实验一 DSB调制与解调.docx

1、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（National Instrument，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1 Vi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3 DSB

2、调制解调系统图4 DSB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

3、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

4、”“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1

5、3 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”

6、 “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

7、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

8、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

9、。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？ 2DSB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？