前言
调制就是使一个信号（如光、高频电磁振荡等）的某些参数（如振幅、频率等）按照另一个欲传输的信号（如声音、图像等）的特点变化的过程。用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度，使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化，这个控制过程就称为调制。其中语言或音乐信号叫做调制信号，调制后的载波就载有调制信号所包含的信息，称为已调波。
解调是调制的逆过程，它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。对于幅度调制来说，解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。对于频率调制来说，解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。频率解调要比幅度解调复杂，用普通检波电路是无法解调出调制信号的，必须采用频率检波方式，如各类鉴频器电路。关于鉴频器电路可参阅有关资料，这里不再细述。
本课题利用MATLAB软件对DSB信号调制解调系统进行模拟仿真，分别对正弦波进行调制，观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布。
第一章 设计要求
（1）已知调制信号??
???≤≤-≤≤=其他,03/23/,23/0,1)(000t t t t t t m
（2）调制载波c(t)=)2cos(t f c π
（3）设计m 文件实现DSB-AM 调制
（4）设计m 文件绘制消息信号与已调信号的频谱，分析其频谱特征。
第二章 系统组成及工作原理
2.1 DSB-AM 系统构成
在AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果将载波抑制，只需在将直流A0去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB ）。
2-1 DSB 调制器模型
调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。
双边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。相干解调的原理框图如图2-2所示：
2-2 DSB 相干解调模型
2.2DSB 调制原理
在消息信号m(t)上不加上直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号，或称抑制载波双边带调制信号，简称双边带（DSB ）信号。DSB 调制器模型如图2-1，可见DSB 信号实质上就是基带信号与载波直接相乘。
)cos()(t t t m S c DSB ω=）（ （式2-1）
)]()([2/1c c DSB F F S ωωωωω++-=）（ （式2-2）
除不再含有载频分量离散谱外，DSB 信号的频谱与AM 信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。故DSB 信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM 信号相同，也为基带信号带宽的两倍，DSB 信号的波形和频谱分别如图2-3：
2-3 DSB 调制的谱分析
调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。 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，需采用相干解调(同步检波)。另外，在调制信号m(t)的过零点处，高频载波相位有180°的突变。
除了不再含有载频分量离散谱外，DSB 信号的频谱与AM 信号的频谱完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。所以DSB 信号的带宽与AM 信号的带宽相同，也为基带信号带宽的两倍。
2.3DSB 解调原理
因为不存在载波分量，DSB 信号的调制效率是100%，即全部功率都用于信息传输。但由于DSB 信号的包络不再与m(t)成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调。相干解调模型图2-2已给出。
图中输入的为式2-1的DSB 信号。
乘法器输出为
)]2cos(1)[(2
1)cos()(t t m t t S t c c DSB ωωρ+==）（ 式（2-4） 经低通滤波后为
)(2
1)(0t m t m = 式（2-5）
2.4FIR 数字低通滤波器
FIR滤波器为有限脉冲响应（FIR）数字滤波器，其在保证幅度特性的同时，很容易做到严格的线性相位特性。在数字滤波器中，FIR滤波器的最主要特点是没有反馈回路，故不存在不稳定的问题；同时，在幅度特性可以任意设置的同时，保证了精确的线性相位。稳定和线性相位是FIR滤波器的突出优点。另外还有以下特点：设计方式是线性的；硬件容易实现；滤波器过渡过程具有有限区间；相对IIR滤波器而言，阶次较高，其延迟也要比同样性能的IIR滤波器大得多。
第三章用matlab设计DSB系统
用matlab的m文件设计的DSB系统由以下几部分构成：载波信号的产生、调制信号的产生、已调信号的产生、解调器的乘法器输出、数字低通滤波器FIR 的设计、滤波后恢复的信号六大部分构成。
3.1载波信号的产生
，设载波频率为3000HZ，则在本次设计要求的载波信号为c(t)=)
2
cos(t f
c
matlab中载波信号可表示为Uc=A0.*cos(w0*t)，代码如下：
t=-1:0.00001:5;
A0=10; %载波信号振幅
f=3000; %载波信号频率
w0=2*f*pi;
Uc=A0.*cos(w0*t); %载波信号
subplot(5,2,1);
plot(t,Uc);
title('载波信号');
axis([0,0.01,-15,15]);
T1=fft(Uc); %fft变化形成载波信号频谱
subplot(5,2,2);
plot(abs(T1));
title('载波信号频谱');
axis([17800,18200,0,1000000]);
3.2调制信号产生
