一、设计题目单边带调制信号产生和解调的仿真

摘要单边带调制由于占用更窄的频带和更高的频带利用率，在通信系统中得到更广泛的应用，本文简单介绍了相移法实现单边带调制以及同步检波电路原理及设计方法，并以multisim 为工具，对调制解调解调系统进行仿真，同时对仿真结果进行分析。

学会设计电路，进一步掌握所学单元电路及在基础培养自己分析、应用其他单元电路的能力。

关键字：单边带；调制；解调；Multisim；仿真一、调制与解调的概述 (3)二、SSB信号的产生及过程分析 (3)1、SSB信号的产生 (3)（1）滤波法产生单边带信号 (3)（2）相移法产生单边带信号 (4)2、相移法产生单边带信号的过程分析 (5)（1）移相电路 (5)(2) 模拟乘法器 (6)（3）同相求和电路 (8)3、单边带调制仿真及过程分析 (9)（1）Multisim简介 (9)（2）仿真及分析 (9)三、SSB信号解调的原理及过程分析 (11)1、SSB信号解调电路的设计方法 (11)2、低通滤波器 (12)3、SSB信号的仿真、分析 (13)四、SSB信号的产生及解调总体分析 (14)五、总结 (16)参考文献： (17)一、调制与解调的概述所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程，在无线通信及其他大多数场合，调制都是指载波调制，即用调制信号去控制载波的参数的过程，使载波的某一或某几个参数随着调制信号的规律而变化。

幅度调制就是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化。

变化的周期与调制信号周期相同。

即振幅变化与调制信号的振幅成正比。

通常称高频信号为载波。

通信系统中之所以要用到载波调制，是为了实现几个目标：一，在无线传输中，信号是以电磁波的形式通过天线辐射到空间的.为了获得较高的辐射效率，天线的尺寸必须与发射信号波长相比拟。

而基带信号包含的较低频率波长较长，致使天线过长而难以实现。

但若通过调整，把基带信号的频谱搬至较高的载波频率上，使已调信号的频谱与信道的带通特性相匹配，这样就可以提高传输性能，以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。

课程设计课程设计名称：通信原理课程设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计时刻：电子信息工程专业课程设计任务书1 需求分析设定余弦信源，仿真其SSB 调制信号，用MATLAB 仿真求调制信号的功率谱密度，画出相干解调后的信号波形并分析其性能。

那个地址设定载波频率为10Hz ，按要求对一个频率为1Hz 、功率为1的余弦信源用MATLAB 画出SSB 调制信号、该信号的功率谱密度、相干解调后的信号波形并分析在AWGN 信道下，仿真系统的性能。

2 概要设计单边带信号的产生：双边带调制信号频谱中含有携带同一信息的上、下两个边带。

咱们只需传送一个边带信号就能够够达到信息传输的目的，以节省传输带宽、提高信道利用率，这确实是单边带调制。

产生SSB 信号有移相法和滤波法等，本设计采纳希尔伯特变换法，直接得出SSB 信号可表示为：SSB(t)=m(t)*cos(Wc)t+m^(t)*sin(Wc)t 式中：m^(t)是m （t ）的所有频率成份移相-π/2的信号，称为的希尔伯特信号。

式中符号取”-”产生上边带，取“+”产生下边带。

单边带信号的解调：采纳相干解调法,解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。

解调是调制的反进程，即把在载波位置的已调信号的谱搬回到原始基带位置，因此一样用相乘器与载波相乘来实现。

3 运行环境装有MATLAB 的windowsPC 机一台4 开发工具和编程语言MATLAB 软件，MATLAB 编程语言5 详细设计2cos c c tω=设置参数：t0=1;ts=;fc=10;fs=1/ts;t=[-t0+:ts:t0];概念未调制信号，载波，上下边带信号u，vm=sqrt(2)*cos(2*pi*t); 信号源功率为1，频率为1HZc=cos(2*pi*fc.*t); 载波频率为10HZb=sin(2*pi*fc.*t);上下边带解调信号通太低通滤波器取得低频的未调制信号v0=m.*c+imag(hilbert(m)).*b; %下边带调制u0=m.*c-imag(hilbert(m)).*b; %上边带调制v=awgn(v0,30); %加噪声u=awgn(u0,30); %加噪声jit=v.*c;jit1=u.*c;ht=(2*pi*fc.*sin(2*pi*fc.*t)./(2*pi*fc.*t))./pi; 时域低通滤波器jt=conv(ht,jit); 滤去高频成份的下边带信号ll=length(jt);l=-ll/2*ts:ts:(ll/2*ts-ts);jt1=conv(ht,jit1); 滤去高频成份的上边带信号画出上下边带已调信号波形figure(2);subplot(2,1,1)plot(t,u(1:length(t)));axis([,,,]);xlabel('时刻');title('下边带已调信号') ; subplot(2,1,2);plot(t,v(1:length(t)));axis([,,,]);xlabel('时刻 ');title('上边带已调信号 ');画出上下边带解调信号波形figure(3)subplot(2,1,1);plot(l,jt,'r');axis([-1,1,-1000,1000]) xlabel('时刻 ');title('下边带已调信号'); subplot(2,1,2);plot(l1,jt1);axis([-1,1,-1000,1000]) xlabel('时刻');title('上边带已调信号'); 画出上下边带已调信号功率谱密度figure(4)V=fftshift(fft(v));对下边带信号进行傅里叶变换，并与频率对应V0=abs(V); 取傅里叶系数绝对值V1=V0.^2; 傅里叶系数绝对值平方，即在某一频率处功率df=; 频率距离L=length(V);f=-L/2*df:df:L/2*df-df;subplot(2,1,1);plot(f,V1);axis([-100,100,0,3000000])title('下边带功率谱');xlabel('f/HZ');ylabel('V1');U=fftshift(fft(u));同上边带一样进行傅里叶变换U0=abs(U); 取傅里叶系数绝对值U1=U0.^2; 傅里叶系数绝对值平方，即在某一频率处功率df=;L=length(U);f=-L/2*df:df:L/2*df-df;subplot(2,1,2);plot(f,U1);axis([-100,100,0,3000000])title('上边带功率谱 ');xlabel('f/HZ');ylabel('U1');6 调试分析第一，在设置载波时刻轴时跨度能够大点，设置信号时刻轴时跨度小点，如此取得图形看上去更直观。

