课程设计论文 姓名：姜勇 学院：机电与车辆工程学院 专业：电子信息工程2班 学号：1665090208
安徽科技学院学年第学期《》课程···················装···············订················线···················专业级班姓名学号 内容摘要： 教师评语：
利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调 专业：电子信息工程（2）班姓名：姜勇学号：1665090208 一、设计摘要： 现代通信系统要求通信距离远、信道容量大、传输质量好。在信号处理里面经常要用到调制与解调，而信号幅度调制与解调是最基本，也是经常用到的。用AM调制与解调可以实现很多功能，制造出很多的电子产品。本设计主要研究内容是利用MATLAB实现对正弦信) fπ =进行双边带幅度调制，载波信号频率为100Hz，在MATLAB中 t sin( (t 40 ) 显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。并对已调信号解调，比较了解调后的信号与原信号的区别。信号幅度调制与解调及MATLAB 中信号表示的基本方法及绘图函数的调用，实现了对连续时间信号的可视化表示。本文采用MATLAB对信号的幅度进行调制和解调。 二、关键词：幅度、调制、解调、 MAT LAB 三、设计内容 1. 调制信号 调制信号是原始信息变换而来的低频信号。调制本身是一个电信号变换的过程。调制信号去改变载波信号的某些特征值（如振幅、频率、相位等），导致载波信号的这个特征值发生有规律的变化，这个规律是调制信号本身的规律所决定的。 1.1 matlab实现调制信号的波形 本设计的调制信号为正弦波信号) fπ =，通过matlab仿真显示出其波形图 t (t sin( ) 40 如图1-1所示
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
郑州轻工业学院 课程设计说明书 题目：利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调 姓名： XXX_____________ 院（系）：电气信息工程学院____ 专业班级：电子信息工程10-01班 学号： 541001030XXX______ 指导教师：_______任景英_________ 成绩: _____________________ 时间：2013年6月24日至2013年6月28日
郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调__ 专业、班级电子信息工程10级学号姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 利用MATLAB对正弦信号) t (t fπ =进行双边带幅度调制，载波信号频率为 40 sin( ) 100Hz，首先在MATLAB中显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。然后对已调信号解调，并比较解调后的信号与原信号的区别。基本要求： 1、掌握利用MATLAB实现信号幅度调制与解调的方法。 2、利用MATLAB实现对常用连续时间信号的可视化表示。 3、验证信号调制的基本概念、基本理论，掌握信号与系统的分析方法。 4、加深对信号解调的理解。 主要参考资料： 1、陈后金. 信号与系统[M].北京：高等教育出版社，2007.07. 2、张洁.双边带幅度调制及其 MATLAB 仿真[J].科技经济市场，2006.9 完成期限： 2013.6.24—2013.6.28 指导教师签名：—————————— 课程负责人签名：——————————— 2013年6月21日
利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调 摘要 本文主要研究的内容是利用MATLAB实现信号幅度调制与解调以及MATLAB中信号表示的基本方法及绘图函数的运用，实现对常用连续时间信号的可视化表示。详细介绍了正弦信号的双边带调制与解调原理并对调制信号与已调信号以及调制信号与解调后的信号分别进行了比较。利用matlab作为编程工具通过计算机实现对欲传输的原始信号在发送端对一个高频信号进行振幅调制，而在接收端通过检波过程恢复原信号。这种频带传输不仅克服了目前许多长途电话线路不能直接传输基带信号的缺点，而且能实现多路复用的目的，从而提高了通信线路的利用率。 关键词：DSB调制、解调、MATLAB
