通信原理之模拟调制系统
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实验一模拟调制系统(AM,FM)实现方法一、实验目的实现各种调制与解调方式的有关运算二、实验内容对DSB,抑制载波的双边带、SSB,FM等调制方式下调制前后的信号波形及频谱进行观察。
要求用system view 或Matlab中的基本工具组建各种调制解调系统,观察信号频谱。
三、实验原理AM:1)标准调幅就是常规双边带调制,简称调幅(AM)。
将调制信号m(t)与一个直流分量A叠加后与载波相乘可形成调幅信号。
AM信号的的频谱由载频分量、上边带、下边带组成。
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。
2)DSB。
若在AM调制模型中将A0去掉,即得到双边带信号(DSB)。
与AM信号比较,因为不存在载波分量。
3)SSB。
单边带调制(SSB)是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。
产生SSB信号的方法有:滤波法和相移法。
SSB调制包括上边带调制和下边带调制。
解调:解调是调制的逆过程,其作用是从接受的已调信号中恢复调制信号。
解调的方法可分为两类:相干解调和非相干解调(包络检波)。
1)相干解调。
解调与调制的实质一样,均是频谱搬移。
即把在载频位置的已调信号的浦搬回到原始基带位置。
2)包络检波。
包络检波器就是直接从已调信号的幅度中提取预案调制信号。
FM:调制中,若载频的频率随调制信号变化,称为频率调制或调频(FM)。
调频信号的产生方法有两种:直接调频和间接调频。
1)直接调频。
用调制信号直接控制载波振荡器的频率,使其按调制信号的规律线性变化。
2)间接调频。
先将调制信号积分,然后对载波进行调相,即可产生一个NBFM信号,再经n次频倍器得到WBFM信号。
解调:调频信号的解调也分为相干解调和非相干解调。
相干解调仅适用于NBFM信号,而非相干解调对于NBFM和WBFM信号均适用。
四、实验内容(一)标准调幅信号实验代码:f=5;T=1/f;fc=500;A=1.5;ts=0.001;fs=1/ts;t=0:ts:2*T;mt=cos(2*pi*f*t)+cos(2*pi*2*f*t);%调制信号ft=cos(2*pi*fc*t);%载波yt=(mt+A).*ft;%调幅信号N=2*T/ts;%设置抽样点数Mf=abs(fft(mt,N));%求调制信号频谱Ff=abs(fft(ft,N));%求载波频谱Yf=abs(fft(yt,N));%求调幅信号频谱ff=fs*(0:N-1)/N;%将调制信号与其频谱在同一图中作出figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,mt);title('调制信号');subplot(2,1,2);plot(ff,Mf(1:N));title('调制信号频谱');%将载波与其频谱在同一图中作出figure(2);subplot(2,1,1);plot(t,ft);title('载波');subplot(2,1,2);plot(ff,Ff(1:N));title('载波频谱');%将调幅信号与其频谱在同一图中作出figure(3);subplot(2,1,1);plot(t,yt);title('调幅信号');subplot(2,1,2);plot(ff,Yf(1:N)); title('调幅信号频谱'); 生成图像如下:放大后看到,在4HZ,8HZ处有冲击,符合要求。
通信原理模拟调制系统一、模拟调制系统的基本原理模拟调制系统的基本原理是将数字信号通过调制技术转换为模拟信号,然后通过信道传输,并在接收端使用解调技术将模拟信号还原为数字信号。
模拟调制系统由三个基本组成部分组成,分别是源编码器、调制器和信道。
源编码器将输入的数字信号进行编码处理,调制器将编码后的数字信号转换为模拟信号,并通过信道传输,接收端的解调器将模拟信号还原为数字信号。
二、常用的调制技术1.幅度调制(AM)幅度调制是一种常用的调制技术,通过改变载波信号的幅度来传输数字信号。
具体实现时,将载波信号与数据信号相乘,得到一个幅度变化的信号,然后通过信道传输。
发射端的解调器使用包络检测器将幅度调制信号解调为原始数据。
2.频率调制(FM)频率调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
频率调制有两种常用的方式,即调频调制(FM)和相位调制(PM)。
在调频调制中,数字信号的变化会导致载波信号频率的变化,而振幅保持不变。
接收端的解调器使用频率解调器将模拟信号还原为数字信号。
3.相位调制(PM)相位调制也是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在相位调制中,数字信号的变化会导致载波信号相位的变化,而频率和振幅保持不变。
接收端的解调器使用相位解调器将模拟信号还原为数字信号。
三、调制解调器调制解调器是模拟调制系统中的关键设备,用于实现数字信号与模拟信号的相互转换。
调制解调器在发射端将数字信号转换为模拟信号,并通过信道传输。
在接收端,调制解调器将模拟信号还原为数字信号,以便进行解码和处理。
四、模拟调制系统的应用模拟调制系统广泛应用于音频和视频信号的传输。
在电视广播中,模拟调制系统被用于将图像和声音信号转化为模拟信号,然后通过无线或有线信道传输。
在手机通信中,模拟调制系统被用于将语音信号转化为模拟信号,然后通过无线信道传输。
总结:模拟调制系统是一种将数字信号转换为模拟信号的技术,常用于音频和视频信号的传输。
它包括源编码器、调制器和信道等组成部分,并通过调制解调器实现数字信号与模拟信号的相互转换。
