重庆工程学院
教案
课程名称：数字通信技术
课程代码： 201303011
任课教师：张洪梅
授课班级： 1301001、1303201 授课时间： 2014－2015学年第1学期
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四、调制的分类
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图3-2 幅度调制的一般模型
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
图3-3 AM调制的模型
图3-5 AM信号的相干解调
图3-6 AM信号的非相干解调
将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,得
由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以讲第1项与第2项分离，五失真的恢复出原始的调制信号。
为串联型包络检波器的具体电路及其输出波形，电路有二极管
图3-7 AM信号的包络检波
三、抑制载波双边带调幅（DSB-SC）
信号的调制
调制器模型如图3-8所示：
图3-8 DSB调制的模型
信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表达式分别为信号是不含载波的双边带信号，它的带宽与AM信号相同，也为基带信号带宽的式中:Bm = ? H,为调制信号m(t)的带宽; ? H 为调制信号的最高频率。
经低通滤波器滤除高次项得
即无失真地恢复初始电信号。
教学小结：幅度调制的一般模型，常规双边带调幅，抑制载波双边带调幅
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直接法就是利用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变振荡频率由外部电压控制的振荡器叫做压控振荡器（VCO）,它产生的输出频率正比
是外加控制电压为0时压控振荡器的自由振荡频率，也就是压控振荡
图3-9 间接调频
三、调频信号的调解
非相干调解
上述调解方法称为包络检测，又称为非相干调解。这种方法的缺点是包络检波器对于由信道噪声和其他原因引起的幅度起伏也有反应。因而，使用中常在微分器之前加一
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二、各种模拟调制方式性能比较
就抗噪性能而言，WBFM最好,DSB、SSB、VSB次之,AM最差,NBF与MAM接近。
图3-10展示出各种各种模拟调制系统的性能曲线。
图3-10 各种模拟调制系统的性能曲线
实验一模拟线性调制系统(AM) 一，实验目的： 1，掌握模拟调制系统的调制和解调原理。 2，理解相干解调。 二，实验内容和结果： 1，编写AM、DSB、SSB调制，并画出时域波形和频谱图。 2，完成DSB调制和相干解调。 1.1模拟线性调制系统(AM)
2.2抑制载波双边带调制（DSB） 2.3单边带调制（SSB）
三、实验分析 通过模拟仿真这三种幅度调制信号，可以了解这三种调制各有自己的优缺点。AM优点是接收设备简单，缺点是率利用率低，抗干扰能力差。DSB优点是功率利用率低，接收设备较复杂。SSB优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和选择性衰落能力均优于AM，缺点是发送设备和接收设备丢复杂。SSB信号的实现比AM、DSB要复杂的多，但是SSB调制载传输时，可以节省发射功率，只有AM、DSB的一半，因此，它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。评价一个模拟系统的好坏，最终要看解调器的输出信噪比。定义为：解调器输出有用信号的平均功率与解调器输出噪声的平均功率之比。SSB系统中，信号与噪声有相同的表示形式，所以，相干解调过程中，信号和噪声的正交分量均被抑制，故信噪比没有改善。其值为1。而DSB调制系统中，其制度增益为2，系统的抗噪声性能胜于SSB调制系统 四、实验体会 这次实验是通信原理课程的第一个实验，因为是第一次接触COMMSIM 2001这个软件，肯定会有一些陌生感，首先在安装方面都出现了问题，在实验中，对器件和操作都不明白，幸好老师的实验指导书写得很详细，所以按照指导书的步骤一步一步进行完成了实验，当波形图出来的那一刻，心里也是很激动的，虽然只是一个很小的实验，所以总的来说，本次实验算是成功的，同时也希望下次的实验能做的更完美
重庆工程学院教案 课程名称：数字通信技术 课程代码：201303011 任课教师：张洪梅 授课班级：1301001、1303201 授课时间：2014－2015学年第1学期
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cos ωct相乘,从频谱上看,相当于把?(t)的频谱搬移到ωc处。设?(t)的傅里叶变换(也可称为频谱)为F (ω),则有 这称为调制定理,是调制技术的理论基础。其示意图如下图所示。 图3-1 调制的示意图 三、调制的功能 调制的功能主要体现在以下几个方面: 四、调制的分类
