DSB波的调制与解调课程设计报告

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现代通信系统原理 课程设计说明书

题目：DSB-SC调制与解调

学生： ________________

学 号： _______________

院（系）： ______

专 业： ____________

指导教师： _________________

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目录

一、 调幅与解调原理： .............................................. ...4

二、 DSB勺调制调制与解调总系统框： .................................... ..4

三、 DSB调制与解调： ............................................... 4

3.1 .双边带调制原理 .............................................. ...4

3.2调幅波的解调： …... .................................................................................... ..6

3.3乘法器原理 ........................................................ 7

四、 单元电路设计： ...................................................... 7

4.1调幅电路图、波形图以及频谱图及理论分析 ............................ 8

4.2解调电路图、波形图以及频谱图及理论分析 ............................ 9

4.3低通滤波器电路图、已调波波形图以及频谱图及理论分析 ................ 10

五：总电路图： ......................................................... ....18

六、 自设问题并解答以及心得体会 ...................................... 1 9

七、 附录元器件清单： ............................................... ..20

八、 参考文献 .............................................................. ....21

摘要

模拟通信系统具有直观，容易实现等优点，在早期的通信系统中得到了广泛的应用，

例如早期的系统就是模拟通信系统。抑制双边带调幅（ DSB-SC作为最经典的模拟通信系 下载可编辑

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统之一，具有调制效率高,抗噪性能好等优点，得到了广泛的研究与应用。 MATLAB仿真软

件具有编程效率高，使用方便等优点广泛应用与电子通信，航空航天等科学领域，而 SIMUINK作为一种可视化的仿真工具直观以及便捷等优点。本次仿真就是基于这两种仿真 平台对DSB通信系统进行仿真建模，在对一个系统进行仿真建模时需要我们对原理部分熟 练掌握，在建模过程中达到学以致用的目的，因此仿真建模对于教学研究具有积极作用。

本次设计首先在简要概述 DSBS信系统原理的基础上，建立了基于MATLAB! SIMULINK 的仿真建模，其中主要包括调制部分，信道与解调部分的仿真建模。整个通信系统中以正 弦信号为基带信号，经过加性高斯白噪声信道后通过巴特沃斯低通滤波器以及相干解调方 式解调得到解调信号；在

SIMULINK对整个DSB系统进行建模的基础上再对该系统的各个 部分进行了 MATLAB仿真建模。在仿真后的数据分析中得到了与理论分析一致的结果，从 而也验证了此次仿真建模的成功。

关键词：模拟通信系统； 仿真建模；DSB; MATLAB SIMULINK 下载可编辑

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绪论

课题研究的意义

在通信技术中DSB系统是模拟通信系统中最有代表性的通信系统，我们通过研究 系统能够从中得出一般的规律，从而指导人们去研究和开发其它的通信系统。

MATLAB软件是一种高效的并且容易掌握的仿真软件， 通过这个软件的仿真我们可以加 深对DSBffl信系统的理解。

在常规双边带通信系统中为了简化系统，减少成本加入了载波，但是因为载波分量不 携带任何有关信源的信息，信息完全由边带传送，因此载波分量耗费了相当多的功率，从 而导致系统的利用率很低，以及资源的浪费。为了解决这个问题人们开发出了 DSBffl信系

统，它的特点是已调信号中不含载波分量，利用率为 100%本课题在简单分析DSB原理的

基础上，以抑制载波双边带为例，分析了基于 MATLA平台的DSB系统仿真方案。

我们知道DSB通信系统是一个很简单的系统，所涉及到的技术层面的东西并不复杂， 因此为了能够更加了解这个系统我们可以对它进行仿真，课本上的原理是认识部分，仿真 部分是对所学知识的实践。MATLA仿真就是一款很好的实践性工具，可以说MATLA在教学 过程中是对所学容的运用，达到学以致用目的。

主要研究目的和容

本次设计在简要概述DSB系统原理的基础上，首先对系统整体作 SIMULINK仿真建模， 再使用MATLAB寸系统各部分进行仿真。

本次设计主要容分四大部分。

第一部分阐述DSB通信系统的原理，在引出DSB系统之前简要介绍了通信系统的基本 概念包括通信系统的基本分类，然后对模拟以及数字通信系统的介绍分析，提出了分析通 信系统的性能指标以及分析方法。在此基础上提出了 DSB调制解调系统，着重阐述了 DSB

通信系统的原理，信源信号的产生，调制技术，频谱分析，信道中的高斯白噪声干扰，以 及系统的解调。最后重点分析了 DSB通信系统的性能。

第二部分是本课题的重点，利用 MATLAB/SIMULIN仿真软件对DSBffl信系统进行仿真 研究，首先在SIMULINK平台中对DSB系统进行整体仿真，对该系统有个整体了解后，在 对DSB通信系统中的个部分研究，即对系统各部分分别进行仿真即信源的产生，调制过程 的仿真，信道中高斯白噪声的产生，滤波器的设计，以及最后的解调仿真。