单边带调幅ssb和解调的实现设计下图是典型的AM 系统发射器的工作原理：语音信号与载波信号混频并产生要传输的完整AM信号，接收时通过解调过滤掉载波以还原语音信号。

传统的AM信号传输存在几个问题：•载波两侧有两个相同的边带会浪费带宽•为了防止解调时失真，调制效率上限为33%•即使没有传输任何内容，也存在载波信号单边带单边带（SSB）的概念很简单：既然不需要两个边带，就去掉一个！要实现这一点，只需在系统中添加一个组件即可移除额外的边带，该组件称为带通滤波器。

下图是SSB 发射系统的原理：由图可见，带通滤波器已从频谱中去除了下边带 (LSB) 和载波，剩余部分被发送。

接收机不能按原样处理信号，必须先将信号恢复到解调前应有的状态， SSB系统中接收机有自己的载波信号（来自本地振荡器），用以还原单边带信号到原始调幅信号。

下图是SSB接收系统的原理：通过自己的载波信号，接收机将SSB信号重新转换为传统的调幅(AM)信号，其余信号正常处理。

因此，SSB系统有两处变化以实现信号传输•发射器在放大前增加了一个带通滤波器用于发射•接收机在处理之前将本地载波信号添加回信号中SSB 的优点通过消除传输中的重复边带和载波，带宽减少了一半。

在 SSB 系统中预测带宽的公式是 BW = fm，其中 fm 是使用的最大调制频率。

通过减少传输的带宽，可以在同一频带中放置双倍数量的频道（或电台）。

因为载波也被过滤掉，除非正在发送信息，否则没有传输。

这有利于隐蔽信号，效率也大大提高。

回想一下，效率是边带中的功率除以总功率。

有人可能会说，由于只传输边带信息，因此效率是100%。

虽然这在我们的定义中是正确的，但笼统地说是不准确的，因为效率的通常定义衡量的是输出与输入的比较，因此包括电路和天线的损耗，典型的效率值为80-95 %。

总结• SSB 将带宽减半，效率提高到近 100%•必须在发射器上增加带通滤波器，在接收机上增加本地振荡器，以使传统AM系统成为SSB系统。

目录目录 (1)1．目标与内容 (2)2．设计方案 (2)2.1 调制方法 (2)2.2.1 滤波法 (2)2.2.2 相移法 (3)2.2 解调方法 (4)2.2.1 相干解调法 (4)2.2.2 载波插入法 (5)3.仿真与实验、分析 (5)参考文献 (9)单边带信号的调制与解调设计与仿真摘要： 单边带幅度调制由于占用更窄的频带和更高的频率利用率，在通信系统中得到更广泛的应用。

本文简单介绍了单边带调制解调的原理及设计方法，并以MATLAB 中的Simulink 为工具，对调制解调系统进行仿真，同时对其仿真结果进行分析。

关键字：单边带；调制；解调；Simulink ；仿真1．目标与内容随着通信业务的不断发展，频道拥挤的问题日益突出，占用较窄频带或能在同一频段内容纳更多用户的通信技术日渐受到了人们的重视。

语音信号的频率300 Hz ～3400Hz ，双边带信号的每一个边带都携带有语音信号的全部信息。

单边带幅度调制（Single Side Band Amplitude Modulation ）只传输频带幅度调制信号的一个边带，使用的带宽只有双边带调制信号的一半，具有更高的频率利用率，成为一种广泛使用的调制方式。

本文在介绍单边带调制与解调的方法后，利用MATLAB 的集成仿真环境Simulink 对单边带调制与解调系统进行了仿真。

2．设计方案2.1 调制方法2.2.1 滤波法单边带调制就是只传送双边带信号中的一个边带（上边带或下边带）。

产生单边带信号最直接、最常用的是滤波法，就是从双边带信号中滤出一个边带信号。

如图1所示，为滤波法模型的示意图。

()M t ()SSB s t 载波()c u t图1 滤波法调制模型基带信号与载波信号相乘得到双边带信号，双边带信号时域表达式如下双边带信号经过一个滤波器，可以得到单边带信号。