教学小结：调制的基本概念。 作业布置： 教学后记 重庆工程学院教案
周课次第3周第6次课学时2学时教学地点第六教学楼113 教学任务 名称 模拟线性调制 教学目标 【含知识、技 能、素养目标】 掌握模拟线性调制中的幅度调制 教学条件多媒体教学 教学重点幅度调制 教学难点幅度调制 主要教学环节、方法及内容设计 时间 （分）一、幅度调制的一般模型 图3-2 幅度调制的一般模型 m(t)为调制信号,sm (t)为已调信号,h (t)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 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。
二、常规双边带调幅(AM) 1. AM信号的调制 若假设滤波器为全通网络(H (ω)=1),调制信号m (t)叠加直流A0 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 图3-3 AM调制的模型 AM 信号的典型波形和频谱分别如图3-5 (a)、(b)所示,图中假定调制信号m (t)的上限频率为ωH。显然,调制信号m (t)的带宽Bm= ?H。 图3-4 AM调制频谱 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 2．AM 信号的解调 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SAM (t)还原为调制信号m (t)。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，如图3-5所示
课程设计报告题目模拟调制仿真
目录 一．原理 (1) 二．编程思想 (2) 三．结果 (3) 四．分析 (5) 五．程序代码 (8)
一．原理 1.1模拟调制原理 模拟调制包括幅度调制（DSB，SSB，AM）和相角调制（频率和相位调制）。在本次设计中主要讨论模拟调制中的幅度调制，幅度调制即用基带调制信号去控制高频载波的幅度，使其按基带信号的规律变化的过程。幅度调制主要有AM调制，DSB调制，SSB调制。他们的调制原理如下，AM调制：AM 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；DSB调制：在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络，调制信号中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边调制信号，或称抑制载波双边带调制信号；SSB调制：由于 DSB 信号的上、下两个边带是完全对称的，皆携带了调制信号的全部信息，因此从信息传输的角度来考虑，仅传输其中一个边带。 1.2 AM调制 AM信号的时域表示式： 频谱： 调制器模型如图所示： 1.3 DSB调制 DSB信号的时域表示式 频谱： 1.4 相干解调 相干解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号相乘后，经低 00 ()[()]cos cos()cos AM c c c s t A m t t A t m t t ωωω =+=+ 1 ()[()()][()()] 2 AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++-+++- ? () m t() m s t c t ⊕
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
第五章模拟调制系统 知识结构-调制的基本概念和作用、分类 -幅度调制的主要类型，及各自的调制解调方法、波形、 频谱、带宽、及抗噪声性能 -角度调制的主要类型，及各自的调制解调方法、功率、 带宽、及抗噪声性能 教学目的-了解模拟调制及其解调的原理和系统的抗噪声性能 -掌握各种已调信号的时域波形和频谱结构，系统的抗噪 声性能 -了解一些常用的调制解调芯片 教学重点-信噪比增益 -已调信号表达式的写法及分析、波形画法及分析 -卡森公式 教学难点-信噪比增益 -角度调制中最大频偏的概念和计算 教学方法及课时-多媒体授课（6学时）（3个单元） 作业-5-4，5-7，5-9，5-16，5-18 备注（在上课之前最好让学生复习一下“高频电路”中相关内容） AM和DSB在高频电路中如果已经讲的比较细，此处可略 讲。
单元七（2学时） §5.1 引言（调制的作用和分类） 知识要点：调制的过程、作用、分类 我们在第一章已经学过了模拟通信系统和数字频带通信系统的模型。从模型图中可以看出，它们都需要进行“调制”。那么什么是调制？为什么要进行调制？调制有哪些分类呢？我们下面逐一介绍。 §5.1.1 调制的概念（过程） 所谓调制，就是在发送端将要传送的信号附加在高频振荡信号上，也就是使高频振荡信号的某一个或几个参数随基带信号的变化而变化。其中要发送的基带信号又称“调制信号”；高频振荡信号又称“被调制信号”。 §5.1.2 调制的作用 调制的主要作用有三个： 1、将基带信号转化成利于在信道中传输的信号； 2、改善信号传输的性能（如FM具有较好的信噪比性能） 3、可实现信道复用，提高频带利用率。 §5.1.3 调制的分类 分2大类：正弦波调制、脉冲调制 正弦波调制又可分为模拟调制和数字调制。其中模拟调制又分调幅和调角2类，这是我们本章的主要内容。 §5.2 幅度调制与解调 知识要点：AM DSB SSB VSB的原理及波形频谱的画法带宽计算 §5.2.1 幅度调制的一般模型