本次设计中，用rectpuls（）函数形成要求中的调制信号，rectpuls函数可产生一个关于原点对称、宽度为1的矩形脉冲。具体函数如下：
function mes=mm(t0)
g=-1:0.00001:5;
m1=rectpuls(g-0.5,t0/3);%形成0-t0/3之间的矩形脉冲信号
m2=-2*rectpuls(g-0.5-t0/3,t0/3);%形成t0/3-2t0/3之间的矩形脉冲信号
mes=m1+m2;
在主函数中调用该函数即可，代码如下：
mes=mm(3); %调制信号
subplot(5,2,3);
plot(t,mes);
title('调制信号');
T2=fft(mes);
subplot(5,2,4);
plot(abs(T2));
title('调制信号频谱');
axis([0,200,0,200000]);
3.3已调信号的产生
由DSB调制原理可知，已调信号即为调制信号与载波信号相乘即可，设计代码如下：
Udsb=mes.*Uc; %DSB 已调信号
subplot(5,2,5);
plot(t,Udsb);
title('DSB已调波形');
subplot(5,2,6);
T3=fft(Udsb); % 对DSB已调信号进行傅里叶变换
plot(abs(T3));
title('DSB已调频谱');
axis([17800,18200,0,1000000]);
3.4解调器乘法器的输出
DSB相干解调器由乘法器及低通滤波器构成，为保证能得到原是信号，相干解调要求输入的本地载波必须与调制载波严格的同频同相。具体代码如下：Ddsb=Udsb.*cos(w0*t); % 对DSB调制信号进行解调
subplot(5,2,7);
plot(t,Ddsb);
title('滤波前的DSB解调信号波形');
T4=fft(Ddsb); %求DSB解调信号的频谱
subplot(5,2,8);
plot(abs(T4));
title('滤波前的DSB解调信号频谱');
axis([0,37000,0,200000]);
3.5 FIR数字低通滤波器的设计
FIR滤波器为线性相位滤波器。
用窗函数法设计FIR滤波器的步骤。如下：
（1）根据对阻带衰减及过渡带的指标要求，选择串窗数类型（矩形窗、三角窗、汉宁窗、哈明窗、凯塞窗等），并估计窗口长度N。先按照阻带衰减选择窗函数类型。原则是在保证阻带衰减满足要求的情况下，尽量选择主瓣的窗函数。
（2）构造希望逼近的频率响应函数。
（3）计算h(n).。
（4）加窗得到设计结果。
本次设计中选用哈明窗作为窗函数、采样频率为2000HZ，通带边界频率为100HZ，阻带截至频率为120HZ，通带与阻带波动分别为1%及5%，代码如下：
Ft=2000; %采样频率
fpts=[100 120]; %通带边界频率fp=100Hz，阻带截止频率fs=120Hz
mag=[1 0];
dev=[0.01 0.05]; %通带波动1%，阻带波动5%
[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev,Ft);%kaiserord估计采用凯塞窗设计的FIR滤波器的参数
b21=fir1(n21,wn21,kaiser(n21+1,beta)); %由fir1设计滤波器
3.6滤波后恢复的信号
将乘法器的输出信号通过低通滤波即可恢复原始信号，本次设计中用fftfilt函数来进行FIR的滤波，具体代码如下：
z21=fftfilt(b21,Ddsb); %FIR低通滤波
subplot(5,2,9);
plot(t,z21,'r');
title('滤波后的DSB解调信号波形');
T5=fft(z21); %求DSB信号的频谱
subplot(5,2,10);
plot(abs(T5),'r');
title('滤波后的DSB解调信号频谱');
axis([0,200,0,1300000]);
第四章实验调试及结果分析
4.1实验调试
解调端乘法器的输出信号经过FIR低通滤波器，无法完全滤波。提高采样频率后，可以实现滤波。采样频率的不同，滤波器采样点数不同，频率越高，点数密集程度越大，滤波效果也越好。
4.2实验结果分析
FIR低通滤波的设计：
4-1FIR低通滤波
由上图可知，该设计符合设计要求
载波信号：
4-2载波信号
f 2,即18000附近，信号频谱
载波信号频率3000Hz，其傅立叶变换后应在
c
符合理论要求。
调制信号：
4-3调制信号
根据设计要求，调制信号应由两个不同的门函数构成，调制信号频率几乎为0，由门函数的傅立叶变换波形为a S 函数，可知调制信号的频谱应为a S 函数的叠加与移位。观察调制信号频谱，符合要求。
已调信号：
4-4已调信号
已调信号为载波与调制信号相乘，DSB 信号的频谱为调制信号频谱的线性搬移，存在上下边频，不存在载频。已调信号波形，包络为调制信号波形的绝对值。观察波形及频谱，符合要求。
滤波后的波形：
4-5滤波后信号
滤波后的信号，应与原始信号的波形上一致，幅值上会有所不同。实验结果与分析一致。
第五章总结
调制与解调技术是通信电子线路课程中一个重要的环节，也是实现通信必不可少的一门技术，也是通信专业学生必须掌握的一门技术。课题在这里是把要处理的信号当做一种特殊的信号，即一种“复杂向量”来看待。也就是说，课题更多的还是体现了数字信号处理技术。
从课题的中心来看，课题“基于Matlab的DSB调制系统仿真”是希望将DSB 调制与解调技术应用于某一实际领域，这里就是指对信号进行调制。作为存储于计算机中的调制信号，其本身就是离散化了的向量，我们只需将这些离散的量提取出来，就可以对其进行处理了。这一过程的实现，用到了处理数字信号的强有力工具MATLAB。通过MATLAB里几个命令函数的调用，很轻易的在调制信号与载波信号的理论之间搭了一座桥。
课题的特色在于它将调制信号看作一个向量，于是就把调制信号数字化了。那么，就可以完全利用数字信号处理和通信电子线路的知识来解决DSB调制问题。我们可以像给一般信号做频谱分析一样，来对调制信号做频谱分析，也可以较容易的用数字滤波器来对解调信号进行滤波处理。通过比较DSB调制与解调前后，调制信号的频谱和时域，能明显的感觉到DSB调制后DSB解调与原始的调制信号有明显的不同,设计部同的滤波器得到的结果页是不同的，通过仿真可以看到FIR低通滤波器要比IIR低通滤波器要滤的好。由此可见，调制信号主要分布在低频段，而载波信号主要分布在高频段。
参考文献
[1] 樊昌信. 通信原理.北京：国防工业出版社，2008.
