調制與解調

一、實驗目的
1.了解幅度調制和解調的原理；
2．觀察調制波形；
3．掌握用集成模擬乘法器構成調幅和檢波電路的方法；
4．掌握集成模擬乘法器的使用方法。
二、實驗設備
1．TKSS-D 型 信號與系統實驗箱
2．雙蹤慢掃描示波器1 臺
三、實驗內容
幅度調制與解調的實驗。
四、實驗原理
在通信系統中，調制與解調是實現信號傳遞必不可少的重要手段。所謂調制就是用一個信號去控制另一個信號的某個參量，產生已調制信號。解調則是調制的相反過程，而從已調制信號中恢復出原信號。信號從發送端到接受端，為了實現有效可靠和遠距離傳輸信號，都要用到調制與解調技術。我們知道，所有要傳送的信號都只占據有限的頻帶，且都位于低頻或較低的頻段內。而作為傳輸的通道（架空明線，電纜、光纜和自由空間）都有其最合適于傳輸信號的頻率范圍，它們與信號的頻帶相比，一般都位于高頻或很高的頻率范圍上，且實際信道有用的帶寬范圍通常要遠寬于信號的帶寬。利用調制技術能很好的解決這兩方面的不匹配問題。傅氏變換中的調制定理是實現頻譜搬移的理論基礎，形成了正弦波幅度調制，即一個信號的幅度參量受另一個信號控制的一種調制方式。只要正弦信號（載波）的頻率在適合信道傳輸的頻率范圍內就在信道內很好的傳輸。將頻譜相同或不相同的多個信號調制在不同的頻率載波上，只要適當安排多個載波頻率，就可以使各個調制信號的頻譜互不重疊，這樣在接收端就可以用不同的帶通濾波器把它們區分開來，從而實現在一個信道上互不干擾地傳送多個信號，這就是多路復用的概念與方法。用正弦信號作為載波的一類調制稱為正弦波調制，它包含正弦波幅度調制（AM），正弦波頻率調制（FM）和相位調制（PM）用非正弦波周期信號作為載波的另一類調制稱為脈沖調制，用信號去控制周期脈沖序列的幅度稱為脈沖幅度調制（PAM），此外，還有脈沖寬度調制（PWM）和脈沖位置調制
（PPM）等。
調制與解調在通信中的作用，不僅在于解決了信號和信道之間頻帶的匹配問題以及
提高信道的利用率，而且還有抗信道中干擾的作用，從而改善了信號傳輸質量的問題。
1.正弦幅度調制與解調

圖6－2 各點頻譜圖
頻譜V（ω）如圖13－2 所示。顯然，若用一個截止頻率為ωc（ωm<ωc<ωo）的理想低通濾波器，在接收端可以完全恢復原信號X（t）。應該指出，在實際的調制系統中，往往滿足ωo>>ωm，故接收端并不需要采用理想的低通濾波器，用一般的低通濾波器即可滿足工程上的要求。通常把圖1 這樣的調制與解調稱為同步調制和解調，或稱相干調制和解調。它要求接收端的載波信號與發送端完全同頻同相，這樣在一定程度上增加接收機的復雜性。
五、實驗步驟
1．調節RP1 電位器使“音頻信號源”輸出幅度為1V，調節RP2 電位器使“載波信號源”輸出幅度為1V。
2．用一號導線將“音頻信號源”與“音頻輸入1”相連，將“載波信號源”與“載波輸入1”相連，用雙蹤示波器分別觀察“調幅波輸出1”端口的波形。調節RP3 電位器，使示波器中可以觀察到抑制載波的雙邊帶調幅波和有載波的調幅波（波形如圖6－3 所示）。

a）抑制載波的雙邊帶調幅波 b）有載波的調幅波
圖6－3 調幅器輸出的波形
2．用一號導線將“調幅信號輸出1”接到解調電路中的“調幅信號輸入1”上，將載波信號接到“載波信號輸入3”上。用雙蹤示波器分別觀察音頻信號和“LPF 輸出1”信號并且記錄波形，如果兩個波形相差較大時，調節RP1 和RP3 直至兩個波形近似時為止。
六、實驗報告
1.在坐標紙上記錄調制波、調制信號、解調信號和載頻的波形。
2.解釋幅度調制的原理。
七、實驗思考題
已調制信號的幅度y(t)與解調信號x(t)的幅度是否相同？