当取上边带时，单边带信号时域表达式为取下边带时，时域表达式为上下边带的选取决定于滤波器的选取。

预先设计的滤波器：LPF:HSSB:1、调制程序function myfun()%采用滤波法产生SSB信号Fs=44100;%采样频率44100HZk1=input('k1=');%调制信号的参数k1fc=20000;%载波频率设定为20000HZ；Fc=2000;%调制信号的频率t=0:1/Fs:1;%采样时间m=k1*sin(2*pi*Fc*t);%产生调制信号subplot(2,1,1);plot(m);xlabel('时间t');ylabel('调制信号m（t）');%做出调制信号的图SDSB=m.*cos(2*pi*fc*t);%产生双边带调制信号SSB=conv(HSSB,SDSB);%让双边带信号通过预先设计好的HSSB带通滤波器);subplot(2,1,2);plot(SSB);xlabel('f');ylabel('已调信号SSB（t）');sound(SSB,44100);%通过声卡发送已调信号end2、在没有音频线传输信号时，模拟信道噪声程序SNR=40;%设定模拟信道信噪比SSB1=awgn(SSB,SNR);%加入模拟信道高斯白噪声3、解调程序function myfun()%采用相干解调解调SSB信号Fs=44100;%采样频率44100HZfc=20000;%载波频率设定为20000HZ；t=0:1/Fs:1;%采样时间SSB1=wavrecord(44101,44100);%通过声卡接收信号subplot(3,1,1);plot(SSB1);xlabel('t');ylabel('通过声卡的接收信号');%作图S=conv(SSB1,HSSB);%让接收到的信号通过带通滤波器subplot(3,1,2);plot(S);xlabel('t');ylabel('通过带通滤波器后的接收信号');%作图ii=1;S1=ones(1,44101);while ii<=44101S1(ii)=S(ii);ii=ii+1;end%通过循环截取前面的44101个数据点S2=conv(LPF,S1.*cos(2*pi*fc*t));%解调的核心程序subplot(3,1,3);plot(S2);xlabel('t');ylabel('解调后的信号');%作图end。

模拟单边带调制和解调------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx模拟单边带调幅及解调一．设计目的及意义我们知道模拟信号调制有利于信号的传输,有利于信道的利用,可以用较少的信道传输较多的信息。

信号调制由双边带调幅和单边带调幅两类，单边带调幅只传输频带幅度调制信号的一个边带，使用的带宽只有双边带调制信号的一半，具有更高的频率利用率,成为一种广泛使用的调制方式。

对于双边带调制信号而言,则很难达到预期的效果，由此,寻求一种可靠及能在高质量的通信方式对于我们通信传输而言就显得很重要了。

对比两种调制方式，单边带调制就具有稳定可靠,占用宽带少和传输距离远的特点。

二．设计原理１.。

单边带调制原理据我们所知,单边带调制中只传输双边带调制信号的一个边带。

因此产生单边带信号的最直观的方式是让双边带信号通过一个单边带滤波器,滤除不要的边带,就可以得到单边带信号。

这种方法就是滤波法，其频谱变换图如下:当采用单频调制时假设有调制信号f(t）=Ａm＊ｃoｓ(wm*t)载波信号Ｃ(t）=cos(wｃ*ｔ）双边到调幅信号为Sdsb=0。

５*Aｍ＊ｃos(wc+wｍ)*t+0．5*Aｍ＊cｏs(wc-wm)＊ｔ保留上边带的调幅信号Susb＝0。

5*Am*(coｓ（wc*t）*cos （ｗm*ｔ)）－sin(（wc＊t）＊ｓiｎ（ｗm＊t））保留下边带的调幅信号Ｓlsb=0．5*Am＊(ｃｏｓ（wc*ｔ）*coｓ（wm*t）)+ｓｉn（(wｃ*t)*siｎ（wm＊t))根据以上信息，可以引出实现单边带调制的另一种方法，称为相移法,也叫希尔伯特变换法其上边带信号为Ｓuｓｂ＝0。

5＊ｆ(t)*cos(wc＊t)—0。

5＊f ＾（t）＊siｎ（ｗｃ＊t)使用这些信息可以实现单边带调幅.2 .单边带信号的解调单边带信号的解调一般采用的是相干解调的方式,如上所示单边带信号的时域表达式为:S(t)＝０.５*ｆ(t)＊cos(wｃ*t）_＋０。

