通信原理实验指导书：实验二 普通双边带调幅与解调实验.doc

PAGE 实验二 普通双边带调幅与解调实验 一、实验目的 掌握普通双边带调幅与解调原理及实现方法。 掌握二极管包络检波原理。 掌握调幅信号的频谱特性。 了解普通双边带调幅与解调的优缺点。 二、实验内容 观察普通双边带调幅波形。 观察普通双边带调幅波形的频谱。 观察普通双边带解调波形。 三、实验器材 信号源模块 PAM/AM模块 频谱分析模块 终端模块（可选） 20M双踪示波器 一台 频率计（可选） 一台 音频信号发生器（可选） 一台 立体声单放机（可选） 一台 立体声耳机（可选） 一副 连接线 若干 四、实验原理 普通双边带调幅 为简化分析，假定调制信号是简谐振荡，即为单频信号(单音信号)，其表达式为： 载波（），在理想情况下，普通调幅(AM)信号为： （2－1） 其中调幅指数为比例系数。 普通调幅信号的振幅由直流分量和交流分量迭加而成，其中交流分量与调制信号成正比，或者说，普通调幅信号的包络（信号振幅各峰值点的连线）完全反映了调制信号的变化。另外还可得到调幅指数Ma的表达式： 显然，当Ma1时，普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同，产生了失真，称为过调制，如图2-1所示。所以，普通调幅要求Ma必须不大于1。 0 0 图2-1 过调制波形 被传送的调制信息只存在于边频中而不在载频中，携带信息的边频分量最多只占总功率的三分之一（因为Ma≤1）。在实际系统中，平均调幅指数很小，所以边频功率占的比例更小，功率利用率更低。为了提高功率利用率，可以只发送两个边频分量而不发送载频分量，或者进一步仅发送其中一个边频分量，同样可以将调制信息包含在调制信号中。这两种调制方式分别称为抑制载波的双边带调幅（简称双边带调幅）和抑制载波的单边带调幅（简称单边带调幅）。本实验模块所进行的实验是双边带调制与解调。 图2-2 双边带调幅信号产生电路原理图 双边带调幅信号产生的具体电路原理图如图2-2所示。 图中MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。MC1496可用于振幅调制、同步检波、鉴频。本实验就是采用MC1496作为振幅调制器。高频载波信号从“载波输入”点输入，经高频耦合电容C207输入至U202（MC1496）的10脚。低频基带信号从“音频输入”点输入，经低频耦合电容E205输入至U202的1脚。C208为高频旁路电容，E206为低频旁路电容。调幅信号从MC1496的12脚输出。实际上，从此脚输出的调幅信号还要经过滤波，这样才能保证调幅信号的质量。滤波电路如图2-3所示。 图2-3 双边带调幅信号的滤波 普通双边带解调 在解调电路中，采用二极管包络检波对调幅信号进行解调。因为二极管D202的作用是实现高频包络检波，所以要求二极管的正向导通压降越小越好，在这里采用的是锗型二极管2AP9，其正向导通电压UF≤0.3V，可以很好的满足要求。R225为负载电阻，C213为负载电容，它的值应该选取在高频时，其阻抗远小于R，可视为短路；而在调制频率（低频）时，其阻抗则远大于R，可视为开路。利用二极管的单向导电性和检波负载RC的充放电过程，就可以还原出与调幅信号包络基本一致的信号。具体电路如图2-4所示。 图2-4 二极管包络检波解调电路 五、实验步骤 将信号源模块、PAMAM模块、频谱分析模块、终端模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下四个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED001、LED002、D200、D201、L1、L2、LED600发光，按一下信号源模块的复位键，四个模块均开始工作。 使信号源模块的信号输出点“模拟输出”的输出为频率2KHz、峰-峰值为0.5V左右的正弦波, 旋转“64K幅度调节”电位器使“64K正弦波”处信号的峰-峰值为1V。 用连接线连接信号源模块的信号输出点“模拟输出”和PAMAM模块的信号输入点“AM音频输入”，以及信号源模块的信号输出点“64K正弦波”和PAMAM模块的信号输入点“AM载波输入”，调节PAMAM模块的电位器“调制深度调节”，同