10.1.1 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10-1 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 <10-1） <10-2） 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内的简单搬移。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10- 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 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10-3 本科学生综合性实验报告 学号 114090315 开斌 学院物理与电子信息学院专业、班级 11电子 实验课程名称信号分析与处理 教师及职称宏宁 开课学期 2013 至 2014 学年下学期 填报时间 2014 年 6 月 18 日 师大学教务处编印 一实验设计方案及容 实验序号13 实验名称综合性信号的幅度调制和解调实验时间2014-6-18 实验室同析3栋313 1、设计要求 ①为了加深理解信号幅度调制与解调的基本原理； ②认识从时域与频域分析信号幅度调制和解调过程； ③掌握信号幅度调制和解调的实现方法，以及信号调制的应用； ④应用Matlab软件实现信号的调制与解调。 2、设计原理 连续时间信号的幅度调制与解调是通信系统中常用的调制方式，其利用信号傅里叶变换的移频特性实现信号的调制。 2.1 抑制载波的幅度调制与解调 ①对消息信号x(t)进行抑制载波的正弦幅度调制的数学模型为： y(t)=x(t)cos(w c t) 式中：cos(w c t)为载波信号； Wc为载波角频率。 ②若信号x(t)的频谱为X(jw),根据傅里叶变换的频移特性，已调信号y(t) 的频谱Y(jw)为： Y(jw)=[X(j(w+w c ))+X(j(w-w c ))] 设调制信号x(t)的频谱如图a所示，则已调信号y(t)的频谱如图b所示。可见正弦幅度调制就是将消息信号x(t)“搬移”到一个更合适的传输频带上去，这种方法中已调信号的频带宽度是调制信号频带宽度的两倍，占用频带较宽。 ③然而在接收机端，通过同步解调的技术可以将消息信号x(t)恢复，这可由： x 0(t)=y(t)cos(w c t)=x(t)[1+cos(2w c t)] =x(t)+x(t)cos(2w c t) 郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调 专业、班级学号姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 利用MATLAB对正弦信号) t (t fπ =进行双边带幅度调制，载波信号频率为 40 sin( ) 100Hz，首先在MATLAB中显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。然后对已调信号解调，并比较解调后的信号与原信号的区别。基本要求： 1、掌握利用MATLAB实现信号幅度调制与解调的方法。 2、利用MATLAB实现对常用连续时间信号的可视化表示。 3、验证信号调制的基本概念、基本理论，掌握信号与系统的分析方法。 4、加深对信号解调的理解。 主要参考资料： 1、陈后金. 信号与系统[M].北京：高等教育出版社，2007.07. 2、张洁.双边带幅度调制及其MATLAB 仿真[J].科技经济市场，2006.9 完成期限：2013.6.24—2013.6.28 指导教师签名： 课程负责人签名： 2013年6月21日 利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调 摘要 现代通信系统要求通信距离远、信道容量大、传输质量好。在信号处理里面经常要用到调制与解调，而信号幅度调制与解调是最基本，也是经常用到的。用AM调制与解调可以实现很多功能，制造出很多的电子产品。本设计主要研究内容是利用MATLAB 实现对正弦信) t =进行双边带幅度调制，载波信号频率为100Hz，在MATLAB fπ ) 40 sin( (t 中显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。并对已调信号解调，比较了解调后的信号与原信号的区别。信号幅度调制与解调及MATLAB中信号表示的基本方法及绘图函数的调用，实现了对连续时间信号的可视化表示。本文采用MATLAB对信号的幅度进行调制和解调。 关键词幅度、调制、解调、MAT LAB 课程设计任务书 学生姓名：吕义斌专业班级：电信1102班 指导教师：桂林工作单位：武汉理工大学 题目：信号分析处理课程设计 －基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制（SSB）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单边带幅度调制（SSB）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：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 1. 概述 (1) 2. 