的k值为0.5，所以SC-DSB 信号为载波信号与调制信号相乘得到且幅度为两信号幅度的乘积时，乘法器输出为乘积的一半，故波形图中调制信号幅度仅为 500mV，而不是 1v，包络的波形为载波信号波形，由调制信号为 10KHz 时的 SC-DSB 波形可看出 SC-DSB 信号有可能存在相位翻转的问题。此外，SC-DSB 信号不能用包络检波来解调！2. 总结一下：由实验可知，调制后的输
5、出波形是以调制信号为包络，载波在包络里振荡，100kHz的载波信号将调制信号的低通频谱搬移到载波频率上。且当调制信号频率不一样时，调制后信号的波形差别很大。由图可看出，在调制信号的一周期内载波的振荡规律！3. 对于该信号的解调，在通信原理上学了很多，可以在接收端将信号与一个同频同相的载波信号相乘，再通过低通滤波器，得到调制信号的波形。五、思考题：1 如何能使示波器上能清楚地观察到载波信号的变化？答：可以通过观察输出信号的频谱来观察载波的变化，另一方面，调制信号和载波信 号的频率要相差大一些，可通过调整音频震荡器来完成。2 用频率计直接读SCDSB 信号，将会读出什么值。 答：频率计测得的是围绕
6、一个中心频率来回摆动的值。实验三 振幅调制(Amplitude modulation)一、 实验目的：1.了解振幅调制器的基本工作原理。2.了解调幅波调制系数的意义和求法。二、 实验步骤：1 将 Tims 系统中的音频振荡器（Audio Oscillator）、可变直流电压（Variable DC）、 主振荡器（Master Signals）、加法器（Adder）和乘法器（Multiplier）按图(3)连接。图（3）振幅调制的产生方法一2 音频振荡器输出为 1kHZ，主振荡器输出为100kHZ，将乘法器输入耦合开关置 DC 状态。3 将可变直流器调节旋钮逆时针调至最小，此时输出为-2.5V
7、加法器输出为+2.5V。4 分别调整加法器增益 G 和 g，使加法器交流振幅输出为 1V，DC 输出也为 1V。5 用示波器观察乘法器的输出，读出振幅的最大值和最小值，用公式M = U m max-U m minU m max+U m min计算调制系数。6 分别调整 AC 振幅和 DC 振幅，重复步骤 5，观察超调的波形。7. 用图（4）的方法，产生一般调幅波。8 将移相器置“HI”。9先不加加法器B 输入端的信号，调整缓冲放大器的增益和加法器的G 增益。使加法器输出为振幅1V 的SC-DSB 信号。10移去加法器A 输入端的信号，将B 输入端信号加入，调整加法器的g 增益，使加法器输出为振
8、幅1V 的正弦值。11将A 端信号加入，调整移相器的相移，使加法器输出为调幅波，观察其波形，计算调制系数。 图（4）振幅调制的产生方法二三、实验结果：1 加法器交流振幅输出为 1V，直流输出为 1V，即调制系数为 1 时的调制信号波形： 2 加法器交流振幅输出为 1.3V，直流输出为 0.5V，即调制系数为2.6 时的超调信号波形： 四、 实验结果分析： 幅度调制是通原课上学到的最简单易懂的调制方法，其解调也是相当简单。直接用包络检波就可以！当带有大载波分量的幅度调制信号超调的时候，如图2和3所示，调制出来的信号被解调后会产生很严重的失真，进行幅度调制时，调制系数应该小于1，否则不能正确解调出
9、信号。1 正常调制情况下，已调信号的包络是调制信号，接收端的包 络检波器可以从中解调出信号。2 |m(t)|a 时，已调信号的包络不再是调制信号，信号波形失真，包络检波器无法从 中解调出正确信号。五、 思考题：1、 当调制系数大于1 时，调制系数 Ma=(Ummax-Ummin)/(Ummax+Ummin),此公式是否合适？答：不合适，因为此时为过渡调制，幅度最小值不是实际最小值，实际最小值应为负值。2、 用图五产生一般调幅波，为何载波分量要和SC-DSB 信号相同。若两个相位差90 度时，会产生什么图形？答：因为最后的一般调幅信号为：coswctcoswt+coswt=(1_coswct)*
