【正文】 由鎖相環(huán)的跟蹤特性可知：當已調(diào)信號的調(diào)頻率處于鎖相環(huán)的閉環(huán)低通特性的通帶之外時，輸出信號的相位已不能跟蹤輸入信號相位的變化。此時，壓控震蕩器就沒有相位調(diào)制，是一個未調(diào)載波 (t)= cost 當輸入信號(t)的載頻產(chǎn)生緩慢漂移時，由于環(huán)路要維持鎖定，壓控震蕩器輸出的未調(diào)載波的頻率也會跟隨著漂移。這種環(huán)路輸出相位沒有跟蹤輸入的相位的調(diào)制，而是跟蹤了輸入信號載頻的漂移，這也是一種跟蹤狀態(tài)，稱為載波跟蹤。 由于(t)（輸出信號的相位）未跟蹤輸入信號的相位(t)，由 (t)= (t) (t) 的關(guān)系，顯然此環(huán)路的相位誤差一定比較大，恰恰就是(t)跟蹤了(t)的相位調(diào)制。這就是誤差頻率響應的高通特性。載波跟蹤環(huán)的壓控震蕩器輸出電壓與輸入信號的載波載相位上相差90度，經(jīng)90度相移后可得到輸入信號的相干載波。原理框圖如下： 輸入 PD LF VCO 90度 載波（AM信號） 輸出三 步驟1. 根據(jù)載波的提取原理框圖，用Systemview軟件建立一個仿真電路，如下圖所示： Token 0 ,4 正弦載波（[0]頻率為2HZ；[4]頻率為10HZ） Token 1 階越信號（幅度為2，偏置偽） Token 2,6 相加 Token 5,11,15,13 信號觀察點——分析窗 Token 3 相乘器 Token 7 正弦函數(shù) Token 8 低通濾波器（截止頻率為99HZ，極點數(shù)為2） Token 9 積分器（起始值為0） Token 10 微分器 Token 12 增益（） Token 14 帶通濾波器（—，極點數(shù)為） 運行時間= 1S； 采樣頻率=1000HZ 在Systemview系統(tǒng)窗內(nèi)運行該系統(tǒng)后,轉(zhuǎn)到分 析窗觀察 各個點的波形。 接收信號的載波提取運行結(jié)果1 發(fā)送端的載波波形 2 所提取的載波波形 由上兩幅圖可以看出，所提取的載波和原來發(fā)送的載波是同頻同相的，這就是鎖相環(huán)跟蹤輸入信號頻率的結(jié)果。實驗過程中應不斷地調(diào)整各個參數(shù)，以達到最佳的接收效果。實驗十八 標準調(diào)幅一．概述 在連續(xù)波的模擬調(diào)制中，最簡單的形式是使單頻余弦載波的幅度在平均值處隨調(diào)制信號線性變化，或者輸出已調(diào)信號的幅度與輸入調(diào)制信號f(t)呈線性對應關(guān)系，這種調(diào)制稱為標準調(diào)幅或一般調(diào)幅，記為AM。本實驗采用這種方式。二．實驗原理及其框圖１． 調(diào)制部分：標準調(diào)幅的調(diào)制器可用一個乘法器來實現(xiàn)。 AM信號時域表達式： SAM(t)=[A0+f(t)]cosw0t A0：載波幅度 w0：載波頻率 f(t): 被調(diào)信息信號頻域表示式 原理框圖 2. 解調(diào)部分：解調(diào)有相干和非相干兩種。非相干系統(tǒng)設(shè)備簡單，但在信噪比較小時，相干系統(tǒng)的性能優(yōu)于非相干系統(tǒng)。這里采用相干解調(diào)。 原理框圖低通濾波器 SAM(t) 解調(diào)輸出信號 f(t) 載波 A0cos(w0t)三．實驗步驟 1．根據(jù)AM調(diào)制與解調(diào)原理，用Systemview 軟件建立一個仿真電路，如下圖所示： （圖一 仿真電路）２． 元件參數(shù)配置Token 0: 被調(diào)信息信號—正弦波發(fā)生器 （頻率=50 Hz）Token 1,8: 乘法器Token 2: 增益放大器 （增益滿足不發(fā)生過調(diào)制的條件）Token 4: 加法器Token 3,10: 載波—正弦波發(fā)生器 （頻率=1000 Hz）Token 9: 模擬低通濾波器 （截止頻率=75 Hz）Token 5,6,7,11: 觀察點—分析窗３． 運行時間設(shè)置 運行時間= 秒 采樣頻率=20,000 赫茲４． 