信號與系統實驗箱--AM調制與解調實驗

一、實驗目的
1、掌握AM調制器的組成；
2、掌握非相干AM（檢波）解調器的原理；
3、掌握相干AM（檢波）解調器的原理；
二、實驗原理
如圖15-1所示，在通信過程中，一般一個用戶只占據某一特定的頻點與寬帶，將信號的頻譜搬移到載頻f0上，這一過程稱之為調制，最簡單的調制方式有AM調制。如果一輸入信號S（t），載頻信號為X（t），則AM調制輸出信號為：

在接收端從AM已調信號中恢復原始信號S（t）的過程稱之為解調。對AM常用的解調方式有：非相干解調（檢波）與相干解調（同步解調）。
AM的非相干解調是將接受的AM信號通過一檢波二極管，再經過一低通濾器即可獲取原始的模擬信號S（t）。AM的非相干解調不需要本載波，此方法常用于民用通信設備中，可大大降低接收機的成本，提高整機通信的可靠性。
AM的同步解調是將接受的AM信號與本地相干載波（同步載波）相乘，經低通濾波器獲得原始的模擬信號S（t）。同步解調需要在接收端產生與發送端頻率相同的本地載波，該方法可提高解調器的性能（即提高接收機的靈敏度），但這也將是接收機復雜化。

圖15-1正弦波幅度調制與解調
三、實驗模塊說明
在“信號與系統”實驗箱中有兩路“AM傳輸系統”模塊，每個模塊主要有五個單元組成：
1、信號發生單元，由載波1、調制波1（載波2、調制波2）兩個單元組成。
2、一個乘法器（即調制器）單元：。稱之為調制器1（調制器2）；
3、一個同步解調單元（相干解調）：稱之為解調器1（解調器2）。
4、一個檢波單元（非相干解調）：稱之為檢波器1（檢波器2）。
四、實驗步驟
1、載波信號的產生：
“載波1”單元產生約16KHz的正弦信號，用小起子調節電位器RWD2，可以調節載波VC1的輸出幅度。
“調制波1”單元產生約160Hz的正弦信號，用小起子調節電位器RWD8，可以調節調制波VS1的輸出幅度。
“載波2”單元產生約32KHz的正弦信號，用小起子調節電位器RWD6，可以調節載波VC2的輸出幅度。
“調制波2”單元產生約800Hz的正弦信號，用小起子調節電位器RWD4，可以調節調制波VS2的輸出幅度。
注：通常載波的輸出幅度在200mV左右，調制波的輸出幅度在80mV左右。可以用示波器來測量。
   2、AM調制波形的產生：。
（1）將正弦信號VC1（HC18）作為AM的發送載波，通過雙頭線將VC1與調制器1的VC1（HC03）輸入端相連。
（2）將正弦信號VS1（HC19）作為AM的發送信號，通過雙頭線將VS1與調制器1的VS1（HC01）輸入端相連。
（3）調節調制器1單元的電位器RWC1和RWC3。其中RWC1用來調節調制度M，RWC3用來調節調制波的上下對稱性。通過適當的調整，可以由調制器1的輸出端UAM1（HC02）得到一抑制載波的AM調制信號。
注意：電位器RWC1和RWC3在出廠時已調好，做實驗時，請先觀察實驗結果，若結果不理想，再輕微地調整此兩個電位器。
（4）理想情況下，可獲得如下波形，如圖15-2（a）、（b）。

（a）抑制載波的雙邊帶調幅波

（b）有載波的調幅波
圖15-2調制器輸出的波形
3、AM的檢波解調：
將上步實驗所獲得的AM調制信號送入檢波器的輸入端，即將“調制器1”的輸出端UAM1（HC02）用雙頭線接至“檢波器1”的輸入端UAM1（HC16），則在檢波器的輸出端VS1（HC17）可得到解調信號。用示波器觀察該解調信號。
4、AM的同步解調：
用雙頭線將載波VC1接到解調器1的VC1（HC05），再將所獲得的AM調制信號UAM1（HC02）接到解調器1的UAM1（HC04），則解調器1的輸出端VS1（HC06）輸出解調信號，用示波器觀察解調信號。
5、重復1～4步，對另一路“AM傳輸系統”進行實驗，即“載波2”、“調制波2”、“調制器2”、“解調器2”、“檢波器2”。觀察實驗結果。
五、實驗報告
1、畫出AM調制器產生框圖；
2、在坐標紙上記錄調制波、調制信號、解調信號和載頻的波形。
3、解釋幅度調制的原理。
4、比較非相干AM解調與相干AM解調的差別及它們的性能的差異？
六、實驗儀器
1、“信號與系統”實驗箱
2、20MHZ示波器