AM及SSB调制与解调
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幅度调制(AM调制、DSB(双边带)调制、SSB、VSB)幅度调制(线性调制)是由调制信号去控制⾼频载波的幅度,使之调制信号的频谱线性变化。
载波信号:c(t)=A cosωc t,基带信号为m(t),则已调信号为:(设基带信号m(t)的频谱为M(ω))s m(t)=Am(t)cosωc tS m(ω)=A2[M(ω+ωc)+M(ω−ωc)]可以看到,幅度调制就是把基带信号的频谱搬移到ωc处,再乘以1/2 。
是线性变换。
AM调制s AM(t)=[A0+m(t)]cosωc tS AM=πA0[δ(ω+ωc)+δ(ω−ωc)]+12[M(ω+ωc)+M(ω−ωc)]为使⽤包络检波的⽅式进⾏解调,要求 |m(t)|<=A0 clear all;%% AM调制fs = 800; % 采样速率,单位kHzdt=1/fs; % 采样时间间隔,单位msT = 200; % 采样的总时间。
频谱分辨率(df=1/T)。
t = 0 : dt : T-dt;fm = 1; % 调制信号的频率,单位kHzfc = 10; % 载波信号的频率,单位kHzm = cos(2*pi*fm*t); % 调制信号A = 3; %直流信号s = (m+A).*cos(2*pi*fc*t); %已调信号[f,sf] = T2F(t,s);figure(1)plot(t,s);axis([0,2,-4,4]);figure(2)plot(f,abs(sf));axis([-15,15,0,max(abs(sf))]);DSB调制s DSB(t)=m(t)cosωc t S DSB(ω)=12[M(ω+ωc)+M(ω−ωc)],只能⽤相⼲解调clear all;%% DSB调制% DSB(双边带)只需将调制信号m(t)与载波信号cos(wt)直接相乘即可dt=1/800;T = 200; % 采样的总时间。
频谱分辨率(df=1/T)。
实验一:AM 信号的调制与解调实验目的:1.了解模拟通信系统的仿真原理。
2.AM 信号是如何进行调制与解调的。
实验原理:1.调制原理:AM 调制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,就是按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程。
+m(t)S AM (t)A 0cos ωc tAM 信号的时域和频域的表达式分别为:()()[]()()()()t t m t A t t m A t S C C C AM ωωωcos cos cos 00+=+=式(4-1) ()()()[]()()[]C C C C AM M M A S ωωωωωωδωωδπω-+++-++=210 式(4-2)在式中,为外加的直流分量;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。
其频谱是DSBSC-AM 信号的频谱加上离散大载波的频谱。
2.解调原理:AM 信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。
AM 信号的解调方法有两种:相干解调和包络检波解调。
AM 相干解调原理框图如图。
相干解调(同步解调):利用相干载波(频率和相位都与原载波相同的恢复载波)进行的解调,相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
相干载波的提取:(1)导频法:在发送端加上一离散的载频分量,即导频,在接收端用窄带滤波器提取出来作为相干载波,导频的功率要求比调制信号的功率小;(2)不需导频的方法:平方环法、COSTAS环法。
LPF m0(t)S AM(t)cosωc tAM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成:(1)整流:只保留信号中幅度大于0的部分。
(2)低通滤波器:过滤出基带信号;(3)隔直流电容:过滤掉直流分量。
实验内容:1.AM相干解调框图。
单边带幅度调制
单边带幅度调制(Single Sideband Amplitude Modulation,简称SSB-AM)是一种调制技术,用于将基带信号调制到高频载波上。
与传统的调幅(AM)技术不同,SSB-AM只传输载波带的一侧(上侧或下侧)的信号,从而减少了频谱资源的占用,提高了系统的带宽利用率。
在SSB调制中,采用滤波的方式将原始信号频谱中的负频率(下侧带)或正频率(上侧带)滤除。
这样做的目的是使得传输的信号只占用一半的频谱资源,减少了所需的传输带宽。
SSB-AM可以通过以下步骤实现:
1. 使用带通滤波器将基带信号的频域范围限制在感兴趣的频率范围内。