目录 摘要------------------------------------------------------4 第一章课程设计内容及要求--------------------------------4 1、课程设计的内容-----------------------------------4 2、课程设计的要求-----------------------------------4 第二章通信系统的调制与解调------------------------------5 1、通信系统的概念----------------------------------5 2、调制和解调的概念--------------------------------6 第三章 MATLAB软件及功能介绍------------------------------7 1、MATLAB软件简介-----------------------------------7 2、GUI功能简介--------------------------------------7 3、基于MATLAB相关函数介绍---------------------------8 第四章四种模拟信号的调制解调---------------------------10 1、AM的调制与解调---------------------------------10 2、DSB的调制与解调--------------------------------13 3、SSB的调制与解调--------------------------------16 4、FM的调制与解调---------------------------------19 5、GUI界面的设计----------------------------------23 第五章总结与结束语-------------------------------------25 1、各调制解调方式性能分析总结----------------------25 2、结束语------------------------------------------26参考文献-------------------------------------------------26
第三章（模拟调制原理）习题及其答案【题3－1】已知线性调制信号表示式如下： （1）cos cos c t w t Ω（2）(10.5sin)cos c t w t +Ω 式中， 6 c w=Ω。试分别画出它们的波形图和频谱图。 【答案3－1】 （1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图 设 () M S w是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有 ()[()() 2 ()()] [(7)(5)(5)(7)] 2 M c c c c S w w w w w w w w w w w w w π δδ δδ π δδδδ =+Ω+++Ω- +-Ω++-Ω- =+Ω+-Ω++Ω+-Ω （2）如图所示分别是(10.5sin)cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：
设 () M S w是(10.5sin)cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有 ()[()()] [()() 2 ()()] [(6)(6)] [(7)(5) 2 (7)(5)] M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδ π δδ δδ πδδ π δδ δδ =++- ++Ω+++Ω- --Ω+--Ω- =+Ω+-Ω ++Ω+-Ω --Ω-+Ω 【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB及AM信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。 t m(t) 【答案3－2】 AM波形如下：
通过低通滤波器后，AM 解调波形如下： DSB 波形如下： 通过低通滤波器后，DSB 解调波形如下： 由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。 【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为 4cos10t π，进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。 【答案3－3】 可写出上边带的时域表示式