设计方案 (1) 2.1 SSB调制原理 (1) 2.1.1 滤波法 (1) 2.1.2 相移法 (2) 2.2 解调原理 (4) 2.2.1 相干解调 (4) 2.2.2 2级单边带调制解调 (4) 3. SSB调制与解调的MATLAB程序实现 (4) 3.1 函数的使用 (4) 3.2 MA TLAB程序实现 (5) 3.3 模拟仿真结果分析 (9) 4. SSB系统的Simulink仿真 (10) 4.1 Simulink工作环境 (10) 4.2 SSB信号调制 (11) 4.2.1 调制模型构建与参数设置 (11) 4.2.2 仿真结果及分析 (11) 4.3 SSB相干解调 (14) 4.3.1 相干解调模型构建与参数设置 (14) 4.3.2 仿真结果及分析 (15) 4.4 加入高斯噪声的SSB调制与解调 (17) 4.4.1 模型构建 (17) 4.4.2 仿真结果及分析 (18) 5. 心得体会 (23) 参考文献 (25) 实验8 信号调制与解调 [实验目的] 1． 了解用MATLAB 实现信号调制与解调的方法。 2． 了解几种基本的调制方法。 [实验原理] 由于从消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不适宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，而在接收端则需要有反调制过程——解调过程。 所谓调制，就是按调制信号的变化规律去改变某些参数的过程。调制的载波可以分为两类：用正弦信号作载波；用脉冲串或一组数字信号作为载波。最常用和最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。本实验中重点讨论幅度调制。 幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号变化的过程。设正弦载波为 )cos()(o c t A t S ??+= 式中 c ?——载波角频率 o ?——载波的初相位 A ——载波的幅度 那么，幅度调制信号（已调信号）一般可表示为 )cos()()(o c m t t Am t S ??+= 式中，m(t)为基带调制信号。 在MATLAB 中，用函数y=modulate(x,fc,fs,’s’)来实现信号调制。其中fc 为载波频率，fs 为抽样频率，’s’省略或为’am -dsb-sc’时为抑制载波的双边带调幅，’am -dsb-tc’为不抑制载波的双边带调幅，’am -ssb’为单边带调幅，’pm’为调相，’fm’为调频。 [课上练习] 产生AM FM PM signals [实验内容] 0. 已知信号sin(4)()t f t t ππ=，当对该信号取样时，求能恢复原信号的最大取样周期。 设计MATALB 程序进行分析并给出结果。 1． 有一正弦信号)256/2sin()(n n x π=, n=[0:256]，分别以100000Hz 的载波和 1000000Hz 的抽样频率进行调幅、调频、调相，观察图形。 2． 对题1中各调制信号进行解调（采用demod 函数），观察与原图形的区别 3． 已知线性调制信号表示式如下： ⑴ t t c ?cos cos Ω ⑵ t t c ?cos )sin 5.01(Ω+ 式中Ω=6c ?，试分别画出它们的波形图和频谱图 4． 已知调制信号)4000cos()200cos()(t t t m ππ+=，载波为cos104t ，进行单边带 调制，试确定单边带信号的表示式，并画出频谱图。 [实验要求] 1 自行编制完整的实验程序，实现对信号的模拟，并得出实验结果。 2 在实验报告中写出完整的自编程序，并给出实验结果和分析，学习demod 函数对调制信号进行解调的分析。 对1，2题解答，程序如下： clc;close all;clear; % Fm=10;Fs=1000;Fc=100;N=1000;k=0:N-1; % t=k/Fs; n=[0:256];Fc=100000;Fs=1000000;N=1000; xn=abs(sin(2*pi*n/256)); % x=abs(sin(2.0*pi*Fm*t));xf=abs(fft(x,N)); xf=abs(fft(xn,N)); y2=modulate(xn,Fc,Fs,'am'); subplot(211); plot(n(1:200),y2(1:200)); xlabel('时间(s)');ylabel('幅值');title('调幅信号'); yf=abs(fft(y2,N)); subplot(212);stem(yf(1:200));xlabel('频率(H)');ylabel('幅值'); 本科学生实验报告 学号114090315姓名李开斌 学院物电学院专业、班级11电子 实验课程名称数字信号处理（实验） 教师及职称李宏宁 开课学期2013 至 2014 学年下学期填报时间 2014 年 6 月 4 日 云南师范大学教务处编印 实验序号 11 实验名称 信号的幅度调制和解调 实验时间 2014年6月4日 实验室 同析3栋313 一．实验预习 1．实验目的 加深信号幅度调制与解调的基本原理，认识从时域与频域的分析信号幅度调制和解调的过程掌握信号幅度调制和解调的方法，以及信号调制的应用等。 2．实验原理、实验流程或装置示意图 实验原理： 连续时间信号的幅度调制与解调是通信系统中常用的调制方式，其利用信号的傅里叶变换的频移特性实现信号的调制。 