【正文】 34 CH1 100Hz 三角波輸入信號 CH2 采樣后信號 圖 100Hz的三角波信號和采樣后信號 CH1 100Hz 三角波輸入信號 CH2 恢復(fù)后信號 圖 100Hz的三角波信號和恢復(fù)后信號 從圖 中可以看出， 100Hz 的三角波信號經(jīng)采樣、恢復(fù)后基本恢復(fù)成了與原信號等頻率的三角波信號，但恢復(fù)后的信號與原信號相比，有明顯的相位延遲；同時，對于本實驗采用的電路，也使信號的峰峰值發(fā)生變化。 30Hz 的三角波 信號 與控制綜合實驗 報告 —— 信號部分 35 CH1 30Hz 三角波輸入信號 CH2 采樣后信號 圖 30Hz的三角波信號和采樣后信號 CH1 30Hz三角波輸入信號 CH2 恢復(fù)后信號 圖 30Hz的三角波信號和恢復(fù)后信號 從圖 中可以看出， 30Hz 的 三角波信號經(jīng)采樣、恢復(fù)后也基本恢復(fù)成了與原信號等頻率三角波信號，但相位有所改變。 五、實驗結(jié)論與分析 根據(jù)采樣信號的頻率 sf =1149Hz，試驗中取分別輸入正弦 20Hz、 100 Hz、 500 Hz、三角信號的頻率 30Hz、 100Hz. 從實驗所得波形可以看出， 100Hz 信號經(jīng)采樣、恢復(fù)后基本恢復(fù)成了與原信號等頻率信號，但恢復(fù)后的信號與原信號相比，有明顯的相位延遲；同時，對于本實信號 與控制綜合實驗 報告 —— 信號部分 36 驗采用的電路，也使信號的峰峰值發(fā)生變化； 500Hz 的信號經(jīng)采樣、恢復(fù)后也基本恢復(fù)成了與原信號等頻率信號，但恢復(fù)后的信號與原信號相比，有明顯的相位延遲，與原信號剛好處于反相位；而 20Hz 的信號經(jīng)采樣、恢復(fù)后完全不能恢復(fù)成原信號，同時恢復(fù)后的信號與原信號在頻率上有非常大的差異，所以信號未能得到恢復(fù)。這結(jié)論與理論情況相符。 實驗八 調(diào)制與解調(diào) 一、 實驗?zāi)康? 了解幅度調(diào)制和解調(diào)的原理，觀察調(diào)制和解調(diào)后的波形，在前面的實驗基礎(chǔ)上，進一步掌握根據(jù)實驗任務(wù)和要求、實驗原理方框圖來設(shè)計實驗方案、實驗電路的方法 。 二、 實驗內(nèi)容與原理 （參考教材 4547 頁） 調(diào)制就是用一個信號去控制另一個信號的某個參量，產(chǎn)生調(diào)制信號。解調(diào)則是調(diào)制的相反過程，而從調(diào)制的信號中恢復(fù)出原信號。 用正弦信號作為載波的一類調(diào)制稱為正弦波調(diào)制，它包含正弦波幅度調(diào)制，正弦波頻率調(diào)制和相位調(diào)制。 正弦幅度調(diào)制與解調(diào)過程如圖 所示。 圖 正弦波調(diào)制解調(diào)過程 圖 中 X(t)為被調(diào)制信號， C(t)為載波信號， Y(t)為已調(diào)制信號，由框圖可知： 信號 與控制綜合實驗 報告 —— 信號部分 37 其傅氏變換為： 如果 X(t)是帶寬有限的信號，圖 示出了調(diào)制頻分相應(yīng)多點的頻譜。上式可知，用正弦波 cos( )owt 進行調(diào)制，就是把調(diào)制信號的頻譜 ()xw對半分地分別搬到 177。 ow處。信號傳輸信道為理想信道，在接收端可以無失真地接收到已調(diào)信號 Y(t)。解調(diào)的任務(wù)是從 Y(t)中恢復(fù)出原始信號 X(t)。同步解調(diào)的原理就是用相同的載波再用一次調(diào)制?？驁D中 V(t)的頻譜為： 信號 與控制綜合實驗 報告 —— 信號部分 38 圖 各點頻譜圖 其頻譜 ()Vw如圖所示。顯然，若用一個截止頻率為 cw 的理想低通濾波器，在接收端就可以完全恢復(fù)原信號 X(t)。 三、 實驗步驟 （參考教材 4748 頁） 利用用實驗電路板輸出的低頻正弦作為被調(diào)制信號，通過函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生高頻正弦信號，作為載波信號。 先調(diào)節(jié)實驗電路板輸出的正弦信號頻率約為 500Hz、幅度為 500mV，作為被調(diào)制信號；函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦信號約為 20KHz、 500mV，作為二路載波信號，然后連信號 與控制綜合實驗 報告 —— 信號部分 39 接到實驗電路板上。 接通實驗電源，用示波器觀察 “ 調(diào)制信號輸出 ” （調(diào)制信號輸出先不要連接解調(diào)部分），觀察調(diào)幅器輸出波形。 將 “ 調(diào)幅信號輸出 ” 接到解調(diào)電路中的 “ 調(diào)幅信號輸入 ” 上，將載波接到 “ 載波信號輸入 ” 上，將解調(diào)信號輸出接到 “LPF （低通濾波器）輸入 ” 上。