高频电子线路 振幅调制电路(AM,DSB,SSB)调制与解调 目录
摘要 (3) 引言 (4) 原理说明 (5) 实验分析 (10) 总结 (20) 参考文献 (21) 摘要
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。而在在实际应用当中大型、复杂的系统直接实验是十分昂贵的，而采用仿真实验，可以大大降低实验成本。在实际通信中，很多信道都不能直接传送基带信号，必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即所谓正弦载波调制。利用仿真软件对系统进行仿真可以弥补真实的实验设备所不能满足的条件，减少实验成本。
引言 调制在通信系统中有十分重要的作用。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传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的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。 振幅调制的方法分为包络检波和同步检波，本文选用乘积型同步检波。
原理说明 AM 调制与解调 首先讨论单频信号的调制情况。如果设单频调制信号 ，载 波 ,那么调幅信号（已调波）可表示为 式中，为已调波的瞬时振幅值。由于调幅信号的瞬时振幅与调制信号成线性关系，即 有 = 由以上两式可得 包络检波是指检波器的输出电压直接反应输入高频调幅波包络变化规律的一种检波方式。由于AM 信号的包络与调制信号成正比，因此包络检波只适用与AM 波的解调，其原理方框图如图1： 图1 包络检波器的输入信号为振幅调制信号,其频谱由载频和 边频，组成，载频与上下边频之差就是。因而它含有调制信号的信息。 非线性电路 低通滤波器
《通信原理》课程设计 报告 二○一三～二○一四学年第一学期 学号 姓名 班级 电子工程系
目录 第一章绪论 (4) 1．1 QAM简介 (4) 第二章正交振幅调制 (5) 2．1 MQAM信号的星座图 (5) 2. 2 QAM的调制解调原理 (6) 第三章 16QAM调制解调系统实现与仿真 (6) 3.1 16QAM 调制模块的模型建立与仿真 (7) 3.1.1 串并转换模块 (7) 3.1.2 2/4电平转换模块 (9) 3.1.3 其余模块与调制部分的结果 (10) 3.2 16QAM解调模块的模型建立与仿真 (11) 3.2.1 相干解调 (11) 3.2.2 4/2电平判决与毛刺消除仿真电路 (11) 3.2.3 并串转换与最终解调结果对比 (13) 第四章仿真结果分析及总结 (15) 4.1 仿真结果分析 (15) 4.2 总结 (15)
第一章绪论 1.1 QAM简介 随着现代通信技术的发展，特别是移动通信技术高速发展，频带利用率问题越来越被人们关注。在频谱资源非常有限的今天，传统通信系统的容量已经不能满足当前用户的要求。正交幅度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)以其高频谱利用率、高功率谱密度等优势，成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是一种频谱利用率很高的调制方式，其在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。在移动通信中，随着微蜂窝和微微蜂窝的出现，使得信道传输特性发生了很大变化。作为国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式之一，正交振幅调制（QAM）在移动通信中频谱利用率一直是人们关注的焦点之一。 正交振幅键控是将两种调幅信号（2ask和2psk）汇合到一个信道的方法，因此会双倍扩展有效带宽。正交调幅被用于脉冲调幅，特别是在无线网络应用。正交调幅信号有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期，来自积分术语）。一个信号叫I 信号，另一个信号叫Q信号。从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。两种被调制的载波在发射时已被混和。到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。 QAM是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。该调制方式通常有二进制QAM（4QAM）、四进制QAM（l6QAM）、八进制QAM（64QAM）、…，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，分别有4、16、64、…个矢量端点。电平数m 和信号状态M之间的关系是对于4QAM，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK相同。正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是一种频谱利用率很高的调制方式，其在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛应用。 第二章正交振幅调制 2.1 MQAM信号的星座图 正交振幅调制（QAM）是一种矢量调制，它是将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号。正交调幅信号有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期，来自积分术语）。一个信号叫I信号，另一个信号叫Q 信号。从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。两种被调制的载波在发射时已被混和。到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相和。这样与之作幅度调制（AM）相比，其频谱利用率高出一倍。