2.1 抑制载波的幅度调制与解调 对消息信号x(t)进行抑制载波的正弦幅度调制的数学模型为： ()()cos()c y t x t t ω= （3.1.1） 式中：cos()c t ω为载波信号； c ω为载波角频率。 若信号x(t)的频谱为()X j ω，根据信号傅里叶变换的频移特性，已调信号的y(t)的频谱为()Y j ω为： 1 ()[(())(())]2 c c Y j X j X j ωωωωω=++- （3.1.2） 设调制信号x(t)的频谱如图 3.1.1（a ）所示，则已调信号y(t)的频谱如图3.1.1(b)所示。可见，正弦幅度调制就是将消息信号x(t)“搬家”到一个更合适传输的频带上去。这种方法中已调信号的频带宽度是调制信号频带宽度的两倍，占用频带较宽。 在接收机端，通过同步解调的技术可以将消息信号x(t)恢复，这可经由 01 ()()cos()()[1cos(2)]2 c c x t y t t x t t ωω== + 11 ()()cos(2)22 c x t x t t ω= + （3.1.3） 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 63102cos )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 ） 信号幅度调制与解调实验 一. 实验目的 1. 通过本实验熟悉信号的幅值调制与解调原理。 2. 了解信号调制与解调过程中波形和频谱的变化，加深对调制与解调的理解。 二. 实验原理 在测试技术中，信号调制与解调是工程测试信号在传输过程中常用的一种调理方法，主要是为了解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。设测量信号为)(t x ，高频载波信号为)2cos()(φπ+=ft t z 。信号调制过程就是将两者相乘，调幅波信号为： (1) 信号解调就是将调幅波信号再与高频载波信号相乘，有： )4cos()()(2cos )()(212t f t x t x t f t x t y z z m ππ+ == (2) 信号由x(t)和2倍载波频率的高频信号两部分组成，用低通滤波器滤除信号中的高频部分就可以得到测量信号x(t)，这种方法称为同步解调。 图1 信号的幅度调制与同步解调过程 实际中调制与解调在不同的设备上实现，载波频率可以严格一致，但相位很难同步，式(2)变为： )2cos()2cos()()(φππ+=t f t f t x t y z z m (3) 解调过程与同步解调类似，但必须保证x(t)为正信号；对双极性的测量信号x(t)，则用一个偏置电平将信号抬高为单极性的正信号，然后再进行调制与解调处理，故称为偏置调制。 图2 测量信号的偏置处理 三. 实验内容 1.信号的同步调制与解调观察。 2.信号的偏置调制和过调失真现象观察。 3.信号调制中的重迭失真现象观察。 四. 实验仪器和设备 1. 计算机1台 2. DRVI快速可重组虚拟仪器平台1套 3. 打印机1台 五. 实验步骤 1.运行DRVI主程序，点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的“DRVI 采集仪主卡检测”或“网络在线注册”进行软件注册。 2.在DRVI地址信息栏中输入WEB版实验指导书的地址，在实验目录中选择“信号的同 步调制与解调实验”，建立实验环境，观察信号与调制与解调过程中的信号波形变化。 图3信号同步调制与解调实验 3.在DRVI地址信息栏中输入WEB版实验指导书的地址，在实验目录中选择“信号的偏 置调制与解调实验”，建立实验环境，观察偏置调制与解调过程中的信号过调失真。 图4 信号同步调制与解调实验 4.在DRVI地址信息栏中输入WEB版实验指导书的地址，在实验目录中选择“信号载波 频率对调制解调影响实验”，建立实验环境，观察调制与解调过程中的信号重迭失真。 第一章 调制解调的基本原理 第一节 调制的基本原理 “调制”就是使信号f(t)控制载波的某一个或某些参数（如振幅、频率、相位等），是这些参数按照信号f(t)的规律变化的过程。载波可以是正弦波或脉冲序列。以正弦型信号作载波的调制叫做连续波调制。调制后的载波就载有调制信号所包含的信息，称为已调波。 对于连续波调制，已调信号可以表示为 ())(cos )()t (t ot t A ?ω?+= 它有振幅频率和相位三个参数构成。改变三个参数中的任何一个都可以携带同样的信息。因此连续波的调制可分为调幅、调相、和调频。 调制在通信过程中起着极其重要的作用：无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的，调制过程可以将信号的频谱搬移到容易以电磁波形势辐射的较高范围；此外，调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上，实现多路复用，不至于互相干扰。 按照被调制信号参数的不同，调制的方式也不同。