[2] 郝文化. MATLAB图形图像处理应用教程.北京：中国水利水电出版社，2002.
[3] 徐金明.MATLAB实用教程.北京：清华大学出版社，2003.
[4] 达新宇. 通信原理实验与课程设计.北京：北京邮电大学出版社，2003.
附录一t=-1:0.00001:5;
A0=10; %载波信号振幅
f=3000; %载波信号频率
w0=2*f*pi;
Uc=A0.*cos(w0*t); %载波信号subplot(5,2,1);
plot(t,Uc);
title('载波信号');
axis([0,0.01,-15,15]);
T1=fft(Uc);
subplot(5,2,2);
plot(abs(T1));
title('载波信号频谱');
axis([17800,18200,0,1000000]);
mes=mm(3); %调制信号subplot(5,2,3);
plot(t,mes);
title('调制信号');
T2=fft(mes);
subplot(5,2,4);
plot(abs(T2));
title('调制信号频谱');
axis([0,200,0,200000]);
Udsb=mes.*Uc; %DSB 已调信号
subplot(5,2,5);
plot(t,Udsb);
title('DSB已调波形');
subplot(5,2,6);
T3=fft(Udsb); % 对DSB已调信号进行傅里叶变换
plot(abs(T3));
title('DSB已调频谱');
axis([17800,18200,0,1000000]);
Ddsb=Udsb.*cos(w0*t); % 对DSB调制信号进行解调
subplot(5,2,7);
plot(t,Ddsb);
title('滤波前的DSB解调信号波形');
T4=fft(Ddsb); %求DSB信号的频谱
subplot(5,2,8);
plot(abs(T4));
title('滤波前的DSB解调信号频谱');
axis([0,37000,0,200000]);
Ft=2000; %采样频率
fpts=[100 120]; %通带边界频率fp=100Hz，阻带截止频率fs=120Hz
mag=[1 0];
dev=[0.01 0.05]; %通带波动1%，阻带波动5%
[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev,Ft);%kaiserord估计采用凯塞窗设计的FIR滤波器的参数
b21=fir1(n21,wn21,kaiser(n21+1,beta)); %由fir1设计滤波器
z21=fftfilt(b21,Ddsb); %FIR低通滤波
subplot(5,2,9);
plot(t,z21,'r');
title('滤波后的DSB解调信号波形');
T5=fft(z21); %求DSB信号的频谱
subplot(5,2,10);
plot(abs(T5),'r');
title('滤波后的DSB解调信号频谱');
axis([0,200,0,1300000]);
附录二
附图1 实验结果总图
东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院 综合课程设计 设计题目 专业名称通信工程 班级学号 学生姓名 指导教师 设计时间2013.12.30~2014.1.15
课程设计任务书 专业：通信工程学号：学生姓名（签名）： 设计题目：基于simulink和matlab编程的AM调制与解调 一、设计实验条件 AM调制与解调实验室 二、设计任务及要求 1.熟悉使用matlab和simulink软件环境及使用方法，包括函数、原理和方法的 应用； 2.熟悉AM信号的调制和解调方法； 3.调制出AM信号的时域波形图和频谱图； 4.定性的分析高斯白噪声对于信号波形的影响； 三、设计报告的内容 1.设计题目与设计任务 AM调制与解调电路的实现及调制性能分析 2.前言 利用matlab中的建模仿真工具Simulink对通信原理实验进行仿真，随着通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂，在通信通信系统的设计研发过程中，软件仿真已成为不可缺少的一部分，电子设计自动化EDA技术已成为电子设计的潮流。随着信息技术的不断发展电子EDA仿真技术也在突飞猛进之中，涌现出了许多功能强大的电子仿真软件，如Workbeench、Protel、Systemview、Matlab等。许多知名IT企业其实在产品开发阶段也是应用仿真软件进行开发，虚拟实验技术发展迅速，应用领域广泛，一些在现实世界无法开展的科研项目可借助于虚拟实验技术完成，例如交通网的智能控制，军事上新型武器开发等。 3.设计主体 3.1实验步骤： （1）产生AM调制信号； （2）对信号进行调制，产生调制信号； （3）绘制调制及解调时域图、频谱图； （4）改变采样频率后，绘制调制及解调信号的时域图、频谱图； （5）加上高斯噪声，绘制调制及解调的时域图和频谱图，分析噪声对调制信号和解调信号的影响。
摘要 本次设计主要是以Matlab为基础平台，对FM信号进行仿真。介绍了FM信号，及其调制和解调的基本原理，并设计M文件，分析在混入噪声环境下的波形失真，以及分析FM的抗噪声性能。本设计的主要目的是对Matlab的熟悉和对模拟通信理论的更深化理解。 关键词：Matlab；FM；噪声
前言 (2) 1 设计基础 (3) 1.1 Matlab及M文件的简介 (3) 1.2模拟调制概述 (4) 1.2.1模拟调制系统各个环节分析 (5) 1.2.2 模拟调制的意义 (6) 2 FM基本原理与实现 (7) 2.1 FM的基本原理 (7) 2.1.1调制 (7) 2.1.2解调 (8) 2.2 FM的实现 (8) 2.2.1 FM调制的实现 (8) 2.2.2 FM解调的实现 (9) 2.3 调频系统的抗噪声性能 (10) 2.3.1 高斯白噪声信道特性 (10) 3 FM的仿真实现与分析 (14) 3.1 未加噪声的FM解调实现 (14) 3.2 叠加噪声时的 FM解调 (16) 总结 (20) 致谢 (21) 参考文献 (22) 附录 (23)
通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的命脉。信息作为一种资源，只有通过广泛传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。而通信作为传输信息的手段或方式，与传感技术、计算机技术相融合，已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大动力。可以预见，未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。 在通信系统中，从消息变换过来的原始信号所占的有效频带往往具有频率较低的频谱分量(例如语音信号)，如果将这种信号直接在信道中进行传输，则会严重影响信息传送的有效性和可靠性，因此这种信号在许多信道中均是不适宜直接进行传输的。在通信系统的发射端通常需要有调制过程，将调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，使之转换成适于信道传输或便于信道多路复用的已调信号；而在接收端则需要有解调过程，以恢复原来有用的信号。调制解调方式常常决定了一个通信系统的性能。随着数字化波形测量技术和计算机技术的发展，可以使用数字化方法实现调制与解调过程。 调制在通信系统中具有重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制方式往往决定了一个通信系统的性能。调制技术是指把基带信号变换成传输信号的技术。基带信号是原始的电信号，一般是指基本的信号波形，在数字通信中则指相应的电脉冲。在无线遥测遥控系统和无线电技术中调制就是用基带信号控制高频载波的参数（振幅、频率和相位），使这些参数随基带信号变化。用来控制高频载波参数的基带信号称为调制信号。未调制的高频电振荡称为载波（可以是正弦波，也可以是非正弦波，如方波、脉冲序列等）。被调制信号调制过的高频电振荡称为已调波或已调信号。已调信号通过信道传送到接收端，在接收端经解调后恢复成原始基带信号。