2. 将滤波后的信号与高频载波进行乘法运算,得到调制信号。
3. 将调制信号通过带通滤波器,只保留上侧带或下侧带。
4. 将滤波后的信号放大,得到最终的调制信号。
SSB-AM具有以下优点:
1. 提高了频谱利用率,节省了频谱资源。
2. 减少了传输功率和系统复杂度。
3. 抑制了载波干扰和噪声,提高了系统的抗干扰性能。
然而,SSB-AM也存在一些问题:
1. SSB-AM的调制和解调需要复杂的滤波器和频率转换器,增加了系统的复杂性和成本。
2. 调制和解调过程中可能引入失真和相位失调,影响信号质量。
综上所述,单边带幅度调制是一种有效的调制技术,可以提高频谱利用率和系统性能,但也需要在设计和实现过程中解决一些技术难题。
AM调制与解调系统的设计AM调制与解调系统是现代通信系统的关键组成部分,广泛应用于无线电通信、广播电视以及音频设备中。
本文将从AM调制与解调的原理、系统设计以及应用等方面进行探讨,旨在深入了解AM调制与解调系统的设计原理与实践。
一、AM调制与解调的原理AM调制是一种模拟调制方式,根据信息信号的幅度变化来调制载频信号的幅度。
它的基本原理是将要传输的信号信息通过线性调制器产生调制信号,然后直接与高频载波通过线性混频器进行混频操作,从而得到被调制后的载波信号。
这样产生的AM信号经过放大、滤波等处理后,就可以进行传输。
AM解调则是将调制信号恢复为原始信号的过程。
一般而言,AM解调的主要任务是将调制信号与收到的AM信号相乘,然后通过低通滤波器将高频成分滤除,从而得到原始信号。
根据调制信号与AM信号的相对幅度,可以得到不同幅度的载波信号,实现信息的解调。
1.调制器设计:调制器是AM调制与解调系统的关键组成部分。
其设计要点是选择合适的调制方式(DSB-SC、SSB、VSB等)、调制频率范围、调制度等参数,并根据需求选择合适的调制器IC,如AD633、AD537等。
2.混频器设计:混频器是将调制信号与载波信号进行混频的关键部件,需要选择合适的混频器IC并根据系统需求确定其工作频率范围和增益。
一般常用的混频器有单/双平衡混频器、高/中/低频混频器等。
3. 低通滤波器设计:低通滤波器的设计用于去除混频后的高频干扰,只保留原始信号的基带部分。
根据系统需求选择合适的滤波器类型(如RC、LC、Bessel、Butterworth等),并设计滤波器的截止频率、通带/阻带衰减等参数。
4.放大器设计:在AM调制与解调系统中,放大器的作用是将调制后的信号放大到合适的幅度,以提高信号质量。
根据系统需求选择合适的放大器型号,如运算放大器、功率放大器等,并确定放大器的放大倍数、带宽等参数。
5.误码率检测与纠错:在AM调制与解调系统中,为了提高信号的可靠性,可以通过引入差错控制技术进行误码率检测与纠错,如使用CRC校验、海明码等方案。
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。
通信原理课程设计设计题目:AM及SSB调制与解调及抗噪声性能分析班级:学生:学生学号:指导老师:目录一、引言..................................................................................................... 错误!未定义书签。
概述........................................................................................................................ 错误!未定义书签。
课程设计的目的.................................................................................................... 错误!未定义书签。
课程设计的要求.................................................................................................... 错误!未定义书签。
二、AM调制与解调及抗噪声性能分析 .................................................. 错误!未定义书签。
AM调制与解调 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
AM调制与解调原理 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
实验3 SSB信号的调制与解调1、实验目的掌握单边带调制(SSB)的调制和解调技术,了解其实现原理;通过实验,学习利用AM、AGC、高通滤波器和频率合成技术实现SSB调制和解调;熟练掌握实验中使用的各种仪器的使用方法。