AM调制解调电路的设计仿真与实现 1.Proteus 软件简介 Proteus软件是英国LABCENTERELECTRONICS公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。 Proteus软件具有4大功能模块：智能原理图设计、完善的电路仿真功能、独特的单片机协同仿真功能、实用的PCB设计平台。由于Proteus软件界面直观、操作方便、仿真测试和分析功能强大，因此非常适合电子类课程的课堂教学和实践教学，是一种相当好的电子技术实训工具，同时也是学生和电子设计开发人员进行电路仿真分析的重要手段。 Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是： （1）原理布图 （2）PCB自动或人工布线 （3）SPICE电路仿真 革命性的特点 （1）互动的电路仿真 用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。 （2）仿真处理器及其外围电路 可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。 本次Proteus课程设计实现AM调制解调电路的原理图绘制以及电路的仿真。运用由三极管组成的乘法器调制出AM信号，再经非线性元件二极管与电容等组成的包络检波电路解调得到解调信号。
第六章 频谱变换电路 ?? ?非线性：调频、限幅 频 线性：调幅、混频、倍 6.1概述 频谱变换电路：频谱搬移，使之适合于传输. 具备将输入信号频谱进行频谱变换，以获取具有所需频谱的输出信号这种功能的电路就叫做频谱变换电路。 6.2乘法器 变跨导式模拟乘法器是以恒流源式差动放大电路为基础，并采用变换跨导的原理而形成的。 变跨导式模拟乘法器（恒流源式差分放大器） 双入双出 () () EQ T EQ T b b be i be c o I U I U r r u r R u ββ β+≈++=?- ='111
() 21I U T β+= ∴I u U R u i T C o ??- ≈12 若I u i ∞2成正比，则21i i o u u u ?∞ e i e BE i e R u R u u I I 23 2≈-= = ∴21212i i e i i T C o U U R R u u U R u ??=? ?- = 跨导 222121 i e I T T T EQ m u R U U U I U I g ∞?=== ∴称为变跨导乘法器. 6.3调幅波 一、幅度调制（AM ） ()t u Ω－低频 ()t u c －高频 定义：用()t u Ω去控制()t u c 的幅度，使幅度()t u Ω∞，称为调制 称()t u Ω为调制信号，()t u c 为载波信号. 1、 调幅特性. 令()t U t u m Ω=ΩΩcos ()t w U t u c cm c cos = 则 )()t w t M U t u c a cm AM cos cos 1?Ω+= 其中cm m a U U k M Ω? =称为调制指数.（k 由电路决定的一个常数） ()t w t M U t w U t u c a cm c cm AM cos cos cos ?Ω??+?= ()()[]t w t w M U t w U c c a cm c cm Ω-+Ω+??+ ?=cos cos 2 1cos ∴调幅波有3个频率分量c w 、Ω+c w 、Ω-c w .
通信原理课程设计 设计题目：AM及SSB调制与解调及抗噪声性能分析班级: 学生： 学生学号: 指导老师:
1.1概述 ......... 1.2课程设计的目的 1.3课程设计的要求 、AM 调制与解调及抗噪声性能分析 2.1 AM 调制与解调 ........ 2.1.1 AM 调制与解调原理 2.1.2调试过程 ........................................................................ 6 .............. 2.2相干解调的抗噪声性能分析 .. (10) 2.2.1抗噪声性能分析原理 .................................................................... 10 2.2.2调试过程 .. (11) 三、SSB 调制与解调及抗噪声性能分析 .......................................... 13 ......... 3.1 SSB 调制与解调原理 .......................................................................... 13 3.2 SSB 调制解调系统抗噪声性能分析 . (14) 3.3调试过程 (16) 四、心得体会 ................................................................. 20. .............. 、引言 (3) .................... 五、参考文献 (21) ................ 3 ................ 3 .............. 3 .............. 4. 4