10、coswt, 其中由两部分组成，为了使这两部分最后能够合并，就要求载波分量和DC-DSB 信号同相。若两个信号相位相差90 度，则：coswctcoswt+sinwt=sqrt(1+coswct*coswct)cos(wt+),这是一个振幅不断变化的调频波。实验四 包络与包络再生(Envelops and envelops recovery)一、 实验目的：1 了解包络检波器（Envelop Detector）的基本构成和原理。二、 实验步骤：1. 利用实验三的方法组成一个调制系数为 100%的一般调幅波。2 将共享模块（Utilities Module）中的整流器（Rectifier）和音频
11、放大器（HeadphoneAmplifier）中的3KHz 低通滤波器按下图2方式连接：2. 用示波器观察调制系数为0.5 和1.5 的输出波形。3. 将调幅波到公用模块（Utilities Module）中的“DIODE+LPF”的输入端，用示波器观察其输出的波形。 图（5） 包络检波器原理三、 实验结果：1 调制系数为 0.5 的调幅波（加法器直流振幅输出为 1V，交流振幅输出为 0.5V）。调制信号波形：公用模块(Utilities Module)中的“Rectifier”的输出端信号波形：TUNEABLE LPF 模块还原出的调制信号波形： 2 调制系数为1.5的调幅波（加法器直流振幅
12、输出为 1V，交流振幅输出为 1.5V）。 调制信号波形：公用模块(Utilities Module)中的“Rectifier”的输出端信号波形：TUNEABLE LPF 模块还原出的调制信号波形： 四、实验结果分析： 对于不同方式检波输出的分析：普通二极管整流： 由于二极管有0.7v（硅）左右或0.3v(锗)的导通压降，并且在截止时的延时，导致通过低通滤波器输出的波形有些许失真。精密半波整流：使用运放结构的半波整流，克服了导通压降，并且速度更快，所以波形几乎无失真。 注：当调制系数小于 1 时，调幅波能用包络检波器进行解调。当调制系数大于 1 时，调幅波不能用包络检波器进行解调。五、思考题：
13、1 是否可用包络检波器来解调“SC-DSB”信号？请解释原因。答：不可以，因为 SC-DSB 信号波形的包络并不代表调制信号，在与 t 轴的交点处 有相位翻转。2 比较同步检波和包络检波的优缺点。 答：包络检波的优点是：简单、经济；缺点是：总的发射功率中的大部分功率被分配 给了载波分量，其调制效率相当低。同步检波的优点是：精确、效率高；缺点是： 复杂、设备较贵。3. 若调制系数大于，是否可以用包络检波来还原信号答：不可以，若调制系数大于时，m(t)不是一直为正，解调出来的包络不是原信号。实验十八 ASK调制与解调一、实验目的：了解幅度键控（Amplitude-shift Keying ASK）
14、调制与解调的基本组成和原理。二、实验步骤： 图（6） 用开关产生ASK调制信号 1将Tims系统中主振荡器（Master Signals）、音频振荡器(Audio Oscillator)、序列码产生器（Sequence Generator）和双模拟开关（Dual Analog Switch），按上图的方式连接。2将主振荡器模块2 kHz正弦信号加至序列码产生器的CLK输入端并将其输出的TTLX加至又模拟开关control 1，作为数字信号序列。3 将主振荡器模块8.33 kHz输出加至音频振荡模块的同步信号输入端（SYNC），并将其输出接到双模拟开关模块的IN1。4 用示波器观察ASK信号。a) 用开关产生ASK调制信号，如图： 5将ASK调制信号加到由下图组成的ASK非同步解调器的输入端。 图（7）Ask非同步解调6将音频振荡器的输出信号调为4kHz，并将ASK信号加至共享模块中整流器（Rectifier）的输入端。7 整流器的输