模拟信号幅度调制与Matlab 仿真 作者：蛙蛙通信 调制，顾名思义，是指用调制信号（基带信号）去控制载波信号，改变载波某些参数的过程。通过调制，不仅可以实现信号的频谱搬移，而且参数设计合理时，还能将改善系统传输的有效性和可靠性，所以调制过程在通信中占据着非常重要的部分。本文将讨论模拟信号幅度调制（AM ）解调过程中的性能。 幅度调制使用调制信号去控制载波的振幅，使载波的振幅按照调制信号去变化的过程。幅度调制的一般模型如下图(1)所示： 图(1) 幅度调制一般模型 如图(1)所示，调制信号为m(t) ，假定调制信号的频谱为M(ω)，载波为cos(ωc t)，滤波器h(t)的频谱为H(ω),已调信号为S(t)，则S(t)的时域表达式和频域表达式如下： S (t )=m (t ) cos(ωc t) * h(t) S(ω) = 1 2 [M (ω?ωc ) +M(ω+ ωC )]H(ω) 式(1)中，*表示为卷积运算。由式(1)可知，载波信号的幅度被调制信号m(t)控制，在频谱结构上，实现了把调制信号的频谱进行左右搬移。由于这种频谱搬移是线性的，所以幅度调制是一种线性调制。 本文将以MATLAB 仿真结果的形式，来仿真调幅(AM)与解调，抑制载波双边带调制与解调(DSBSC)，单边带调制与解调(SSB)。 调幅（AM ） 在图(1)中，令h(t) = δ(t)，即H(ω) = 1，全通滤波器，m(t) = m(t) +A0,其中A0为直流信号。则此时产生的信号S(t)即为调幅信号，记为S AM (T)。 调幅信号的框图如下图（2）所示： + S(t) cos(ωc t) m(t) 式(1) S AM (T ) m(t)
模拟调制技术及其应用 O 引言 通信信号调制方式自动识别是信号分析领域中一个比较重要的研究方向，尤其是在军事通信领域有着很大的应用前景。随着电子对抗技术研究的不断深人，迫切需要进行调制信号自动识别技术的研究，它被广泛应用于：信号确认，干扰识别，无线电侦听，电子对抗，信号监测和威胁分析等领域。当前最具吸引力的实现是软件无线电以及其它可重构系统。 常用的自动识别的方法有理论决策法和模式识别法两种，理论决策法是采用假设检验理论解决信号分类问题，通常根据信号的统计特性，基于耗费函数最小化原则导出统计检验量(主要特征量)，并设置合适的门限识别信号。A．K．Nan．di 利用特征参数γ max 、δap、δdp，P识别AM、DSB、LSB、USB、FM、VSB、AM．FM 七种模拟调制方式，由于计算参数曲与需要提取对噪声敏感的非折叠相位信息，因此在低信噪比时识别准确率较低，文中指出在信噪比低于10dB时，识别准确率很低。Y．T．Chan仅利用R参数识别AM，FM，SSB，DSB信号，需要设置三个门限值，且相邻两个门限值之间相差很小，因此在低信噪比时识别效果也不好。在实际的军事通信系统中，AM、DSB、LSB、USB、FM五种模拟调制方式为常用的调制方式，因此可以根据这五种信号的特点，提出在低信噪比时有较高识别准确率的识别流程。本文针对低信噪比时通信信号模拟调制方式的特点，提出了一种基于决策理论的模拟调制方式识别流程，该流程综合运用y～，P，R三个特征参数对AM、DSB、LSB、USB、FM五种模拟调制方式进行识别。由于无相位信息参数，仅利用对噪声不敏感的瞬时幅度与谱对称信息，因此可以在低信噪比时对模拟通信信号进行识别，结合信号的线性平滑处理技术或小波门限消噪法对输人数据进行处理，可以进一步提高识别正确率。 1 特征参数的提取与识别流程设计 通信信号的调制信息包含在信号的瞬时幅度、相位、频率的变化之中，不同的信号其频谱也呈现不同的特征，通过提取瞬时幅度、相位、频率以及频谱的参数统计特征，可以识别不同的通信信号。本文根据AM、DSB、LSB、USB、FM五种 模拟调制方式的特点，提取的特征参数为γ max ，R，P，其中γ max ，R对应信号 的瞬时幅度特征，P对应频谱对称性特征。在一定的信噪比条件下，根据提取的三个特征参数值，通过设置合理的判决门限，就可以识别出这五种调制方式，判别准则如下： (1)零中心归一化瞬时幅度谱密度的最大值γ max ： γ max =max|FFT(A cn (i))|2/N 式中， N s 为取样点数，A cn (i)为零中心归一化瞬时幅度，由下式计算：A (f)=A(i) ／m ，A (i)=^A ( )一1，而m。=ΣA(i)为瞬时幅度A(i)的平均值，用平均值来
摘要 调幅，英文是Amplitude Modulation（AM）。调幅也就是通常说的中波，范围在503---1060KHz。调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。 本课程设计主要研究了AM模拟调制系统的设计和仿真。在本次通信系统仿真训练中，我主要通过了解模拟幅度调制和解调的原理和其实现方法，然后根据其模拟幅度调制系统的原理给出了调制和解调的框图。其次弄懂了AM模拟调制的基本原理。最后利用Matlab软件仿真模拟幅度调制系统，实现AM调制和相干解调，给出了调制信号、载波信号及已调信号及解调信号的波形图和频谱图，并计算了该系统的信噪比。 关键词：调制解调 AM模拟调制信噪比
