一、实验目的
1. 掌握AM调制器电路原理;
2. 掌握非相干AM(检波)解调以及相干AM(同步)解调原理。
二、实验仪器
1. 直流电压源
2. Ground
3. 交流电压源
4. 乘法器
5. 普通电容
6. 巴特沃斯低通滤波器BLPF_1200
7. 稳压二极管 1N4728A
8. 双通道示波器
9. 四通道示波器
三、实验原理
(1)在通信过程中,一般一个用户只占据某一特定的频点与带宽,将信号的频谱搬移到载频f0上,这一过程称之为调制,最简单的调制方式有AM调制。
如果输入信号为s(t)=UΩmcosΩt,载频信号为x(t)=Ucmcosωct,则AM调制输出信号为:
y(t)=(Ucm+kUΩmcosΩt)cosωct=[1+Ma·s(t)]x(t)
式中调幅指数Ma=kUΩm/Ucm,0<Ma≤1,k为比例系数。其中s(t),x(t),y(t)的波形图如图1~图3所示。
图1 输入信号波形 图2 载波信号波形
图3 常规调幅波形
从图中并结合上述公式可以得到,AM调制信号的振幅有直流分量Ucm和交流分量kUΩmcosΩt叠加而成,其中交流分量与调制信号成正比,或者说,AM调制信号的包络(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Ma>1时,常规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,因此,常规调幅要求Ma必须不大于1。
(2)在接收端从AM已调信号中恢复出原始信号S(t)的过程称之为解调。对AM常用的解调方式有:非相干解调(检波)与相干解调(同步解调)。
AM的非相干解调是将AM信号通过一检波二极管,再经过一低通滤波器即可获取原始的模拟信号s(t)。AM的非相干解调不需要本地载波,此方法常用于民用通信设备中,可大大降低接收机的成本,提高整机通信的可靠性。
AM的同步解调是将接收的AM信号与本地相干载波(同步载波)相乘,经低通滤波器获得原始的模拟信号S(t)。同步解调需要在接收端产生与发送端频率相同的本地载波,该方法可提高解调器的性能(即提高接收机的灵敏度),但这也将使接收机复杂化。
“AM”调制信号产生模块电路如图4所示,解调模块电路如图5所示。
图4 “AM”调制信号产生模块电路图
图5 “AM”调制信号解调模块电路图