基于MATLAB的AM信号的调制与解调
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基于matlab的-AM-FM调制与解调报告AM调制与解调100%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=1;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×');fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 1050126信息信号频谱11.0005 1.001-101载波信号-505x 1050126载波信号频谱11.00051.001-202已调信号-55x 105012x 106已调信号频谱2.52.50052.501-4-2024添加噪声后信号波形-505x 105051015x 105添加噪声后信号频谱2.52.50052.501-2024带通滤波后信号波形-55x 10500.511.526带通滤波后信号频谱50%% AMµ÷ÖÆ2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-1012相乘信号-5-4-3-2-1012345x 1050510155相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.501-0.500.51解调信号-5-4-3-2-1012345x 1050510155解调信号频谱figure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=2;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×'); fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 1050126信息信号频谱11.0005 1.001-101载波信号-505x 1050126载波信号频谱11.00051.001-505已调信号-55x 105024x 106已调信号频谱2.52.50052.501-505添加噪声后信号波形-505x 1050123x 106添加噪声后信号频谱2.52.50052.501-4-2024带通滤波后信号波形-55x 105012346带通滤波后信号频谱0%% AMµ÷ÖÆ2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-10123相乘信号-5-4-3-2-1012345x 10501236相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.50100.511.5解调信号-5-4-3-2-1012345x 10501236解调信号频谱figure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=10^100;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×'); fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 1050126信息信号频谱1 1.0005 1.001-101载波信号-505x 1050126载波信号频谱11.00051.001-101x 10100已调信号-55x 105012x 10106已调信号频谱2.52.5005 2.501-1-0.500.51x 10100添加噪声后信号波形-505x 105051015x 10105添加噪声后信号频谱2.52.5005 2.501-2-1012100带通滤波后信号波形-55x 10501106带通滤波后信号频谱FM 调制与解调%%FMfigure('Name','FMµ÷ÖƲ¨ÐÎÓëƵÆ×')2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-50510x 1099相乘信号-5-4-3-2-1012345x 105051015105相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.5013.93.913.923.93x 1099解调信号-1-0.500.51x 105123105解调信号频谱f0=2000; fc=20000; fs=1000000; Am=1; kf=0.5; Tc=8; Ta=0.001; dt=0.000001;t=[0:1/fs:3];f=(0:length(t)-1)*fs/(length(t))-fs/2;fm0=cos(2*pi*f0*t);mt=fm0;%»ý·ÖÆ÷Éè¼Æw1=0;w2=0;for m=1:length(t)w1=mt(m)+w2;w2=mt(m)+w1;fi(m)=w1/(2*fs);endfi=fi*2*pi/max(abs(fi));I=cos(kf*fi);Q=sin(kf*fi);y1=Am*cos(2*pi*fc*t).*I-Am*sin(2*pi*fc*t).*Q;subplot(2,1,1);plot(t,y1);title('²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2 2]);Y1=fft(y1);subplot(2,1,2);plot(f,fftshift(abs(Y1))/1e6); title('ƵÆ×') %%Ôز¨ÆµÆ×axis([-4e4 4e4 0 1]);figure('Name','FMµ÷Öƺó¼ÓÔëÉù²¨ÐÎÓë½âµ÷ºó²¨ÐÎÒÔ¼°Â˳ýÖ±Á÷·ÖÁ¿ºóµÄ²¨ÐÎ')y1o=awgn(y1,40);subplot(3,1,1);plot(t,y1o); title('¼ÓÔëÉùºó²¨ÐÎ') %%¼ÓÔëÉùºóµÄÐźÅaxis([1e-3 4e-3 -2 2]);%%´øͨÂ˲¨KSband=2*(3+1)*f0;fcutsb=[fc-KSband-2000 fc-KSband fc+KSbandfc+KSband+2000]; %%½ÓÊÕ»úÇ°¶Ë´øͨÂ˲¨magsb=[0 1 0];devsb=[0.05 0.01 0.05];[nb,Wnb,betab,ftypeb]=kaiserord(fcutsb,magsb,devsb,fs);hhb=fir1(nb,Wnb,ftypeb,kaiser(nb+1,betab),'noscale'); %´øͨÂ˲¨Æ÷£»st_pb=fftfilt(hhb,y1o);subplot(3,1,2);st_pb=st_pb/1e6;plot(t,st_pb); title('´øͨÂ˲¨Æ÷ºóµÄ²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2e-6 2e-6]);%΢·ÖÆ÷Éè¼Æfor i=1:length(t)-1 %½ÓÊÕÐźÅͨ¹ý΢·ÖÆ÷´¦Àídiff_st_pb(i)=(st_pb(i+1)-st_pb(i))/dt;endsfm=abs(hilbert(diff_st_pb));subplot(3,1,2);plot(t,[sfm*20 0]);axis([1e-3 4e-3 0 4]);%%¸ôÖ±% KSbandh=2*(3+1)*f0;fcutsh=[0.01 3000];magsh=[0 1];devsh=[0.01 0.05];[nh,Wnh,betah,ftypeh]=kaiserord(fcutsh,magsh,devsh,fs);hhh=fir1(nh,Wnh,ftypeh,kaiser(nh+1,betah),'noscale');sfm_out=fftfilt(hhh,sfm*20);subplot(3,1,3);plot(t,[sfm_out 0]);title('¸ôÖ±ºóµÄ²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2 2]);11.522.533.54x 10-3-2-1012波形-4-3-2-101234x 10400.51频谱11.522.533.54x 10-3-202加噪声后波形11.522.53 3.54x 10-302411.522.533.54x 10-3-202隔直后的波形。
基于Matlab的AM振幅调制与解调仿真摘要:本次高频电子电路大作业的设计,我组所选的题目为振幅调制电路(AM)及解调。
在本课程设计报告中,首先说明了进行此次课程设计的目的、内容及要求;阐明了标准振幅调制与解调的基本原理以及操作方法,同时也对滤波电路的原理加以说明。
接着叙述了利用Matlab软件对振幅调制、解调以及滤波器等所设计编写的程序,并附上了调试后输出的载波信号、调制信号、AM已调信号及滤波前后的解调信号等的波形图和频谱图,另外还附上了滤波器的增益响应和双边带总功率与平均总功率之比。
报告的最后,是个人对本次大作业结果的分析、过程反思以及总结。