实验名称：SSB 信号的调制与解调仿真【实验目的】● 理解SSB 信号的产生原理及波形。

● 掌握SSB 信号的相干解调原理及方法。

【设计原理】单边带信号（SSB ）是将双边带信号中得一个边带滤掉而形成的，这样既节省发送功率，还可以节省一半传输频带。

单频调制信号为: 载波为: DSB 信号为： 单频调制的SSB 信号可统一表示为： SSB 调制信号的时域表达式为：解调模块：采用相干载波解调方式。

接收的信号为： 解调过程：采用低通滤波器过滤： 【主程序】clc clear all close alltc ωcos ()t m Ω=cos t t cos cos c ω⋅Ωt ()()tcos 21cos 21c c Ω-+Ω+=ωωt ()t sin t sin 21t cos t cos 21t s c c SSBωω⋅Ω⋅Ω= ()()()t m t m t s c c SSB ωωsin t ˆ21cos t 21=()()()t mt m t s c c SSB ωωsin t ˆ21cos t 21=()()()t t mt m t t s c c c c SSB ωωωωcos sin t ˆ21cos t 21cos 2 =()()()()()()t m t m m t m t m c c c c ωωωω2sin t ˆ412cos t 41t 412sin t ˆ412cos 1t 41 +=+=()t 41m%% SSB信号调制过程Fs=100000;%总共的时间t=[0:1/Fs:0.01];%一个脉冲的时间y=cos(300*2*pi*t);%调制的信号yw=fft(y);%其傅里叶变换yw=abs(yw(1:length(yw)/2+1));%已调信号的频谱frqyw=[0:length(yw)-1]*Fs/length(yw)/2;%已调信号频谱的功率Fc=30000;%载波脉冲c=cos(Fc*2*pi*t);%载波b=sin(2*pi*Fc.*t);%载波正弦变换lssb=y.*c+imag(hilbert(y)).*b;%在下边带信号利用希尔伯特变换y1=awgn(lssb,30);wsingle=fft(lssb);wsingle=abs(wsingle(1:length(wsingle)/2+1));%已调信号的频谱frqsingle=[0:length(wsingle)-1*Fs/length(wsingle)/2];%已调信号频谱的功率asingle=ademod(y1,Fc,Fs,'amssb');%SSB的解调aa=fft(asingle);%其傅里叶变换aa=abs(aa(1:length(aa)/2+1));frqaa=[0:length(aa)-1]*Fs/length(aa)/2;%解调信号频谱figure(1);%表格(1)subplot(2,1,1);%创建子表plot(t,y);grid on;title('调制信号的时域波形');subplot(2,1,2);%创建子表plot(frqyw,yw);grid on;title('调制信号频谱');axis([0 1000 0 max(yw)]);%表内数值的取值范围figure(2);%表格(2)subplot(2,1,1);%创建子表plot(t,lssb);grid on;title('下边带信号波形');subplot(2,1,2);%创建子表lewsingle=abs(fft(lssb));plot(lewsingle);axis([0 1000 0 500]);grid on;title('下边带信号频谱');figure(3);subplot(2,1,1);%创建子表plot(t,asingle);grid on;title('解调后信号波形'); subplot(2,1,2);%创建子表plot(frqaa,aa);grid on;title('解调后信号频谱'); axis([0 3000 0 max(aa)]);figure(4);%表格(4)plot(t,c);grid on;title('载波信号时域波形');。

目录摘要 (1)第1章设计意义及要求 (2)1.1 设计意义 (2)1.2 设计要求 (2)第二章、SSB调制与解调的基本原理 (3)2.1：软件简介 (3)2.2、幅度调制的原理 (3)2.3边带调制 (4)2.4单边带调制 (5)2.5相干解调 (7)2.6调制的意义 (8)第三章、单边带调制与解调电路设计 (9)3.1、SSB电路的设计过程 (9)3.3、切比雪夫型带通滤波器 (11)3.4、二阶有源滤波电路 (12)SSB总电路 (15)3.5.1信号源 (15)第四章总结 (16)参考文献 (17)摘要本文介绍了SSB信号的调制与解调的仿真分析。

单边带SSB节约频带，节省功率，具有较高的保密性，因此，国内外使用的短波电台均为单边带电台。

本课程设计就是产生单边带并进行解调。

使用乘法器生产DSB信号，然后经过带通滤波器进行滤波生成SSB信号，再通过同步检波进行解调。

通过输入检测信号进行检测，设计的电路可以完成单边带的调制和解调。

关键字：单边带、滤波器、调制、解调、仿真第1章设计意义及要求1.1 设计意义随着通信业务的不断发展，频道拥挤的问题日益突出，占用较窄频带或能在同一频段内容纳更多用户的通信技术日渐受到了人们的重视。

本次课设的目的是通过学习和掌握电路设计于仿真软件的基础上，按照要求设计一个普通调幅的调制解调电路并进行仿真，综合应用所学知识，为今后的学习和工作积累经验。

此外，该题目涵盖了《通信原理》、《电路分析》、《模拟电子》、《通信电子线路》等主要课程的知识点，学生通过该题目的设计过程，可以初步掌握各种元器件工作原理和电路设计、开发原理，得到系统的训练，提高解决实际问题的能力。

实现SSB的调制解调系统的设计与仿真。

单边带幅度调制（Single Side Band Amplitude Modulation）只传输频带幅度调制信号的一个边带，使用的带宽只有双边带调制信号的一半，具有更高的频率利用率，成为一种广泛使用的调制方式。

