用Matlab实现模拟(DSB-AM)调制
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前言 (1)工程概况 (1)正文 (1)3.1设计的目的和意义 (1)3.1.1设计的目的 (1)3.1.2设计的意义 (1)3.2 DBS FM与解调原理 (2)3.2.DSB调制的原理 (2)3.2.2抑制载波的双边带调制与解调的原理 (2)3.3 DSB和AM的解调与调制分析 (3)3.3.1 DSB原始信号和已调信号的时域与频域 (3)3.3.2 FM原始信号和已调信号的时域与频域 (6)3.4 结论 (8)致谢 (8)参考文献 (9)在当今高度信息化的社会,信息和通信已成为现代社会的命脉。
信息作为一种资源,只有通过广泛的传播和交流,才能产生利用价值,促进社会成员的合作,推动社会生产力的发展,创造出巨大的经济效益。
而通信作为传输信息的手段或方式,与传感技术,计算机技术相互融合,已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。
可以预见,未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将产生更加重大和意义深远的影响。
信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。
调制过程是一个频谱搬移的过程,它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。
解调是调制的逆过程,即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。
信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。
因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。
调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。
本课程设计主要论述了FM和DSB基本原理以及如何在MATALB环境中实现FM和DSB的调制与解调,在这里使用m(t)=sinc(100*t)作为基带信号进行调制,形式简单,便于产生及接收。
做此课程设计不仅加强了我们对原来的通信原理知识的巩固和了解,更加对利用MATLAB这个工具如何进行通信仿真有了更进一步的了解,为以后用MATLAB做诸如此类的学习与研究打下了基础。
工程概况本次课程设计的主题是采用MATLAB仿真实现FM、DSB的调制与解调。
首先要求对MATLAB 软件有着较为深入地了解和认识,掌握一些MATLAB语言的用法,对MATLAB代码进行仿真,例如:用MATLAB的代码实现电路的正弦波波形图、频谱分析图等等。
机电信息工程学院“通信电子线路”精品实验项目实验报告系别:电子信息工程系专业:通信工程班级:08级 1 班实验题目:基于Matlab的AM-DSB调制系统仿真学生姓名:***指导教师:李厚杰,郭丽萍,孙炎辉学期:2010—2011年度第一学期基于Matlab 的AM-DSB 调制系统仿真一、 实验类型(Experimental type )设计性实验二、 实验目的(Experimental purposes )1.掌握振幅调制(amplitude demodulation, AM 以及 DSB )和解调(amplitude demodulation )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、 实验内容(Experiment contents )1.设计AM-DSB 信号实现的Matlab 程序,输出调制信号、载波信号以及已调2.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。
3.设计AM-DSB 信号解调实现的Matlab 程序,输出并观察解调信号波形,分析实验现象。
四、 实验要求(Experimental requirements )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。
五、振幅调制原理5.1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 )。
河南科技Henan Science and Technology总708期第十期2020年4月工业技术基于MATLAB 的AM.DSB 系统仿真白皓文林君(延边大学通信工程(中外合作办学)专业,吉林延吉133002)摘要:AM.DSB 调制是通信系统中最重要的、最基础的调制之一。
本文首先分析了 AM 、DSB 调制的原理,然 后运用MATLAB 仿真平台设计了这两种调制的仿真模型。
通过仿真,观察了 AM.DSB 信号调制过程中各环节的时域和频域波形。
最后,在仿真基础上分析比较了这两种调制方式的性能。