关键词:振幅调制解调AM Matlab仿真Abstract:In The high-frequency electronic circuit designing job, our group selected the topic as amplitude modulation circuit (AM) and demodulation. In this course design report, first explains the purpose, content and requirements of the curriculum design; clarify the basic principles and methods of operation standard amplitude modulation and demodulation, and also to illustrate the principles of the filter circuit. Then describes the use of Matlab and other amplitude modulation, demodulation and filter design program written, along with the carrier signal debugging output modulation signal, AMmodulated and demodulated signal waveform signal before and after filtering, etc. map and spectrum, also attached a total power and average power ratio of the total gain response and bilateral band filter. At the end of the report is to analyze the individual results of this large operation, process reflection and summary.Keywords: amplitude modulation, demodulation, Matlab simulation引言:无线通信系统中,信号通过一定的传输介质在发射机和接受机之间进行传送时,信号的原始形式一般不适合传输。
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 spectrumdf = f(2)-f(1);Fmx = ( f(end)-f(1) +df);dt = 1/Fmx;N = length(sf);T = dt*N;%t=-T/2:dt:T/2-dt;t = 0:dt:T-dt;sff = fftshift(sf);st = Fmx*ifft(sff);function [f,sf]= T2F(t,st)%This is a function using the FFT function to calculate a signal's Fourier %Translation%Input is the time and the signal vectors,the length of time must greater %than 2%Output is the frequency and the signal spectrum dt = t(2)-t(1);T=t(end);df = 1/T;N = length(st);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;sf = fft(st);sf = T/N*fftshift(sf);function [ t,st] = lpf( f,sf,B)df=f(2)-f(1);T=1/df;hf=zeros(1,length(f));bf=[-floor(B/df):floor(B/df)]+floor(length(f)/2); hf(bf)=1;yf=hf.*sf;[t,st]=F2T(f,yf);st=real(st);end运行>> am_xianggan()。
目录摘要: (2)1实验原理 (4)1.1调制 (4)1.2调幅电路分析 (4)2 MATLAB仿真 (5)2.1 载波信号 (5)2.1.1 仿真程序 (5)2.1.2仿真波形 (6)2.2调制信号 (6)2.2.1 仿真程序 (6)2.2.2仿真波形 (7)2.3 AM调制 (8)2.3.1 仿真程序 (8)2.3.2仿真波形 (9)2.4 AM波解调(包络检波法) (9)2.4.1 仿真程序 (9)2.4.2仿真波形 (10)2.5 AM波解调(同步乘积型检波法) (11)2.5.1 仿真程序 (11)2.5.2仿真波形 (12)2.6 AM波的功率 (14)2.6.1 仿真程序 (14)2.6.2仿真波形 (15)2.7 调制度m对AM调制的影响 (15)2.7.1 仿真程序 (15)2.7.2仿真波形 (17)3结果分析: (18)4总结: (19)基于Matlab的AM振幅调制及解调仿真摘要:本课程设计主要是为了进一步理解AM调制系统的构成及其工作原理,并能通过matlab软件来实现对AM调制系统的仿真,且通过对各个元件的参数进行不同的设置,来观察系统中各个模块的输出波形。
在课程设计中,我们将用到matlab仿真平台,学习AM调制原理,AM调制就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。
在波形上,幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化。
解调方法利用相干解调。
解调就是实现频谱搬移,通过相乘器与载波相乘来实现。
通过相干解调,通过低通滤波器得到解调信号。
相干解调时,接收端必须提供一个与接受的已调载波严格同步的本地载波,它与接受的已调信号相乘后,经低通滤波器取出低频分量,得到原始的基带调制信号。
利用Matlab仿真建立AM调制的系统模型,用Matlab仿真程序画出调制信号、载波、已调信号、相干解调之后信号的波形以及功率频谱密度,分析所设计系统性能。
关键字:AM调制,解调,Matlab仿真,滤波Abstract: This course is designed primarily to further understanding of the composition and working principle of AM modulation system , and through matlab software to achieve the AM modulation system simulation , and the parameters of the various components through different settings , to observe the system output waveforms of respective modules. Curriculum design, we will use matlab simulation platform , learning AM modulation principle , AM modulation is controlled by the modulation signal to the amplitude of the high frequency carrier , making the process with the modulated signal as a linear change. On the waveform , the amplitude of the amplitude modulated signal is a baseband signal with the law and is proportional to the change . Demodulation method using coherent demodulation. Demodulation is to move the spectrum , multiplied by multiplication with the carrier to achieve. By coherent demodulation , a demodulated signal obtained through the low -pass filter. The coherent demodulation , the receiver must be provided with a local carrier wave modulated carrier received strict synchronization , after it is multiplied with the received modulated signal , the low pass filter to remove low frequency components to get the original modulating baseband signal . Create a system model simulation using Matlab AM modulation , using Matlab simulation program to draw modulated signal carrier modulated signal waveform signal after coherent demodulation and the power spectral density analysis of the design of the system performance.Keywords:AM modulation, demodulation, Matlab simulation, filter1实验原理1.1调制所谓调制,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。