单边带调制MATLAB模拟仿真单边带调制MATLAB模拟T o Imitate The Modulation of Single SideBand with MATLAB摘要：这篇文章介绍了使用MA TLAB软件编制程序，以实现单边带信号的调制和解调。

首先，利用相移法从双边带信号得到单边带信号，再编写MA TLAB程序，使单边带信号得到调制和调解。

分析调制前后的时域和频域波形图，以更加深入理解单边带信号的调制和解调的原理。

Abstract：This article introduces the way to modulate and demodulate the single side band with the soft program from MATLAB . First, get the single side band signal from the couple sides band , then wright the MA TLAB program to modulate and demodulate the signal. Analyze the pictures ,and understand the theory furtherly.关键词：单边带调制和解调MA TLABKeywords：single side band , modulation and demodulation , MA TLAB 一、设计目的本课程设计是实现单边带调幅和解调，在此次课程设计中，通过收集资料与分析，理解单边带调制与解调的具体过程和它在MA TLAB 中实现的方法。

预期通过这个阶段的研习，更清楚地认识单边带解调原理，同时加深对MA TLAB软件的操作熟练度，并在使用中感受MA TLAB的应用方式与特色。

通过对解调前后时域与频域波形图的比较，分析单边带调制与解调的作用。

二、设计原理单边带调制信号是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。

*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2010年秋季学期《高频电子线路》课程设计题目：《单边带调幅电路的设计与仿真》摘要本文分析了信号的调制与解调的各种方法，并设计相移法实现单边带的调制的电路，而且设计同步检波电路实现信号的解调。

在电路的实现中，不仅分析了总体电路，而且分析总体电路的各部分构成以及其中的元件。

这些元件或模块都在Multisim10中仿真测试其性能。

对比集成元件构成的电路和实物设计模拟的性能后，分析了出现差异的原因。

关键词：单边带电路，相移法，高频载波，相乘器，Multisim10目录一、单边带的调制与解调原理 (3)1 调制原理 (3)（1 ）滤波法 (3)（2 ）相移法 (3)2 解调原理 (5)二、电路工作原理及设计说明 (5)1 相移法实现单边带调幅波电 (5)（1 ）用集成元件得到理想调幅波 (5)（2 ）对应的实物模拟图 (6)2 信号解调电路 (9)三、电路性能的仿真测试和分析..................................................................................................................................................................................................... 1 01 Multisim10简介.......................................................................................................................................................................................................................... 1 02 调制电路的性能测试和分析.............................................................................................................................................................................................. 1 0（1 ）微分器性能测试和分析 .................................................................................................................................................................................. 1 0（2 ）相乘器的性能测试和分析........................................................................................................................................................................... 1 13 解调电路的性能测试与分析.............................................................................................................................................................................................. 1 4总结 .......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1 6致谢 .......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1 6附录 .......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 1 7附录元器件清单...................................................................................................................................................................................................................................... 1 7参考文献 ............................................................................................................................................................................................................................................................................ 1 8一、单边带的调制与解调原理1调制原理（ 1）滤波法它的原理是利用乘法器和带通滤波器来得到SSB 波的。

一个简单的单边带电台仿真这个仿真以真实的音频信号作为输入，设计一个单边带发信机。

将基带信号调制为SSB 信号后送入带通型高斯噪声信道，加入给定功率的噪声之后，再送入单边带接收机。

单边带接收机将型号解调下来，通过计算机声卡将解调信号播放出来试听效果，从而对信道信噪比与解调音质之间的关系进行主观测试。

现设计一个单边带发信机、带通信道和相应的接收机，参数定位如下值。

(1)输入信号为一个话音信号，采样率为 8000Hz。

话音输入后首先进行预滤波，滤波器是一个频率范围在[300, 3400]Hz的带通滤波器，其目的是将话音频频谱限制在3400Hz以下。

单边带调制的载波频率设计为 10kHz，调制输出上边带。

要求观测单边带调制前后的信号功率谱。

(2)信道是一个带限高斯噪声信道，其通带频率范围是[10000, 13500]Hz。

能够根据信噪比 SNR 的要求加入高斯噪声。

(3)接收机采用相干解调方式。

为了模拟载波频率误差对解调话音音质的影响，设本地载波频率为，与发信机载波平率相差200Hz。

解调滤波器设计为 300～3400Hz的带通滤波器。

1.对音频输入与调制的仿真根据设置的参数，系统中信号最高频率约为 14kHz。

为了较好地显示调制波形，系统仿真采样率设为 50kHz，满足取样定理。

由于话音信号的采样率为 8000Hz，与系统仿真采样率不等，因此，在进行信号处理之前，必须将话音的采样率提高到 50kHz，用插值函数来做这一任务。

先编写程序将基带音频信号读入，进行[300，3400]Hz的带通滤波，并将信号采样率提高到 50kHz，进行单边带调制之后，将调制输出结果保存为 wav 文件，文件名为。