关键词:MATLAB ;调制方式:AM ;DSB 中图分类号:TN911.3文献标识码:A文章编号:1003-5168( 2020) 10-OO38-O3MATLAB Based AM, DSB System SimulationBAI Haowen LIN Jun(Communication Engineering (Sino-Foreign Cooperative Education) Major of Yanbian University ,Yanji Jilin 133002)Abstract : AM modulation and DSB modulation is one of the most important and fundamental modulation in communi cation system. This paper first analyzed the principle of AM modulation and DSB modulation, then used MATLAB simulation platform to design the two kinds of modulation simulation model. The time domain and frequency domainwaveforms of AM and DSB signal modulation were observed by simulation. Finally, the performances of the two modu ・ lation modes were compared on the basis of simulation.Keywords : MATLAB ; modulation mode ; AM ; DSB通信系统中包含两种调制方式,即模拟调制方式和 数字调制方式。
AM/DSB实验一、实验目的:学会利用MATLAB两种仿真方法对AM/DSB仿真。
通过实验提高学生实际动手能力和编程能力,为日后从事通信工作奠定良好的基础。
二、实验内容:(1)设调制信号m(t)=cos(2*π*fh*t),fh=0.2Hz,直流分量A=1,载波c(t)=cos(2*π*fc*t),fc=2Hz,编程画出调制信号、载波及AM的图形。
(2)采用Simulink对AM及DSB调制解调过程进行仿真。
三、程序和实验结果:(1)程序(a)AM调制解调%AM调制程序clf;clear;t=0:0.001:20;fc=2;fh=0.2;A=1;mt=cos(2*pi*fh*t);subplot(3,1,1);plot(t,mt);carrier=cos(2*pi*fc*t);smt=(A+mt).*carrier;subplot(3,1,2);plot(t,carrier);subplot(3,1,3);plot(t,smt);(b)DBS调制解调%DSB调制程序clf;clear;t=0:0.001:20;fc=2;fh=0.2;mt=cos(2*pi*fh*t); subplot(3,1,1);plot(t,mt);carrier=cos(2*pi*fc*t); smt=(mt).*carrier; subplot(3,1,2);plot(t,carrier);subplot(3,1,3);plot(t,smt);(2)simulink(a)AM仿真模型参数设定:sine Wave中frequency设为5rad/sec,sine Wave及sine Wave2中frequency设为40rad/sec,Analog Filter Design中的Design method设为Butterworth,Filter type设为Lowpass,Passband edge frequency设为6,点击scope中的图标,设置number of axes为3。
基于Matlab的模拟调制与解调(开放实验)一、实验目的(一)了解AM、DSB和SSB 三种模拟调制与解调的基本原理(二)掌握使用Matlab进行AM调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行AM调制2、学会运用MATLAB对AM调制信号进行相干解调3、学会运用MATLAB对AM调制信号进行非相干解调(包络检波)(三)掌握使用Matlab进行DSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行DSB调制2、学会运用MATLAB对DSB调制信号进行相干解调(四)掌握使用Matlab进行SSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行上边带和下边带调制2、学会运用MATLAB对SSB调制信号进行相干解调二、实验环境MatlabR2020a三、实验原理(一)滤波法幅度调制(线性调制)(二)常规调幅(AM)1、AM表达式2、AM波形和频谱3、调幅系数m(三)抑制载波双边带调制(DSB-SC)1、DSB表达式2、DSB波形和频谱(四)单边带调制(SSB)(五)相关解调与包络检波四、实验过程(一)熟悉相关内容原理 (二)完成作业已知基带信号()()()sin 10sin 30m t t t ππ=+,载波为()()cos 2000c t t π= 1、对该基带信号进行AM 调制解调(1)写出AM 信号表达式,编写Matlab 代码实现对基带进行进行AM 调制,并分别作出3种调幅系数(1,1,1m m m >=<)下的AM 信号的时域波形和幅度频谱图。