第四章 模拟调制系统 习题(30道)1. 已知调制信号 m(t)=cos(2000πt)+cos(4000πt),载波为cos104πt,进行单边带调制,试确定该单边带信号的表达试,并画出频谱图。
解:方法一:若要确定单边带信号,须先求得m(t)的希尔伯特变换 m ’(t)=cos(2000πt-π/2)+cos(4000πt-π/2) =sin(2000πt )+sin(4000πt ) 故上边带信号为S USB (t)=1/2m(t) cos w c t -1/2m ’(t)sin w c t =1/2cos(12000πt )+1/2cos(14000πt ) 下边带信号为S LSB (t)=1/2m(t) cos w c t +1/2m ’(t) sin w c t=1/2cos(8000πt )+1/2cos(6000πt ) 其频谱如图所示。
方法二:先产生DSB 信号:s m (t)=m(t)cos w c t =···,然后经过边带滤波器,产生SSB 信号。
2. 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。
若次信号的传输函数H(w )如图所示。
当调制信号为m(t)=A[sin100πt +sin6000πt ]时,试确定所得残留边带信号的表达式。
解:设调幅波sm(t)=[m 0+m(t)]coswct,m0≥|m(t)|max,且s m (t)<=>S m (w)根据残留边带滤波器在f c 处具有互补对称特性,从H(w)图上可知载频f c =10kHz ,因此得载波cos20000πt。
故有sm(t)=[m0+m(t)]cos20000πt=m0cos20000πt+A[sin100πt+sin6000πt]cos20000πt=m0cos20000πt+A/2[sin(20100πt)-sin(19900πt)+sin(26000πt)-sin(14000πt)Sm(w)=πm0[σ(w+20000π)+σ(W-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π)-σ(w+19900π)+σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π)-σ(w+14000π)+σ(w-14000π)残留边带信号为F(t),且f(t)<=>F(w),则F(w)=Sm(w)H(w)故有:F(w)=π/2m0[σ(w+20000π)+σ(w-20000π)]+jπA/2[0.55σ(w+20100π)-0.55σ(w-20100π)-0.45σ(w+19900π)+ 0.45σ(w-19900π)+σ(w+26000π) -σ(w-26000π)f(t)=1/2m0cos20000πt+A/2[0.55sin20100πt-0.45sin19900πt+sin26000πt]3.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.5*10-3W/Hz,在该信道中传输抑制载波的双边带信号,并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz,而载波为100kHz,已调信号的功率为10kW.若接收机的输入信号在加至解调器之前,先经过一理想带通滤波器滤波,试问:1.)该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H(w)?2.)解调器输入端的信噪功率比为多少?3.)解调器输出端的信噪功率比为多少?4.)求出解调器输出端的噪声功率谱密度,并用图型表示出来。
实验一模拟线性调制系统仿真实验1实验目的掌握常规AM调制、DSB调制、单边带调制(SSB)的原理和方法,并验证这三种方法的可行性。
并掌握Commsim的常用使用方法。
2实验内容和结果2.1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)3 实验分析3.1模拟线性调制系统(AM)的分析:任意AM 已调信号可以表示为Sam(t)=c(t)m(t)当)()(0t f A t m +=,)cos()(0θω+=t t c c 且A0不等于0时称为常规调幅,其时域表达式为:)cos()]([)()()(00θω++==t t f A t m t c t s c am 3.2抑制载波双边带调制(DSB ):任意DSB 已调信号都可以表示为DSB S )()()(t m t c t =当)()(0t f A t m +=;)cos()(0θω+=t t c c 且A 0等于0时称为抑制载波双边带调制。
其时域表达式为t t f t m t c t s c DSB ωcos )()()()(==;频域表达式为:C DSB F t s ωω+=([)(C F ωω-+()2)]÷3.3单边带调制(SSB ):设调制信号为单边带信号f(t)=A m cosωm t ,载波为c(t)=cosωc t 则调制后的双边带时域波形为:2/])cos()cos([cos cos )(t A t A t t A t S m c m m c m c m m DSB ωωωωωω-++==保留上边带,波形为:2/)sin sin cos (cos 2/])cos([)(t t t t A t A t S m c m c m m c m USB ωωωωωω-=+=保留下边带,波形为:2/)sin sin cos (cos 2/])cos([)(t t t t A t A t S m c m c m m c m LSB ωωωωωω+=-=4 实验体会通过此次实验我进一步理解了AM 、DSB 、SSB 的调制方法的原理和方法,以及如何通过Commsim 软件来模拟这一调制的过程。