摘要 【摘要】脉冲调制（PWM）技术最早起源于通信技术的调制、解调的思想，并将这种思想推广到测量、电力电子领域。随着全控型器件的发展与微处理器的出现，PWM技术已经变成为了电力电子领域中的重要技术，特别是在斩波电路、逆变电路。本文主要研究了PWM技术的理论基础（面积等效原理）及其控制原理;分析了在PWM控制下降压斩波电路的工作情况，并用matlab建模；分析了在180°方波控制与SPWM控制两种方法下三相桥式逆变电路的工作状态，对比两种方法的优劣，并考虑了加入死区时间对SPWM的影响。结合异步电机变频调速的相关原理，对SPWM技术控制下的逆变电路进行变化，通过控制输出电压的变化来实现变频调速。选择具体的电路，根据理论分析计算相关的参数。使用Matlab软件进行搭建仿真电路，将仿真得到的数据、波形与理论分析相互分析对照，总结其特点。 【关键词】PWM；DC–DC；DC-AC；MATLAB仿真 I
Abstract 【ABSTRACT】Pulse modulation (PWM) technology originated in the communication technology modulation, demodulation of the idea, and this idea extended to the field of measurement, power electronics. With the development of full-controlled devices with the advent of microprocessors, PWM technology has become an important technology in the field of power electronics, especially in chopping circuits, inverting circuits. This paper mainly studies the theoretical basis of the PWM technology (area equivalent principle) and its control principle. The work of the step-down chopper circuit under PWM control is analyzed and modeled by matlab. The analysis of the 180 ° square wave control and SPWM Control the working state of the three-phase bridge inverter circuit under the two methods, compare the advantages and disadvantages of the two methods, and consider the influence of adding dead time to SPWM. Combined with the principle of asynchronous motor frequency control, SPWM technology under the control of the inverter circuit changes, by controlling the output voltage changes to achieve frequency control. Select the specific circuit, according to the theoretical analysis of the relevant parameters. Using Matlab software to build simulation circuit, the simulation of the data, waveform and theoretical analysis of each other analysis, summed up its characteristics. 【KEYWORDS】PWM ;DC –DC ;DC-AC ; MATLAB simulation
2、已知消息信号m(t)定义为： 000103()2 230 t t t m t t t t ≤
闽江学院 《通信原理设计报告》 题目：基于MATLAB的模拟调制系统仿真与测试学院：计算机科学系 专业：12通信工程 组长：曾锴（3121102220） 组员：薛兰兰（3121102236） 项施旭（3121102222） 施敏（3121102121） 杨帆（3121102106） 冯铭坚（3121102230） 叶少群（3121102203） 张浩（3121102226） 指导教师：余根坚 日期：2014年12月29日——2015年1月4日
摘要在通信技术的发展中，通信系统的仿真是一个重点技术，通过调制能够将信号转化成适用于无线信道传输的信号。 在模拟调制系统中最常用最重要的调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。在幅度调制中，文中以调幅、双边带和单边带调制为研究对象，从原理等方面阐述并进行仿真分析；在角度调制中，以常用的调频和调相为研究对象，说明其调制原理，并进行仿真分析。利用MATLAB下的Simulink工具箱对模拟调制系统进行仿真，并对仿真结果进行时域及频域分析，比较各个调制方式的优缺点，从而更深入地掌握模拟调制系统的相关知识，通过研究发现调制方式的选取通常决定了一个通信系统的性能。 关键词模拟调制；仿真；Simulink 目录 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 关键技术 (1) 1.3 研究目的及意义 (2) 1.4 本文工作及内容安排 (2) 第二章模拟调制原理 (3) 2.1 幅度调制原理 (3) 2.1.1 AM调制 (4) 第三章基于Simulink的模拟调制系统仿真与分析 (6) 3.1 Simulink工具箱简介 (6) 3.2 幅度调制解调仿真与分析 (8) 3.2.1 AM调制解调仿真及分析 (8) 第四章总结 (12) 4.1 代码 (13) 4.2 总结 (14)
移动通信原理课程设计报告 （MATLAB/SIMULINK仿真实训） 项目名称：基于MATLAB的调制技术仿真姓名： 学号：11015435 班级：通信11301 指导教师：朱里奇 电信学院