例十：16进制正交振幅调制（16QAM ） 一、实验原理 在系统带宽一定的条件下，多进制调制的信息传输速率比二进制高。也就是说，多进制调制系统的频带利用率高。但是，多进制调制系统频带利用率的提高是通过牺牲功率利用率来换取的。因为随着M 值的增加，在信号空间中各信号点间的最小距离减小，相应的信号判决区域也随之减小。因此，当信号受到噪声和干扰的损害时，接收信号错误概率也将随之增大。振幅相位联合键控（APK ）方式就是为了克服上述问题而提出来的。在这种调制方式下，当M 值较大时，可以获得较好的功率利用率。 16进制的正交振幅调制（16QAM ），就是一种振幅相位联合键控信号。所谓的正交调制（QAM ）就是用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱的正交性来实现两路并行的数字信息的传输。 16QAM 系统方框图为： 1．调制部分 16QAM 的产生有两种方法： （1）正交调幅法：它是用两路正交的四电平振幅键控信号叠加而成。 （2）复合相移法：它是用两路独立的四相移相键控信号叠加而成。 本实验采用正交调幅法。实验中省略了串并变换和并串变换部分，而用两路独立的四电平基带信号代替。 × 载波 提取 × t c ωcos t c ωsin 串/并 转 换 2－4 电平转换 2－4 电平转换 二进制 输 入 × Σ × 低通 低通 并/串 转 换 二进制 输 出 图2.10.1 16QAM 调制解调系统组成 图2.10.2 16QAM 系统仿真电路
参数设置 Token0、1：信号发生器—PN码序列（Amplitude=1，Rate=50Hz，No.Levels=4） Token6、10：信号发生器—正弦载波（Amplitude=1，frequency=1000Hz，phase=0）Token9：高斯噪声发生器 Token13、14：模拟低通滤波器（截止频率=225Hz） 1．运行时间的设置 运行时间=1.5秒采样频率：10000赫兹 2．运行系统 在System View系统窗内运行电路，观察各信号接收器的波形。 在Token2处观察到的一路四元基带信号波形为： 16QAM调制波形 对应Token2的解调波形
1．某超外差接收机的中频为465kHz，当接收931kHz的信号时，还收到1kHz的干扰信号，此干扰为（ A ）A．干扰哨声B．中频干扰 C．镜像干扰D．交调干扰 2．MC1596集成模拟乘法器不可以用作（C ）A．振幅调制B．调幅波的解调C．频率调制D．混频 3．若载波u C(t)=U C cosωC t,调制信号uΩ(t)= UΩcosΩt，则调频波的表达式为（A ）A．u FM(t)=U C cos（ωC t＋m f sinΩt）B．u FM(t)=U C cos（ωC t＋m p cosΩt）C．u FM(t)=U C（1＋m p cosΩt）cosωC t D．u FM(t)=kUΩU C cosωC tcosΩt 4．单频调制时，调相波的最大相偏Δφm正比于（ A ）A．UΩB．uΩ(t)C．Ω 5．某超外差接收机的中频f I＝465kHz，输入信号载频fc＝810kHz，则镜像干扰频率为 （C）A．465kHz B．2085kHz C．1740kHz 6．调频收音机中频信号频率为（ A ）A．465kHz B．10.7MHz C．38MHz D．不能确定 7．直接调频与间接调频相比，以下说法正确的是（C）A．直接调频频偏较大，中心频率稳定B．间接调频频偏较大，中心频率不稳定C．直接调频频偏较大，中心频率不稳定D．间接调频频偏较大，中心频率稳定8．鉴频特性曲线的调整内容不包括（B）A．零点调整B．频偏调整 C．线性范围调整D．对称性调整 9．某超外差接收机接收930kHz的信号时，可收到690kHz和810kHz信号，但不能单独收到其中一个台的信号，此干扰为（D）A．干扰哨声B．互调干扰 C．镜像干扰D．交调干扰 10．调频信号u AM(t)=U C cos（ωC t＋m f sinΩt）经过倍频器后，以下说法正确的是（C）A．该调频波的中心频率、最大频偏及Ω均得到扩展，但m f不变 B．该调频波的中心频率、m f及Ω均得到扩展，但最大频偏不变 C．该调频波的中心频率、最大频偏及m f均得到扩展，但Ω不变 D．该调频波最大频偏、Ω及m f均得到扩展，但中心频率不变 11．关于间接调频方法的描述，正确的是（B）A．先对调制信号微分，再加到调相器对载波信号调相，从而完成调频 B．先对调制信号积分，再加到调相器对载波信号调相，从而完成调频 C．先对载波信号微分，再加到调相器对调制信号调相，从而完成调频 D．先对载波信号积分，再加到调相器对调制信号调相，从而完成调频 12、变频器的工作过程是进行频率变换，在变换频率的过程中，只改变_____A_____频率,而______C_____的规律不变。 （A）载波（B）本振（C）调制信号（D）中频 13、调频系数与___B__、A___有关,当调制信号频率增加时,调频系数____E____,当调制信号幅度增加时,调频系数___D_______。 A）UΩm B) ΩC)Ucm D)增大E)减小F)不变
3.1.1 幅度调制的一般模型 幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。幅度调制器的一般模型如图3-1所示。 图3-1 幅度调制器的一般模型 图中，为调制信号，为已调信号，为滤波器的冲激响应，则已调信号的时域和频域一般表达式分别为 （3-1） （3-2） 式中，为调制信号的频谱，为载波角频率。 由以上表达式可见，对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；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。由于这种搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线性调制，相应地，幅度调制系统也称为线性调制系统。 在图3-1的一般模型中，适当选择滤波器的特性，便可得到各种幅度调制信号，例如：常规双边带调幅（AM）、抑制载波双边带调幅（DSB-SC）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）信号等。 3.1.2 常规双边带调幅（AM） 1. AM信号的表达式、频谱及带宽 在图3-1中，若假设滤波器为全通网络（＝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调制器模型如图3-2所示。 图3-2 AM调制器模型 AM信号的时域和频域表示式分别为