運行系統(tǒng) 在Systemview 系統(tǒng)窗內(nèi)運行該系統(tǒng)后，轉(zhuǎn)到分析窗觀察Token 5,6,7,11四個點的波形。５． 功率譜 在分析窗繪出該系統(tǒng)調(diào)制后的功率譜。 四． 實驗報告 觀察實驗波形 ：Token 7－被調(diào)信息信號波形；Token 6－載波波形；Token 11－已調(diào)波形；Token 5－解調(diào)波形。 整理波形，存入實驗文檔AM－01，并與參考文檔AM－02相比較。 改變增益放大器的增益，觀察過調(diào)制現(xiàn)象，說明為什么不能發(fā)生過調(diào)制。 觀察 AM 的功率譜,分析說明實驗結(jié)果與理論值之間的差別。 改變參數(shù)配置，將所得不同結(jié)果存檔后，與實驗結(jié)果進行比較，說明參數(shù)改變對結(jié)果的影響。實驗十九 雙邊帶調(diào)制(DSB)一、 概述 在標準調(diào)幅時,由于已調(diào)波中含有不攜帶信息的載波分量,故調(diào)制效率較低。為了提高調(diào)制效率,在標準調(diào)幅的基礎(chǔ)上抑制掉載波分量,使總功率全部包含在雙邊帶中。這種調(diào)制方式稱為抑制載波雙邊帶調(diào)幅,簡稱雙邊帶調(diào)制(DSB)二、 實驗原理 實現(xiàn)雙邊帶調(diào)制就是完成調(diào)制信號與載波信號的相乘運算。原則上,可以選用任何非線性器件或時變參量電路來實現(xiàn)乘法器的功能,如平衡調(diào)制器或環(huán)形調(diào)制器。通常采用的平衡調(diào)制器的電路簡單、平衡性好,并可將載波分量抑制到30~40dB。雙邊帶調(diào)制節(jié)省了載波功率,提高了調(diào)制效率,但已調(diào)信號的帶寬仍與調(diào)制信號一樣,是基帶信號帶寬的兩倍。由于雙邊帶信號的頻譜是基帶信號頻譜的線性搬移,所以屬于線性調(diào)制。 雙邊帶調(diào)制信號的時間表示式: SDSB(t)=f(t)cosw0t 雙邊帶調(diào)制信號的頻域表示式：SDSB (w)=[F(w+w0)+F(ww0)]/2三、 實驗步驟1． 用Systemview軟件建立的一個DSB系統(tǒng)仿真電路如下圖示。2． 元件參數(shù)的配置Token 0: 被調(diào)信息信號—正弦波發(fā)生器 （頻率=50 Hz）Token 1,5: 乘法器Token 2: 載波—正弦波發(fā)生器 （頻率=1000 Hz）Token 6: 模擬低通濾波器 （截止頻率=75 Hz）Token 4,7,3: 觀察點—分析窗3． 運行時間設(shè)置 運行時間= 秒 采樣頻率=20,000 赫茲4． 運行系統(tǒng) 在Systemview 系統(tǒng)窗內(nèi)運行該系統(tǒng)后，轉(zhuǎn)到分析窗觀察Token 4,7,3三個點的波形。5． 功率譜 在分析窗繪出該系統(tǒng)調(diào)制后的功率譜。 四．實驗報告 觀察實驗波形 ：Token 4－被調(diào)信息信號波形； Token 7－已調(diào)波形；Token 3－解調(diào)波形。 整理波形，存入實驗文檔DSB－01，并與參考文檔DSB－02相比較。 觀察 DSB的功率譜,并與AM信號相比較，說明其優(yōu)劣。 改變參數(shù)配置，將所得不同結(jié)果存檔后，與實驗結(jié)果進行比較，說明參數(shù)改變對結(jié)果的影響。實驗二十 單邊帶調(diào)制(SSB)一． 概述 雙邊帶信號雖然抑制了載波,提高了調(diào)制效率,但調(diào)制后的頻帶寬度仍是基帶信號帶寬的2倍,而且上、下邊帶是完全對稱的,它們所攜帶的信息完全相同。因此,從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜?只用一個邊帶傳輸就可以了。我們把這種只傳輸一個邊帶的調(diào)制方式稱為單邊帶抑制載波調(diào)制,簡稱為單邊帶調(diào)制(SSB)。采用單邊帶調(diào)制,除了節(jié)省載波功率,還可以節(jié)省一半傳輸頻帶。二． 