程序如下：% FileName:% 功能：音频录入与调制clc; clear all;% 录音，采样点数为 1000，采样率为 8000% jilu = wavrecord(5*8000, 8000, 'double');% wavwrite(jilu, '');[wav, fs] = wavread('');% 计算声音的时间长度t_end = 1/fs * length(wav);% 仿真系统采样率Fs = 50000;% 仿真系统采样时间点t = 1/Fs:1/Fs:t_end;% 设计 300～3400Hz 的带通滤波器 H(z)[fenzi, fenmu] = butter(3, [300 3400]/(fs/2));% 对音频信号进行滤波wav = filter(fenzi, fenmu, wav);% 利用插值函数将音频信号的采样率提升为Fs=50kHzwav = interp1([1/fs:1/fs:t_end], wav, t, 'spline');% 音频信号的希尔伯特变换wav_hilbert = imag(hilbert(wav));% 载波频率fc = 10000;% 单边带调制SSB_OUT = wav.*cos(2*pi*fc*t) - wav_hilbert.*sin(2*pi*fc*t);figure(1);subplot(2, 2, 1); plot(wav(53550:53750)); axis([0 200 ]);subplot(2, 2, 2); psd(wav, 10000, Fs); axis([0 2500 -20 10]);subplot(2, 2, 3); plot(SSB_OUT(53550:53750)); axis([0 200 ]);subplot(2, 2, 4); psd(SSB_OUT, 10000, Fs);% 将 SSB 调制输出存盘备用wavwrite*SSB_OUT, '');程序仿真结果：2.对指定信噪比信道的仿真仿真指定信噪比信道，仿真函数如下。

单边带调幅系统的建模仿真单边带调幅系统的建模仿真设计1：实验原理：本次实验采用希尔伯特变换，希尔伯特变换就是将信号中所以频率成分的信号分量移相- /2而得到的新信号。

实信号x(t)的解析信号y(t)是一个复信号，其实部为信号本身，虚部为x(t)的希尔伯特变换。

单边带调幅与解调的原理：双边带调幅所产生的上下两个边带包含的信息相同，所以只需要传输其中任意一个边带就可以了。

将DSB信号中的某一个边带去除，所得到的就是单边带调制信号。

单边带信号的突出特点是节约了传输频带。

另外，对于话音信号的单边带解调，可以不用恢复载波相位，甚至接收机的本地载波与发射机的发生载波之间存在少量频率差，话音信号的解调输出失真也大。

2.实验内容：1、Matlab设计一个单边带发信机、带通信道和相应的接收机，参数要求如下。

（1）输入话音信号为一个话音信号，采样率8000Hz。

话音输入后首先进行预滤波，预滤波器是一个频率范围在[300,3400]Hz的带通滤波器。

其目的是将话音频谱限制在3400Hz以下。

单边带调制的载波频率设计为10KHz，调制输出上边带。

要求观测单边带调制前后的信号功率谱。

（2）信道是一个带限高斯噪声信道，其通带频率范围是[10000, 13500]Hz。

要求能够根据信噪比SNR要求加入高斯噪声。

（3）接收机采用相干解调方式。

为了模拟载波频率误差对解调话音音质的影响，设本地载波频率为9.8KHz，与发信机载波频率相差200Hz。

解调滤波器设计为300Hz到3400Hz的带通滤波器。

2、用Simulink方式设计一个单边带传输系统并通过声卡输出接收机解调的结果声音。

系统参数参照实例5.9，系统仿真参数设置为50KH显示结果（1）能观察音频信号、SSB加载后的信号，解调后的信号波形（2）能观察音频信号频谱、SSB加载后的信号频谱，解调后的信号频谱（3）解调结果放到.wav音频文件，改变信道信噪比听解调的结果3．1仿真模型：3.2流程图：基带信号读入信号预滤波提升采样频率希尔伯特变换原始信号与载波信号相乘希尔伯特变换后信号与基带信号变换后的信号相乘相减送入信道滤波输出信号调制后的信号载波信号相乘将载波信号进行希尔伯特变换4：模型分析及参数设置：相关模块的参数设置：1.读入信号：在matlab中编写相关的程序2.对信号进行预滤波：选择巴特沃斯带通滤波器，参数设置如图一所示图一：带通滤波器的参数设置3.对原始信号和基带信号进行希尔伯特变换：需要零阶保持器，参数设置仿真时间为1/50000；analytic signal模块，参数为默认设置；complex to real—Imag 模块，参数为默认设置；乘法器，将基带信号进行希尔伯特变换之后的实部与原始信号进行希尔伯特变换之后的实部相乘，另一个乘法器为将各自的虚部相乘，需要改的参数是仿真时间为1/50000；载波信号选用sine wave function模块：参数设置如图二所示：输入信号的频率将sin信号转化为cos图二：载波信号模块的参数设置4.信道模块：使用高斯噪声信道，参数设置如图三所示：选择为有信噪比的信信道的信噪比为60图三：信道模块的参数设置5.相干解调模块：载波信号选择sine wave function模块：其中频率与输入的载波信号的频率相同，进行同频相干解调，参数设置图四所示；输入信号的频将sin信号转化为cos信号图四：相干解调模块中的载波信号参数设置乘法器：将载波信号与经过信道的信号相乘，参数设置只需要修改仿真的时间为1/50000；带通滤波器：使用巴特沃斯带通滤波器，具体参数设置如图五所示：选择巴特沃斯滤波器选择带通滤波器阶数为3阶左右截止频率的设置图五：带通滤波器的参数设置6.将得到的语音信号传送给workspace，在matlab中编写程序，重新写出一个后缀为wav的音频文件。