（3-3） （3-4） 式中，为外加的直流分量；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。点此观看AM调制的Flash； AM信号的典型波形和频谱分别如图3-3（a）、（b）所示，图中假定调制信号的上限频率为。显然，调制信号的带宽为。 由图3-3（a）可见，AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，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，否则将出现过调幅现象而带来失真。 由Flash的频谱图可知，AM信号的频谱是由载频分量和上、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 （3-5）式中，为调制信号的带宽，为调制信号的最高频率。 2. AM信号的功率分配及调制效率 AM信号在1电阻上的平均功率应等于的均方值。当为确知信号时，的均方值即为其平方的时间平均，即
多进制正交振幅调制技术及其在衰落信道下实现 1.背景： 在数字通信中．调制解调方式有三种基本方式：振幅键控、频移键控和相位键控。但单纯的这三种基本方式在实际应用中都存在频谱利用率低、系统容量少等不足。而在现代通信系统中，通信用户数量不仅在不断增加，人们亦不满足传统通信系统的单一语音服务，希望进行图像、数据等多媒体信息的通信。因此，传统通信调制解调方式的容量已经越来越不能满足现代通信的要求。近年来，如何在有限的频率资源中提供高容量、高速率和高质量的多媒体综合业务，是数字通信调制解调领域中一个令人关注的课题。 通过近十多年来的研究，分别针对无线通信信道和有线通信信道的特征，提出了不同的高频谱利用率和高质量的调制解调方案。其中的QAM调制解调方案为：发送数据在比特／符号编码器内被分成速率各为原来1／2的两路信号，分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出。接收端完成相反过程，解调出两个正交码流．均衡器补偿由信道引起的失真，判决器识别复数信号并映射回二进制信号。不过．采用QAM调制技术，信道带宽至少要等于码元速率，为了码元同步，还需要另外的带宽，一般要增加15％左右。 2.QAM基本原理： 在QAM（正交幅度调制）中，数据信号由相互正交的两个载波的幅度变化表示。模拟信号的相位调制和数字信号的PSK（相移键控）可以被认为是幅度不变、仅有相位变化的特殊的正交幅度调制。因此，模拟信号相位调制和数字信号的PSK（相移键控）也可以被认为是QAM的特例，因为其本质上就是相位调制。 QAM是一种矢量调制，将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号，然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（coswt和sinwt）上。这样与幅度调制(AM)相比，其频谱利用率将提高1倍。QAM是幅度、相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，因此在最小距离相同的条件下可实现更高的频带利用率，QAM最高已达到1024-QAM（1024个样点）。样点数目越多，其传输效率越高，例如具有16个样点的16-QAM信号，每个样点表示一种矢量状态，16-QAM有16态，每4位二进制数规定了16态中的一态，16-QAM中规定了16种载波和相位的组合，16-QAM 的每个符号和周期传送4比特。 QAM调制器的原理是发送数据在比特/符号编码器（也就是串–并转换器）内被分成两
通信专业课程设计一（论文） 太原科技大学 课程设计（论文） 设计(论文)题目：基于MATLAB的AM信号的调制与解调 姓名张壮阔 学号 200822080132 班级通信082201H 学院华科学院 指导教师郑秀萍 2011年12 月23 日
太原科技大学课程设计（论文）任务书 学院（直属系）：华科学院电子信息工程系时间：2011年12月9日
目录 第1章绪论............................................................. - 2 - 1.1 AM信号调制解调的背景、意义和发展前景........................... - 2 - 1.2 本文研究的主要内容............................................. - 3 - 第2章AM信号调制解调的原理以及特点..................................... - 4 - 2.1 噪声模型....................................................... - 4 - 2.1.1 噪声的分类................................................. - 4 - 2.1.2 本文噪声模型............................................... - 4 - 2.2 通用调制模型................................................... - 5 - 2.3 AM信号的调制原理............................................... - 