设计型模块化通信原理实验教学系统设备上海求
2019-10-21

  采用基于方框图的模块化设计,以数学函数方框图形式来确定硬件基本模块,根据通信原理教学实验中的原理框图,利用基本功能模块的组合进行功能设计,可以完成各个实验中所需的信号的产生和信号处理等实验。基础型依托示波器可进行时域的分析,是设计型实验系统.电话

  1. 研究模拟连续信号在(AM、DSB、SSB、VSB、QAM)几种线性调制中的信号波形与频谱,了解调制信号是如何搬移到载波附近。

  2. 加深对模拟线性调制(AM、DSB、SSB、VSB、QAM)的工作原理的理解。

  3. 了解产生调幅波(AM)和抑制载波双边带波(DSB—SC)的调制方式,以及两种波之间的关系。

  4. 了解用滤波法产生单边带SSB—SC的信号的方式和上下边带信号的不同。

  5. 研究在相干解调中存在同步误差(频率误差、相位误差)对解调信号的影响从而了解使用同频同相的相干载波在相干解调中的重要性。

  模拟带通传输系统,是将基带信号经过线性调制后形成的已调波送入信道传输,在接收端经过反调制,再从已调波中将基带信号恢复出来。常用的线性调制包括调幅(AM),双边带调制(DSB),单边带调制(SSB),残留边带调制(VSB),正交调幅(QAM)等五种方式。这些方式是通过基带信号与单一角频率的余弦载波相乘后再经过适当滤波实现。在时域上,就是用基带信号m(t)去控制载波f(t)的幅度参数,使其m(t)的规律而变化;它的频域解释是把基带信号的频谱范围搬迁到载波附近的频谱范围上的搬移过程。

  在接收端,如果采用相干解调,在本地载波保持同步关系时,都能正确的解调。但是当本地载波存在相位误差或频率误差时,不同的调制方式受到的影响是不同的,当只有相位误差时,SSB制式的输出不受影响,AM和DSB制式的输出幅度有所下降,而QAM制式则产生路间窜扰。在本地载波有频率误差时,SSB制式的输出使频谱有所偏移,对于话音信号传输而言,频差在20Hz以内时,人耳可以容忍;而对于其他制式,输出会产生严重失真。

  本实验利用平衡调制方式进行模拟连续波的调制与解调。可分别组成AM、DSB、SSB、VSB、QAM五种调制方式的产生原理。

  调幅的原理是基带信号去控制高频载波的幅度,使已调信号的包络随基本信号成正比例的变化。

  ,若这个条件不满足,那么AM信号的包络就与基带信号不同而产生过调失线. 双边带(DSB—SC)信号

  常规调幅波含载波分量,而载波分量不携带任何有用信息,因而AM波调制的效率较低。

  如果我们抑制掉基带信号的直流分量,得到的响应SDSB(t)便是无载波分量的双边带调制信号(DSB—SC),在常规线性调幅(AM)中,令,也就是将载波分量抑制掉,就可得到DSB—SC信号,。

  双边带调制信号频谱中含有携带同一信息的上、下两个边带。因此,我们只需传送一个边带信号就可以达到信息传输的目的,以节省传输带宽、提高信道利用率。这就是单边带调制(SSB—SC)。产生SSB信号有移相法和滤波法。本实验采用滤波法,即,将已产生的双边带信号通过一个带通滤波器,根据该滤波器传递函数的不同,可分别得到下边带信号和上边带信号。SSB信号可表示为:

  式中:是m(t)的所有频率成分移相的信号,称为的希尔伯特信号。式中符号取“—”产生上边带,取“+”产生下边带。

  SSB信号与AM和DSB信号比较,具有带宽窄的优点,但工程上实现却比较困难,为了克服这种困难,提出了残留边带调制方式。

  用同一载频但相位正交的两个载波分别对两路独立的信号进行DSB—SC调制,两个已调信号可以同时在同一信道的同一频带内传输。到了接收端,分别用相位正交的载波进行同步解调。这种方法称为正交幅度调制,平均每路占用的带宽与SSB方式相当。

  本实验系统是采用Analog Signal System应用最广泛的PC机和Windows操作系统作为软硬件平台,使用MATLAB软件的SIMULINK的集成开发工具实现对AM、DSB、SSB、VSB及QAM系统的调制与解调的仿真。

  每个子系统都是由各个模块组成,实验时,可以在系统上进行参数的设置与更改。可对上述调制与解调各种参数进行更为深入的研究。

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