目录 前言 (1) 一、调制及解调原理 (2) 1.1调制原理 (2) 1.2 解调原理 (3) 二、模拟调制 (4) 2.1 模拟调制原理 (4) 2.2 AM调制的基本原理 (4) 2.3 AM解调原理与抗噪性能 (6) 2.4 FIR数字滤波器设计方法 (8) 三、AM调制解调系统的MATLAB仿真及其分析 (10) 3.1 AM调制解调分析的MATLAB实现 (10) 3.2 MATLAB仿真及其分析 (10) 总结 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)
前言 调制在通信系统中的作用是至关重要的。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通调制（也称载波调制）。在大多数场合，调制一般指载波调制。 载波调制，就是用调制信号去控制载波的参数的过程，使载波的某一个或某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信息信号（基带信号），这些新号可以是模拟的，也可以是数字的。未接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。载波调制后称为已调信号，它包含有调制信号的全部特征。解调则是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。 此次设计主要进行模拟调至系统的模拟和仿真，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。常见的调幅AM、双边带DSB、单边带VSB等调制就是幅度调制的几个典型实例；而频率调制FM是角度调制中被广泛采用的一种。 本文主要分析了AM在高斯白噪声影响下的波形变化，通过对有无噪声解调信号波形的对比分析，，估计AM调制解调系统的性能。
****************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2013年春季学期 通信系统仿真训练 题目： AM模拟幅度调制仿真 专业班级：通信工程三班 姓名： 学号： 指导教师：王维芳 成绩：
本次课程设计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其解调的方法。不同的解调方法在不同的信噪比情况下的解调结果，哪种方法更好，作出比较。要求是进行双音及以上的AM信号的调制与解调。先从AM的调制研究，研究它的功能及在现实生活中的运用。其次研究AM的解调，以及一些有关的知识点，以及通过它在通信方面的运用更加深入的了解它。从单音AM信号的数学模型及调制解调方式出发，得出双音AM信号的数学模型及其调制与解调的框图和调制解调波形。利用MATLAB编程语言实现对双音AM信号的调制与解调，给出不同信噪比情况下的解调结果对比。 关键词：AM信号，调制，解调，信噪比，MATLAB
前言 (1) 一.仿真工具MATLAB (2) 2．MATLAB仿真技术在现代通信中的应用 (2) 二．调制 (4) 1．调制的概念 (4) 2．调制的种类 (4) 3．幅度调制 (4) 4．AM幅度调制 (5) 2.4.1 AM信号的时域和频域表达式 (6) 2.4.2 信号的带宽 (6) 2.4.3 AM信号的功率与调制效率 (6) 5．噪声类型 (6) 2.5.1噪声的分类 (6) 2.5.2本次课程设计的噪声模型 (7) 2.5.3抗噪声性能的分析模型 (8) 三.AM信号的解调 (9) 1．相干解调 (9) 2．包络检波法 (9) 四．设计思路 (11) 五．测试结果 (12) 六．心得体会 (15) 七．参考文献 (16) 附录： (17) 1．程序代码： (17) 2．调试分析 (19)
一数字调制系统仿真实验 基本原理 当调制信号位二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率或相位只有两种变化状态，常用的二进制数字调制方式有以下几种：二进制振幅键控调制（2ASK ）、二进制频移键控（2FSK ）、二进制移相键控（2PSK ）和二进制相对（或差分）相位键控（2DPSK ）。 1、 二进制振幅键控（2ASK ） 1) 调制方法 2ASK 信号可表示为： 式中，g(t)是持续时间为Ts 的矩形脉冲，即： 产生2ASK 的方法有两种，如图所示。 . s (t ) 2ASK 调制原理框图 cosωc t 乘法器 载波 cosωc t e 0(t ) s (t ) e 0(t ) 开关电路 相应的调制输出如下图所示： 1) 2ASK 信号的解调 相干解调法： ?? ?≤=t T t t g s 其它0 2/1 )(?? ?-=出现 以概率出现以概率P P a n 11 0t nT t g a t t s t e c n s n c ωωcos ])([cos )()(0∑-==