6 - 2.4 AM信号的解调原理及方式......................................... - 6 - 2.5 抗噪声性能的分析模型........................................... - 6 - 2.6 相干解调的抗噪声性能.......................................... - 7 - 第3章基于双音信号的AM调制与解调的仿真及结论.......................... - 9 - 3.1 设定的双音信号................................................. - 9 - 3.2 基于双音信号的AM调解与解调的仿真结果.......................... - 9 - 参考文献............................................................... - 14 - 附录.................................................................. - 17 -
课题三 AM 调制与解调的设计与实现 一、 本课题的目的 本课程设计课题主要研究模拟系统AM 调制与解调的设计和实现方法。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的： 1．掌握模拟系统AM 调制与解调的原理，了解FDM 频分复用工作原理及实现方法。 2．掌握模拟系统AM 调制与解调的设计方法； 3．掌握应用MA TLAB 分析系统时域、频域特性的方法，进一步锻炼应用Matlab 进行编程仿真的能力； 4．熟悉基于Simulink 的动态建模和仿真的步骤和过程； 二、 课题任务 设计一个模拟系统，实现AM 调制与解调。要求通过硬件实验掌握AM 的工作原理，根据给定的技术指标通过程序设计实现系统仿真。 硬件部分：基于信号与系统实验箱，使用信号源单元和FDM 频分复用模块进行实验。 软件仿真设计：采用Matlab 语言设计，采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab 语言编程的静态仿真方式和采用Simulink 进行动态建模和仿真的方式。 三、主要设备和软件 1． 信号与系统实验箱，一台（含FDM 频分复用模块（DYT3000-70）、同步信号源模块（DYT3000-57）） 2． PC 机，一台 3． 20MHz 双踪示波器，一台 4． MATLAB6.5以上版本软件，一套 5． USB2090数据采集卡，一块 三、 实验原理： AM 调制解调的原理 1.所谓调制，就是用一个信号（原信号也称调制信号）去控制另一个信号（载波信号）的某个参量，从而产生已调制信号， 解调则是相反的过程，即从已调制信号中恢复出原信号。 模拟调制方式是载频信号的幅度、频率或相位随着欲传输的模拟输入基带信号的变化而相应发生变化的调制方式，包括：幅度调制（AM ）、频率调制（FM ）、相位调制（PM ）三种。 这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移，将信号的频谱搬移到所需要的较高频带上，从而满足信号传输的需要。 幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化，其它参数不变。是使高频载波的振幅载有传输信息的调制方式。 振幅调制分为三种方式：普通调幅方式（AM ）、抑制载波的双边带调制（DSB-SC ）和单边带调制（SSB ）。所得的已调信号分别称为调幅波信号、双边带信号和单边带信号。 设载波信号为)cos()(t V t v c m o c ω=，c c f πω2=，调制信号为)cos()(t V t v m Ω=ΩΩ，则输出调幅电压为 )2cos())cos(()(0θπα+Ω+=t f t m V t v c a m o （1-1） 式中α是输入信号偏移，当1=α，为普通调幅波，当0=α时，为抑制载波的双边带调制波。θ是初始相位（设0=θ），a m 为调制指数（或称为调幅度，1≤a m ）。
题目：基于MATLAB的正交振幅 调制与解调仿真 学生姓名： 学生学号： 系别： 专业： 届别： 指导教师： 电气信息工程学院制 2012年5月
基于MATLAB的正交振幅调制与解调仿真 学生： 指导老师： 电气信息工程学院 1课程设计的任务与要求 1.1课程设计的任务 本课程设计通过Matlab，Simulink软件来仿真正交振幅调制和解调，要求进一步理解QAM，并掌握Matlab，Simulink软件的使用。 1.2课程设计的要求 设计平台为Matlab集成环境，在Matlab，Simulink软件下输入仿真程序，运行该程序，观察波形前后的变化。独立完成所有的设计。 1.3课程设计的研究基础 正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation, QAM ）是一种高效的数字调制解调方式，它在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高数据传输、卫星通信等领域被广泛使用。 在多进制键控体制中，相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势，即带宽占用小和比特信噪比要求低。因此，MPSK和MDPSK为人们所喜用。但是，在MPSK体制中，随着Ｍ的增大，相邻相位的距离逐渐减小，使噪声容限随之减小，误码率难以保证。为了改善在M大时的噪声容限，发展出了QAM体制。在QAM体制中，信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制[1]。 正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation, QAM ）是一种振幅和相位联合键控。正交振幅调制是二进制的PSK、四进制的QPSK调制的进一步推广，通过相位和振幅的联合控制，可以得到更高频谱效率的调制方式，从而可在限定的频带内传输更高速率的数据。正交振幅调制（QAM）的一般表达式为 y(t)= A cos c w t+m B sin c w t 0≤t＜s T(1) m 上式由两个相互正交的载波构成，每个载波被一组离散的振幅｛ A｝、｛m B｝所调制， m 故称这种调制方式为正交振幅调制。式中， T为码元宽度；m=1,2,…,M,M为m A和m B s 电平数。