2、实验原理2.1 单边带调制(SSB)单边带调制(SSB),也称单边带抑制(SSB-SC),是通过在AM调制信号中去掉一个边带来实现压缩信息信号带宽的一种调制方式。
通过单边带调制技术可以实现带宽压缩、频谱效率高等优点。
将带宽压缩到原来的一半或更少,或增加频带的利用率,提高信号的传输品质。
单边带解调是指将带有单边带的信号,通过解调电路恢复出原始的AM调制信号。
在单边带解调电路中一般采用同相和正交相两路解调,最后合成成为原始AM调制信号。
3、实验器材和仪器信号源、AM调制解调装置、示波器、函数发生器、多用电表、高通滤波器、信号发生器、频率计等。
4、实验步骤步骤一:将信号源中的20 kHz正弦波经过3.5 kHz高通滤波器滤波后,接入AM调制解调装置中的输入端;步骤二:调节AM调制解调装置中的AM深度到40%,打开AGC自动增益控制电路;步骤三:调节AM调制解调装置中的LO频率为115.5 kHz,选择LSB单边带发射;步骤四:调节信号源中的20 kHz正弦波频率,使频率计读数达到19.5 kHz左右,观察示波器上的信号;步骤五:检查示波器上的波形是否满足LSB单边带的特点。
步骤一:将频率为115.5 kHz的SSB信号接入同相解调电路及正交解调电路中,将解调信号分别接入示波器观察;步骤二:调节同相解调电路中的LO频率为115.5 kHz,调节正交解调电路中的LO频率为115.505 kHz;步骤三:对示波器上的同相、正交解调信号分别进行滤波,将滤波后的信号再次输入AM调制解调装置中进行合成;步骤四:调节合成后的信号深度为40%,观察示波器上的波形,判断SSB解调是否成功。
5、实验注意事项5.1 保护好实验仪器和设备。
1引言 (1)2 SystemView的基本介绍 (2)3模拟调制系统的设计与分析 (4)3.1 AM的调制解调 (4)3.1.1 AM的调制解调原理 (4)3.1.2 AM调制解调的仿真设计及分析 (5)3.2 DSB调制解调 (7)3.2.1 DSB调制解调原理 (7)3.2.2 DSB调制解调仿真设计及分析 (7)3.3 SSB的调制解调 (9)3.3.1 SSB的调制原理 (9)3.3.2 SSB的调制解调仿真设计及分析 (10)3.4三种幅度调制系统的比较 (13)4 数字调制解调系统 (14)4.1数字信号基带传输原理 (14)4.2 2ASK的调制解调 (14)4.2.1 2ASK调制与解调基本原理及其分析 (14)4.2.3 2ASK系统仿真设计及分析 (15)4.3 2FSK的调制解调 (18)4.3.1 2FSK调制与解调基本原理及其分析 (18)4.3.2 2FSK系统仿真设计及分析 (19)4.4 2PSK的调制解调 (20)4.4.1 2PSK调制与解调基本原理及其分析 (20)4.4.2 2PSK系统仿真设计及分析 (21)5信号的抽样与恢复 (24)5.1 抽样定理 (24)5.2 信号的采样与恢复仿真及分析 (24)6 增量调制与解调 (27)6.1增量调制原理 (27)6.2 增量调制仿真设计及分析 (28)7 结论 (30)参考文献 (31)在当今信息社会,通信已经成为整个社会的高级“神经中枢”,通信技术变得越来越重要,没有通信的人类社会将是不堪设想的。
通信按传统的理解就是信息的传递与交换。
一般来说,通信系统是由信源、发送设备、信道、接收设备、信宿组成,其系统组成如图1-1所示:(发送端) (接收端)图1-1 通信系统的组成一般发送端要有调制器,接收端要有解调器,这就用到了调制与解调技术。
调制可分为模拟调制和数字调制,模拟调制常用的方法有AM 调制、DSB 调制及SSB 调制等。
课程设计电子与信息工程学院信息与通信工程系振幅调制信号的解调过程称为同步检波。
有载波振幅调制信号的包络直接反应调制信号的变化规律,可以用二极管包络检波的方法进行检波。
而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反应调制信号的变化规律,无法用包络检波进行解调,所以要采用同步检波方法。
同步检波器主要适用于对DSB和SSB信号进行解调,也可以用于AM,但是一般AM调制信号都用包络检波来进行检波。
同步检波法是加一个与载波同调制系统和同步检波器的AM;Multisim;调制1 MC1496芯片设计 (2)1.1MC1496内部结构及基本性能 (2)2 信号调制的一般方法 (4)2.1模拟调制 (4)2.2数字调制 (5)2.3脉冲调制 (5)3 振幅调制.3.1基本原理3.2AM调制与仿真实现.3.3DSB调制与仿真实现4解调.4.1同步检波器原理框图 (14) (15)5 小结与体会 (16)6附录:总电路图 (16)1 MC1496芯片设计1.1 MC1496内部结构及基本性能在高频电子线路,振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频等调制与解调的过程均可视为两个信号相乘的过程,而集成模拟乘法器正式实现两个模CRT显所示图1.1 MC1496内部结构图MC1496是由互补双极性工艺制作而成,它包含有四个高精度四象限乘法单元。