目录第一章绪论.....................................................................................................................................1 1.1 背景以及意义..................................................................................................................1 1.2 发展前景 (1)第二章AM 信号的原理以及特点.................................................................................................4 2.1 噪声模型 (4)2.1.1 噪声的分类 (4)2.1.2 本文噪声模型 (4)2.2 通用调制模型 (5)2.3.1 AM 信号数字模型以及特点 (6)8 AM 信号的非相干解调 (8)3.4 抗噪声性能的分析模型 (9)3.5 相干解调的抗噪声性能............................................................................................. . 9 3.6 非相干解调的抗噪声性能.. (11)3.6.1 大信噪比的情况 (11)3.6.2 小信噪比情况 (12)第四章仿真结果及结论 (13)参考文献(References) (18)致谢 (19)附录 (20)基于MATLAB 的AM 信号的调制与解调摘要: 摘要:现在的社会越来越发达,科学技术不断的在更新,在信号模拟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.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,而且在军事民用领域都有十分重要的研究课题.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.要求是进行双音及以上的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.从单音AM 信号的数学模型及调制解调方式出发,得出双音AM 信号的数学模型及其调制与框图调制解调波形.利用MATLAB 编程语言实现对双音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,MA TLAB 关键词第二章AM 信号的原理以及特点2.2 通用调制模型从理论上来说,各种信号都可以用正交调制的方法来实现,其时域形式都可以表示为: s (t ) = I (t ) cos(ω0t ) + Q(t ) sin(ω0t ) 若调制信号在数字域上实现时要对式(2.2.1)进行数字化: (2.2.1) nω nω s (n) = I (n) cos 0 + Q(n) sin 0 ωs ωs (2.2.2) 从式(2.2.1)和式(2.2.2)可以看出, 调制信号的信息都应该包括在I (t ) 和Q (t ) 内. 2.2.1 图给出了调制信号的正交调制框图. 本文规定所有调制信号所调制时所用载波的初始相位均为0, 在后面的分析中不再另作说明. cos(ω0t ) 信源I 多相滤波相乘相加信源Q 多相滤波相乘sin(ω0t ) 图2.2.1 调制信号正交调制框图5 2.3 AM 信号的调制原理2.3.1 AM 信号数字模型以及特点AM 是指调制信号去控制高频载波的幅度,使其随调制信号呈线性变化的过程.AM 信号的调制原理模型如下[6]: 图 2.3.1 AM 信号的调制原理模型M(t)为基带信号,它可以是确知信号,也可以是随机信号,但通常认为它的平均值为0. 载波为 C ( t ) = A0 cos( w C t + ¢0 ) 上式中, A0 为载波振幅, Wc 为载波角频率0 为载波的初始相位. 2.3.2 AM 信号的波形和频谱特性(2.3.1) 虽然实际模拟基带信号m(t)是随机的,但我们还是从简单入手, 先考虑m(t)是确知信号的傅氏频谱,然后在分析m(t)是随机信号时调幅信号的功率谱密度. 可知[7] S AM = [ A0 + m( t )]cosw c t = A0 cosw c t + m( t )cosw c t 设m(t)的频谱为M(w) ,由傅氏变换的理论可得已调信号(2.3.2) 1 S AM ( w ) = лA 0 [δ(w - w c ) + δ(w + w c )] + [ M (w - w c ) + M (w + w c )] 2 AM 的波形和相应的频谱图如下(2.3.3) 6 图2.3.2 AM 信号的时域波形及其频谱可以看出,第一:AM 的频谱与基带信号的频谱呈线性关系,只是将基带信号的频谱搬移,并没有产生新的频谱成分,因此AM 调制属于线性调制;第二:AM 信号波形的包络与基带信号成正比,所以AM 信号的解调即可以采用相干解调,也可以采用非相干解调(包络检波) .第三:AM 的频谱中含有载频和上,下两个边带,无论是上边带还是下边带,都含有原调制信号的完整信息,股已调波形的带宽为原基带信号带宽的两倍,即BAM = 2 f 其中f H 为调制信号的最高频率. H (2.3.4) 7第三章AM 信号的解调原理以及特点3.1 AM 信号的解调原理及方式解调是将位于载波的信号频谱再搬回来,并且不失真的恢复出原始基带信号. 解调的方式有两种[6]:相干解调与非相干解调.相干解调适用于各种线性调制系统,非相干解调一般适用幅度调制(AM)信号.3.2 AM 信号的相干解调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: 图 3.2.1 AM 信号的相干解调原理框图将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,得S AM ( t) cosw c t = [ A0 + m(t )] cos 2 wc t 1 1 = [ A0 + m(t )] + [ A0 + m(t )] cos 2 wc t 2 2 原始的调制信号(3.2.1) 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1 M 0 (T ) = [ A0 + M (T )] 2 不到满足,则会破坏原始信号的恢复.3.3 AM 信号的非相干解调(3.2.2) 相干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所谓非相干解调是在接收端解调信号时不需要本地载波, 而是利用已调信号中的包络信号来恢复原基带信号[7].因此,非相干解调一般只适用幅度调制(AM)系统.忧郁包络解调器电路简单,效率高,所以几乎所有的幅度调制(AM)接收机都采用这种电路.如下为串联型包络检波器的具体电路. 图 3.3.1 AM 信号的非相干解调原理8 当RC 满足条件1 w c ≤ RC ≤ 1 w h 时,包络检波器的输出基本与输入信号的包络变化呈线性关系,即m(t) A0 + m(t) = o 其中, A0 ≥ m(t) .隔去直流后就得到原信号m(t ) max3.4 抗噪声性能的分析模型(3.3.1) 各种线性已调信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的干扰, 为了讨论问题的简单起见,我们这里只研究加性噪声对信号的影响.因此,接收端收到的信号是发送信号与加性噪声之[8]. 由于加性噪声只对已调信号的接收产生影响, 因而调制系统的抗噪声性能主要用解调器的抗噪声性能来衡量. 为了对不同调制方式下各种解调器性能进行度量, 通常采用信噪比增益G(又称调制制度增益)来表示解调器的抗噪声性能,即[9] G= 输出信噪比S 0 N 0 = 输入信噪比S i N i (3.4.1) 有加性噪声时解调器的数学模型如图图3.4.1 AM 信号的解调原理图图中S m (t ) 为已调信号,n(t)为加性高斯白噪声. S m (t ) n(t)首先经过一带通滤波器, 滤出有用信号,滤除带外的噪声.经过带通滤波器后到达解调器输入端的信号为S m (t ) ,噪声为高斯窄带噪声n i (t ) ,显然解调器输入端的噪声带宽与已调信号的带宽是相同的.最后经解调器解调输出的有用信号为m 0 (t ) ,噪声为n0 (t ) ..5 相干抗噪声性能各种线性调制系统的相干解调模型如下图所示. 9 图3.5.1 线性调制系统的相干解调模型图中S m (t ) 可以是各种调幅信号,如AM,DSB,SSB VSB,带通滤波器的带宽等于已调信号带宽[10].下面讨论各种线性调制系统的抗噪声性能[11]. AM 信号的时域表达式为S AM ( t ) = [ A0 + m( t )]cosw c t 通过分析可得AM 信号的平均功率为(3.5.1) ( S i ) AM = A02 m 2 ( t ) + 2 2 (3.5.2) 又已知输入功率N i = n 0 B , 其中B 表示已调信号的带宽. 