一、设计题目：单边带调制信号产生和解调的仿真二、设计目的1. 熟练掌握Matlab 在数字通信工程上的应用。

2.了解系统设计的方法、步骤。

3.理解SSB 的原理及Matlab 实现4.掌握滤波器的各种设计和应用方法。

5.加深对书本知识的理解，并深刻掌握。

三、设计要求1.根据所选题目建立相应的数学模型。

2.在Matlab 仿真环境下，输入功能实现函数模拟出单边信号调制产和解调的相应波形。

3.调整参数，观察仿真波形图。

四、开发环境及其介绍1.开发环境：Matalab20102.软件介绍：Matlab 是一款功能强大的系统集成软件，在控制、信号处理、图像处理、通信、金融、生物信息等方面有很广泛的应用。

能满足简单复杂等不同层次的设计。

五、设计内容1.设计原理（1）.SSB 模拟单边带调制的原理：双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱M()的所有频谱成分，因此仅传输其中一个边带即可。

这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方式称为单边带调制。

产生SSB 信号的方法有两种：滤波法和相移法。

滤波法的原理方框图 － 用边带滤波器，滤除不要的边带:()m t ()DSB s t ⊗()c 载波()H ω()SSB s t图1 原理框图AM 的时域表示:幅度调制—用基带信号f(t)去迫使高频载波的瞬时幅度随f(t)的变化而变化.0()[()]cos()AM c c S t A f t t ωθ=++ （1）其中ωc 为载波角频率;θc 为载波起始相位; A0 为载波幅度当调制信号为单频余弦时，令 m m m f(t)=A cos(t+)ωθ（2） AM 0m m m c c 0m m m c c S (t)=[A + A cos(t+)]cos(t+) =A [1+A cos(t+)]cos(t+)ωθωθωθωθ （3） 其中βAm=Am/A0<=1，称为调幅指数。

调制信号为确定信号时，已调信号的 c c cAM 0c c j(t+c)-j(t+)0S (t)=[A +f(t)]cos(t+)=[A +f(t)][e + e ]ωθωθωθ （4） 已知f(t)的频谱为F(ω),由付里叶变换：00F[A ]=2A ()δω （5）c c j(t+)C F[f(t)e ]=F(-)ωθωω （6）c c j(t-)C F[f(t)e ]=F()ωθωω+ （7）（8）两个不同频率的信号通过非线性元件可以产生四种频率的信号.假定我们有两种频率的信号:载波M(t)=Amcosωct,音频信号m(t)=cosΩct.通过非线性元件可以产生频率分别为ωc,Ωc,的信号.我们通过带通滤波器滤掉Ωc,通过低通滤波器滤掉ωc.这样,我们就得到了两个边带的频率分量c+Ωc,ωc -Ωc,这种含有两个边带信号同时也没有载波分量的信号,我们称它为双边带信号,简称DSB.此时,DSB 也可以被直接发射出去,但是DSB 信号中含有两个边带的信号,这两个边带携带着两个完全相同的信息,我们完全可以只发射其中的一个.这时,我们用滤波器过滤掉其中的一个边带就可以得到单边带信号(LSB 或者USB)。

