基于MATLAB的AM信号的调制与解调

格式：docx
大小：729.12 KB
文档页数：36

设计题目 2FSK调制与解调系统仿真与分析

学生信息姓名性别男班级通信1203 学号

任务要求

1. 熟悉使用MATLAIB和simulink软件环境及使用方法，包括函数，原理和方法的应用。

2. 熟悉AM调制与解调的方法。

3. 调制出AM信号的时域波形图及频域波形图。

所需实验设备、器材、软件

计算机，Matlab软件

设计与制作方案、所用方法及技术路线

本设计研究的内容是利用MATLAB中的simulink的仿真功能来实现AM的调制与解调，实现步骤如下：

1. 产生AM调制信号。

2. 对信号进行调制，产生调制信号。

3. 绘制调制及解调时域波形图和频谱图。

4. 改变采样频率后，绘制调制及解调时域波形图和频谱图。

5. 加噪后，绘制调制及解调时域波形图和频谱图，分析噪声对调制信号和解调信号的影响。

设计与制作进度

第1周：分析题目，方案设计；第2周：软件设计；第3周：系统仿真，完成设计；第四周：完成报告。

设计与制作完成情况

这4周时间里，我们完成了对AM信号调制与解调的仿真，通过改变采样频率，绘制不同的时域波形图和频谱图，然后添加噪声，绘制时域波形图和频谱图，最后分析噪声对调制信号和解调信号的影响。

设计与制作收获及总结

通过这次设计，学会了使用仿真软件 Matlab，复习了在通原课程中学习的AM调制与解调，对以后的学习和工作都起到了一定的作用，加强了动手能力和学业技能。这次课程设计我受益匪浅。

学生签字年月日

设计与制作成绩（五级制）

指导老师签字年月日

教研室意见

教研室主任签字年月日

备注：学生除填写本表相应的内容外，还应撰写一份完整的设计与制作报告.

基于MATLAB的AM信号的调制与解调

（陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业1203班，陕西汉中 723003）

指导教师：井敏英

[摘要]：本文主要的研究内容是了解AM信号的数学模型及调制方式以及其解调的方法。不同的解调方法在不同的信噪比情况下的解调结果，那种方法更好，作出比较。进行AM信号的调制与解调。先从AM的调制研究，研究它的功能及在现实生活中的运用。其次研究AM的解调，以及一些有关的知识点，以及通过它在通信方面的运用更加深入的了解它。从AM信号的数学模型及调制解调方式出发，得出AM调制与解调的框图和调制解调波形。利用MATLAB编程语言实现对AM信号的调制与解调，给出不同信噪比情况下的解调结果对比。

[关键词]：AM信号;调制;解调;信噪比MATLAB.

Modulation and demodulation of AM signal

based on MATLAB

(Grade 2012,Class 3,Major of Communication Engineering,School of Physics and Telecommunication

Engineering of Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi)

Tutor: Jing Mingying

[Abstract]: The main content of this paper is to understand the mathematical model of the AM signal

and the modulation and the demodulation method. Demodulation different methods in different

circumstances of the demodulation signal to noise ratio the results of methods that better, to make the

comparison. Requirement is more than double the sound and the AM signal modulation and demodulation.

AM modulation first study of its function and in real life use. AM demodulation followed by research, as

well as some related knowledge, as well as through its use of communications more in-depth understanding

of it. AM signal from the tone of the mathematical model and the modulation and demodulation methods,

the two-tone AM signal to draw a mathematical model and the block diagram of modulation and

demodulation and modulation and demodulation waveforms. MATLAB programming language to use to

achieve the two-tone AM signal modulation and demodulation, given the different circumstances of the

demodulation signal to noise ratio compared the results.

[Keywords]: AM signal, Modulation, Demodulation, Noise ratio signal, MATLAB

1.绪论

背景以及意义

现在的社会越来越发达，科学技术不断的在更新，在信号和模拟通信的中心问题是要把载有消息的信号经系统加工处理后，送入信道进行传送，从而实现消息的相互传递。消息是声音、图像、文字、数据等多种媒体的集合体。把消息通过能量转换器件，直接转变过来的电信号称为基带信号。基带信号有模拟基带信号和数字基带信号。它们多为低频带限信号(如：音频信号为30—3400Hz，图像信号为0—6MHz)，易受外来干扰的影响，还受到设备元器件的限制，且不易产生电磁波信号变化越快电磁辐射能力越强)，不能进行无线传输也不能实现多路复用。为了克服以上缺点通过调制技术就可以把基带信号(也叫调制信号)变为具有一定带宽的适合于信道传输的频带信号。调制的过程也就是对信号进行频谱搬移的过程。我们把经过一定加工处理的含有消息的可解读的电信号称之为信息(1nformation)，信息是一个不确定的概率的函数。信息的加工、处理和相互传递是现代通信的基础，是通信所要解决的实质问题。