實驗原理 由于單邊帶調(diào)制中只傳送雙邊帶信號的一個邊帶(上邊帶或下邊帶)，因此產(chǎn)生單邊帶信號的最簡單方法,就是先產(chǎn)生雙邊帶信號然后讓它通過一個邊帶濾波器，這種產(chǎn)生單邊帶信號的方法稱為濾波法。如下圖示：濾波法要求濾波器在w0處有理想的銳截止特性。為降低制作難度，也可采用多級頻率搬移的方法實現(xiàn):先在低頻處產(chǎn)生單邊帶信號,然后通過變頻將頻譜搬移到更高的載頻處。下圖示出了三級濾波產(chǎn)生單邊帶信號的原理： 產(chǎn)生SSB信號的方法還有:相移形成法,混合形成法。三． 實驗電路圖 四． 實驗報告 1．觀察實驗波形 ：Token 3－被調(diào)信息信號波形； Token 5－已調(diào)波形；Token 8－解調(diào)輸出波形。2．整理波形，存入實驗文檔SSB－01，并與參考文檔SSB－02相比較。 3．觀察 SSB的功率譜,并與AM、DSB信號相比較，說明其優(yōu)劣。4．改變參數(shù)配置，將所得不同結(jié)果存檔后，與實驗結(jié)果進行比較，說明參數(shù)改變對結(jié)果的影響。實驗二十一 窄帶角度調(diào)制(NBFM、NBPM) 一． 概述當載波幅度保持不變，其頻率或相位隨調(diào)制信號線形變化的調(diào)制稱為頻率調(diào)制或相位調(diào)制。由于載波頻率或相位的變化都將引起角度的變化，因此頻率調(diào)制和相位調(diào)制統(tǒng)稱為角度調(diào)制。根據(jù)角度被改變的大小，可將角度調(diào)制分為寬帶調(diào)制(寬帶調(diào)頻和寬帶調(diào)相)和窄帶調(diào)制(窄帶調(diào)頻和窄帶調(diào)相)。如果調(diào)頻信號或調(diào)相信號的最大瞬時相位偏移保持在很小的范圍內(nèi),即滿足條件|KPMf(t)dt|maxp/6或 ,則稱為窄帶調(diào)頻或窄帶調(diào)相。當上述條件不滿足時,就稱為寬帶調(diào)頻或?qū)拵д{(diào)相。頻率調(diào)制就是載波信號的瞬時頻率偏移隨調(diào)制信號f(t)線性變化的調(diào)制,即w(t)= w0+KFMf(t) ，式中 KFM稱為調(diào)頻器的靈敏度,單位為弧度/秒/伏。調(diào)頻波的瞬時相位為: 式中KFMf(t)稱為瞬時頻率偏移, 簡稱頻偏,其最大頻偏為: 。相位調(diào)制就是載波信號的瞬時相位偏移隨調(diào)制信號f(t)線性變化的調(diào)制,即 , ，式中KPM稱為調(diào)相器靈敏度,單位為弧度/伏。調(diào)相波的瞬時頻率為 W(t)=W0+ KPM df(t)/dt ，式中 KPM df(t)/dt稱為瞬時頻率偏移,其最大頻偏為KPM |df(t)/dt| max。二． 實驗原理從角度調(diào)制的相位與頻率關(guān)系可以看出,調(diào)頻信號可通過直接調(diào)頻和間接調(diào)頻兩種方法得到,所謂間接調(diào)頻就是先對調(diào)制信號積分再調(diào)相而得到。同樣,調(diào)相信號也可以通過直接調(diào)相和間接調(diào)相兩種方法得到,間接調(diào)相就是先對調(diào)制信號進行微分再進行頻率調(diào)制。單音調(diào)頻信號的表示式為: 其中KFMAf/Wf稱為調(diào)頻指數(shù),也是調(diào)頻波的最大相偏。窄帶調(diào)相產(chǎn)生的原理框圖為 三． 實驗電路圖窄帶調(diào)頻的調(diào)制和解調(diào) 窄帶調(diào)相信號的調(diào)制與解調(diào)由PM信號得到FM信號由FM信號得到PM信號四． 實驗報告1．觀察實驗波形 ：調(diào)制信號波形；已調(diào)波形；解調(diào)輸出波形。2．整理波形，存入實驗文檔NBFM－01與NBPM－01，并與參考文檔NBFM－02與NBPM－02相比較。 3．觀察NBFM與NBPM信號的功率譜，說明為什么角度調(diào)制是非線性調(diào)制。4．改變參數(shù)配置，將所得不同結(jié)果存檔后，對實驗結(jié)果進行比較，說明參數(shù)改變對結(jié)果的影響。