温度漂移小于0.005%/℃。
0.3μV/Hz的点噪声电压使低失真的Y通道只有0.02%的总谐波失真噪声,四个8MHz通道的总静止功耗也仅为150mW。
MC1496的工作温度范围为-40℃~+85℃。
MC1496的其它主要特性如下:●四个独立输入通道;●四象限乘法信号;●电压输入电压输出;●乘法运算无需外部元件;●电压输出:W=(X×Y)/2.5V,其中X或Y●具有优良的温度稳定性:0.005%;●低功耗2 信号调制的一般方法调制就是对信号源的信息进行处理,使其变为适合于信道传输的形式的过程。
SSB(单边带)调制与解调的原理是基于AM(调幅)的进一步改进。
在AM中,载波信号与音频信号相混频,然后产生的信号通过一个低通滤波器进行过滤,得到的就是AM 信号。
然而,在SSB中,我们移除了下边带(LSB)和载波,只发送上边带(USB)。
这使得带宽减半,效率提高到近100%。
SSB调制原理:
1.基带信号m(t)和高频载波相乘实现DSB信号的调制。
2.DSB信号经过一个滤波器生成SSB。
3.为了实现这一过程,带通滤波器被添加到系统中移除额外的边带。
SSB解调原理:
1.SSB信号经过信道传输之后,再和载波相乘。
2.经过低通滤波器后恢复出原始基带信号。
3.在接收系统中,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。
SSB的优势:
1.带宽减少了一半,使得在同一频带中可以放置双倍的频道数量(或电台)。
2.除非正在发送信息,否则没有传输载波,这有利于隐蔽信号并提高效率。
典型的AM系统传输存在两个相同边带的问题,为了防止解调时失真,其调制效率上限为33%。
而SSB系统中没有这个问题,其效率近100%。
总的来说,SSB调制与解调原理是基于AM的进一步优化,通过移除一个边带和载波,使得带宽减少了一半,同时提高了传输效率。
青岛农业大学理学与信息科学学院通信系统仿真课程设计报告论文题目AM、SSB调制与解调的实现与比较学生专业班级通信工程10级2班学生姓名(学号)程显聪(20102743)指导教师谭谈老师完成时间 2013.10.23 实习地点信息楼机房2013年 10月 23日1.课程设计目的和任务本次课程设计是对通信原理课程理论教学和实验教学的综合和总结。
要求学生掌握通信原理的基本知识,运用所学的通信仿真的方法实现某种传输系统。
能够根据设计任务的具体要求,掌握软件设计、调试的具体方法、步骤和技巧。
对一个实际课题的软件设计有基本了解,拓展知识面,激发在此领域中继续学习和研究的兴趣,为学习后续课程做准备。
2.AM 调制与解调2.1 AM 调制与解调原理幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度,使正弦载波的幅度随着调制信号而改变的调制方案,属于线性调制。
AM 信号的时域表示式:频谱:调制器模型如图所示: ⊗()m t ()m s t cos c tω⊕图1-1 调制器模型AM 的时域波形和频谱如图所示:时域 频域图1-2 调制时、频域波形AM 信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。
它的带宽是基带信号带宽的2倍。
在波形上,调幅信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化,在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。
所谓相干解调是为了从接受的已调信号中,不失真地恢复原调制信号,要求本地载波和接收信号的载波保证同频同相。
相干载波的一般模型如下:将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,得t w t m A t m A tw t m A S c c A M 2cos )]([21)]([21cos )]([t cosw t)(0020c +++=+=•由上式可知,只要用一个低通滤波器,就可以将第1项与第2项分离,无失真的恢复出原始的调制信号)]([21)(00T M A T M +=相干解调的关键是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
