AM调制系统设计(满幅度)

目录

摘要......................................................................... 错误!未定义书签。第一章概述 (1)

一课题内容 (1)

二设计目的 (1)

三设计要求 (1)

四开发工具 (1)

第二章系统理论设计 (2)

一振幅调制产生原理 (2)

二调幅电路方案分析 (2)

三信号解调思路 (3)

第三章 Simulink仿真 (4)

一 Simulink仿真模型 (4)

二参数设置 (4)

三运行结果 (8)

四结果分析 (17)

结束语 (17)

参考文献 (17)

摘要调幅，英文是Amplitude Modulation（AM）。调幅也就是通常说的中波，范围在503—1060KHz。调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。本课程设计主要研究了AM调制系统的设计和仿真。在本次通信系统仿真训练中，我主要通过了模拟幅度调制和解调的原理和其实现方法，然后根据模拟幅度调制系统的原理给出了调制和解调的框图。其次，弄懂了AM调制的基本原理。最后利用Matlab软件仿真模拟幅度调制系统，实现了AM调制和解调，给出了调制信号、载波信号、已调信号及解调信号的波形图和频谱图。

关键词：调制；解调；AM模拟调制

第一章概述

一课题内容

1.设计AM信号实现的Simulink程序，输出调制信号、载波信号以及已调信号波形以及频谱图，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。

2.设计AM信号解调实现的Simulink程序，输出并观察解调信号波形，分析实验现象。

二设计目的

1.掌握振幅调制和解调原理。

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。

三设计要求

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。

四开发工具

计算机；Matlab软件；相关资料

第二章 系统理论设计

一 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 ）。

在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与

调制信号波形呈线性关系。

设正弦载波为

)cos()(0?ω+=t A t c c

式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0?为载波初始相位(通常假设0?=0).

调制信号（基带信号）为)(t m 。根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）

一般可以表示为

)cos()()(t t Am t s c m ω=

设调制信号)(t m 的频谱为)(ωM ，则已调信号)(t s m 的频谱)(ωm S ：

)]()([2

)(c c m M M A S ωωωωω-++=

二 调幅电路方案分析

标准调幅波（AM ）产生原理

调制信号是只来自信源的调制信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，

亦可以是数字的。为首调制的高频振荡信号可称为载波，它可以是正弦波，亦可

以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。载波由高频信号源直接产生即可，然后经过

高频功率放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，

二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波。

设载波信号的表达式为t c ωcos ，调制信号的表达式为

t A t m m m ωcos )(= ，则调幅信号的表达式为

t t m A t s c AM ωcos )]([)(0+=

t

c ωcos )

(t m )

(t s AM 0A

三信号解调思路

从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调(demodulation )，又称为检波(detection )。对于振幅调制信号，解调(demodulation )就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。解调(demodulation )是调制的逆过程。

可利用乘积型同步检波器实现振幅的解调，让已调信号与本地恢复载波信号相乘并通过低通滤波可获得解调信号。

第三章 Simulink仿真

一 Simulink仿真模型

图1 AM调制与解调Simulink仿真模型

搭建的Simulink仿真模型如图1所示，其中用到的模块有Sine Wave模块，DSB AM Modulator Passband模块，AWGN Channel模块，DSB AM Demoluator Passband模块。

二参数设置

1、Sine Wave模块用来产生待调制的原始信号。其参数设置如图2所示：

图2 待调制信号参数

待调制信号为一正弦波，其振幅为1，频率为100Hz，sine type设为Sample based，Sample time为0.001，每周期采样点为10.

2、DSB AM Modulator Passband模块

DSB AM Modulator Passband模块用来对原始信号进行AM调制，其参数设置如图3所示。

图3 DSB AM Modulator Passband模块参数

AM调制的载波频率设为3000。

3、AWGN Channel模块

AWGN Channel模块用来向调制后的AM信号添加噪声。其参数设置如图4所示。

图4 AWGN Channel模块

5、DSB AM Demoluator Passband模块

DSB AM Demoluator Passband模块用来对AM调制信号进行解调，其参数设置如图5所示。

图5 DSB AM Demoluator Passband模块

载波频率设为3000Hz，低通滤波器采用Butterworth滤波器，阶数为4，截止频率设为300Hz。

三运行结果

程序运行结果如下：

图6 原始信号时域波形

图7 原始信号频谱

图8 AM调制信号时域波形

图9 AM调制信号频谱

图10 添加噪声后的AM调制信号波形

图11 添加噪声后的AM调制信号频谱

图12 AM解调后的时域信号波形

图13 AM解调后频谱

四结果分析

输入信号的振幅为1，载波信号振幅也是1，满足载波振幅等于信号振幅，所以是满幅度调制。本设计圆满的完成了对AM信号实现调制与解调，与课题的要求十分相符；也较好的完成了对AM信号的时域分析，并得出了调制信号和解调信号的频谱图。

结束语

调制与解调技术是通信电子线路课程中一个重要的环节，也是实现通信必不可少的一门技术，也是通信专业学生必须掌握的一门技术。课题在这里是把要处理的信号当做一种特殊的信号，即一种“复杂向量”来看待。也就是说，课题更多的还是体现了数字信号处理技术。

从课题的中心来看，课题“AM调制系统设计（满幅度）”是希望将AM-DSB 调制与解调技术应用于某一实际领域，这里就是指对信号进行调制。作为存储于计算机中的调制信号，其本身就是离散化了的向量，我们只需将这些离散的量提取出来，就可以对其进行处理了。这一过程的实现，用到了处理数字信号的强有力工具Matlab。通过Matlab里几个模块的调用，很轻易的在调制信号与载波信号的理论之间搭了一座桥。

课题的特色在于它将调制信号看作一个向量，于是就把调制信号数字化了。那么，就可以完全利用数字信号处理和通信电子线路的知识来解决AM—DSB调制问题。我们可以像给一般信号做频谱分析一样，来对调制信号做频谱分析，也可以较容易的用数字滤波器来对解调信号进行滤波处理。由此可见，调制信号主要分布在低频段，而载波信号主要分布在高频段。

参考文献

[1]樊昌信等. 通信原理（第6版）[M]. 国防工业出版社，2008.3

[2]John G. proakis等著, 刘树棠译. 现代通信系统(Matlab版)（第1版）[M], 西安交通大学出版社,

[3]唐向宏等著.MATLAB及在电子信息类课程中的应用,电子工业出版社，2008年6月