一概述 调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成部分。调制是在发射端将调制信号从低频段到高频段，便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的频分复用的过程；解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段，恢复原调制信号的过程。 在模拟系统里，按照载波波形的不同，调制可分为脉冲调制和正弦被调制两种方式。脉冲调制是以高频矩形脉冲为载波，用低频调制信号去控制矩形脉冲的过程。其中用低频调制信号分别去控制矩形脉冲的幅度、宽度或相位三个参量的调制，又分别称为脉幅调制(PAM)、脉宽调制(PDM)和相位调制(PPM)。正弦波调制是以高频正弦波为载波，用低频调制信号去控制正弦波的过程。用低频调制信号分别去控制正弦波的振幅、频率或相位三个参量的调制，又分别称为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。 二实训内容 普通调幅方式 1.普通调幅信号的表达式、波形、频谱和功率谱 普通调幅方式是用低频调制信号去控制高频正弦波(载波)的振幅，使其随调制信号波形的变化而呈线性变化的方式。 2.普通调幅信号的产生和解调方法 2-1普通调幅信号的产生 将调制信号与直流相加，再与载波信号相乘，即可实现普通调幅。相应的原理框图如图所示。由于乘法器输出电平不太高，所以这种方法称为低电平调幅方法。
2-2 普通调幅信号的解调方法。 ⑴包络检波 利用普通调幅信号的包络反映调制信号波形变化这一特点，如能将包络提取出来，就可以恢复原来的调制信号。这就是包络检波的原理。包络检波的原理图如图所示。 ⑵同步检波 同步检波必须采用一个与发射端载波同频同相(或固定相位差)的信号，这个信号称为同步信号。 3双边带调幅方式 双边带调幅信号的产生与解调方法 产生双边带调幅信号最直接的方法就是将调制信号与载波信号相乘。 由于双边带调幅信号的包络不能反映调制信号，所以包络检波法在这里不适用，而只能采用同步检波。同步检波是进行双边带调幅信号解调的主要方法，与普通调幅信号同步检波不同之处在于，乘法器输出频率分量有所减少。 程序如下：
目录 第一章概述 (1) 一课题内容 (1) 二设计目的 (1) 三设计要求 (1) 四开发工具 (1) 第二章系统理论设计 (2) 一振幅调制产生原理 (2) 二调幅电路方案分析 (2) 三信号解调思路 (3) 第三章 matlab仿真 (4) 一载波信号与调制信号分析 (4) 二设计FIR数字低通滤波器 (6) 三 AM解调 (9) 四结果分析 (15) 结束语 (15) 参考文献 (16)
第一章概述 一课题内容 1.设计AM信号实现的Matlab程序，输出调制信号、载波信号以及已调信号波形以及频谱图，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。 2.设计AM信号解调实现的Matlab程序，输出并观察解调信号波形，分析实验现象。 二设计目的 1.掌握振幅调制和解调原理。 2.学会Matlab仿真软件在振幅调制和解调中的应用。 3.掌握参数设置方法和性能分析方法。 4.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。 三设计要求 利用Matlab软件进行振幅调制和解调程序设计，输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形，并输出显示三种信号频谱图。对产生波形进行分析，并通过参数的改变，观察波形变化，分析实验现象。 四开发工具 计算机、Matlab软件、相关资料
第二章 系统理论设计 一 振幅调制产生原理 所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM ）。在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。 设正弦载波为 )cos()(0?ω+=t A t c c 式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0?为载波初始相位(通常假设0?=0). 调制信号（基带信号）为)(t m 。根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为 )cos()()(t t Am t s c m ω= 设调制信号)(t m 的频谱为)(ωM ，则已调信号)(t s m 的频谱)(ωm S ： )]()([2)(c c m M M A S ωωωωω-++= 二 调幅电路方案分析 标准调幅波（AM ）产生原理 调制信号是只来来自信源的调制信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的。为首调制的高频振荡信号可称为载波，它可以是正弦波，亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。载波由高频信号源直接产生即可，然后经过高频功率放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波。 设载波信号的表达式为t c ωcos ，调制信号的表达式为 t A t m m m ωcos )(= ，则调幅信号的表达式为 t t m A t s c AM ωcos )]([)(0+= t c ωcos ) (t m ) (t s AM 0A
课程设计任务书 学生姓名：杨刚专业班级：电信1302 指导教师：工作单位：武汉理工大学 题目：信号分析处理课程设计 －基于MATLAB的模拟信号频率调制（FM）与解调分析 初始条件： 1.Matlab6.5以上版本软件； 2.先修课程：通信原理等； 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行模拟频率（FM）调制与解调，观 察波形变化 2、画出程序设计框图，编写程序代码，上机运行调试程序，记录实验结果（含计算结 果和图表等），并对实验结果进行分析和总结； 3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写，具体包括： ⑴目录；⑵理论分析； ⑶程序设计；⑷程序运行结果及图表分析和总结； ⑸课程设计的心得体会（至少800字，必须手写。）； ⑹参考文献（不少于5篇）。 时间安排： 周一、周二查阅资料，了解设计内容； 周三、周四程序设计，上机调试程序； 周五、整理实验结果，撰写课程设计说明书。 指导教师签名： 2013 年 7月 2 日 系主任（或责任教师）签名： 2013年 7月 2日
目录 1 Simulink简介 (1) 1.1 Matlab简介······················································错误！未定义书签。 1.2 Simulink介绍 ···················································错误！未定义书签。 2 原理分析 ·····························································错误！未定义书签。 2.1通信系统 ·························································错误！未定义书签。 2.1.1通信系统的一般模型 ···································错误！未定义书签。 2.1.2 模拟通信系统 (3) 2.2 FM调制与解调原理···········································错误！未定义书签。 3 基于Matlab方案设计 (6) 3.1 Matlab代码 (6) 3.2 Matlab仿真 (8) 4 基于Simulink方案设计 (12) 4.1 使用Simulink建模和仿真的过程 (12) 4.1.1 Simulink模块库简介 (12) 4.1.2 调制解调模块库简介 (13) 4.2 FM调制与解调电路及仿真 (14) 4.3 仿真结果分析 (17) 5 心得体会 ·····························································错误！未定义书签。 6 参考文献 (20) 本科生课程设计评定表
