实验目的
1.进一步熟悉Multisim电路仿真软件;
2.掌握通信电子线路中发射机和接收机的基本原理;
3.熟悉发射机电路中:本地振荡器，射极跟随器，调幅和高频放大各级电路的波形;
4.熟悉接收机电路中:高频放大，混频，本地振荡器，检波器和低频放大器部分各级电路的波形;
实验内容
1. 设计电路，使用Multisim绘制仿真电路图；
2. Multisim 的仿真结果（仿真结果需给出截屏）和分析，包括：
a) 时域特性：显示该电路主要关键点时域波形，包括但不限于：输入/输出信号的电压波形；
b) 频域特性：显示该电路主要关键点的频谱，包括但不限于：输入/输出信号的频谱；
3. 发送端仿真电路：
a) 普通调幅 AM（测试调幅指数如何影响输出）：
输入调制信号电压波形、频谱；
载波信号电压波形、频谱；
输出已调幅信号电压波形、频谱。
b) 抑制载波双边带调幅 DSB-SC：
输入调制信号电压波形、频谱；
载波信号电压波形、频谱；
输出已调幅信号电压波形、频谱。
4. 接收端仿真电路
a) 峰值包络检波
输入已调幅信号电压波形、频谱
输出解调信号电压波形、频谱
b) 同步检波
输入已调幅信号电压波形、频谱
输出解调信号电压波形、频谱
同步载波信号电压波形、频谱
5. 输入信号频率至少为 10MHz。
实验原理
1. 线性调制的一般模型
所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程，广义的调制分为基带调制和带宽调制（也成载波调制）。在无线通信中和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。载波调制，就是用调制信号去控制载波的参数的过程，使载波的某一个或几个参数按照调制信号的规律而变化。调制信号是指来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。未受调制的周期性振荡信号称为载波，它可以是正弦波，也可以是非正弦波（如周期性脉冲序列）。载波调制后称为已调信号，它含有调制信号的全部特性。解调（也称检波）则是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。线性调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号做线性变化的过程。线性调制器的一般模型如图所示：
图2.1 线性调制一般模型
设正弦波载波为
ct=Acoswct+φ0 
式中：A为载波幅度；wc为载波角频率；φ0为载波初始相位（本文φ0默认为0）。
该模型由一个相乘器和一个冲激响应为h(t)的滤波器组成。因此，线性调制信号（已调信号）的时域和频域表达式为
smt=Amtcoswct*h(t)
Smω=12Mω+ωc+Mω-ωcH(ω) 
式中：m(t)为基带调制信号，H(ω)⇔h(t)。
由以上表示式可见，在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而成正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。由于这种搬移是线性的，因此这种调制通常被称为线性调制。但应注意，这里的“线性”并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。
在该模型中，只要适当选择滤波器的特性H(ω)m(t)，便可以得到幅度调制信号。
如果将c（t）展开，则可得到另一种形式的时域表达式。即
smt=sItcosωct+sQtsinωct 
其中
sIt=hIt*m(t)
hIt=htcosωct 
sQt=hQt*m(t) 
hQt=htsinωct
上式表明，sm(t)
可等效成为两个互为正交调制分分量的合成。因此可以得到图2所示的等效模型。该模型称为线性调制相移法的一般模型，它同样适用于所有线性调制。
图2 线性调制一般模型
1.普通调幅（AM）的基本原理
在图1中，若假设滤波器为全通网络（h(t)＝1），调制信号叠加直流后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带调幅（AM）信号。 AM调制器模型如下图所示。
图3 AM调制器模型
AM信号的时域和频域表达式分别为
sAMt=A0+mtcosωct=A0cosωct+mtcosωct
SAMω=πA0δω+ωc+δ(ω-ωc)+12Mω+ωc+M(ω-ωc)
式中，A0为外加的直流分量；mt
可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即mt=0。
AM信号的典型波形和频谱分别如下图（a）、（b）所示，图中假定调制信号mt的上限频率为ωH。显然，调制信号mt的带宽为Bm=2fH。
图4 AM信号的典型波形和频谱图
由图（a）可见，AM信号波形的包络与输入基带信号mt
成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。 但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足A0≥|mt|max
，否则将出现过调幅现象而带来失真。
由它的频谱图可知，AM信号的频谱sAMt
是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。故AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍，即
BAM=2Bm=2fH
式中，Bm=fH
为调制信号mt
的带宽，fH为调制信号的最高频率。
1.双边带调制（DSB）的基本原理
如果在AM调制模型中将直流A去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式—抑制载波双边带信号(DSB—SC)，简称双边带信号。
其时域表达式为
sDBω=mtcosωct
式中，假设的平均值为0。DSB的频谱与AM的谱相近，只是没有了在±ω处的函数δ，即
smt=12Mω+ωc+Mω-ωc
与AM信号比较，因为不存在载波分量，DSB信号的调制效率是100%，即全部效率都用于信息传输。但由于DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号。DSB信号借条是需采用相干解调，也称同步检波（比包络检波器复杂得多）。其典型波形和频谱如图5所示：
注意，虽然DSB信号节省了载波功率，但它所需的传输带宽仍是调制信号带宽的两倍，及与AM信号带宽相同。
图5 DSB调制典型波形和频谱
1.相干解调与包络检波
调制过程的逆过程叫做解调。AM信号的解调是把接收到的已调信号sAMt还原为调制信号mt
。 AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。
1.相干解调
图6 相干解调原理图
由AM信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。相干解调的原理框图如图2.5所示。将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得
sAMt*cosωct=A0+mtcos2ωct=12A0+mt+12A0+mt*cos2ωct
由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以将第1项与第2项分离，无失真的恢复出原始的调制信号
m0t=12A0+m(t) 
由此可见，相干解调器适用于所有线性调制信号的解调，及对于AM、DSB都是使用的。只是AM信号的解调结果中含有直流分量A0，这时在解调后加上一个简单隔直流电容即可。从以上分析可知，相干解调的关键是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。否则，相干解调后将会使原始信号减弱，甚至带来严重失真，这在传输数字信号是有位严重。
2）包络检波法
由sAMt的波形可见，当满足条件：
A0≥|mt|max 
时，AM波的包络与调制信号m(t)
的形状完全一样，因此，用包络检波的方法分容易恢复出原始调制信号；如果上述条件没有满足，就会出现“过调幅”现象，这时用包络检波将会发生失真。但是，可以采用其他的解调方法，如相干解调。AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成，如下图所示
图7 包络检波原理图
包络检波法属于非相干解调法，其特点是：解调效率高，解调器输出近似为相干解调的2倍；解调电路简单，特别是接收端不需要与发送端同频同相位的载波信号，大大降低实现难度。故几乎所有的调幅（AM）式接收机都采用这种电路。
顺便指出，DSB是抑制载波的已调信号，其包络不直接表示调制信号，因而不能采用简单的包络检波方法解调。但若插入很强的载波，使之成为或近似为AM信号，则可以利用包络检波方法解调，这种方法称为插入载波包络检波法。它对于DSB也使用。载波分量可以在接受端插入。注意，为了保证检波质量，插入的载波振幅应远大于信号的振幅，同时也要求插入的载波与调制载波同频同相。