通信原理课程设计设计题目:AM及SSB调制与解调及抗噪声性能分析班级:学生姓名:学生学号:指导老师:目录一、引言 (3)1.1 概述 (3)1.2 课程设计的目的 (3)1.3 课程设计的要求 (3)二、AM调制与解调及抗噪声性能分析 (4)2.1 AM调制与解调 (4)2.1.1 AM调制与解调原理 (4)2.1.2调试过程 (6)2.2 相干解调的抗噪声性能分析 (9)2.2.1抗噪声性能分析原理 (9)2.2.2 调试过程 (10)三、SSB调制与解调及抗噪声性能分析 (12)3.1 SSB调制与解调原理 (12)3.2 SSB调制解调系统抗噪声性能分析 (13)3.3 调试过程 (15)四、心得体会 (19)五、参考文献 (19)一、引言1.1 概述《通信原理》是通信工程专业的一门极为重要的专业基础课,但内容抽象,基本概念较多,是一门难度较大的课程,通过MATLAB仿真能让我们更清晰地理解它的原理,因此信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。
本课程设计是AM及SSB调制解调系统的设计与仿真,用于实现AM及SSB信号的调制解调过程,并显示仿真结果,根据仿真显示结果分析所设计的系统性能。
在课程设计中,幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅,使其按调制信号的规律变化,其他参数不变。
同时也是使高频载波的振幅载有传输信息的调制方式。
1.2 课程设计的目的在此次课程设计中,我需要通过多方搜集资料与分析:(1) 掌握模拟系统AM和SSB调制与解调的原理;(2) 来理解并掌握AM和SSB调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法;(3) 掌握应用MATLAB分析系统时域、频域特性的方法,进一步锻炼应用MATLAB进行编程仿真的能力。
通过这个课程设计,我将更清晰地了解AM和SSB的调制解调原理,同时加深对MATLAB这款《通信原理》辅助教学操作的熟练度。
1.3 课程设计的要求(1) 熟悉MATLAB的使用方法,掌握AM信号的调制解调原理,以此为基础用MATLAB编程实现信号的调制解调;(2) 设计实现AM调制与解调的模拟系统,给出系统的原理框图,对系统的主要参数进行设计说明;(3) 采用MATLAB语言设计相关程序,实现系统的功能,要求采用一种方式进行仿真,即直接采用MATLAB语言编程的静态方式。
SSB信号的调制与解调一.题目要求:用matlab 产生一个频率为1Hz,功率为1 的余弦信源,设载波频率,,试画出:SSB 调制信号的时域波形;采用相干解调后的SSB 信号波形;SSB 已调信号的功率谱;在接收端带通后加上窄带高斯噪声,单边功率谱密度0 n = 0。
1,重新解调。
二.实验原理:1.单边带调制只传送一个边带的调制方式,SSB信号的带宽是与消息信号m(t)相同。
对信号采取先调制搬频,再过低通(高通)滤波器取上(下)边带的方法进行调制。
2. 单边带信号解调方法:相干解调法相干解调后让信号过低通滤波器,取得有用信号()t m 21,其幅度为调制信号一半. 三. 实验结果与分析1. 信号发送端调制信号与载波时域图形:由题意生成一个频率为1Hz ,功率为1 的余弦信源,设载波频率,如图:t t如图,调制信号为低频信号,载波为高频信号。
()()[]()()()t t m t t m t m tt t m t t m 0002sin ˆ212cos 2121cos sin ˆcos ωωωωω++=+2. 假设信道理想,对信号进行调制与解调:-2-1012调制信号时域波形-1-0.500.51相干解调后的信号时域波形t如图可知,经相干解调后的单边带信号时域形状不变,仅仅是幅度变为原信号的一半。
3. 调制信号、SSB 信号与解调后信号频谱比较:-20-15-10-50510152002调制信号功率谱f-20-15-10-50510152002SSB 信号功率谱f-20-15-10-50510152001调制信号功率谱f由信号频谱图可知:(1) S SB 调制是对调制信号进行搬频之后去边带,其频带宽度与原调制信号相同,频带利用率提高. (2) 对SSB 信号进行相干解调还原出原始信号的频谱与原调制信号相同,但其幅度减半.从数学公式结合物理角度看,SSB 信号进行相干解调后仅有()t m 21为有用信号,其余频率成分被低通滤波器滤掉了。
东北大学分校电子信息系综合课程设计基于Multisim的调幅电路的仿真专业名称电子信息工程班级学号5081411学生曹翔指导教师王芬芬设计时间2011/6/22基于Multisim的调幅电路的仿真1.前言信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置,从而有利于信号的传送,并且是频谱资源得到充分利用。
调制作用的实质就是使相同频率围的信号分别依托于不同频率的载波上,接收机就可以分离出所需的频率信号,不致相互干扰。
而要还原出被调制的信号就需要解调电路。