振幅调制与解调练习题 一、选择题 1、为获得良好的调幅特性，集电极调幅电路应工作于 C 状态。 A ．临界 B ．欠压 C ．过压 D ．弱过压 2、对于同步检波器，同步电压与载波信号的关系是 C A 、同频不同相 B 、同相不同频 C 、同频同相 D 、不同频不同相 3、如图是 电路的原理方框图。图中t t U u c m i Ω=cos cos ω；t u c ωcos 0= （ C ） A. 调幅 B. 混频 C. 同步检波 D. 鉴相 4、在波形上它的包络与调制信号形状完全相同的是 （ A ） A ．AM B ．DSB C ．SSB D ．VSB 5、惰性失真和负峰切割失真是下列哪种检波器特有的失真 （ B ） A ．小信号平方律检波器 B ．大信号包络检波器 C ．同步检波器 6、调幅波解调电路中的滤波器应采用 。 （ B ） A ．带通滤波器 B ．低通滤波器 C ．高通滤波器 D ．带阻滤波器 7、某已调波的数学表达式为t t t u 6 3102cos )102cos 1(2)(??+=ππ，这是一个（ A ） A ．AM 波 B ．FM 波 C ．DSB 波 D ．SSB 波 8、AM 调幅信号频谱含有 （ D ） A 、载频 B 、上边带 C 、下边带 D 、载频、上边带和下边带 9、单频调制的AM 波，若它的最大振幅为1V ，最小振幅为0.6V ，则它的调幅度为( B ) A ．0.1 B ．0.25 C ．0.4 D ．0.6 10、二极管平衡调幅电路的输出电流中，能抵消的频率分量是 ( A ) A ．载波频率ωc 及ωc 的偶次谐波 B ．载波频率ωc 及ωc 的奇次谐波 C ．调制信号频率Ω D ．调制信号频率Ω的偶次谐波 11、普通调幅信号中，能量主要集中在 上。 ( A ) A ．载频分量 B ．边带 C ．上边带 D ．下边带 12、同步检波时，必须在检波器输入端加入一个与发射载波 的参考信号。 ( C ) A ．同频 B ．同相 C ．同幅度 D ．同频同相 13、用双踪示波器观察到下图所示的调幅波，根据所给的数值，它的调幅度为 （ C ）
东北大学分校电子信息系 综合课程设计 基于Multisim的调幅电路的仿真 专业名称电子信息工程 班级学号5081411 学生曹翔 指导教师王芬芬 设计时间2011/6/22
基于Multisim的调幅电路的仿真 1.前言 信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用，同时也是信号处理应用的重要问题之一，系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。论文利用Multisim提供的示波器模块，分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。 AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。与AM信号相比，因为不存在载波分量，DSB调制效率是100%。我们注意到DSB信号两个边带中任意一个都包含了M(w)的所有频谱成分，所以利用SSB调幅可以提高信道的利用率，所以选择SSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。 论文主要是综述现代通信系统中AM ,DSB,SSB调制解调的基本技术，并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关容。同时加强了团队合作意识，培养分析问题、解决问题的综合能力。 本次综合课设于2011年6月20日着手准备。我团队四人：曹翔、婷婷、赖志娟、少楠分工合作，利用两天时间完成对设计题目的认识与了解，用三天时间完成了本次设计的仿真、调试。 2.基本理论 由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。 所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这个参数随调制信号的变化而变化，最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、调频(FM)、调相 (PM)三种。解调是与调制相反的过程，即从接收到的已调波信号中恢复原调制信息的过程。与调幅、调频、调相相对应，有检波、鉴频和鉴相[1]。 振幅调制方式是用传递的低频信号去控制作为传送载体的高频振荡波（称为
第四章振幅调制与解调电路 思考题与习题 一、填空题 4 -1调制是用。 4-2调幅过程是把调制信号的频谱从低频搬移到载频的两侧，即产生了新的频谱分量，所以必须采用才能实现。 4-3在抑制载波的双边带信号的基础上，产生单边带信号的方法有和。4-4、大信号检波器的失真可分为、、和。 4-5、大信号包络检波器主要用于信号的解调。 4-6 同步检波器主要用于和信号的解调。 二思考题 4-1为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现？它和小信号放大在本质上有什么不同？ 4-2.写出图思4-2所示各信号的时域表达式,画出这些信号的频谱图及形成这些信号的方框图,并分别说明它们能形成什么方式的振幅调制。