. cos ωc t 相干解调法 相乘器 定时脉冲 输入 输出 带通 滤波器 低通 滤波器 抽样 判决器 包络检波法 . 包络检波法 带通 滤波器 半波或 全波整流 定时脉冲 低通 滤波器 抽样 判决器 输入 输出 2、 二进制频移键控（2FSK ） 1) 调制方法 2FSK 信号可表示为： ) cos(])([) cos(])([) cos()()cos()()(2112110n n s n n n s n n n t nT t g a t nT t g a t t s t t s t e θω?ωθω?ω+-++-=+++=∑∑ 式中，g(t)是持续时间为Ts 的矩形脉冲，即： ?? ?≤=t T t t g s 其它02/1)( 产生2FSK 的方法有两种，如图所示。 s (t ) 2FSK 调制原理框图 cosωc t 模拟调频器 ~f 1 e 0(t ) s (t ) e 0(t ) 载波 开关电路 ~f 2 FSK 调制信号的输出如下图所示： ?? ?-=出现 以概率出现以概率P P a n 11 的反码 为n n a a
南昌工程学院 《通信原理》课程设计 题目模拟通信调制解调技术的仿真实现—— 相角调制——频率调制 课程名称通信系统原理 系院信息工程学院 专业09通信工程 班级一班 学生姓名 学号 设计地点电子信息楼B405 指导教师侯友国 设计起止时间：2012年6月4日至2012年6月15日
目录 一、需求分析 (2) 二、系统总体设计 (2) 三、系统详细设计 (4) 1.解调过程分析 (4) 四、调试与维护 (5) 频率调制的Matlab演示源程序 (5) 六、参考文献 (8) 七、指导教师评阅（手写） (9)
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目录 摘要......................................................................... 错误!未定义书签。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 Simulink仿真 (4) 一 Simulink仿真模型 (4) 二参数设置 (4) 三运行结果 (8) 四结果分析 (17) 结束语 (17) 参考文献 (17)
摘要调幅，英文是Amplitude Modulation（AM）。调幅也就是通常说的中波，范围在503—1060KHz。调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。本课程设计主要研究了AM调制系统的设计和仿真。在本次通信系统仿真训练中，我主要通过了模拟幅度调制和解调的原理和其实现方法，然后根据模拟幅度调制系统的原理给出了调制和解调的框图。其次，弄懂了AM调制的基本原理。最后利用Matlab软件仿真模拟幅度调制系统，实现了AM调制和解调，给出了调制信号、载波信号、已调信号及解调信号的波形图和频谱图。 关键词：调制；解调；AM模拟调制 第一章概述 一课题内容 1.设计AM信号实现的Simulink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Simulink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
实验一：模拟线性调制系统仿真 一、实验目的： 1、掌握模拟调制系统的调制和解调原理； 2、理解相干解调。 三、实验内容： 1、编写AM 、DSB 、SSB 调制，并画出时域波形和频谱图。 2、完成DSB 调制和相干解调。 四、实验步骤 1、线性调制 1) 假定调制信号为()cos 2πm m t f t =，载波()cos 2πc c t f t =，m f =1kHz ，c f =10kHz ； 绘制调制信号和载波的时域波形(保存为图1-1)。 00.0010.0020.0030.004 0.005 0.0060.0070.0080.0090.01 -1 1 调制信号 t (s)0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0050.006 0.007 0.008 0.009 0.01 -1-0.500.5 1载波 t (s) 2) 进行DSB 调制，DSB ()()()s t m t c t =?；进行AM 调制，[]AM ()1()()s t m t c t =+?；绘制DSB 已调信号和AM 已调信号的波形，并与调制信号波形进行对照(保存为图1-2)。
00.0010.0020.0030.004 0.0050.0060.0070.0080.0090.01 -2 2DSB 已调信号 t (s) 00.0010.0020.0030.004 0.0050.0060.0070.0080.0090.01 -2 2AM 已调信号 t (s)00.0010.0020.0030.004 0.0050.0060.0070.0080.0090.01 -2 2 调制信号 t (s) 3) 用相移法进行SSB 调制，分别得到上边带和下边带信号， SSB 11 ?()()()()()22 Q s t m t c t m t c t =??，?()sin 2πm m t f t =，()sin 2πQ c c t f t =。 4) 对载波、调制信号、DSB 已调信号、AM 已调信号和SSB 已调信号进行FFT 变换，得到其频谱，并绘制出幅度谱(保存为图1-3)。