调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用,同时也是信号处理应用的重要问题之一,系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。
论文利用Multisim提供的示波器模块,分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。
AM调制优点在于系统结构简单,价格低廉,所以至今仍广泛应用于无线但广播。
与AM信号相比,因为不存在载波分量,DSB调制效率是100%。
我们注意到DSB信号两个边带中任意一个都包含了M(w)的所有频谱成分,所以利用SSB调幅可以提高信道的利用率,所以选择SSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。
论文主要是综述现代通信系统中AM ,DSB,SSB调制解调的基本技术,并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。
此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关容。
同时加强了团队合作意识,培养分析问题、解决问题的综合能力。
本次综合课设于2011年6月20日着手准备。
我团队四人:曹翔、婷婷、赖志娟、少楠分工合作,利用两天时间完成对设计题目的认识与了解,用三天时间完成了本次设计的仿真、调试。
2.基本理论由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量,这种信号在许多信道中不宜传输。
因此,在通信系统的发送端通常需要有调制过程,同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。
所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数,使这个参数随调制信号的变化而变化,最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、调频(FM)、调相 (PM)三种。
浅谈单边带调幅(SS B )的调制与解调邹德东,刘立民,王国辉(煤炭科学研究总院抚顺分院,辽宁抚顺113122)摘 要:阐述了单边带调幅的定义及其通信原理。
详细介绍了单边带调幅的调制与解调的方法。
关键词:单边带;调制;解调中图分类号:T D65+5.2 文献标识码:B 文章编号:1003-496X (2008)01-0086-021 概 述随着国家对煤矿安全生产管理力度的逐步加大,灾后救援也就越来越受到人们的关注。
救灾通讯设备可以使井上井下进行良好的沟通,能够使决策者及时了解灾区情况并做出合理的决策。
然而由于煤矿井下地形复杂,环境恶劣,常规的通信方式及设备很难达到预期的效果。
所以,寻求一种稳定可靠并能适应煤矿井下恶劣环境的通信方式就显得尤为重用。
本文介绍一种新型的通信方式,即单边带调幅。
它具有稳定可靠,节省带宽,传输距离远等特点。
2 定 义单边带信号(SS B ),从本质上来说也是一种调幅信号,它出自于调幅又区别于调幅。
调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化的调制方式。
只有清楚的知道调幅波的特征才能准确的掌握SS B 的产生方法,我们可以根据混频的原理来说明调幅波的频谱特征。
由于非线性元件的特点,两个不同频率的信号频率1和频率2通过非线性元件会出现4个频率:两个频率的和、两个频率的差、频率1、频率2。
通常我们把两个频率的和、两个频率的差称为上边带信号和下边带信号。
而这两个信号所包含的信息相同,因此只传送一个边带即可以传送信号的全部信息。
只传送一个边带信号的调制方式成为单边带调制。
3 单边带信号(SS B )的调制上面提到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 )=A m cos ωc t 、音频信号m (t )=a m cos Ωc t 。
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 。
通信原理课程设计设计题目:AM及SSB调制与解调及抗噪声性能分析班级:学生姓名:学生学号:指导老师:目录一、引言..................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 概述.................................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2 课程设计的目的.............................................................................................. 错误!未定义书签。