代码 基带信号fs = 10000; % 采样频率 Ts = 1/fs; % 采样时间间隔t = 0:Ts:1-Ts; % 时间向量m = sin(10*pi*t) + sin(30*pi*t); % 基带信号载波信号fc = 1000; % 载波频率c = cos(2*pi*fc*t); % 载波信号AM调制Ka = [1, 0.5, 2]; % 调制系数m_AM = zeros(length(Ka), length(t)); % 存储AM调制信号相干解调信号r = zeros(length(Ka), length(t));绘制AM调制信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)m_AM(i, :) = (1 + Ka(i)*m).*c; % AM调制信号subplot(3, 2, i);plot(t, m_AM(i, :));title(['AM调制信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');ylim([-2, 2]);subplot(3, 2, i+3);f = (-fs/2):fs/length(m_AM(i, :)):(fs/2)-fs/length(m_AM(i, :));M_AM = fftshift(abs(fft(m_AM(i, :))));plot(f, M_AM);title(['AM调制信号的幅度频谱图(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('频率');ylabel('幅度');r(i, :) = m_AM(i, :) .* c; % 相干解调信号end绘制相干解调信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)subplot(length(Ka), 1, i);plot(t, r(i, :));title(['相干解调信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');end图像(2)编写Matlab代码实现对AM调制信号的相干解调,并作出图形。
课程设计任务书学生姓名: 殷 翔 专业班级: 通信0806 指导教师: 郭志强 工作单位: 信息工程学院 题 目:基于MATLAB 的信号调制与解调 初始条件:(1)MATLAB 软件(2)数字信号处理与图像处理基础知识要求完成的主要任务:(1)已知某消息信号⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=elset t t t t t m 03/23/23/01)(000以双边幅度调制(DSB-AM )方式调制载波)2cos()(t f t c c π=,所得到的已调制信号记为)(t u ,设s t 15.00=,Hz f c 250=。
试比较消息信号与已调信号,并绘制它们的频谱。
(2)对(1)的DSB-AM 调制信号进行相干解调,并绘出信号的时频域曲线。
(3)对(1)中的信号进行单边带幅度调制(SSB-AM )绘制信号的时频域曲线。
(4)对(1)中的信号进行常规幅度调制(AM ),给定调制指数8.0=a 绘制信号的时频域曲线。
时间安排:第12周:安排任务,分组 第13-14周:设计仿真,撰写报告 第15周:完成设计,提交报告,答辩指导教师签名: 年 月 日系主任(或责任教师)签名: 年 月 日目录摘要 (I)Abstract (II)1.常规双边带幅度调制(DSB-AM)与解调 (1)1.1DSB-AM调制原理与分析 (1)1.2 常规双边带解调原理 (3)2单边带幅度调制(SSB-AM)原理 (5)3常规幅度调制(AM)原理 (6)3.1幅度调制的一般模型 (6)3.2 常规双边带调幅(AM) (7)3.2.1 AM信号的表达式、频谱及带宽 (7)3.2.2 AM信号的功率分配及调制效率 (9)4. 双边幅度调制(DSB-AM)与解调的MATLAB实现 (10)4.1 DSB-AM调制的MATLAB实现 (10)4.2 相干解调 (12)5单边带幅度调制(SSB-AM)的MATLAB实现 (14)6 常规幅度调制(AM)的MATLAB实现 (16)7 小结与收获 (17)8 参考文献 (18)摘要MATLAB是集数值计算,符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言。
前言调制就是使一个信号(如光、高频电磁振荡等)的某些参数(如振幅、频率等)按照另一个欲传输的信号(如声音、图像等)的特点变化的过程。
用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度,使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化,这个控制过程就称为调制。
其中语言或音乐信号叫做调制信号,调制后的载波就载有调制信号所包含的信息,称为已调波。