图思4-2 4-3振幅检波器一般有哪几部分组成？各部分作用如何？
4-4下列各电路能否进行振幅检波?图中RC为正常值,二极管为折线特性。 图思4-4 三、习题 4-1 设某一广播电台的信号电压u（t）=20（1+0.3cos6280t）cos6.33×106t(mV)，问此电台的载波频率是多少？调制信号频率是多少？ 4-2 有一单频调幅波，载波功率为100W，求当m a=1与m a=0.3时的总功率、边总功率和每一边频的功率。
4-3在负载R L=100某发射机的输出信号u（t）=4（1+0.5cos t）cos c t（V），求总功率、边频功率和每一边频的功率。 4-4 二极管环形调制电路如图题4-4所示，设四个二极管的伏安特性完全一致，均自原点出点些率为g d的直线。调制信号uΩ(t)=UΩm cosΩt，载波电压u c(t)如图所示的对称方波，重复周期为T c=2π/ωc，并且有U cm>Uωm,试求输出电流的频谱分量。 图题4-4 4-5.画出如下调幅波的频谱,计算其带宽B和在100Ω负载上的载波功率P c,边带功率P SB和总功率P av。。 (1)i=200(1+0.3cosπ×200t)cos2π×107t(mA) (2)u=0.lcos628×103t+0.lcos634.6×l03t(V) (3) 图题6.3-5所示的调幅波。
课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系
摘要 振幅调制信号的解调过程称为同步检波。有载波振幅调制信号的包络直接反应调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行检波。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反应调制信号的变化规律，无法用包络检波进行解调，所以要采用同步检波方法。 同步检波器主要适用于对DSB和SSB信号进行解调，也可以用于AM，但是一般AM调制信号都用包络检波来进行检波。同步检波法是加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理，将已调信号频谱从载波频率附近搬移到原来位置，并通过低通滤波器提取多需要的调制（基带）信号，滤除无用的高频分量，从而实现双边带信号的解调。 本文详细介绍了根据模拟乘法器MC1496的AM调制系统和同步检波器的详细方案和各种参数。给出了基于Multisim软件的解调和解调仿真结果。 关键字：同步检波；AM；Multisim；调制
目录 1 MC1496芯片设计 (2) 1.1MC1496内部结构及基本性能 (2) 2 信号调制的一般方法 (3) 2.1模拟调制 (3) 2.2数字调制 (3) 2.3脉冲调制 (3) 3 振幅调制 (4) 3.1基本原理 (4) 3.2AM调制与仿真实现 (4) 3.3DSB调制与仿真实现 (6) 4解调 (7) 4.1同步检波器原理框图 (7) 4.2同步检波解调电路图 (9) 4.3分析解调过程 (9) 4.4解调仿真结果 (10) 4.4.1 AM解调与仿真实现 (10) 4.4.2 DSB解调与仿真实现 (11) 5 小结与体会 (12) 6附录：总电路图 (12)
实用标准文案 uttt]V，π×10其数学表达式为())=10cos[2π×10 +6cos(21．有一调角波，45utt，指出该调角信号是调频信号还是调10())=3cos(2(1)若调制信号π×4Ω相信号？ 若 ut呢？π×10)(t)=3sin(24ΩfF是多少？载波频率是多少？调制信号频率(2)c utt时，)π×(1)当10( )=3cos(2解：4Ωutφttutut)，与2成正比，(()中的附加相位偏移△((π×)=6cos(210))= 4ΩΩ故为调相波。 utt时)( )=3sin(2π×当104Ω utφt=6×2π×10(2(π×)中的附加相位偏移△π×(t)=6cos(210 )44 tttt d =4π×10(2π×1010)d)444 φtutut)为调频波。()的积分成正比，则即△( )与(Ωωf=10 (H) 故(2)载波频率：=2π×10 (rad/s) 55Zcc F==10(H) 调制信号频率4Z uttK为2π×20×)=2sin10V，调频灵敏度10 ，．设调制信号2(34fΩ6V，载波振幅为若载波频率为10MH。试求：Z精彩文档． 实用标准文案 (1)调频波的表达式； Ωω；，调频波的中心角频率(2)调制信号的角频率 c
f；最大频率偏△(3)m m；(4)调频指数f (5)最大相位偏移为多少？ (6)最大角频偏和最大相偏与调制信号的频率变化有何关系？与振幅变化呢？解：(1)因调制信号为正弦波，故调频波的表达式为： utUωt-cos( () )= cFMcm 将各已知条件代入上式得 utt-) 10 )=6cos(2π×10×(6FM tt) π×10-25.12cos10 =6cos(2 47(2)调制信号角频率Ω=10 rad/s ；调频波的中心角频率4ω=2π×10×10 rad/s =2π×10 rad/s 76c f===4×10(H 最大频偏△(3)) 4Zm 精彩文档． 实用标准文案 m==25.12(rad) 调频指数(4)f (5)最大相位偏移可用调频指数表示，故为25.12rad