由此可得AM 信号在解调器的输入信噪比为( S i N i ) AM = AM 信号经相干解调器的输出信号为2 A02 + m 2 ( t ) A0 + m 2 ( t ) = 2n 0 B AM 4n 0 f H (3.5.3) m 0 (t) = 因此解调后输出信号功率为1 m( t ) 2 1 2 m (t ) 4 (3.5.4) 2 ( S 0 ) AM = m 0 ( t ) = (3.5.5) 在上图中输入噪声通过带通滤波器之后,变成窄带噪声n i ( t ) ,经乘法器相乘后的输出噪声为n p (t) = n i (t)cosw c t = [n c (t)cosw c t-n s (t)sinw c t]cosw c t = 经LPF 后, 1 1 n c (t) + [nc (t)cos2w c t-n s (t)sin2w c t] 2 2 1 n c (t ) 2 (3.5.6) n 0 (t) = 因此解调器的输出噪声功率为(3.5.7) 10 2 N 0 = n 0 (t) = 1 2 1 n c (t ) = N i 4 4 m 2 (t) m 2 (t ) = n0B 2n 0 f H (3.5.8) 可得AM 信号经过解调器后的输出信噪比为( S 0 N 0 ) AM = (3.5.9) 由上面分析的解调器的输入,输出信噪比可得AM 信号的信噪比增益为G AM =3.6 非相干抗噪声性能S0 N 0 2m 2 ( t ) = Si N i A02 + m 2 ( t ) (3.5.10) 只有AM 信号可以采用非相干解调[12].实际中,AM 信号常采用包络检波器解调,有噪声时包络检波器的数字模型如下: 图 3.6.1 有噪声时包络检波器的数字模型设包络检波器输入信号S m ( t ) 为S m ( t ) = [ A0 + m( t )]cosw c t ,其中A0 ≥ m( t ) max 输入噪声n i ( t ) 为(3.6.1) ni ( t ) = n c ( t )cosw c t - n s ( t )sinw c t 显然,解调器输入信噪功率(3.6.2) A02 m 2 ( t ) Si = +2 2 噪声功率(3.6.3) N i = n i2 ( t ) = n 0 B 3.6.1 大信噪比的情况(3.6.4) 所谓大信噪比是指输入信号幅度远大于噪声幅度[13].即满足条件A0 + m(t) n i (t) 由此可知,包络检波器输出的有用信号是m(t) ,输出噪声是n c (t) ,信号与噪声是分开的. 直流成分A0 可被低通滤波器滤除.故输出的平均信号功率及平均噪声功率分别为11 S0 = m 2 (t) 2 N 0 = n c ( t ) = n i2 ( t ) = n 0 B (3.6.5) 于是,可以得到G AM S0 N 0 2m 2 ( t ) = = Si N i A02 + m 2 ( t ) (3.6.7) 此结果与相干解调时得到的噪声增益一致.可见在大噪声比情况下,AM 信号包络检波器的性能几乎与相干解调性能相同. 3.6.2 小信噪比情况所谓小信噪比是指噪声幅度远大于信号幅度.在此情况下,包络检波器会把有用信号扰乱成噪声,即有用信号"淹没"在噪声中,这种现象通常称为门限效应.进一步说,所谓门限效应, 就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后, 检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象[14-16]. 小信噪比输入时,包络检波器输出信噪比计算很复杂,而且详细计算它一般也无必要. 12。
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MA TLAB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 signalbased 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目录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。
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MA TLAB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 signalbased 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目录1.绪论 (1)1.1 背景以及意义 (1)1.2 发展前景 (1)2. AM信号调制原理以及特点 (3)2.1 噪声模型 (3)2.1.1 噪声的分类 (3)2.1.2 本文噪声模型 (3)2.2 通用调制模型 (4)2.3 AM信号的调制原理 (4)2.3.1 AM信号数字模型以及特点 (4)2.3.2 AM信号的波形和频谱特性 (5)3. AM信号的解调原理以及特点 (6)3.1 AM信号的解调原理及方式 (6)3.2 AM信号的相干解调 (6)3.3 AM信号的非相干解调 (6)4. 抗噪声性能的分析模型 (7)4.1 相干解调的抗噪声性能 (7)4.2非相干解调的抗噪声性能 (9)4.3小信噪比情况 (9)5. AM调制与解调的仿真 (9)5.1 AM调制 (9)5.1.1 建立仿真模型 (9)5.1.2 参数设置 (10)5.1.3 仿真波形图 (12)5.2 AM信号的解调仿真 (13)5.2 .1AM相干解调模型仿真 (13)5.2.2参数设置 (13)5.2.3 仿真波形图 (14)5.2.4相干解调抗噪声性能分析 (15)6.AM信号的频谱分析 (16)7.总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)1.绪论1.1 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。
基于MATLAB的AM调制及解调系统仿真摘要:振幅调制、解调电路是信号在发射机和接收机之间进行传送时的信号处理电路。
标准振幅调制与解调电路实际上是完成信号频谱的线性搬移,以便于信号的传送。
MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,具有强大的软件仿真建模能力,可通过MATLAB建立完整的AM调制、解调系统的仿真模型,描绘出信号在调制与解调过程的波形变化,探究调制解调的影响因素,以便于更好的了解AM调制与解调的过程。
关键词:MATLAB AM 调制解调Abstract:the amplitude modulation and demodulation circuit is the signals between the transmitter and receiver of the signal processing circuit. Standard of amplitude modulation and demodulation circuit is actually the complete spectrum of linear move, so that the transfer of a signal. MATLAB is a kind of for algorithm development, data visualization, data analysis and numerical calculation of senior technical computing language and interactive environment, is a powerful software simulation modeling ability, can build complete AM modulation and demodulation system by MATLAB, a simulation model of describing the waveform of the signal in the modulation and demodulation process changes, to explore the influencing factors of modem, so as to better understand the AM modulation and demodulation process.Keywords:MATLAB AM modulation demodulation1.引言在无线电技术中,调制与解调占有十分重要的地位。
计算机类课程设计设计与制作成绩(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MATLAB AM[ ] AMAMAM[ ]AM ; ; ; MATLAB.Modulation and demodulation of AM signal1203723003AM AMAMMATLABAM计算机类课程设计based on MATLAB(Grade 2012,Class 3,Major of Communi cati on Engin eeri ng,School of Physics and Telecom mun icati on Engin eeri ng of Shaa nxi Uni versity of Tech no logy,Ha nzhong 723000,Shaa nxi)Tutor: Ji ng Mi ngyi ng[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 modulati on first study of its function and in real life use. AM demodulati on followed by research, as well as some related kno wledge, as well as through its use of com mun icati ons more in-depth un dersta nding 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 demodulati on and modulati on and demodulati on waveforms. MATLAB program ming Ian guage to use to achieve the two-tone AM signal modulation and demodulation, given the different circumstances of the demodulati on sig nal to no ise ratio compared the results.