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。
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,如各类鉴频器电路。
关于鉴频器电路可参阅有关资料,这里不再细述。
本课题利用MATLAB软件对DSB信号调制解调系统进行模拟仿真,分别对正弦波进行调制,观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布。
第一章 设计要求(1)已知调制信号⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=其他,03/23/,23/0,1)(000t t t t t t m(2)调制载波c(t)=)2cos(t f c π(3)设计m 文件实现DSB-AM 调制(4)设计m 文件绘制消息信号与已调信号的频谱,分析其频谱特征。
第二章 系统组成及工作原理2.1 DSB-AM 系统构成在AM 信号中,载波分量并不携带信息,信息完全由边带传送。
如果将载波抑制,只需在将直流A0去掉,即可输出抑制载波双边带信号,简称双边带信号(DSB )。
2-1 DSB 调制器模型调制过程是一个频谱搬移的过程,它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。
而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来,并且不失真地恢复出原始基带信号。
双边带解调通常采用相干解调的方式,它使用一个同步解调器,即由相乘器和低通滤波器组成。
相干解调的原理框图如图2-2所示:2-2 DSB 相干解调模型2.2DSB 调制原理在消息信号m(t)上不加上直流分量,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调制信号,简称双边带(DSB )信号。
模拟仿真AM 、DSB调制解调过程高国栋2015141502020 电子信息学院一、AM信号的调制解调过程1.调制原理AM是调幅,用AM调制与解调可以在电路里面实现很多功能,制造出很多有用又实惠的电子产品,为我们的生活带来便利。
在我们日常生活中用的收音机就是采用了AM调制方式,而且在军事和民用领域都有十分重要的研究课题。
AM是指对信号进行幅度调制。
在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频上,再由天线发射出去。
高频震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。
仿真图如下:2。
AM解调原理调制的逆过程叫解调,调制是一个频谱搬移过程,它是将低频信号的频谱搬到载频位置。
从已调信号的频谱中,将位于载频的信号频谱搬移回来。
调制和解调都完成频谱搬移,各种调幅都是利用乘法器实现的。
3。
matlab程序(为使实验更为简便,令调制信号m(t)=1+cos(2π*fm*t),Ac=1,为正弦信号)Fs=960; %采样频率N=960; %采样点n=0:N—1;t=n/Fs; %时间序列A0=10;%载波信号振幅A1=1; %调制信号振幅fc=120; %载波信号频率fm=30;%调制信号频率f=n*Fs/N; %频率w0=2*fc*pi;w1=2*fm*pi;Uc=A0*cos(w0*t);%载波信号C1=fft(Uc);%对载波信号进行傅里叶变换cxf=abs(C1); %进行傅里叶变换figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,Uc); title('载波信号波形’);axis([0 0。
1 -20 20]);subplot(2,1,2); plot(f(1:N/2),cxf(1:N/2));title('载波信号频谱’); axis([0 600 —500 500]);mes=1+A1*cos(w1*t);%调制信号C2=fft(mes);% 对调制信号进行傅里叶变换zxc=abs(C2);figure(2)subplot(2,1,1); plot(t,mes);title(’调制信号’);axis([0 0.5 0 2]);subplot(2,1,2); plot(f(1:N/2),zxc(1:N/2));title(’调制信号频谱’); axis([0 1000 —500 500]);Uam=modulate(mes,fc,Fs,'am’);%AM 已调信号C3=fft(Uam); %对AM已调信号进行傅里叶变换asd=abs(C3);figure(3)subplot(2,1,1);plot(t,Uam);grid on; title(’AM已调信号波形'); axis([0 0.5 0 5]);subplot(2,1,2);plot(f(1:N/2),asd(1:N/2)),grid; title('AM已调信号频谱');axis([0 600 —200 200]);Dam=demod(Uam,fc,Fs,’am'); %对AM调制信号进行解调C4=fft(Dam);% 对AM解调信号进行傅里叶变换wqe=abs(C4);figure(4)subplot(2,1,1); plot(t,Dam);grid on;title('AM解调信号波形’);axis([0 0。