模拟单边带调幅及解调一、设计目的和意义1. 熟悉使用MATLAB语言来解决一些简单的课程问题。

2.更好的理解柰奎斯特采样定理。

3.加深对SSB调制原理的理解。

通过比较调制前后的频谱图，掌握SSB调制的原理和特性。

4.锻炼自己独立思考问题的能力，提高动手能力，增强社会适应度。

二、设计原理1.单边带信号( SSB)的调制假定有两种频率的信号: 载波M ( t) = Am cosωc t、音频信号m ( t) =am cos Ωc t。

通过非线性元件可以产生频率分别为ωc、Ωc的信号。

通过带通滤波器滤掉Ωc ,通过低通滤波器滤掉ωc。

这样,就得到了两个边带的频率分量ωc +Ωc、ωc - Ωc ,这种含有两个边带信号同时也没有载波分量的信号,称它为双边带信号,简称DSB。

此时, DSB 也可以被直接发射出去,但是DSB信号中含有两个边带的信号,这两个边带携带着两个完全相同的信息,完全可以只发射其中的一个。

这时,用滤波器过滤掉其中的一个边带就可以得到单边带信号(LSB 或者USB) 。

（1）滤波法调制(频率区分法) 模型如图1示。

图1滤波法调制LPF、HPF需要理想的形式,但是实际上是做不到的,过渡带不可能是0。

因此需要多级调制。

采用二级调制的系统框图如图2所示。

图2二级调制模型工作原理:当频率较低的时候,滤波器具有陡峭的频率,因此H1 是一个截止频率点较低的低通或高通滤波器。

H2 是一个带通滤波器,通常截止频率点选得较高。

二次调制的调制频率需满足:信号M1( t)的频率+信号M2 ( t)的频率=ωc。

（2）移项法调制移相法产生SSB信号的模型如图3所示。

注:其中m ′( t)为m ( t)的希尔伯特变换图3移项法调制图中为相移网络; cosωc t经过相移网络后,输出为sinωc t。

m ( t) 经过相移网络后,将所有的频率成份移相-π/2,实际上是一个希尔波特(Hilbert)变换(也可以用一个宽带相移网络来代替) 。

实验⼀单边带调制（SSB）信号的产⽣实验⼀单边带调制（SSB）信号的产⽣⼀.实验⽬的1.掌握单边带信号的产⽣原理和调制特点；2.进⼀步熟悉SystemView的使⽤。

⼆．实验要求1. 设计⼀个单边带调制（SSB）信号调制系统，要求能同时产⽣上、下边带信号；2. 基带信号为⼀个振幅为0.5V，频率为10Hz的余弦波；3. 载波为⼀个振幅为1V，频率为60Hz的余弦波；4. 安装下列步骤环节来完成实验并书写实验报告。

三．设计⽅案本实验采⽤移相法实现单边带调制，移相法需要借助希尔伯特变换来进⾏推导。

设调制信号m(t)=A m cosωm t，载波c(t)=cosωc t，则s DSB(t)=A m cosωm tcosωct=1/2A m cos(ωc+ωm)t+1/2A m cos(ωc-ωm)t。

若保留上边带，则有s USB(t)=1/2A m cos(ωc+ωm)t=1/2A m cosωm tcosωc t-1/2A m sinωm tsinωc t；若保留下边带，则有s LSB(t)=1/2A m cos(ωc-ωm)t=1/2A m cosωm tcosωc t+1/2A m sinωm tsinωc t。

把上下边带合并起来可以写成s SSB(t)=1/2A m cosωm tcosωc t±1/2A m sinωm tsinωc t（“+”表⽰下边带信号，“-”表⽰上边带信号）。

式中A m sinωm t可以看成是A m cosωm t相移π/2的结果，⽽幅度⼤⼩保持不变。

这⼀过程称为希尔伯特变换，记为“^”，则有A m cos^ωm t=A m sinωm t，故上式可以改写为s SSB(t)=1/2A m cosωm tcosωc t±1/2A m cos^ωm tsinωc t。

推⼴到⼀般情况，则可得到调制信号为任意信号时SSB信号的时域表达式，即s SSB(t)=1/2m(t)cosωc t±1/2m^(t)sinωc t。

一、调制电路原理及电路设计1、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 ）。

为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（DSB ）和单边带调幅波（SSB ）。

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()(o c t A t c φω+= （1）式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0ϕ为载波初始相位(通常假设0ϕ=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)c o s ()()(t t Am t s c m ω= （2）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 AS ωωωωω-++=（3）2、标准调幅波（AM ）产生原理调制信号是只来来自信源的消息信号（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，工作原理如图1。

图1 标准调幅波产生原理框图设载波信号的表达式为t u t u cm c Ω=cos )(，调制信号的表达式为t u t u c m c ωcos )(Ω=，则调幅信号的表达式为t t m u t u c cm ωcos )cos 1()(0Ω+=t mu t mu t u c m c cm c cm )cos(21)cos(21cos Ω-+Ω++=ωωω（4）式中，m ——调幅系数，m=cm m u u Ωm u Ω——载波信号t mu c cm )cos(21Ω+ω——上边带信号 (5） t mu c cm )cos(21Ω-ω——下边带信号 （6）图2 标准调幅波示意图乘法器法 加 法 器标准调幅波基带调制信号高频载波由图2可见，调幅波中载波分量占有很大比重，因此信息传输效率较低，称这种调制为有载波调制。

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其中载波信号C(t)用于搭载有用信号，其频率较高。

幅度调制信号g(t)含有有用信息，频率较低。

运用MATLAB 信号g(t)处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。

对于信号x(t),通信系统就可以有效而可靠的传输了。

在接收端，分析已调信号的频谱，进而对它进行解调，以恢复原调制信号。

解调器原理如图2所示。

对于调制解调的过程以及其中所包含的对于信号的频谱分析均可以通过MATLAB 的相关函数实现。

（2）频谱分析
当调制信号f(t)为确定信号时，已调信号的频谱为
()c c SDSB=1/2F -+1/2F(+)ωωωω. 双边带调幅频谱如图3所示。

图3 双边带调幅频谱
抑制载波的双边带调幅虽然节省了载波功率，但已调西那的频带宽度仍为调制信号的两倍，与常规双边带调幅时相同。

(3)功率谱密度分析 通信中，调制信号通常是平稳随机过程。

其功率谱密度与自相关函数之间是一对付氏变换关系。

这样就可以先找到信号的自相关函数，然后通过付氏变换来实现信号的功率谱密度。