[Keywords]: AM signal, Modulation, Demodulation, Noise ratio signal, MATLAB1 (1)1.1 (1)1.2 (1)2. AM (3)2.1 .32.1.1 32.1.2 32.2 .42.3 AM 42.3.1 AM 42.3.2 AM 53. AM 63.1 AM (6)3.2 AM (6)3.3 AM (6)4. 74.1 .74.2 .94.3 .95. AM 95.1 AM (9)5.1.1 95.1.2 105.1.3 125.2 AM 135.2 .1AM 135.2.2 135.2.3 145.2.4 156. AM 167 (20) (21) (22)1■绪论1.1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。
通信专业课程设计一(论文)太原科技大学课程设计(论文)设计(论文)题目:基于MATLAB的AM信号的调制与解调姓名张壮阔学号 200822080132班级通信082201H学院华科学院指导教师郑秀萍2011年12 月23 日太原科技大学课程设计(论文)任务书学院(直属系):华科学院电子信息工程系时间:2011年12月9日学生姓名张壮阔指导教师郑秀萍设计(论文)题目基于MATLAB的AM信号的调制与解调主要研究内容1.通过满调幅情况下的,欠调幅情况下的以及过调幅情况下的已调的AM信号波形,研究双音信号的调制。
2.通过信噪比为-5dB时的过调幅情况下,满调幅情况下的AM 信号在信噪比为-5dB,0dB和5dB情况下的相干解调波形,研究双音信号的解调。
研究方法基于MATLAB的波形模拟系统,模拟需要的各种情况下的波形情况。
主要技术指标(或研究目标) 1、基于MATLAB的波形模拟系统的建立;2、AM信号的调制与解调。
教研室意见教研室(负责人)签字:年月日目录通信专业课程设计一(论文) (1)太原科技大学课程设计(论文)任务书 (2)第1章绪论.................................................................................................................................................... - 2 -1.1 AM信号调制解调的背景、意义和发展前景.............................................................................. - 2 -1.2 本文研究的主要内容..................................................................................................................... - 2 -第2章AM信号调制解调的原理以及特点 .................................................................................................... - 4 -2.1 噪声模型......................................................................................................................................... - 4 -2.1.1噪声的分类........................................................................................................................... - 4 -2.1.2本文噪声模型....................................................................................................................... - 4 -2.2 通用调制模型................................................................................................................................. - 5 -2.3 AM信号的调制原理...................................................................................................................... - 6 -2.4 AM信号的解调原理及方式.......................................................................................................... - 6 -2.5 抗噪声性能的分析模型................................................................................................................. - 6 -2.6 相干解调的抗噪声性能.............................................................................................................. - 7 -第3章基于双音信号的AM调制与解调的仿真及结论 .............................................................................. - 9 -3.1 设定的双音信号............................................................................................................................. - 9 -3.2基于双音信号的AM调解与解调的仿真结果......................................................................... - 9 -参考文献........................................................................................................................................................ - 14 -附录.............................................................................................................................................................. - 17 -基于MATLAB的AM信号的调制与解调第1章绪论1.1 AM信号调制解调的背景、意义和发展前景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。
基于maltlab的调制与解调1. 简介Maltlab是一种非常常用的数学软件,广泛应用于科学和工程领域。
Maltlab在通信系统中也有着重要的作用,尤其在调制与解调的模拟和仿真方面。
调制与解调是数字通信中的重要环节,它涉及到信号的编码和解码,对于数字通信系统的设计和优化有着重要的意义。
2. 调制调制是指将数字信号转换成模拟信号的过程。
在数字通信系统中,常用的调制方式有振幅调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。
在Maltlab中,可以通过信号处理工具箱来进行调制过程的模拟和仿真。
需要生成一个数字信号,然后通过调制器将其转换成模拟信号。
可以通过Maltlab提供的函数来实现不同调制方式的模拟。
3. 解调解调是指将模拟信号转换成数字信号的过程。
在数字通信系统中,常用的解调方式和调制方式对应。
用于解调AM信号的方法就是通过包络检波器。
Maltlab同样可以通过信号处理工具箱来进行解调过程的模拟和仿真。
可以通过使用不同的解调算法来实现解调过程,并通过Maltlab的仿真工具来观察解调后的数字信号。
4. 应用调制与解调是数字通信系统中的核心环节,对于系统的性能和稳定性有着重要的影响。
通过Maltlab可以方便地对调制与解调过程进行模拟和仿真,帮助工程师更好地理解系统的工作原理,并对系统进行优化和改进。