PWM 脉宽调制直流调速系统设计及MATLAB 仿真验证 第一章 系统概述 1.1 设计目的 1. 掌握转速，电流双闭环控制的双极式PWM 直流调速原理。 2. 掌握并熟练运用MATLAB 对系统进行仿真。 1.2 设计题目 转速，电流双闭环控制的H 型双极式PWM 直流调速系统，已知： 直流电动机：48, 3.7,200/min,nom nom nom U V I A n r ===允许过载倍数λ=2；时间常数：L T =0.015s ，m T =0.2s ；PWM 环节的放大倍数：S K =4.8,；电枢回路总电阻：R=3Ω；电枢 电阻Ra=2Ω。调节器输入输出电压**nm im U U ==10V. 采用MATLAB 对双闭环系统进行仿真，绘制直流调速系统（Id=const ）稳定运行时转速环突然断线（1、有ACR 限幅值；2、无ACR 限幅值）仿真框图，仿真得出启动转速，起动电流，直流电压Ud ，ASR,ACR 输出电压的波形。并对结果进行分析。 1.3 设计内容 1 简述设计题目及对题目的分析； 2 简述双极式PWM 直流调速系统原理； 3 简述电流环，转速环的控制原理； 4 对电流环、转速环的参数进行计算选取； 5 根据电流环、转速换的参数进行MATLAB 仿真； 第二章 转速、电流双闭环式的双极式PWM 直流调速系统
2.1 双极式PWM 调速原理 可逆PWM 变换器主电路有多种形式，最常用的是桥式（亦称H 形）电路，如图2-1所示，电动机M 两端电压AB U 的极性随全控型电力电子器件的开关状态而改变。 图2-1 桥式可逆PWM 变换电路 双极式控制可逆PWM 变换器的四个驱动电压的关系是：1423g g g g U U U U ==-=-。在一个开关周期内，当0≤t 一、FM 调制原理： FM 属于角度调制，角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。 在本实验中使用正弦信号作为基带信号进行调制的分析. 频率调制的一般表达式[1]为： FM 调制是相位偏移随 ｍ（ｔ）的积分呈线性变化。 FM 调制模型的建立 图1 FM 调制模型 其中，()m t 为基带调制信号，设调制信号为 ()cos(2)m m t A f t π= 设正弦载波为 ()cos(2)c c t f t π= 信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为2σ。 图2 总体模型 二 调制过程的分析： 在调制时，调制信号的频率去控制载波的频率的变化，载波的瞬时频偏随调制信号()m t 成正比例变化，即 () ()f d t K m t dt ?= 式中，f K 为调频灵敏度（() rad s V ?）。 这时相位偏移为 ()()f t K m d ?ττ=? 则可得到调频信号为 ()cos ()FM c f s t A t K m d ωττ??=+?? ? FM 调制 1. 对FM 调制信号的频谱分析 clear all ts=0.00125; %信号抽样时间间隔 t=0:ts:10-ts; %时间向量 am=10; fs=1/ts; %抽样频率 df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率 msg=am*cos(2*pi*10*[0:0.01:0.99]); msg1=msg'*ones(1,fs/10); %扩展成取样信号形式 msg2=reshape(msg1.',1,length(t)); Pm=fft(msg2); %求消息信号的频谱 f=-fs/2:df:fs/2-df; subplot(3,1,1) plot(t,fft(abs(Pm))) title('消息信号频谱') m=fft(msg,1024); %对msg 进行傅利叶变换 N=(0:length(m)-1)*fs/length(m)-fs/2; subplot(3,1,2) plot(N,abs(m)); %调制信号频谱图 title('调制信号频谱') int_msg(1)=0; %消息信号积分 for ii=1:length(t)-1 int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts; end kf=50; fc=250; %载波频率 Sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号 1 线性模拟调制 1.1模拟调制原理 模拟调制是指用来自信源的基带模拟信号去调制某个载波，而载波是一个确知的周期性波形。模拟调制可分为线性调制和非线性调制，本文主要研究线性调制。 线性调制的原理模型如图1.1所示。设c(t)=Acos2t f o π,调制信号为m(t),已调信号为s(t)。 图1.1 线性调制的远离模型 调制信号m(t)和载波在乘法器中相乘的结果为：t A t m t s w o cos )()('=，然后通过一个传输函数为H(f)的带通滤波器，得出已调信号为。 从图1.1中可得已调信号的时域和频域表达式为： （1-1） 式（1-1）中，M(f)为调制信号m(t)的频谱。 由于调制信号m(t)和乘法器输出信号之间是线性关系，所以成为线性调制。带通滤波器H(f)可以有不同的设计，从而得到不同的调制种类。 1.2双边带调制DSB 的基本原理 在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络，调制信号m(t)中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号，或称抑制载波双边带（DSB ）调制信号，简称双边带（DSB ）信号。 设正弦型载波c(t)=Acos( t) ，式中：A 为载波幅度， 为载波角频率。 根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示为： (t)=Am(t)cos(t) （1-2） ?? ???-++==) ()]()([21)()(*]cos )([)(f H f f M f f M f s t h t t m t s o o o w m(t) H(t) A os t w o c s(t) )(' t s 其中，m(t)为基带调制信号。 设调制信号m(t)的频谱为M()，则由公式2-2不难得到已调信号 (t)的频谱： )]()([2 )(c c m M M A s ωωωωω-++= （1-3） 由以上表示式可见，在波形上，幅度已调信号随基带信号的规律呈正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域的简单搬移。 标准振幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM ）。假设调制信号m(t)的平均值为0，将其叠加一个直流偏量 后与载波相乘，即可形成调幅信号。其时域表达式为: )cos())(()(0t t m t c AM A s ω+= （1-4） 式中： 为外加的直流分量；m(t)可以是确知信号，也可以是随机信号。 若为确知信号，则AM 信号的频谱为: （1-5） AM 信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。