模拟线性调制系统的Matlab实现1、实验目的通过对AM、DSB、SSB、VSB几种模拟线性调制系统的Matlab 实现,学习如何使用Matlab描述一个模拟通信系统。
2、实验内容选取VSB方法,给出模拟调制的波形及解调方法,其中输入信号频率、载波频率以及信号时长自定义。
输出结果包括:1)输入信号波形;2)载波波形;3)VSB信号波形;4)相干解调后的信号波形;5)VSB信号功率谱。
3、VSB原理描述残留边带是介于双边带和单边带之间的一种调制方式,它保留了一个边带和另一边带的一部分。
用滤波法调制的原理如图所示。
m(t)H VSB(w)c(t) = cos(w c t)图中H VSB(w)为残留边带滤波器。
为了相干解调时无失真得到调制信号,残留边带滤波器的传递函数在载频附近必须具有互补对称特性。
相干解调的原理如图所示。
S VSB(t)S p(t)S d(t)LPFcos(w c t)4、matlab程序及注释%自己写的残留边带调制与解调function [] = VSB()f0 = 1; %调制信号频率Ts = 0.02;fs = 1/Ts; %50Hz采样率符合采样定理t = 0:Ts:4;N = length(t);y = cos(2*pi*f0*t);figure;plot(t,y); %调制信号波形fc = 8.5; %载波频率y = cos(2*pi*fc*t);figure;plot(t,y); %载波波形%滤波法实现VSBvsb = cos(2*pi*fc*t).*cos(2*pi*f0*t); fre = fft(vsb);n = [1:N];f = -25+fs*n/N; %修改坐标使符合习惯%自己写的互补对称残带滤波器fre_candai = zeros(size(fre));for i=1:Nif(i>=35 && i<=51)fre_candai(i) = (-i/16+3.1875)*fre(i); %这个地方有修正使更加对称互补else if(i>=152 && i<=168)fre_candai(i) = (i/16-9.5)*fre(i);else if(i>51 && i<152)fre_candai(i) = 0;elsefre_candai(i) = fre(i);endendendendvsb = real(ifft(fre_candai)); %计算误差会带来虚部弹出警告figure;plot(t,vsb);fre = fft(vsb); %看不见负频率fre = fftshift(fre); %看得见负频率gonglv = abs(fre).^2/4; %计算平均功率figure;plot(f,gonglv); %绘制功率谱%相干解调vsb_jietiao = vsb.*cos(2*pi*fc*t);fre = fft(vsb_jietiao);%自己写的低通滤波器,注意这里没有负频率部分fre_lowpass = zeros(size(f));for i = 1:Nif(i<=8)fre_lowpass(i) = fre(i);else if(i>=192 && i<=200)fre_lowpass(i) = fre(i);elsefre_lowpass(i) = 0;endendendvsb_jietiao = real(ifft(fre_lowpass)); figure;plot(t,vsb_jietiao); %解调波形5、实验结果调制波形:y = cos(2*pi*1*t)载波波形:y = cos(2*pi*8.5*t)VSB波形:VSB功率谱:通过残带滤波器后,在频率8.5+1=9.5Hz处的功率谱是在频率8.5-1=7.5Hz出功率谱的两倍。
通信原理第五章仿真作业AM 信号:AM 信号的包络波形与其调制信号的波形完全一样。
0.511.522.533.544.55-3-2-1123AM 调制信号及其包络tAM 信号也可用包络检波器检波,滤除直流后可恢复出原信号。
但当调制信号的最大值大于直流信号时,会出现“过调制”现象,此时用包络检波器会发生失真。
AM 信号所需的传输带宽为调制信号带宽的两倍。
00.51 1.522.533.544.55-1.5-1-0.50.511.5tm (t )AM 相干解调后的信号波形与输入信号的比较-20-15-10-505101520100020003000400050006000700080009000AM 信号功率谱fDSB 信号:如上图,DSB 调制信号在载波处反向。
00.51 1.522.533.544.55-1.5-1-0.50.511.5tm (t )AM 相干解调信号加噪声00.511.522.53-1.5-1-0.50.511.5DSB 调制信号t与AM 相比,DSB 信号由于不存在载波分量,其调制效率为1,即全部功率都用来传输信息。
DSB 节省了载波功率,但所需的传输带宽仍为调制信号带宽的两倍。
00.51 1.522.533.544.55-1.5-1-0.50.511.5tm (t )DSB 相干解调后的信号波形与输入信号的比较-20-15-10-505101520020040060080010001200DSB 信号功率谱f加入相同功率的高斯白噪声信号DSB 信号解调较AM 信号解调误差较大。