1.3 课程设计的要求.............................................................................................. 错误!未定义书签。
二、AM调制与解调及抗噪声性能分析.................................................... 错误!未定义书签。
2.1 AM调制与解调................................................................................................. 错误!未定义书签。
2.1.1 AM调制与解调原理.............................................................................. 错误!未定义书签。
.......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
2.2 相干解调的抗噪声性能分析.......................................................................... 错误!未定义书签。
.......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
2.2.2 调试过程.............................................................................................. 错误!未定义书签。
三、SSB调制与解调及抗噪声性能分析.................................................. 错误!未定义书签。
3.1 SSB调制与解调原理....................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2 SSB调制解调系统抗噪声性能分析 ............................................................... 错误!未定义书签。
3.3 调试过程.................................................................................................. 错误!未定义书签。
四、心得体会............................................................................................. 错误!未定义书签。
五、参考文献............................................................................................. 错误!未定义书签。
一、引言1.1 概述《通信原理》是通信工程专业的一门极为重要的专业基础课,但内容抽象,基本概念较多,是一门难度较大的课程,通过MATLAB仿真能让我们更清晰地理解它的原理,因此信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。
本课程设计是AM及SSB调制解调系统的设计与仿真,用于实现AM及SSB信号的调制解调过程,并显示仿真结果,根据仿真显示结果分析所设计的系统性能。
在课程设计中,幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅,使其按调制信号的规律变化,其他参数不变。
同时也是使高频载波的振幅载有传输信息的调制方式。
1.2 课程设计的目的在此次课程设计中,我需要通过多方搜集资料与分析:(1) 掌握模拟系统AM和SSB调制与解调的原理;(2) 来理解并掌握AM和SSB调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法;(3) 掌握应用MATLAB分析系统时域、频域特性的方法,进一步锻炼应用MATLAB进行编程仿真的能力。
通过这个课程设计,我将更清晰地了解AM和SSB的调制解调原理,同时加深对MATLAB这款《通信原理》辅助教学操作的熟练度。
1.3 课程设计的要求(1) 熟悉MATLAB的使用方法,掌握AM信号的调制解调原理,以此为基础用MATLAB编程实现信号的调制解调;(2) 设计实现AM调制与解调的模拟系统,给出系统的原理框图,对系统的主要参数进行设计说明;(3) 采用MATLAB语言设计相关程序,实现系统的功能,要求采用一种方式进行仿真,即直接采用MATLAB语言编程的静态方式。