AM 信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关，也就是说，载波分量并不携带信息。因此，AM 信号的功率利用率比较低。 AM 调制器模型如下图所示。 图1.2 AM 调制器模型 AM 信号的时域和频域表达式分别为 （1-6） （1-7） 式中，A o 为外加的直流分量；m(t)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0)(=t m — 。 由频谱可以看出，AM 信号的频谱由载波分量、上边带、下边带三部分组成。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。因此，AM 信号是带有载波 分量的双边带信号，他的带宽是基带信号带宽 的2倍，即 ) (cos )()(cos ) (cos )]([)(t w c t m t w c A t w c t m A o t s o AM +=+=)]()([2 1)]()([)(w c w M w c w M w c w w c w A o t s AM -+++-++=δδπ)] ()([2 1)]()([)(0 ω ω ω ω ωωωδωδπωc c c c m M M A s -+++-++=f H 基于MATLAB的AM信号的调制 摘要：现在的社会越来越发达，科学技术不断的在更新，在信号和模拟电路里面经常要用到调制与解调，而AM的调制与解调是最基本的，也是经常用到的。用AM调制与解调可以在电路里面实现很多功能，制造出很多有用又实惠的电子产品，为我们的生活带来便利。在我们日常生活中用的收音机也是采用了AM调制方式，而且在军事和民用领域都有十分重要的研究课题。 本文主要的研究内容是了解AM信号的数学模型及调制方式以及调制结果的分析。不同的调制系数对调制的影响以及单频信号和多频信号调制的不同点。先从AM的调制研究，研究它的实现方法及功能。其次研究不同的调制系数下，对已调波的频谱进行分析与研究，探究其与功率的关系。最后再通过建立数学模型分析功率关系，与前面得出的结论作对比，最终得出正确的结论。利用MATLAB编程语言实现对AM信号的调制，给出不同调制系数情况下的调制结果对比。 关键词：AM信号，调制，调制系数，功率，MATLAB Modulation of AM signal based on MATLAB Abstract: Society becomes more developed now, science and technology in the update, in which signal and analog circuits often used in modulation and demodulation, and AM modulation and demodulation is the most basic, is also frequently used. To participate in the identification of such artificial methods, the ruling includes subjective factors, will vary from person to person, can identify the type of modulation is very limited. Automatic modulation recognition technology can be overcome not only to participate in recognition of artificial difficulties, and the center frequency and bandwidth of the estimation error, adjacent channel crosstalk, noise and interference factors such as the decline of effect is relatively robust. Using AM modulation and demodulation circuit which can achieve a lot of features, creating a lot of useful and affordable electronic products, in order to facilitate our lives. Used in our daily lives is the use of AM radio modulation, but also in the field of military and civilian research topics are very important. The main content of this paper is to understand the mathematical model of the AM signal and the modulation and the demodulation method. Demodulation different methods in different circumstances of the demodulation signal to noise ratio the results of methods that better, to make the comparison. Requirement is more than double the sound and the AM signal modulation and demodulation. AM modulation first study of its function and in real life use. AM demodulation followed by research, as well as some related knowledge, as well as through its use of communications more in-depth understanding of it. AM signal from the tone of the mathematical model and the modulation and demodulation methods, the two-tone AM signal to draw a mathematical model and the block diagram of modulation and demodulation and modulation and demodulation waveforms. MATLAB programming language to use to achieve the two-tone AM signal modulation and demodulation, given the different circumstances of the demodulation signal to noise ratio compared the results. Keyword: AM signal, Modulation, rate of work, MATLAB 课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 直流斩波PWM控制Matlab仿真 初始条件： 输入200V直流电压。