%%%²ÎÊý¶¨Òå clc;close all ; clear all ;fm=1;%ÐÅÔ´×î¸ßƵÂÊ fc=10;%ÔØ²¨ÖÐÐÄÆµÂÊ T=5;%ÐźųÖÐøÊ±³¤t=linspace(-5,5,1000); a=sqrt(2);mt=a*cos(2*pi*fm*t);%ÐÅÔ´£¨¹¦ÂÊΪ1£© %%%AMµ÷ÖÆ A=2;s_am=(A+mt).*cos(2*pi*fc*t); figure;00.51 1.522.533.544.55-1.5-1-0.50.511.5tm (t )DSB 相干解调信号加噪声plot(t,s_am);hold on; %»-³öAMÐźŲ¨ÐÎplot(t,A+mt,'r--'); %±êʾAMµÄ°üÂçaxis([0 5 min(mt-A) max(A+mt)]);title('AMµ÷ÖÆÐźż°Æä°üÂç');xlabel('t');%%%AMÐźÅÏà¸É½âµ÷sp=s_am.*cos(2*pi*fc*t);h=20*sinc(20*t)/100;si=conv(sp,h);si=a*si/max(si);%¹éÒ»»¯£¬ÓëÐÅÔ´¶Ô±Èfigure;plot(t,si(1:1000));axis([0 5 -1.5 1.5]);hold on;plot(t,mt,'r--');axis([0 5 min(mt) max(mt)]);xlabel('t'),ylabel('m(t)'),title('AMÏà¸É½âµ÷ºóµÄÐźŲ¨ÐÎÓëÊäÈëÐźŵıȽÏ');%%%AM¹¦ÂÊÆ×S=fft(s_am,1000)/100;S=fftshift(S);P0=abs(S).^2*100;f=t*10;figure;plot(f,P0);axis([-2*fc 2*fc 0 max(P0)]);title('AMÐźŹ¦ÂÊÆ×');xlabel('f');%%%AM¼ÓÉÏÕ-´ø¸ß˹ÔëÉùºó½âµ÷s_am=awgn(s_am,20);%Matlab×Ô´ø¼ÓÈë°×ÔëÉùº¯Êýsp=s_am.*cos(2*pi*fc*t);h=20*sinc(20*t)/100;si=conv(sp,h);si=a*si/max(si);%¹éÒ»»¯£¬ÓëÐÅÔ´¶Ô±Èfigure;plot(t,si(1:1000));axis([0 5 -1.5 1.5]);hold on;plot(t,mt,'r--');axis([0 5 -1.5 1.5]);xlabel('t'),ylabel('m(t)'),title('AMÏà¸É½âµ÷ÐźżÓÔëÉù');%%%DSBµ÷ÖÆs_dsb=mt.*cos(2*pi*fc*t);figure;plot(t,s_dsb);hold on;plot(t,mt,'r--');%±êʾmt²¨ÐÎtitle('DSBµ÷ÖÆÐźÅ');xlabel('t');axis([0 3 -1.5 1.5]);%%%DSBÐźÅÏà¸É½âµ÷sp=s_dsb.*cos(2*pi*fc*t);h=20*sinc(20*t)/100;si=conv(sp,h);si=a*si/max(si);%¹éÒ»»¯£¬ÓëÐÅÔ´¶Ô±Èfigure;plot(t,si(1:1000));axis([0 5 -1.5 1.5]);hold on;plot(t,mt,'r--');axis([0 5 -1.5 1.5]);xlabel('t'),ylabel('m(t)'),title('DSBÏà¸É½âµ÷ºóµÄÐźŲ¨ÐÎÓëÊäÈëÐźŵıȽÏ');%%%DSB¹¦ÂÊÆ×S=fft(s_dsb,1000)/100;S=fftshift(S);P0=abs(S).^2*100;f=t*10;figure;plot(f,P0);axis([-2*fc 2*fc 0 max(P0)]);title('DSBÐźŹ¦ÂÊÆ×');xlabel('f');%%%DSB¼ÓÉÏÕ-´ø¸ß˹ÔëÉùºó½âµ÷s_dsb=awgn(s_dsb,20);%Matlab×Ô´ø¼ÓÈë°×ÔëÉùº¯Êýsp=s_dsb.*cos(2*pi*fc*t);h=20*sinc(20*t)/100;si=conv(sp,h);si=a*si/max(si);%¹éÒ»»¯£¬ÓëÐÅÔ´¶Ô±Èfigure;plot(t,si(1:1000));axis([0 5 -1.5 1.5]);hold on;plot(t,mt,'r--');axis([0 5 -1.5 1.5]);xlabel('t'),ylabel('m(t)'),title('DSBÏà¸É½âµ÷ÐźżÓÔëÉù');。
前言调制就是使一个信号(如光、高频电磁振荡等)的某些参数(如振幅、频率等)按照另一个欲传输的信号(如声音、图像等)的特点变化的过程。
用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度,使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化,这个控制过程就称为调制。