要求采用两种以上调制信号源进行仿真,并记录各个输出点的波形和频谱图;(4) 对系统功能进行综合测试,整理数据,撰写课程设计论文。
二、AM调制与解调及抗噪声性能分析2.1 AM调制与解调2.1.1 AM调制与解调原理幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度,使正弦载波的幅度随着调制信号而改变的调制方案,属于线性调制。
AM信号的时域表示式:频谱:调制器模型如图所示:图1-1 调制器模型AM的时域波形和频谱如图所示:时域频域图1-2调制时、频域波形AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。
它的带宽是基带信号带宽的2倍。
在波形上,调幅信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化,在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。
所谓相干解调是为了从接受的已调信号中,不失真地恢复原调制信号,要求本地载波和接收信号的载波保证同频同相。
相干载波的一般模型如下: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,就可以将第1项与第2项分离,无失真的恢复出原始的调制信号相干解调的关键是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
t=-1:0.00001:1; %定义时长A1=6; %调制信号振幅A2=10; %外加直流分量f=3000; %载波频率w0=2*f*pi; %角频率Uc=cos(w0*t); %载波信号subplot(5,2,1);plot(t,Uc); %画载波信号title('载波信号');axis([0,0.01,-1,1]); %坐标区间T1=fft(Uc); %傅里叶变换subplot(5,2,2);plot(abs(T1));%画出载波信号频谱title('载波信号频谱');axis([5800,6200,0,200000]); %坐标区间mes=A1*cos(0.002*w0*t); %调制信号subplot(5,2,3);plot(t,mes);%画出调制信号title('调制信号');T2=fft(mes); %傅里叶变换subplot(5,2,4);plot(abs(T2)); %画出调制信号频谱title('调制信号频谱');axis([198000,202000,0,1000000]); %坐标区间Uam1=A2*(1+mes/A2).*cos((w0).*t); %AM 已调信号subplot(5,2,5);plot(t,Uam1);%画出已调信号title('已调信号');T3=fft(Uam1); %已调信号傅里叶变换subplot(5,2,6);plot(abs(T3)); ;%画出已调信号频谱title('已调信号频谱');axis([5950,6050,0,900000]); %坐标区间sn1=20; %信噪比db1=A1^2/(2*(10^(sn1/10))); %计算对应噪声方差n1=sqrt(db1)*randn(size(t)); %生成高斯白噪声Uam=n1+Uam1; %叠加噪声后的已调信号Dam=Uam.*cos(w0*t); %对AM已调信号进行解调subplot(5,2,7);plot(t,Dam);% 滤波前的AM解调信号title('滤波前的AM解调信号波形');T4=fft(Dam); %求AM信号的频谱subplot(5,2,8);plot(abs(T4));% 滤波前的AM解调信号频谱title('滤波前的AM解调信号频谱');axis([187960,188040,0,600000]);Ft=2000; %采样频率fpts=[100 120]; %通带边界频率fp=100Hz 阻带截止频率fs=120Hz mag=[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z21=fftfilt(b21,Dam); %FIR低通滤波subplot(5,2,9);plot(t,z21,'r');% 滤波后的AM解调信号title('滤波后的AM解调信号波形');axis([0,1,-1,10]);T5=fft(z21); %求AM信号的频谱subplot(5,2,10);plot(abs(T5),'r');%画出滤波后的AM解调信号频谱title('滤波后的AM解调信号频谱');axis([198000,202000,0,500000]);运行结果:2.2 相干解调的抗噪声性能分析AM线性调制系统的相干解调模型如下图所示。