Maltlab在通信系统中的应用已经非常广泛,通过Maltlab可以方便地对调制与解调的过程进行数学建模和仿真,帮助工程师进行系统设计和性能评估。
总结Maltlab作为一种强大的数学软件,在通信系统中有着广泛的应用。
调制与解调作为数字通信系统中的重要环节,对系统的性能和稳定性有着重要的影响。
通过Maltlab可以方便地进行调制与解调过程的模拟和仿真,帮助工程师更好地理解系统的工作原理,并对系统进行优化和改进。
通过Maltlab的支持,调制与解调的研究和应用将会得到更好的推动,为数字通信系统的发展和改进提供更好的技术支持。
MATLAB实现信号的调制与解调调制与解调是数字通信系统中重要的技术,它们用于将信息信号转换为适合传输的调制信号,并在接收端将调制信号还原为原始的信息信号。
在MATLAB中,可以通过使用信号处理工具箱的函数实现信号的调制与解调。
下面将详细介绍信号的调制与解调的MATLAB实现方法。
一、信号的调制调制是将信息信号转换为调制信号的过程。
常见的调制方法包括振幅调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。
下面以振幅调制为例,介绍信号的调制方法。
1.生成调制信号首先,需要生成调制信号。
假设我们有一个原始的音频信号,可以使用MATLAB的`audioread`函数读取音频文件,并使用`resample`函数进行重采样。
```matlab[y, fs] = audioread('original_audio.wav');y_resampled = resample(y, fs_new, fs);```2.进行振幅调制接下来,将原始音频信号进行振幅调制。
可以使用MATLAB中的`ammod`函数进行调制。
```matlabAc=1;%载波幅度t = (0:length(y_resampled)-1)/fs_new;modulated_signal = ammod(y_resampled, fc, fs_new, Ac);```3.可视化调制信号最后,可以使用MATLAB的`plot`函数对调制信号进行可视化。
```matlabfigure;plot(t, modulated_signal);xlabel('Time (s)');ylabel('Modulated Signal');title('Amplitude Modulated Signal');```二、信号的解调解调是将调制信号还原为原始信号的过程。
下面以振幅调制为例,介绍信号的解调方法。
东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院综合课程设计设计题目专业名称通信工程班级学号学生姓名指导教师设计时间2013.12.30~2014.1.15课程设计任务书专业:通信工程学号:学生姓名(签名):设计题目:基于simulink和matlab编程的AM调制与解调一、设计实验条件AM调制与解调实验室二、设计任务及要求1.熟悉使用matlab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信号的调制和解调方法;3.调制出AM信号的时域波形图和频谱图;4.定性的分析高斯白噪声对于信号波形的影响;三、设计报告的内容1.设计题目与设计任务AM调制与解调电路的实现及调制性能分析2.前言利用matlab中的建模仿真工具Simulink对通信原理实验进行仿真,随着通信技术的发展日新月异,通信系统也日趋复杂,在通信通信系统的设计研发过程中,软件仿真已成为不可缺少的一部分,电子设计自动化EDA技术已成为电子设计的潮流。
随着信息技术的不断发展电子EDA仿真技术也在突飞猛进之中,涌现出了许多功能强大的电子仿真软件,如Workbeench、Protel、Systemview、Matlab等。
许多知名IT企业其实在产品开发阶段也是应用仿真软件进行开发,虚拟实验技术发展迅速,应用领域广泛,一些在现实世界无法开展的科研项目可借助于虚拟实验技术完成,例如交通网的智能控制,军事上新型武器开发等。
3.设计主体3.1实验步骤:(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图、频谱图;(4)改变采样频率后,绘制调制及解调信号的时域图、频谱图;(5)加上高斯噪声,绘制调制及解调的时域图和频谱图,分析噪声对调制信号和解调信号的影响。
3.2 AM 调制原理调制信号是指来自信源的的信号,又称基带信号,这些信号可以是模拟信号的也可以是数字信号。
调制所使用的高频振荡信号成为载波,可以是正弦波,也可以是非正选波。
AM调制与解调100%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=1;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×');fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 105012x 106信息信号频谱11.0005 1.001-101载波信号-505x 105012x 106载波信号频谱11.00051.001-202已调信号-55x 105012x 106已调信号频谱2.52.50052.501-4-2024添加噪声后信号波形-505x 105051015x 105添加噪声后信号频谱2.52.50052.501-2024带通滤波后信号波形-55x 10500.511.526带通滤波后信号频谱50%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-1012相乘信号-5-4-3-2-1012345x 1050510155相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.501-0.500.51解调信号-5-4-3-2-1012345x 1050510155解调信号频谱a0=2;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×'); fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 1050126信息信号频谱11.0005 1.001-101载波信号-505x 1050126载波信号频谱11.00051.001-505已调信号-55x 105024x 106已调信号频谱2.52.50052.501-505添加噪声后信号波形-505x 1050123x 106添加噪声后信号频谱2.52.50052.501-4-2024带通滤波后信号波形-55x 105012346带通滤波后信号频谱2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-10123相乘信号-5-4-3-2-1012345x 10501236相乘信号频谱0%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=10^100;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.50100.511.5解调信号-5-4-3-2-1012345x 10501236解调信号频谱subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×'); fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 1050126信息信号频谱1 1.0005 1.001-101载波信号-505x 1050126载波信号频谱11.00051.001-101x 10100已调信号-55x 105012x 10106已调信号频谱2.52.5005 2.501-1-0.500.51x 10100添加噪声后信号波形-505x 105051015x 10105添加噪声后信号频谱2.52.5005 2.501-2-1012x 10100带通滤波后信号波形-55x 1051x 10106带通滤波后信号频谱FM 调制与解调%%FMfigure('Name','FMµ÷ÖƲ¨ÐÎÓëƵÆ×')2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-50510x 1099相乘信号-5-4-3-2-1012345x 105051015105相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.5013.93.913.923.93x 1099解调信号-1-0.500.51x 105123105解调信号频谱f0=2000; fc=20000; fs=1000000; Am=1; kf=0.5; Tc=8; Ta=0.001; dt=0.000001;t=[0:1/fs:3];f=(0:length(t)-1)*fs/(length(t))-fs/2;fm0=cos(2*pi*f0*t);mt=fm0;%»ý·ÖÆ÷Éè¼Æw1=0;w2=0;for m=1:length(t)w1=mt(m)+w2;w2=mt(m)+w1;fi(m)=w1/(2*fs);endfi=fi*2*pi/max(abs(fi));I=cos(kf*fi);Q=sin(kf*fi);y1=Am*cos(2*pi*fc*t).*I-Am*sin(2*pi*fc*t).