其中语言或音乐信号叫做调制信号,调制后的载波就载有调制信号所包含的信息,称为已调波。
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。
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,如各类鉴频器电路。
关于鉴频器电路可参阅有关资料,这里不再细述。
本课题利用MATLAB软件对DSB信号调制解调系统进行模拟仿真,分别对正弦波进行调制,观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布。
第一章 设计要求(1)已知调制信号⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=其他,03/23/,23/0,1)(000t t t t t t m(2)调制载波c(t)=)2cos(t f c π(3)设计m 文件实现DSB-AM 调制(4)设计m 文件绘制消息信号与已调信号的频谱,分析其频谱特征。
第二章 系统组成及工作原理2.1 DSB-AM 系统构成在AM 信号中,载波分量并不携带信息,信息完全由边带传送。
如果将载波抑制,只需在将直流A0去掉,即可输出抑制载波双边带信号,简称双边带信号(DSB )。
2-1 DSB 调制器模型调制过程是一个频谱搬移的过程,它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。
而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来,并且不失真地恢复出原始基带信号。
双边带解调通常采用相干解调的方式,它使用一个同步解调器,即由相乘器和低通滤波器组成。
相干解调的原理框图如图2-2所示:2-2 DSB 相干解调模型2.2DSB 调制原理在消息信号m(t)上不加上直流分量,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调制信号,简称双边带(DSB )信号。
DSB 调制器模型如图2-1,可见DSB 信号实质上就是基带信号与载波直接相乘。
)cos()(t t t m S c DSB ω=)( (式2-1))]()([2/1c c DSB F F S ωωωωω++-=)( (式2-2)除不再含有载频分量离散谱外,DSB 信号的频谱与AM 信号的完全相同,仍由上下对称的两个边带组成。
故DSB 信号是不带载波的双边带信号,它的带宽与AM 信号相同,也为基带信号带宽的两倍,DSB 信号的波形和频谱分别如图2-3:2-3 DSB 调制的谱分析调制过程是一个频谱搬移的过程,它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。
DSB 信号的包络不再与调制信号的变化规律一致,因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号,需采用相干解调(同步检波)。
另外,在调制信号m(t)的过零点处,高频载波相位有180°的突变。
除了不再含有载频分量离散谱外,DSB 信号的频谱与AM 信号的频谱完全相同,仍由上下对称的两个边带组成。
所以DSB 信号的带宽与AM 信号的带宽相同,也为基带信号带宽的两倍。
2.3DSB 解调原理因为不存在载波分量,DSB 信号的调制效率是100%,即全部功率都用于信息传输。
但由于DSB 信号的包络不再与m(t)成正比,故不能进行包络检波,需采用相干解调。
相干解调模型图2-2已给出。
图中输入的为式2-1的DSB 信号。
乘法器输出为)]2cos(1)[(21)cos()(t t m t t S t c c DSB ωωρ+==)( 式(2-4) 经低通滤波后为)(21)(0t m t m = 式(2-5)2.4FIR 数字低通滤波器FIR滤波器为有限脉冲响应(FIR)数字滤波器,其在保证幅度特性的同时,很容易做到严格的线性相位特性。
在数字滤波器中,FIR滤波器的最主要特点是没有反馈回路,故不存在不稳定的问题;同时,在幅度特性可以任意设置的同时,保证了精确的线性相位。
稳定和线性相位是FIR滤波器的突出优点。
另外还有以下特点:设计方式是线性的;硬件容易实现;滤波器过渡过程具有有限区间;相对IIR滤波器而言,阶次较高,其延迟也要比同样性能的IIR滤波器大得多。
第三章用matlab设计DSB系统用matlab的m文件设计的DSB系统由以下几部分构成:载波信号的产生、调制信号的产生、已调信号的产生、解调器的乘法器输出、数字低通滤波器FIR 的设计、滤波后恢复的信号六大部分构成。