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、要求得到0~100V直流电压。 2、在Matlab/simulink中建立电路仿真模型； 3、对电路进行仿真； 4、得到结果并对结果进行分析； 时间安排： 课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。 第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。 第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。 第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要 (1) 1 概述及设计要求 (2) 1.1 概述 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 降压斩波电路拓扑分析 (3) 2.1 降压斩波器基本拓扑 (3) 2.2 buck开关型调整器拓扑分析 (3) 2.3 降压斩波电路的重要参数计算方法 (4) 2.3.1 buck调整器的效率 (4) 2.3.2 buck调整器的理想开关频率 (4) 2.3.3 输出滤波电感的选择 (5) 2.3.4 输出滤波电容的选择 (5) 3 电路设计 (6) 3.1 buck主电路设计 (6) 3.2 脉宽调制电路设计 (7) 3.3 MOS管驱动电路设计 (8) 3.4 系统工作总电路 (8) 4 Matlab建模仿真及分析 (9) 4.1 Matlab仿真模型的建立 (9) 4.2 Matlab仿真结果及分析 (10) 结束语 (14) 参考文献 (15) 前言 调制就是使一个信号（如光、高频电磁振荡等）的某些参数（如振幅、频率等）按照另一个欲传输的信号（如声音、图像等）的特点变化的过程。用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度，使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化，这个控制过程就称为调制。其中语言或音乐信号叫做调制信号，调制后的载波就载有调制信号所包含的信息，称为已调波。 解调是调制的逆过程，它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。对于幅度调制来说，解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。对于频率调制来说，解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。频率解调要比幅度解调复杂，用普通检波电路是无法解调出调制信号的，必须采用频率检波方式，如各类鉴频器电路。关于鉴频器电路可参阅有关资料，这里不再细述。 本课题利用MATLAB软件对DSB信号调制解调系统进行模拟仿真，分别对正弦波进行调制，观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布。 第一章 设计要求 （1）已知调制信号?? ???≤≤-≤≤=其他,03/23/,23/0,1)(000t t t t t t m （2）调制载波c(t)=)2cos(t f c π （3）设计m 文件实现DSB-AM 调制 （4）设计m 文件绘制消息信号与已调信号的频谱，分析其频谱特征。 第二章 系统组成及工作原理 2.1 DSB-AM 系统构成 在AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果将载波抑制，只需在将直流A0去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB ）。 2-1 DSB 调制器模型 调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。 双边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。相干解调的原理框图如图2-2所示： 2-2 DSB 相干解调模型 2.2DSB 调制原理 在消息信号m(t)上不加上直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号，或称抑制载波双边带调制信号，简称双边带（DSB ）信号。DSB 调制器模型如图2-1，可见DSB 信号实质上就是基带信号与载波直接相乘。 )cos()(t t t m S c DSB ω=）（ （式2-1） )]()([2/1c c DSB F F S ωωωωω++-=）（ （式2-2） 除不再含有载频分量离散谱外，DSB 信号的频谱与AM 信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。故DSB 信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM 信号相同，也为基带信号带宽的两倍，DSB 信号的波形和频谱分别如图2-3： 实验一 模拟通信的MATLAB 仿真 姓名：左立刚 学号：031040522 简要说明： 实验报告注意包括AM ，DSB ，SSB ，VSB ，FM 五种调制与解调方式的实验原理，程序流程图，程序运行波形图，simulink 仿真模型及波形，心得体会，最后在附录中给出了m 语言的源程序代码。 一．实验原理 1．幅度调制（AM ） 幅度调制（AM ）是指用调制信号去控制高频载波的幅度，使其随调制信号呈线性变化的过程。AM 信号的数学模型如图3-1所示。 图2-1 AM 信号的数学模型 为了分析问题的方便，令 δ =0， 1.1 AM 信号的时域和频域表达式 ()t S AM =[A 0 +m ()t ]cos t c ω （2-1） ()t S AM =A 0 π[()()ωωωωδC C ++-]+()()[]ωωωωc c M M ++-2 1 （2-2） AM 信号的带宽 2 =B AM f H （2-3） 式中， f H 为调制信号的最高频率。 2.1.3 AM 信号的功率P AM 与调制效率 η AM P AM =()222 2 t m A +=P P m c + （2-4） 式中，P C =2 A 为不携带信息的载波功率；()2 2 t m P m =为携带信息的边带 功率。 ()() t t m A m P P AM C AM 2 2 2+= = η （2-5） AM 调制的优点是可用包络检波法解调，不需要本地同步载波信号，设备简单。AM 调制的最大缺点是调制效率低。 2.2、双边带调制（DSB ） 如果将在AM 信号中载波抑制，只需在图3-1中将直流 A 0 去掉，即可输出 抑制载波双边带信号。 2.2.1 DSB 信号的时域和频域表达式 ()()t t m t c DSB S ωcos = （2-6） ()()()[]ωωωωωC C DSB M M S ++-=2 1 （2-7） DSB 信号的带宽 f B B H AM DSB 2 == （2-8）基于MATLAB的FM调制实现
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计
基于MATLAB的AM信号的调制
直流斩波PWM控制Matlab仿真
用Matlab实现模拟(DSB-AM)调制
实验一 模拟通信的MATLAB仿真
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