模拟信号的载波调制电路里面经常要用到调制与解调，而AM的调制与解调是最基本的，也是经常用到的。

AM是调幅（Amplitude Modulation），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也是采用了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。

发展前景

在无线电技术中，调制与解调占有十分重要的地位。假如没有调制与解调技术，就没有无线电通信，没有广播和电视，也没有今天的 BP 寻呼、手持电话、传真、电脑通信及 Internet 国际互联网。

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。例如某中波广播电台的频率为 540kHz ，这个频率是指载波的频率，它是由高频电磁振荡产生的等幅正弦波频率。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。

调制在无线电发信机中应用最广。图1-1为发信机的原理框图。高频振荡器负责产生载波信号，把要传送的信号与高频振荡信号一起送入调制器后，高频振荡被调制，经放大后由天线以电磁波的形式辐射出去。其中调制器有两个输入端和一个输出端。这两个输入分别为被调制信号和调制信号。一个输出就是合成的已调制的载波信号。例如，最简单的调制就是把两个输入信号分别加到晶体管的基极和发射极，集电极输出的便是已调信号。

为什么要用语言或音乐信号去控制高频振荡呢？原来要使信号的能量以电场和磁场的形式向空中发射出去传向远方，需要较高的振荡频率方能使电场和磁场迅速变化；同时信号的波长要与天线的长度相匹配。语言或音乐信号的频率太低，无法产生迅速变化的电场和磁场；相应地，它们的波长又太大，即使选用它的最高频率 20000Hz 来计算，其波长仍为 15000m ，实际上是不可能架设这么长的天线的。看来要把信号传递出去，必须提高频率，缩短波长。可是超过 20kHz 的高频信号，人耳就听不见了。为了解决这个矛盾，只有采用把音频信号“搭乘”在高频载波上，也就是调制，借助于高频电磁波将低频信号发射出去，传向远方。

am的调制与解调

沈阳理工大学通信系统课程设计报告

1 1课程设计目的：

掌握am调制与解调系统的理论设计和软件仿真方法，掌握应用matlab分析时域频域特性的方法。通过MATLAB仿真，加深对AM系统的理解；锻炼运用所学知识，独立分析问题、解决问题的综合能力

2课程设计要求：

运用通信原理的基本理论和专业知识，对AM系统进行设计、仿真（仿真用程序实现），要求用程序画出调制信号，载波，已调信号、相干解调之后信号的的波以及已调信号的功率谱密度。

用matlab产生一个频率为1HZ、功率为1的余弦信源，设载波频率为10HZ，A=2，试画出：调制信号，AM信号，载波，解调信号及已调信号的功率谱密度。

3相关知识：

AM调制信号波形图：

AM调制也称普通调幅波，已调波幅度将随调制信号的规律变化而线性变化，但载波频率不变。设载波是频率为ωc的余弦波： uc(t)=Ucmcosωct, 调制信号为频率为Ω的单频余弦信号，即UΩ(t)=UΩmcosΩt(Ωωc),则普通调幅波信号为:

uAM(t)= (Ucm+kUΩm cos Ωt)cosωct = Ucm(1+MacosΩt)cosωct （1）

——式中：Ma＝kUΩm/Ucm，称为调幅系数或调幅度

AM调制信号波形如图1所示：沈阳理工大学通信系统课程设计报告

图1.普通调幅波形

显然AM波正负半周对称时：MaUcm＝Umax－Ucm ＝Ucm－Umin，

调幅度为：Ma=( Umax－Ucm )∕Ucm =( Ucm－Umin )∕Ucm。

Ma＝0时，未调幅状态

Ma＝1时，满调幅状态（100％），正常Ma值处于0～1之间。

Ma>1时，普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同，会产生失真，称为过调幅现象。所以，普通调幅要求Ma必须不大于1。图2所示为产生失真时的波形。沈阳理工大学通信系统课程设计报告

图2.Ma>1时的过调制波形

4课程设计分析

基于MATLAB的AM调制与相干解调

AM的调制与相干解调

%四个函数放在同一路径下即可

function am_xianggan()

close all;

clear all;

dt=0.001;

fm=1;

fc=10;

T=5;

t=0:dt:T;

mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fm*t);

A=2;

s_am=(A+mt).*cos(2*pi*fc*t);

figure(1);

subplot(311);

plot(t,s_am);hold on;

plot(t,A+mt,'r--');

title('AMμ÷??D?o??°??°ü??');

xlabel('t');

rt=s_am.*cos(2*pi*fc*t);

rt=rt-mean(rt);

[f,rf]=T2F(t,rt);