AM调制与相干解调系统仿真 摘要本课程设计主要利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，设计一个AM 调制与相干解调通信系统，分别在理想信道和非理想信道中运行，并把运行仿真结果输入显示器，根据显示结果分析所设计的系统性能。经过调制，初步实现了设计目标，并且经过适当的完善后，实验成功。 关键词Simulink；仿真；AM调制；相干解调 1 引言 本课程设计是在MATLAB集成环境下，设计一个AM调制与相干解调通信系统，并在Simulink平台上仿真，并把运行仿真结果输入显示器，拿解调输出的波形与基带信号进行比较，根据显示结果分析所设计的系统性能。MATLAB是一种可交互式使用又能解释执行的计算机编程语言，利用简单的命令，能快速完成其他高级语言只有通过复杂编程才能实现的数值运算和图形显示。Simulink是建立在MATLAB基础上的动态系统仿真工具。利用MATLAB工具箱可以快速完成各类数值计算、符号计算和数据可视化等任务，可以解决有关线性代数、矩阵分析、微积分、微分方程、信号与系统、信号分析与处理、系统控制等领域的问题；利用Simulink机器模块库，则能够方便地创建各种动态系统的模型并进行仿真，可以用来仿真线性系统、非线性系统、连续系统、离散系统、连续和离散的混合系统、多速率采样系统以及单任务或多任务的离散事件驱动系统。通过Simulink，用户可以快速的构建和运行仿真模型，根据仿真结果分析系统性能，并且从中分离出影响系统性能的关键因素，找出最优的系统配置方案。 1.1课程设计目的 设计一个AM调制与相干解调通信系统，分别在理想信道和非理想信道中运行，并把运行仿真结果输入显示器，根据显示结果分析所设计的系统性能【1】。 1.2课程设计的要求
摘要 正交幅度调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此在大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛使用。 由于信道资源越来越紧张，许多数据传输场合二进制数字调制已无法满足需要。为了在有限信道带宽中高速率地传输数据，可以采用多进制(M进制，M>2)调制方式，MPSK则是经常使用的调制方式，由于MPSK的信号点分布在圆周上，没有最充分地利用信号平面，随着M值的增大，信号最小距离急剧减小，影响了信号的抗干扰能力。MQAM称为多进制正交幅度调制，它是一种信号幅度与相位结合的数字调制方式，信号点不是限制在圆周上，而是均匀地分布在信号平面上，是一种最小信号距离最大化原则的典型运用，从而使得在同样M值和信号功率条件下，具有比MPSK更高的抗干扰能力。 关键词：QAM 调制解调星座图误码率
目录 摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。前言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。一基本原理 .................................................................................................. 错误！未定义书签。 1.1硬件方面 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1.1芯片SHT10介绍.................................................................. 错误！未定义书签。 1.1.2 CC2530介绍........................................................................ 错误！未定义书签。 1.2软件方面 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 1.2.1 zigbee协议介绍................................................................ 错误！未定义书签。 1.2.2 zigbee协议栈结构............................................................ 错误！未定义书签。二系统分析 .................................................................................................. 错误！未定义书签。三详细设计 .................................................................................................. 错误！未定义书签。 3.1 总体软件结构图............................................................................. 错误！未定义书签。 3.2硬件模块设计.................................................................................. 错误！未定义书签。 3.3 编码 ................................................................................................ 错误！未定义书签。四总结 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。五参考文献 .................................................................................................. 错误！未定义书签。六致谢 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。附录 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。