3.1载波信号的产生,设载波频率为3000HZ,则在本次设计要求的载波信号为c(t)=)2cos(t fcmatlab中载波信号可表示为Uc=A0.*cos(w0*t),代码如下:t=-1:0.00001:5;A0=10; %载波信号振幅f=3000; %载波信号频率w0=2*f*pi;Uc=A0.*cos(w0*t); %载波信号subplot(5,2,1);plot(t,Uc);title('载波信号');axis([0,0.01,-15,15]);T1=fft(Uc); %fft变化形成载波信号频谱subplot(5,2,2);plot(abs(T1));title('载波信号频谱');axis([17800,18200,0,1000000]);3.2调制信号产生本次设计中,用rectpuls()函数形成要求中的调制信号,rectpuls函数可产生一个关于原点对称、宽度为1的矩形脉冲。
具体函数如下:function mes=mm(t0)g=-1:0.00001:5;m1=rectpuls(g-0.5,t0/3);%形成0-t0/3之间的矩形脉冲信号m2=-2*rectpuls(g-0.5-t0/3,t0/3);%形成t0/3-2t0/3之间的矩形脉冲信号mes=m1+m2;在主函数中调用该函数即可,代码如下:mes=mm(3); %调制信号subplot(5,2,3);plot(t,mes);title('调制信号');T2=fft(mes);subplot(5,2,4);plot(abs(T2));title('调制信号频谱');axis([0,200,0,200000]);3.3已调信号的产生由DSB调制原理可知,已调信号即为调制信号与载波信号相乘即可,设计代码如下:Udsb=mes.*Uc; %DSB 已调信号subplot(5,2,5);plot(t,Udsb);title('DSB已调波形');subplot(5,2,6);T3=fft(Udsb); % 对DSB已调信号进行傅里叶变换plot(abs(T3));title('DSB已调频谱');axis([17800,18200,0,1000000]);3.4解调器乘法器的输出DSB相干解调器由乘法器及低通滤波器构成,为保证能得到原是信号,相干解调要求输入的本地载波必须与调制载波严格的同频同相。
具体代码如下:Ddsb=Udsb.*cos(w0*t); % 对DSB调制信号进行解调subplot(5,2,7);plot(t,Ddsb);title('滤波前的DSB解调信号波形');T4=fft(Ddsb); %求DSB解调信号的频谱subplot(5,2,8);plot(abs(T4));title('滤波前的DSB解调信号频谱');axis([0,37000,0,200000]);3.5 FIR数字低通滤波器的设计FIR滤波器为线性相位滤波器。
用窗函数法设计FIR滤波器的步骤。
如下:(1)根据对阻带衰减及过渡带的指标要求,选择串窗数类型(矩形窗、三角窗、汉宁窗、哈明窗、凯塞窗等),并估计窗口长度N。
先按照阻带衰减选择窗函数类型。
原则是在保证阻带衰减满足要求的情况下,尽量选择主瓣的窗函数。
(2)构造希望逼近的频率响应函数。
(3)计算h(n).。
(4)加窗得到设计结果。
本次设计中选用哈明窗作为窗函数、采样频率为2000HZ,通带边界频率为100HZ,阻带截至频率为120HZ,通带与阻带波动分别为1%及5%,代码如下:Ft=2000; %采样频率fpts=[100 120]; %通带边界频率fp=100Hz,阻带截止频率fs=120Hzmag=[1 0];dev=[0.01 0.05]; %通带波动1%,阻带波动5%[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev,Ft);%kaiserord估计采用凯塞窗设计的FIR滤波器的参数b21=fir1(n21,wn21,kaiser(n21+1,beta)); %由fir1设计滤波器3.6滤波后恢复的信号将乘法器的输出信号通过低通滤波即可恢复原始信号,本次设计中用fftfilt函数来进行FIR的滤波,具体代码如下:z21=fftfilt(b21,Ddsb); %FIR低通滤波subplot(5,2,9);plot(t,z21,'r');title('滤波后的DSB解调信号波形');T5=fft(z21); %求DSB信号的频谱subplot(5,2,10);plot(abs(T5),'r');title('滤波后的DSB解调信号频谱');axis([0,200,0,1300000]);第四章实验调试及结果分析4.1实验调试解调端乘法器的输出信号经过FIR低通滤波器,无法完全滤波。
提高采样频率后,可以实现滤波。
采样频率的不同,滤波器采样点数不同,频率越高,点数密集程度越大,滤波效果也越好。
4.2实验结果分析FIR低通滤波的设计:4-1FIR低通滤波由上图可知,该设计符合设计要求载波信号:4-2载波信号f 2,即18000附近,信号频谱载波信号频率3000Hz,其傅立叶变换后应在c符合理论要求。
调制信号:4-3调制信号根据设计要求,调制信号应由两个不同的门函数构成,调制信号频率几乎为0,由门函数的傅立叶变换波形为a S 函数,可知调制信号的频谱应为a S 函数的叠加与移位。
观察调制信号频谱,符合要求。
已调信号:4-4已调信号已调信号为载波与调制信号相乘,DSB 信号的频谱为调制信号频谱的线性搬移,存在上下边频,不存在载频。
已调信号波形,包络为调制信号波形的绝对值。
观察波形及频谱,符合要求。
滤波后的波形:4-5滤波后信号滤波后的信号,应与原始信号的波形上一致,幅值上会有所不同。
实验结果与分析一致。