如果被控制的参数是高频振荡的幅度，则称这种调制方式为幅度调制，简称调幅；如果被控制的参数是高频振荡的频率或相位，则称这种调制方式为频率调制或相位调制，简称调频或调相（调频与调相又统称调角）。 振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。幅度调制的特点是载波的频率始终保持不变，它的振幅却是变化的。其幅度变化曲线与要传递的低频信号是相似的。它的振幅变化曲线称之为包络线，代表了要传递的信息。 第二节解调的基本原理 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。调制过程是一个频谱搬移的过程，它将低频信号的频谱搬移到载频位置。如果要接收端回复信号，就要从已调信号的频谱中，将位于载频的信号频谱再搬回来。 解调分为相干解调和非相干解调。 相干解调是指为了不失真地恢复信号，要求本地载波和接收信号的载波必须保持同频同相。 非相干解调主要指利用包络检波器电路来解调的。包络检波电路实际上是一个输出端并接一个电容的整流电路。二极管的单向导电性和电容器的充放电特性和低通滤波器滤去高频分量，得到与包络线形状相同的音频信号，见图1.2.3 。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。 图1.2.1包络检波器电路及检波过程 数字信号与处理幅度调制和解调 学生姓名 学号 实验三 一、实验目的 了解几种基本的调制解调原理，掌握用数字信号处理的方法实现模拟电路中信号的调制与解调的方法。通过理论推导得出相应结论，再利用Matlab作为编程工具进行计算机验证实现，从而加深理解，建立概念。 二、基本要求 1．了解调制解调的原理 2. 会用Matlab实现各种不同的幅值调制 3. 会用Matlab实现包络检波和同步检波 4. 学会通过公式推导以及实验结果分析，验证调制解调前后信号的频谱变化 三、实验内容 1．利用Matlab实现信号的调制，过调制，欠调制等状态 2．用高频正弦信号分别实现对（1）低频周期方波信号，（2）低频正弦信号（3）低频周期三角波信号的调制，观察调制后频率分布状态，实现抑制载波的幅度调制。 3．设计实验，实现含有载波的幅度调制。观察调制和解调的结果，与抑制载波的幅度调制有何不同。 4．设计实验，观察待调制波信号幅度变化对调幅系数的影响。 5．模拟峰值检测（包络检波）电路中的二极管的功能。 6．了解峰值检波（包络检波）的原理，并编程实现。 7．了解同步检波的原理，并编程实现。 四、实验原理 1．幅度调制 用一个信号(称为调制信号)去控制另一个信号(称为载波信号)，让后者的某一特征参数如幅值、频率、相位，按前者变化的过程，就叫调制。 调制的作用是把消息置入消息载体，便于传输或处理。调制是各种通信系统的重要基础，也广泛用于广播、电视、雷达、测量仪等电子设备。在通信系统中为了适应不同的信道情况（如数字信道或模拟信道、单路信道或多路信道等），常常要在发信端对原始信号进行调制， 得到便于信道传输的信号，然后在收信端完成调制的逆过程──解调，还原出原始信号。 用来传送消息的信号叫作载波信号，代表所欲传送消息的信号叫作调制信号，调制后的信号叫作已调信号。用调制信号控制载波的参数，使之随调制信号而变化，就可实现调制。 受调信号可以是正弦波或脉冲波，所欲传送的消息可以是话音、图像或其他物理量，也可以是数据、电报和编码等信号。前者是模拟信号，后者是数字信号。 调制是一种非线性过程。载波被调制后产生新的频率分量，通常它们分布在载频fC的两边，占有一定的频带，分别叫做上边带和下边带。这些新频率分量与调制信号有关，是携带着消息的有用信号。调制的目的是实现频谱搬移，即把欲传送消息的频谱，变换到载波附近的频带，使消息更便于传输或处理。 调制的种类很多，分类方法也不一致。按调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制。用模拟信号调制称为模拟调制；用数据或数字信号调制称为数字调制。按被调信号的种类可分为脉冲调制、正弦波调制和强度调制(如对非相干光调制)等。调制的载波分别是脉冲，正弦波和光波等。正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式，后两者合称为角度调制。此外还有一些变异的调制，如单边带调幅、残留边带调幅等。脉冲调制也可以按类似的方法分类。此外还有复合调制和多重调制等。不同的调制方式有不同的特点和性能。 幅度调制是一种广泛使用的模拟调制方式。正弦载波幅度随调制信号而变化的调制，叫做正弦波幅度调制，简称调幅(AM)。它是用低频调制电压去控制高频载波信号的幅度，如下图所示。调幅的技术和设备比较简单，频谱较窄，但抗干扰性能差，广泛应用于长中短波广播、小型无线电话、电报等电子设备中。 图3-1 低频信号经高频载波信号调制波形图 既然高频载波的幅度随低频调制波而变，所以已调波同样随时间而变。即有 式中m是调幅波的调制系数(调幅度)。 一、任务与题目分析: 1.设计任务: 在MATLAB 的图形窗口中，实现2-3个有限带宽信号的调制与解调。显示各个信号的时域波形及频谱图；通过按钮选择其中的一个信号进行解调并显示解调信号的波形。 2.