用雙蹤示波器分別觀察被調(diào)制信號（原信號）和 “LPF 輸出 ” 信號（調(diào)制解調(diào)后的信號）并且記錄波形。 四、 實驗現(xiàn)象與結(jié)果 實驗中被調(diào)制信號波形、載波信號、調(diào)制后信號、解調(diào)后信號、濾波后信號分別如下各圖所示。 CH2被調(diào)制信號波形圖 CH1載波信號波形圖 信號 與控制綜合實驗 報告 —— 信號部分 40 CH2 被調(diào)制信號 CH1 調(diào)制后信號 圖 被調(diào)制信號和調(diào)制后信號 CH2 被調(diào)制信號 CH1 解調(diào)后信號 圖 被調(diào)制信號和解調(diào)后信號 CH2 被調(diào)制信號 CH1 濾波后信號 圖 被調(diào)制信號和濾波后信號 五、結(jié)果分析與討論 信號 與控制綜合實驗 報告 —— 信號部分 41 以前在理論學(xué)習(xí)時一直無法理解調(diào)制解調(diào)的實現(xiàn)過程與原理，這次實驗使我恍然大悟， 從實驗所得的波形圖中可以看出，輸入信號經(jīng)過調(diào)制、解調(diào)、濾波后得到了較好的恢復(fù)，在頻率和幅值等方面，基本與原信號一致，可見實驗比較成功。 我也理解了為什么要調(diào)制解調(diào)，它的目的，作用及實現(xiàn)原理，也聯(lián)想到生活中經(jīng)?？梢月牭秸{(diào)制解調(diào)器這個東西，總之這次實驗解決了我一直以來在調(diào)制解調(diào)理論學(xué)習(xí)上的不透徹，使我不僅理解了，也能夠自己實現(xiàn)了。 六、思考題 1． 已調(diào)制信號的幅度 Y(t)與解調(diào)信號 X(t)的幅度是否相同？ 答：不相同。 因為已調(diào)制信號的幅度 Y(t)在理論上應(yīng)為輸入信號的幅度一半 ,而已調(diào)制信號Y(t)在解調(diào)時會通過一個增益為 2的低通濾波器，這樣解調(diào)信號的幅度 X（ t） 應(yīng)與輸入信號的幅度基本相等。于是可見， 已調(diào)制信號的幅度 Y(t)在理論上是 解調(diào)信號X(t)的幅度 1/2。 信號 與控制綜合實驗 報告 —— 信號部分 42 心得與自我評價 信號的這 6 個基本實驗，主要展示了電路理論和信號與系統(tǒng)方面的一些基礎(chǔ)電氣現(xiàn)象。 從最開始常用信號的觀察等對于儀器和基本操作的熟悉開始，實驗的要求標準和操作難度逐漸上升，實驗現(xiàn)象的分析和處理難度也在加大，這不僅在考察我們對基本儀器操作的掌握，更是要求我們每做一次實驗就要有一次的效果和進步，對于設(shè)計性的實驗更要做好提前預(yù)習(xí)工作，提前在心里模擬一邊實驗的操作過程，對實驗應(yīng)有的現(xiàn)象也要做到心中有數(shù)，這樣當(dāng)我們做實驗時就不會感到無從下手，當(dāng)實驗現(xiàn)象出現(xiàn)時我們也能 及時和心中的答案進行對比，是否符合我們的期望預(yù)想，如果不符合，那么問題又出在了哪里。例如在實驗二利用示波器觀察狀態(tài)響應(yīng)時，一直觀察不到期望的現(xiàn)象，后來經(jīng)過和小組成員的仔細分析和研究后， 一致認為應(yīng)該是示波器的顯示方法沒有調(diào)正確，之后又經(jīng)過一系列的探索，終于 在示波器上調(diào)出了 期望的結(jié)果，如釋重負。在做調(diào)制解調(diào)的實驗時，對每一個輸出口的信號是什么我和小組成員也討論了很久才明白。 操作實驗不僅是對理論知識的驗證，能讓我們對理論知識有 更進一步 準確的理解，也是對我們動手實踐能力的鍛煉和考察，有些動手能力強的人往往能很快做完實驗，不足的人就需要多多鍛煉自己。 而且實驗 操作過程中也 是團隊合作意識的培養(yǎng)，一個困難實驗的順利有效完成往往 需要兩個人的合理分工配合，緊密合作，積極探討，共同面對困難解決困難， 這樣才能以最大的效率最快的時間完成實驗， 同時也 能 一起分享成功 ，體會到實驗的樂趣 。 實驗結(jié)束后的總結(jié)與處理分析也是要求我們具有總結(jié)得失，改正不足的意識，記錄下來自己在實驗中遇到的問題，又是怎么解決的，以后需要注意哪些，自己又獲得了哪些收獲與進步 。 所以實驗不僅是 對知識的鞏固和增長，也是對我們實踐能力的鍛煉，對我們團隊合作意識，解決問題能力的培養(yǎng)，只有明白實驗的意義，才能真正用心的想要做好它，才能獲得最大的收獲。 信號 與控制綜合實驗 報告 —— 信號部分 43 參考文獻 ［ 1］ 熊蕊編 .信號與控制綜合實 驗教程 .［ M］ .武漢： 華中科技大學(xué)， . ［ 2］康華光主編 .電子技術(shù)基礎(chǔ) .模擬部分 .第五版 .［ M］ .北京：高等教育出版社， 2021. ［ 3］高平主編 .信號系統(tǒng)實驗教程 .［ M］ .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021.