*Q;subplot(2,1,1);plot(t,y1);title('²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2 2]);Y1=fft(y1);subplot(2,1,2);plot(f,fftshift(abs(Y1))/1e6); title('ƵÆ×') %%Ôز¨ÆµÆ×axis([-4e4 4e4 0 1]);figure('Name','FMµ÷Öƺó¼ÓÔëÉù²¨ÐÎÓë½âµ÷ºó²¨ÐÎÒÔ¼°Â˳ýÖ±Á÷·ÖÁ¿ºóµÄ²¨ÐÎ')y1o=awgn(y1,40);subplot(3,1,1);plot(t,y1o); title('¼ÓÔëÉùºó²¨ÐÎ') %%¼ÓÔëÉùºóµÄÐźÅaxis([1e-3 4e-3 -2 2]);%%´øͨÂ˲¨KSband=2*(3+1)*f0;fcutsb=[fc-KSband-2000 fc-KSbandfc+KSbandfc+KSband+2000]; %%½ÓÊÕ»úÇ°¶Ë´øͨÂ˲¨magsb=[0 1 0];devsb=[0.05 0.01 0.05];[nb,Wnb,betab,ftypeb]=kaiserord(fcutsb,magsb,devsb,fs);hhb=fir1(nb,Wnb,ftypeb,kaiser(nb+1,betab),'noscale'); %´øͨÂ˲¨Æ÷£»st_pb=fftfilt(hhb,y1o);subplot(3,1,2);st_pb=st_pb/1e6;plot(t,st_pb); title('´øͨÂ˲¨Æ÷ºóµÄ²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2e-6 2e-6]);%΢·ÖÆ÷Éè¼Æfor i=1:length(t)-1 %½ÓÊÕÐźÅͨ¹ý΢·ÖÆ÷´¦Àídiff_st_pb(i)=(st_pb(i+1)-st_pb(i))/dt;endsfm=abs(hilbert(diff_st_pb));subplot(3,1,2);plot(t,[sfm*20 0]);axis([1e-3 4e-3 0 4]);%%¸ôÖ±% KSbandh=2*(3+1)*f0;fcutsh=[0.01 3000];magsh=[0 1];devsh=[0.01 0.05];[nh,Wnh,betah,ftypeh]=kaiserord(fcutsh,magsh,devsh,fs);hhh=fir1(nh,Wnh,ftypeh,kaiser(nh+1,betah),'noscale');sfm_out=fftfilt(hhh,sfm*20);subplot(3,1,3);plot(t,[sfm_out 0]);title('¸ôÖ±ºóµÄ²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2 2]);11.522.533.54x 10-3-2-1012波形-4-3-2-101234x 10400.51频谱11.522.533.54x 10-3-202加噪声后波形11.522.53 3.54x 10-302411.522.533.54x 10-3-202隔直后的波形。
基于Matlab的AM调制解调基于Matlab 的AM 调制解调⼀、AM 的调制原理AM 是指对信号进⾏幅度调制[2]。
⼀般做法是先在原信号上叠加⼀个直流信号,以保证信号0)(>+A t f ,然后乘上⼀个⾼频的余弦信号,即得到)]cos()([)(t A t f t g ω+=。
在频域上的效果就是将原信号的域谱移动到W 处,以适合信道传输的最佳频率范围g(t)的包络线即A t f +)(,⽤⼀个简单的包络检测电路就可以接收并还原信号了。
图2.1 仿真原理图调制信号ft t m 2sin )(= (2.1)载波信号t f t c c 2s i n )(= (2.2)调幅信号的时域表达式)()}({0)(t c t m A s t m += (2.3)满⾜条件c f f A t m ≤≤0)( (2.4)幅度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[3]。
幅度调制器的⼀般模型如图2.2所⽰。
)(t S mc 图2.2幅度调制模型在图2.2中,若假设滤波器[4]为全通⽹络( H(ω)=1),调制信号mt 叠加直流A 0后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带(AM )调幅.AM 调制器模型如图2.3所⽰:)(tA 0 )c o s (t c ω图2.3 AM 调制模型AM 信号波形的包络与输⼊基带信号mt 成正⽐,故⽤包络检波的⽅法很容易恢复原始调制信号。
但为了保证包络检波时不发⽣失真,须满⾜max 0)(t m A ≥,否则将出现过调幅现象⽽带来失真。
AM 信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成(通常称频谱中画斜线的部分为上边带,不画斜线的部分为下边带)。
上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。
显然,⽆论是上边带还是下边带,都含有原调制信号的完整信息。
故AM 信号是带有载波的双边带信号,它的带宽信号带宽的两倍。
从图中可知发送信号m(t)和直流分量0A 叠加后乘以⾼频载波)(t COS C ω后即可形成AM 调制信号。
matlab am信号调制度计算标题,使用MATLAB计算AM信号的调制度。
在通信系统中,调制度是指调制信号的幅度变化范围与载波幅度的比值。
在AM(幅度调制)信号中,调制度通常用来衡量调制信号的幅度变化程度,它对于调制信号的质量和系统性能具有重要意义。
在本文中,我们将使用MATLAB来计算AM信号的调制度。
首先,我们需要生成一个AM信号。
假设我们有一个调制信号为m(t),载波信号为c(t),则AM信号可以表示为:s(t) = (1 + m(t)) c(t)。
接下来,我们将利用MATLAB来计算AM信号的调制度。
我们可以使用以下步骤:1. 生成调制信号m(t)和载波信号c(t)的数据。
2. 计算AM信号s(t)的幅度变化范围。
3. 计算调制度,即调制信号的幅度变化范围与载波幅度的比值。
以下是MATLAB代码示例:matlab.% 生成调制信号m(t)和载波信号c(t)的数据。
t = 0:0.01:1; % 时间范围。
fm = 1; % 调制信号频率。
fc = 10; % 载波信号频率。
m = sin(2pifmt); % 调制信号。
c = sin(2pifct); % 载波信号。
% 计算AM信号s(t)。
s = (1 + m) . c;% 计算AM信号的幅度变化范围。
Amax = max(s);Amin = min(s);A = (Amax Amin) / 2;% 计算调制度。
modulation_index = A / max(abs(m));disp(['AM信号的调制度为,',num2str(modulation_index)]);通过以上代码,我们可以计算出AM信号的调制度。
调制度的数值可以帮助我们评估调制信号的幅度变化程度,从而对通信系统的性能进行分析和优化。
在实际的通信系统设计中,了解和计算调制度是非常重要的。
通过使用MATLAB进行调制度的计算,我们可以更好地理解和分析AM信号的特性,为通信系统的设计和优化提供有力支持。
第一章 调制解调的基本原理第一节 调制的基本原理“调制”就是使信号f(t)控制载波的某一个或某些参数(如振幅、频率、相位等),是这些参数按照信号f(t)的规律变化的过程。
载波可以是正弦波或脉冲序列。
以正弦型信号作载波的调制叫做连续波调制。
调制后的载波就载有调制信号所包含的信息,称为已调波。
对于连续波调制,已调信号可以表示为())(cos )()t (t ot t A ϑωϕ+=它有振幅频率和相位三个参数构成。
改变三个参数中的任何一个都可以携带同样的信息。
因此连续波的调制可分为调幅、调相、和调频。
调制在通信过程中起着极其重要的作用:无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的,调制过程可以将信号的频谱搬移到容易以电磁波形势辐射的较高范围;此外,调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上,实现多路复用,不至于互相干扰。
按照被调制信号参数的不同,调制的方式也不同。
如果被控制的参数是高频振荡的幅度,则称这种调制方式为幅度调制,简称调幅;如果被控制的参数是高频振荡的频率或相位,则称这种调制方式为频率调制或相位调制,简称调频或调相(调频与调相又统称调角)。
振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。
幅度调制的特点是载波的频率始终保持不变,它的振幅却是变化的。
其幅度变化曲线与要传递的低频信号是相似的。
它的振幅变化曲线称之为包络线,代表了要传递的信息。
第二节解调的基本原理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。
调制过程是一个频谱搬移的过程,它将低频信号的频谱搬移到载频位置。
如果要接收端回复信号,就要从已调信号的频谱中,将位于载频的信号频谱再搬回来。
解调分为相干解调和非相干解调。
相干解调是指为了不失真地恢复信号,要求本地载波和接收信号的载波必须保持同频同相。
非相干解调主要指利用包络检波器电路来解调的。
包络检波电路实际上是一个输出端并接一个电容的整流电路。
二极管的单向导电性和电容器的充放电特性和低通滤波器滤去高频分量,得到与包络线形状相同的音频信号,见图1.2.3 。