[t,rt]=lpf(f,rf,2*fm);

subplot(312);

plot(t,rt);hold on;

plot(t,mt/2,'r--');

title('?à?é?aμ÷oóD?o?2¨D?ó?ê?è?D?o?μ?±è??');

xlabel('t');

subplot(313);

[f,sf]=T2F(t,s_am);

psf=(abs(sf).^2)/T;

plot(f,psf);

axis([-2*fc 2*fc 0 max(psf)]);

title('AMD?o?1|?ê?×');

xlabel('f');

function [t st]=F2T(f,sf)

%This function calculate the time signal using ifft function for

the input %signal's spectrum

df = f(2)-f(1);

Fmx = ( f(end)-f(1) +df);

dt = 1/Fmx;

MATLAB中的信号调制与解调技巧

随着科技的不断发展，无线通信越来越成为人们生活中不可或缺的一部分。在无线通信系统中，信号调制与解调技巧起到至关重要的作用。而MATLAB作为一种强大的工具，能够帮助工程师们在信号调制与解调方面进行深入研究和实践。

一、信号调制的基本原理与方法

信号调制是将原始信号（baseband signal）通过改变某些参数来转换为调制信号（modulated signal）。常见的信号调制方法包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。

1.1 幅度调制

幅度调制是一种通过改变信号的振幅来调制信号的方法。MATLAB提供了丰富的函数和工具箱，可以方便地进行幅度调制的模拟和分析。

例如，我们可以使用MATLAB中的ammod函数来模拟幅度调制过程。首先，我们需要准备一个原始信号，可以是一个正弦波或任何其他波形。然后，通过设置调制指数（modulation index）来改变振幅。最后，使用ammod函数对原始信号进行调制，生成调制后的信号。

1.2 频率调制

频率调制是一种通过改变信号的频率来实现调制的方法。以调幅电台为例，电台信号的频率会随着音频信号的变化而改变。在MATLAB中，我们可以利用fmmod函数来模拟频率调制过程。

类似于幅度调制，我们需要先准备一个原始信号。然后，通过设置调制指数和载波频率来改变频率。最后，使用fmmod函数对原始信号进行调制，生成调制后的信号。 1.3 相位调制

相位调制是一种通过改变信号的相位来实现调制的方法。在数字通信系统中，相位调制常用于传输和提取数字信息。MATLAB中的pmmod函数可以方便地实现相位调制。

与前两种调制方法类似，我们需要先准备一个原始信号。然后，设置调制指数和载波频率来改变相位。最后，使用pmmod函数对原始信号进行调制，生成调制后的信号。

二、信号解调的基本原理与方法

信号解调是将调制信号恢复为原始信号的过程。解调方法通常与调制方法相对应，常见的解调方法包括幅度解调（AM）、频率解调（FM）和相位解调（PM）。

自-通信仿真AM调制与解调MATLAB

通信模块设计与仿真报告

学院

专业

班级

学号

姓名

通信原理模拟仿真

《通信原理》是通信工程专业的一门极其重要的专业课，内容比较抽象,概念多，是一门难度比较大的课程，通过ＭAＴLAＢ仿真能清晰地理解它的原理和他的过程,信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用,也是通信工程专业必备的知识。课程设计

报告 AM调制与解调是信号调制的最基础的调制方式，本次模拟使用MATＬAB2０12进行，包括原始信号，载波信号及其频谱和调制与解调,并显示仿真结果。根据仿真展示AM的调制解调过程，并使用数据结果分析系统性能。

一.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，使之随调制信号作线性变化的过程,即载波的幅度随着调制信号而改变的调制,是一种线性调制。

ＡＭ信号的时域表示式:

Ａ０为直流分量，ｍ(t)为调制基带信号,基带信号的幅度小于A0,ｃｏs（wct)为载波信号。AＭ以调信号的波形随调制的基带信号波形呈规律变化。

AM信号的频域表示式：

频域为对ＡM信号进行傅里叶变换所得结果,即所说的频谱。频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移，而且搬移也是线性的。

AＭ调制模型：

mtmstcosct0A

图1.调制器模型

AM的时域波形和频谱如图所示:

时域频域

图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(正负频域)。在波形上,调幅信号的幅度随基带信号的变化而呈正比地变化,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。 AM信号的解调：

解调是调制的逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复原基带信号。ＡＭ信号的解调有包络解调（非相干解调)和相干解调，本次模拟仿真使用的是相干解调。因为相干解调适用于所有线性调制信号的解调,具有典型的代表性。

下载提示

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

基于MATLAB的AM信号的调制与解调

合集下载

am的调制与解调

基于MATLAB的AM调制与相干解调

MATLAB中的信号调制与解调技巧

自-通信仿真AM调制与解调MATLAB

文档推荐

最新文档