第三部分对该系统进行了频域分析，从频域方面了解，调制，解调的本质。

第四部分是数据分析部分，数据分析部分是定量的对所研究课题的分析，能够产生更 为直观更有说服力的证据，也是分析所研究课题优缺点的有效方法。本文的数据分析主要 是分析DSB通信系统DSB 下载可编辑

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的有效性与可靠性即抗噪声性能以及调制带宽。

研究方法以及研究手段

随着计算机技术的发展，系统仿真技术在电子工程领域的应用正在发生着无法替代的 作用。数学仿真软件 MATLAB的出现标志着仿真技术在通信领域的应用中达到了一个新的 水平。MATLAB是由美国的Math Works公司推出的一种科学计算和工程仿真软件，将高性 能的科学计算，结果可视化和编程集中在一个易于操作的环境中。目前，在世界围被科研 工作者，工程技术人员和院校师生广泛应用，已经成为国际控制世界公认的标准计算机软 件。本次课题研究仿真就是利用 MATLABS现对DSB通信系统的仿真研究，在仿真中我们 要对DSB系统的信噪比以及传送功率等参数进行比较，得出 DSB系统的性能，同时通过波

形仿真观察DSB通信系统的波形以及它的频谱。 下载可编辑

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一、调幅与解调原理：

所谓调幅，就是用调制信号去控制载波某个参数的过程。严格地说，是使高频振荡 的振幅与调制信号成线性关系，其他参数（频率、相位）不变。解调是调制的逆过程，是

将载于高频振荡信号上的调制信号恢复出来的过程。调幅电路是把调制信号和载波信号同 时加在一个非线性元件上（例如晶体二极管或三极管）经非线性变换成新的频率分量，再 利用谐振回路选出所需的频率成分。它保持着高频载波的频率特性，调幅波振幅的包络变 化规律与调制信号的变化规律一致。 当输入的调制信号有直流分量时，称为 AM调制；没

有直流分量时，称为双边带调制（DSBM制）。本设计设计容为双边带调制（DSB调制）。 DSB调制中，高频载波与调制信号相乘，由傅立叶变化的性质可知，在时域中两个信号相 乘，则对应在频域中对这两个信号进行卷积。而由高等数学知识可知，一个函数与单位脉 冲函数卷积的结果，就是将其图形由坐标原点平移到该脉冲函数处。所以，若以高频载波 信号与调制信号相乘，其结果就相当于把调制信号频谱图形由原点平移至载波频率处（因 为余弦函数的频谱图形是一对脉冲函数），其幅值减半。所以幅值调制过程就相当于频率 搬移过程。为避免调幅波的重叠失真，要求载波频率必须大于测试信号的最高频率，实际 应用中，往往选择载波频率至少数倍甚至数十倍于信号中的最高频率。

、DSB调制原理:

三、DSB调制与解调

1. 双边带调制原理:

（1）双边带调制波分析

1） 定义：仅传输标准调幅波中两个边带调制的方式称为抑制载波的双边带调制。

2） DSB专送原因：调幅波中惟有上下边频分量才反映调制信号的频谱结构，载波分量 仅起到频谱搬移作用。从传输观点来看，占有绝大部分功率的载波分量是无用的，在传 输中将其抑制掉，可节省发射功率。所以用双边带波传送比 AM波传送好。

3）数学表达式: 下载可编辑

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设载波为Uc（t）=Ucos 3 ct，单频调制信号为UQ（t）=U QCOS Q t （ Q〈〈3 c），则双边带调

幅信号为：

UDS（t）=ku Q（t）u c（t）=kU Q UcosQ tcos 3 ct

=kUU U[ COS ( 3 c+Q )t+COS ( 3 c- Q )t ],

其中k为比例系数。

可见双边带调幅信号中仅包含两个边频，无载频分量，其频带宽度仍为调制信带宽 的两倍。

需要注意的是，双边带调幅信号不仅包络已不再反映调制信号波形的变化 ，而且在 调制信号波形过零点处的高频相位有 180°的突变。可以看出，在调制信号正半周，cos Q t为正值,双边带调幅信号UDs(t)与载波信号Uc(t)同相；在调制信号负半周,cos Q t 为负值,u DS(t)与uc(t)反相。所以,在正负半周交界处,u DS(t)有180°相位突变。

如下图所示：

图33 DSB调幅波形与频谱

因为双边带信号不包含载波，所以发送的全部功率都载有信息，功率有效利用率高。

2、DSB的解调：

(1)解调原理

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。解调方法分为两 类：相干解