任务分析: 设带限信号)(t f 的频谱为)(ωj F ，现将)(t f 乘以载波信号)cos(0t ω，即得到已调信号：)cos()()(0t t f t y ω=，如下图。 实现信号解调的原理图如下图。 若要从多个已调信号中解调出其中的一个信号，只需将已调信号再乘以该已调信号的载波信号，并进行低通率波即可得到原信号)(t f 。下图是多路频分复用系统的示意图。 二、方案设计 信号设计：5/)5sin(3/)3sin()sin()(0001t t t t f ωωω++=。 t t t t t f /)2cos(3/)3sin()sin()(0002ωωω++=， 3/)3cos()sin()(003t t t f ωω+=。 载波信号频率应远大于05ω。 方案一：使用GUI 图形届面显示信号的时域及频域波形。 低通滤波器：可以使用理想数字低通滤波器。 方案二：使用Simulink 界面实现信号的处理，使用示波器观测信号的时域波形；使用频谱仪显示信号的频谱图。 模拟低通滤波器：可选用巴特沃斯低通滤波器。 综合两种方案的特点,最终选择方案一. 三、算法设计 1. GUI 界面设计 2.GUI程序设计 信号时域波形与频谱显示控制程序部分: % --- Executes on button press in pushbutton1. function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pushbutton1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB 信号与系统 课 程 设 计 设计题目：信号的调制与解调 院系：机械电子工程系 专业班级：09应用电子技术 学生姓名：谢焱松吴杰谭雨恒刘庆 学号：09353017 09353018 09353019 09353020 专业班级：文如泉 起止时间：2010.12.13-2010.12.25 设计任务： 信号的调制与解调 ?目的：理解Fourier变换在通信系统中的应用：掌握调制与解调的基本原理。 ?要求：实现信号的调制与解调。 ?内容：调制信号为一取样信号（自己选，一般取常见的信号），利用MATLAB分析幅度调制（AM）产生的信号频谱，比较信号调制前后的频谱并解调已调信号。设载波信号的频率为100HZ。 ?方法：应用MATLAB平台。 ?参考资料：MATLAB相关书籍。 教师点评： 一、课程设计目的 利用MATLAB 集成环境下的Simulink 仿真平台，设计一个2ASK/2DPSK 调制与解调系统。用示波器观察调制前后的信号波形；用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化；加上各种噪声源，用误码测试模块测量误码率；最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。 二、课程设计要求 （1）熟悉MATLAB 环境下的Simulink 仿真平台，熟悉2ASK/2DPSK 系统的调制解调原理，构建调制解调电路图。 （2）用示波器观察调制前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后信号的频谱的变化。并观察解调前后频谱有何变化以加深对该信号调制解调原理的理解。 （3）在调制与解调电路间加上各种噪声源，用误码测试模块测量误码率，并给出仿真波形，改变信噪比并比较解调后波形，分析噪声对系统造成的影响。 （4）在老师的指导下，要求独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计学年论文，能正确阐述和分析设计和实验结果。 三、基本原理 1 ASK 调制与解调 ASK 即幅移键控（振幅键控），是一种相对简单的调制方式。 对于振幅键控这样的线性调制来说，在二进制里，2ASK 是利用基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出，有载波输出时表示发送“1”，反之表示发送“0”。 根据线性调制的原理，一个2ASK 信号可表示为：t w t s t e c cos )()(0=。式中，w c 为载波角频率，s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列∑-=n b n nT t g a t s )()(。其中，g(t)是持续时 间为T b 、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；a n 为二进制数字 调制：幅移键控相当于模拟信号中的调幅，只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。幅移就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息比特是通过载波的幅度来传递的。二进制振幅键控它实际是当调制的数字信号为“1”时，传输载波；当调综合性 信号的幅度调制和解调
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