题目模拟调制技术的仿真与实现 学生姓名夏天宝学号1213024099 所在学院陕西理工学院物理与电信工程学院 专业班级通信1204班 指导教师魏瑞 完成地点物理与电信工程学院实验 2016 年 5 月28 日
毕业论文﹙设计﹚任务书 院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信1204班学生姓名夏天宝 一、毕业论文﹙设计﹚题目模拟调制技术的仿真与实现 二、毕业论文﹙设计﹚工作自 2016 年 1 月 10 日起至 2016 年 6 月 15 日止 三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 通信工程实验室 四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求： 设计要求： 1、掌握模拟线性传输系统中AM,DSB,SSB,VSB调制方式的原理和设计思想。 2、掌握模拟非线性传输系统中FM,PM调制方式的原理及设计思想。 3、分析常见噪声——高斯白噪声对模拟线性调制系统的影响。 4、分析在高斯白噪声环境下，模拟非线性调制系统的性能。 5、比较模拟调制系统中各种调制方式的性能的比较。 6、实现一种模拟调制解调系统，比较仿真与实现的差异。 进度安排： 1、 2016年3月1日前完成毕业设计开题报告，并提交至毕业设计管理系统，进入实验室开始设计任务。 2、2016年4月30日前学院组织毕业设计中期检查。 3、2016年5月30日前完成毕业设计成果验收。 4、2016年6月3日前完成设计论文定稿，准备答辩材料。 5、2016年6月6-8日毕业设计答辩。 6、2016年6月15日前，完成毕业设计所有材料的整理归档。 指导教师系(教研室) 系(教研室)主任签名批准日期 接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名
1.绪论 1.1 模拟通信系统概述 随着社会生产力的发展，人们对传递消息的要求越来越高，通信，则承载着这个重要的任务。通信中要进行消息的传递，必须有发送者和接收者，发送者和接收者可以是人也可以是各种通信终端设备。换言之，通信可以在人与人之间，也可以在人与机器活机器与机器之间进行。必须有三大部分：一是发送端；二是接收端；三是收发两端之间的信道。通信系统主要分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统通常由模拟信息源，调制器，信道，解调器与收信者组成。模型如下： 图1-1 模拟通信系统模型图 模拟通信在信道中传输的信号频谱比较窄，因此可通过多路复用使信道的利用率提高，但它的缺点是: 1)传输的信号是连续的，叠加噪声干扰后不易消除，即抗干扰能力较差; 2)不易保密通信; 3)设备不易大规模集成; 4)不适应飞速发展的计算机通信的要求 1.2 模拟信号调制解调 模拟通信系统中，调制与解调是通信系统中的重要环节，它使信号发生本质性的变化。本文主要对线性调制（AM,DSB,SSB）与非线性调制(FM,NBFM)的信号产生（调制）与接受（解调）的基本原理，方法技术加以讨论，并通过System View仿真验证常规双边带调幅（AM），双边带调幅（DSB），单边带调幅（SSB），频率调制（FM），窄带频率调制（NBFM）。通过此软件观察信号的调制与解调过程，并对输出波形进行分析。 模拟调制和解调是实现是实现模拟通信系统的重要组成部分。调制是将原始电信号变换成其频带适合信道传输的信号；解调是在接收端将信道中传输的信号还原成原始的电信
号；经过调制后的信号成为已调信号;发送端调制前和接收端解调后的信号成为基带信号。因此，原始电信号又称为基带信号，而已调信号又称为频带信号。 模拟信号的调制与解调是通信原理课程的经典内容，也是模拟通信时代的核心技术。虽然当代技术已发展为数字通信新时代，但模拟信号的调制与解调理论仍然是通信技术中的基础内容之一。 1.3仿真软件简介 1.3.1 System View软件介绍 1)System View是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境的用于系统仿真分析的可视化软件工具。它界面友好，使用方便。 2)System View是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具盒，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计，仿真要求。它可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合及多速率系统，可用于各种线性、非线性控制系统的设计和仿真。 3)System View以模块化和交互式的界面，在大家熟悉的Windows窗口环境下，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。使用System View你只需要关心项目的设计思想和过程，而不必花费大量的时间去编程建立系统仿真模型。用户只需要使用鼠标器点击图标即可完成复杂系统的建模、设计和测试，而不必学习复杂的计算机程序编制，也不必担心程序中是否存在编程错误。 1.3.2 System View仿真系统的特点 1)能仿真大量的应用系统 2)快速方便的动态系统设计与仿真 3)在报告中方便地加入System View的结论 4)提供基于组织结构图方式的设计 5)多速率系统和并行系统 6)完备的滤波器和线性系统设计 7)先进的信号分析和数据块处理 8)可扩展性 9)完善的自我诊断功能。 System View是一个用于电路与通信系统设计、仿真的动态分析工具,它实现了功能的