通信专业课程设计一(论文)太原科技大学课程设计(论文)设计(论文)题目:基于MATLAB的AM信号的调制与解调姓名张壮阔学号 200822080132班级通信082201H学院华科学院指导教师郑秀萍2011年12 月23 日太原科技大学课程设计(论文)任务书学院(直属系):华科学院电子信息工程系时间:2011年12月9日目录第1章绪论............................................................. - 2 -1.1 AM信号调制解调的背景、意义和发展前景........................... - 2 -1.2 本文研究的主要内容............................................. - 3 - 第2章AM信号调制解调的原理以及特点..................................... - 4 -2.1 噪声模型....................................................... - 4 -2.1.1 噪声的分类................................................. - 4 -2.1.2 本文噪声模型............................................... - 4 -2.2 通用调制模型................................................... - 5 -2.3 AM信号的调制原理............................................... - 6 -2.4 AM信号的解调原理及方式......................................... - 6 -2.5 抗噪声性能的分析模型........................................... - 6 -2.6 相干解调的抗噪声性能.......................................... - 7 - 第3章基于双音信号的AM调制与解调的仿真及结论.......................... - 9 -3.1 设定的双音信号................................................. - 9 -3.2 基于双音信号的AM调解与解调的仿真结果.......................... - 9 - 参考文献............................................................... - 14 - 附录.................................................................. - 17 -基于MATLAB的AM信号的调制与解调第1章绪论1.1 AM信号调制解调的背景、意义和发展前景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。
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)[1],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。
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[1]。
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。
随着电脑的发展和普及,调制与解调在电脑通信中也有着十分重要的作用。
通过称为Modem 的调制解调器,将电脑的数字信息转换成能沿着电话线传递的模拟形式,在接收端由Modem 将它转换回数字信息。
其中将数字信息转换成模拟形式称调制,将模拟形式转换回数字信息称为解调。
信息经电脑及调制解调器后上了“信息高速公路”,世界各地的人们可以用电脑相互传递信息,远程通信已不再是困难的事情了1.2 本文研究的主要内容①调制仿真3种情况下AM信号,既满调幅的情况下,欠调幅的情况下以及过调幅的情况下的已调AM信号的包络检波的失真情况,以此来研究包络检波适合的方法;②在过调幅情况下的AM信号进行了相干解调仿真,用以确定AM信号能否用相干解调的方法被正确的解调出来;③在设定信号持续时间为0.1秒,即每次采集10000点进行处理的情况下。
加入噪声(高斯白噪声),信噪比从-5dB到5dB,步进为1dB,通过3次仿真结果来验证AM信号的解调结果与信噪比的关系。
第2章AM 信号调制解调的原理以及特点2.1 噪声模型2.1.1 噪声的分类噪声的种类可广义的分为人为噪声、自然噪声和内部噪声;也可以按噪声对线性谱的影响是加性的还是乘性的区分,乘性噪声又称为相关噪声;从信号分布来说,噪声主要可以分为以下几类: (1) 单频噪声单频噪声可视为己调正弦波,但幅度、频率、相位实现不可预知。
其特点为占有极窄的频带,但在频谱上的位置可实测。
(2) 脉冲噪声脉冲噪声表现为时域波形中突然出现的窄脉冲,在时间上表现为无规则的突发的短促噪声。
其特点是脉冲幅度大,持续时间短,相邻脉冲之间的安静时段较长。
从频谱上看,频谱上脉冲噪声有较宽的频谱,但频谱越高,强度越小。
(3) 起伏噪声起伏噪声是研究的重点。
起伏噪声不可避免且普遍存在,是最基本的噪声来源。
集中于调制解调器输入端的噪声通常是起伏噪声的一种变形,即带通型噪声。
在调制信道中,可直接表示为窄带高斯噪声。
相对于窄带高斯噪声,白噪声是非窄带噪声,白噪声是频谱在整个频率内部都是均匀分布的噪声,它在任意两个时刻内的随机变量都是不相关的。
起伏噪声可近似地看作高斯噪声,且在相当宽的频率范围内具有平坦功率谱密度,可近似表述为高斯白噪声。
(4) 平稳非平稳噪声平稳噪声是统计特性不随时间变化的一类噪声,而非平稳噪声指统计特性随时间变化的一类噪声。
应该说,非平稳噪声在实际存在中比平稳噪声更有研究意义。
2.1.2 本文噪声模型通常认为背景噪声模型为具有双边谱密度2/k N 的高斯随机过程。
以概率)110)((-=,M ,,i i p 随机取M 个数值2/N i )110(-=,M ,,i 中的某个值(k 代表时刻点)。
若取i p =)0(,1),,2,1(0)(-==M i i p ,则噪声模型可以简化为谱密度为2/0N 的平稳加性高斯白噪声。
信道的参数不可能是一直恒定的,它有可能会发生突变,这体现在时间下标k 上。
但通常认为在考察时间段内,这种突变发生的概率是很小的,即认为信道在考察时间段内是平稳的AWGN 信道[3]。
因此本文认为信道中的噪声都是平稳加性高斯白噪声。
图2.1.1给出了高斯白噪声的时域波形及频谱。
500010000-11采样点数高斯白噪声时域波形图50000100000020406080100120f/Hz高斯白噪声功率谱图2.1 高斯白噪声的时域波形及其频谱从图2.1.1可以看出,高斯白噪声在时域的显著特征是波形比较杂乱,没有任何的规律可言;在频域的显著特征是频谱非常平坦,其功率在整个频带范围内均匀分布。
2.2 通用调制模型从理论上来说,各种信号都可以用正交调制的方法来实现,其时域形式都可以表示为:00()()cos()()sin()s t I t t Q t t ωω=+ (2.2)若调制信号在数字域上实现时要对式(2.2.1)进行数字化:00()()cos ()sin s s n n s n I n Q n ωωωω⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(2.3)从式(2.2)和式(2.3)可以看出,调制信号的信息都应该包括在()I t 和()Q t 内。
图2. 1给出了调制信号的正交调制框图。
本文规定所有调制信号所调制时所用载波的初始相位均为0,在后面的分析中不再另作说明。
图2.4 调制信号正交调制框图2.3 AM 信号的调制原理AM 是指调制信号去控制高频载波的幅度,使其随调制信号呈线性变化的过程。
AM 信号的调制原理模型如下:图 2.5 AM 信号的调制原理模型M (t )为基带信号,它可以是确知信号,也可以是随机信号,但通常认为它的平均值为0. 载波为)¢t w (cos )t (00+=C A C (2.6)上式中,0A 为载波振幅,c W 为载波角频率0ϕ为载波的初始相位。
2.4 AM 信号的解调原理及方式解调是将位于载波的信号频谱再搬回来,并且不失真的恢复出原始基带信号。
解调的方式有两种:相干解调与非相干解调。
相干解调是利用乘法器,输入一路与载频相干(同频同相)的参考信号与载频相乘;适用于各种线性调制系统,非相干解调一般适用幅度调制(AM )信号。
2.5 抗噪声性能的分析模型各种线性已调信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的干扰,为了讨论问题的简单起见,我们这里只研究加性噪声对信号的影响。
因此,接收端收到的信号是发送信号与加性噪声之和[8]。
由于加性噪声只对已调信号的接收产生影响,因而调制系统的抗噪声性能主要用解调器的抗噪声性能来衡量。
为了对不同调制方式下各种解调器性能进行度量,通常采用信噪比增益G (又称调制制度增益)来表示解调器的抗噪声性能,即[9]ii 00N S N S G ==输入信噪比输出信噪比 (2.7)有加性噪声时解调器的数学模型如图图 2.8 AM 信号的解调原理图图中)(m t S 为已调信号,n(t)为加性高斯白噪声。
)(m t S 和n(t)首先经过一带通滤波器,滤出有用信号,滤除带外的噪声。
经过带通滤波器后到达解调器输入端的信号为)(m t S ,噪声为高斯窄带噪声)(n t i ,显然解调器输入端的噪声带宽与已调信号的带宽是相同的。