实验一 DSB调制与解调.docx

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实验一DSB调制与解调

实验一DSB调制与解调

一、实验目的

1．掌握DSB调制与解调的原理

2．掌握LabView程序设计的方法

3．了解信号噪声对传输特性的影响

二、实验内容

用NI（NationalInstrument，美国国家仪器）公司的虚拟仪器开发平台LabView设计图1和图2所示的DSB调制解调系统。

图1Vi工程前面板

图2程序框图

三、实验原理

DSB调制与解调系统如图3所示，基带信号是

，载波是

，调制信号

由公式

（1）计算所得。

图3中

是高斯白噪声，LPF为低通滤波器，相干解调后的输出信号

由公式（3）计算所得。

DSB调制信号时域波形和频域谱如图4所示。

（1）

（2）

（3）

图3DSB调制解调系统

图4DSB调制信号时域波形和频域谱

四、实验步骤

步骤1：

新建一个vi工程“DSB.vi”，从菜单“窗口”“显示程序框图”进入程序框图窗口。

步骤2：

在程序框图窗口单击右键，在弹出的“函数”“信号处理”“波形生成”中选择“基本函数发生器”，命名为“基带信号”。

图5添加基带信号

步骤3：

在程序框图窗口，将鼠标移动到基本函数发生器的上方，当出现“信号类型”字样时，单击右键，在弹出的菜单中选择“创建”“输入控件”，即可为基带信号添加一个“信号类型”控件。

图6给基带信号添加信号类型控件

另：

除了程序框图窗口可以添加输入控件外，前面板窗口也可以添加输入控件。

如图7所示，在前面板中单击右键，在弹出的“控件”“Express”“数值输入控件”中选择“数值输入控件”。

如图8所示，此时前面板和程序框图中都会出现新添加的数值输入控件。

图7在前面板中添加数值输入控件控件

图8添加数值输入控件控件

步骤4：

参照步骤3，给基带信号添加“幅度”和“频率”的控件。

步骤3和4完成后，基带信号即可从正弦波、方波、三角波和锯齿波中任意选择一种，且频率和幅度可改变。

步骤5：

参照步骤2，在程序框图窗口单击右键，在弹出的“函数”“信号处理”“波形生成”中选择“正弦波形”，命名为“载波”。

图9添加载波

步骤6：

参照步骤3，给载波添加“幅度”和“频率”的控件。

步骤7：

在前面板中单击右键，在弹出的“控件”“Express”“图形显示控件”中选择“波形图表”。

添加两个，分别命名为“基带信号”和“载波”。

图10添加波形图表

步骤8：

在程序框图窗口中，将“基本函数发生器”和“正弦波形”的输出分别连接“基带信号”和“载波”这两个波形图表的输入端。

图11将添加的两个波形图表连接基带信号和载波的输出

步骤9：

在程序框图窗口单击右键，在弹出的“函数”“数学”“数值”中选择“乘”。

将“基本函数发生器”和“正弦波形”的输出分别连接乘法器的两个输入端。

乘法器的输出就是已调制信号。

图12添加乘法器

步骤10：

在程序框图窗口单击右键，在弹出的“函数”“Express”“信号分析”中选择“频谱测量”。

图13添加频谱测量仪

步骤11：

将乘法器的输出端连接“频谱测量”的“信号”端。

图14将乘法器的输出传输给频谱测量仪的信号端

步骤12：

参照步骤7，在前面板中单击右键，在弹出的“控件”“Express”“图形显示控件”中选择“波形图表”，命名为“已调制信号”；再选择“波形图”，命名为“调制信号的功率谱”。

步骤13：

在程序框图窗口中，将“乘法器”的输出端连接“已调制信号”波形图表的输入端，“频谱测量”的“功率谱”连接“调制信号的功率谱”波形图的输入端。

这样，可显示已调制信号的波形和功率谱。

图15观察已调制信号的波形和功率谱

步骤14：

参照步骤2，在程序框图窗口单击右键，在弹出的“函数”“信号处理”“波形生成”中选择“高斯白噪声波形”作为噪声发生器。

图16添加高斯白噪声波形发生器

步骤15：

参照步骤3，给“噪声发生器”添加“噪声标准偏差”输入控件。

图17给高斯白噪声添加标准偏差输入控件

步骤16：

参照步骤9，在程序框图窗口单击右键，在弹出的“函数”“数学”“数值”中选择“加”。

图18添加加法器

步骤17：

将“高斯白噪声波形”和“乘法器”的输出分别连接加法器的两个输入端。

加法器的输出就是“已调制信号＋高斯白噪声”。

图19将已调制信号和高斯白噪声相加

步骤18：

参照步骤9，在程序框图窗口单击右键，在弹出的“函数”“数学”“数值”中选择“乘”。

将“载波”和“加法器”的输出分别连接乘法器的两个输入端。

图20添加乘法器

步骤19：

参考步骤10，在程序框图窗口单击右键，在弹出的“函数”“Express”“信号分析”中选择“滤波器”。

在弹出的“配置滤波器”窗口中选择“低通”滤波器，并根据基带信号频率设置合适的“截止频率”。

图21添加滤波器

图22配置滤波器的属性

步骤20：

将接收端乘法器的输出连接滤波器的“信号”端。

图23将接收端乘法器的输出送去滤波

步骤21：

参照步骤7，在前面板中单击右键，在弹出的“控件”“Express”“图形显示控件”中选择“波形图表”，命名为“解调输出”。

将“滤波器”的“滤波后的信号”端连接“解调输出”波形图表的输入端。

图24添加波形图表以观察解调输出波形

步骤22：

在程序框图中单击右键，在弹出的“函数”窗口中选择“Express”“执行过程控制”“While循环”，拖动鼠标，将程序框图中的所有内容都包含到新生成的框里面。

图25增加While循环控制框

图26设置While循环

步骤23：

在前面板中调整“波形图表”、“波形图”及其他控件的大小布局，并设置基带信号和载波的默认“波形类型”、“频率”和“幅度”，设置“噪声标准偏差”。

步骤24：

在前面板中单击工具栏中的“连续运行”按钮，即可全速运行程序，观察到图1所示的实验效果。

图27连续运行vi程序

步骤24：

在程序框图中单击工具栏中的“高亮显示执行过程”按钮，即可观察到实验中电信号的传输过程。

图28观察电信号传输过程

另：

若想在频谱测量仪上同时观测基带信号和已调制信号的功率谱，则在程序框图窗口单击右键，在弹出的“函数”窗口中选择“Express”“信号操作”“合并信号”，此时会得到两入一出的部件，将两个输入端分别连接基带信号和已调制信号，输出端连接“频谱测量”的信号端，同时将“调制信号的功率谱”波形图表名称改为“基带信号、调制信号的功率谱”。

图29观察两路信号的功率谱

在前面板中右键单击“基带信号、调制信号的功率谱”波形图表，在弹出的图30所示窗口修改波形图表的外观属性，图31所示窗口修改波形图表的曲线属性。

全速运行程序，将观察到图32所示的两个信号的功率谱。

图30修改波形图表的外观属性

图31修改波形图表的曲线属性

图32两个信号的功率谱

五、思考题

1．设基带信号是正弦波，在噪声为0的情况下，解调输出的正弦波峰值Ao与基带信号峰值Am和载波峰值Ac间存在什么关系？

与实验结果是否相符？

2．DSB进行相干解调时，要求接收端的载波必须与发送端的同频同相，如果同频不同相，或同相不同频会怎样？

在本实验中又该如何仿真？

3．若要进行AM调制，则本实验中的程序框图的输入端和输出端要做哪些改动？