实验二模拟角度调制系统及眼图仿真实验 眼图结果： 方法一：一般调制结果 用电压控制振荡器产生调频信号结果： 实验分析： (1)眼图原理 所谓眼图就是指示波器显示的图形，因为在传输二进制信号波形时，它很象人的眼睛。
为了说明眼图和系统性能之间的关系，我们把眼图简化为一个模型，它的参数表示为： 最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻； 对定时误差的灵敏度可由眼图的斜边之斜率决定，斜率越陡，对定时误差就越灵敏； 眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平； 在抽样时刻上，上下两阴影去的间隔之半为噪声容限（或称噪声边际），即若噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决。 (2)模拟角度调制系统（FM ）原理： 在连续波调制中，载波可表示为： )cos()(φω+=t A t c c 其中幅度A 、角频率c ω和相位φ这三个参数都可以用来携带信息而构成调制信号。如果幅度A 和角频率c ω保持不变，而瞬时角频率是调制信号f(t)的线性函数时，这种调制方式称为频率调制。此时瞬时角频率偏移为 )(t f K FM =?ω 瞬时角频率为 )(t f K FM c +=ωω 式中K FM 称为频偏常数，有时也称为调频器的灵敏度，单位为弧度/秒/伏。 调频波的瞬时相位为 ?+=dt t f K t t FM c )()(ωφ 因此，调频波的时间表示为 ])(cos[)(?+=dt t f K t A t S FM c FM ω FM K 是的频率偏移指数。 实验体会 通过本次实验我熟悉了调频信号的产生及解调的计算机以及数字基带信号的波形特点及眼图的仿真方法，并掌握了模拟调制系统的调制和解调原理；理解了相干解调。与此同时我知道了计算机仿真连续信号其实都是用密集的离散信号来代替的，当试验中设置的频率过高时计算机会计算不出，所以在仿真是要适当调小频率。
各种模拟调制系统的比较 1.各种模拟调制方式总结 假定所有调制系统在接收机输入端具有相等的信号功率，且加性噪声都 是均值为0、双边功率谱密度为/2的高斯白噪声，基带信号带宽为，在所有系统都满足 例如，为正弦型信号。综合前面的分析，可总结各种模拟调制方式的信号带宽、制度增益、输出信噪比、设备（调制与解调）复杂程度、主要应用等如表3-1所示。表中还进一步假设了AM为100%调制。 表3-1 各种模拟调制方式总结
2.各种模拟调制方式性能比较 就抗噪性能而言，WBFM最好，DSB、SSB、VSB次之，AM最差。NBFM与AM接近。图3-33示出了各种模拟调制系统的性能曲线，图中的圆点表示门限点。门限点以下，曲线迅 速下跌；门限点以上，DSB、SSB的信噪比比AM高4.7dB以上，而FM（＝6）的信噪比比AM 高22dB。 就频带利用率而言，SSB最好，VSB与SSB接近，DSB、AM、NBFM次之，WBFM最差 由表3-1还可看出，FM的调频指数越大，抗噪性能越好，但占据带宽越宽，频带利用率越低 3.各种模拟调制方式的特点与应用 AM调制的优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差，信号带宽较宽，频带利用率不高。因此，AM制式用于通信质量要求不高的场合，目前主要用在中波和短波的调幅广播中。 DSB调制的优点是功率利用率高，但带宽与AM相同，频带利用率不高，接收要求同步解调，设备较复杂。只用于点对点的专用通信及低带宽信号多路复用系统。 SSB调制的优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM，而带宽只有AM的一半；缺点是发送和接收设备都复杂。SSB制式普遍用在频带比较拥挤的场合，如短波波段的无线电广播和频分多路复用系统中。 VSB调制性能与SSB相当，原则上也需要同步解调，但在某些VSB系统中，附加一个足够大的载波，形成（VSB+C）合成信号，就可以用包络检波法进行解调。这种 （VSB+C）方式综合了AM、SSB和DSB三者的优点。所以VSB在数据传输、商用电视广播等领域得到广泛使用。 FM波的幅度恒定不变，这使得它对非线性器件不甚敏感，给FM带来了抗快衰落能力。利用自动增益控制和带通限幅还可以消除快衰落造成的幅度变化效应。这些特点使得NBFM对微波中继系统颇具吸引力。WBFM的抗干扰能力强，可以实现带宽与信噪比的互换，因而WBFM广泛应用于长距离高质量的通信系统中，如空间和卫星通信、调频立体声广播、短波电台等。WBFM的缺点是频带利用率低，存在门限效应，因此在接收信号弱、干扰大的情况下宜采用NBFM，这就是小型通信机常采用NBFM的原因。