基于MATLAB的AM超外差收音机仿真

AM超外差收音机设计仿真

一.课程设计目的

(1)通过本次课程设计了解超外差AM收音机的结构。

(2)分別以数学分析以及频谱分析说明超外差式AM收音机的原理。

(3)了解超外差式AM收音机的镜像频率干扰问题。

二.课程设计要求

(1)超外差AM收音机结构及原理说明

(2)图解超外差AM收音机系统

(3)超外差AM收音机模拟及分析

(4)镜像频率干扰分析

三.课程设计原理

超外差式收音机是指输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程,由射频放大器,混频器,本地振荡器,中频放大器,解调器组成,如果把收音机收到的广播电台的高频信号,都变换为一个固定的中频载波频率(仅是载波频率发生改变,而其信号包络仍然和原高频信号包络一样),然后再对此固定的中频进行放大,检波,再加上低放级,就成了超外差式收音机。

从天线接收的信号经射频放大器放大,射频意指高频,通常是指载波频率。两个可变电容分別被使用來调谐射頻放大器和本地振荡的频率,以达到选择想要接收到射频信号的目的。

本地振荡的频率为 fLO = fc + fIF,其中 fc 为想要接收的AM信号的载波频率。本地振荡器的调谐范围是952~2055 KHZ。混频器输出频率为其输入信号频率相加与相减的信号。(混頻器的数学模型相当于乘法器) ,其中差值频率

称为中频,一般超外差AM 收音机的 fIF = 455 KHZ 。

从天线接收的信号经放大及混频处理后转换至中频与其他频带,这个频率转换的优点在于,任何载波频率的无线信号,皆可使用单一的调谐中频放大器。中频放大具有滤波功能,具有较窄的频宽,以确保能隔绝频宽以外不需要的信号,因中频放大器頻宽窄,容易设计高增益的放大电路,提供了超外差收音机大部份的增益,而且关系著收音机的选择性。

设接收讯号为:

接收信号通过混频器的输出信号表示为:

()[1()]cos(2)c a c r t A k m t f t π=+

上述信号有两个信号分量,一個分量的频谱中心点落于頻率 fIF ,另一個分量的频谱中心点则落在频率2 fc+ fIF ,中频放大器的输出是一个调幅信号,其载波频率为fIF ,载波頻率为fIF 的调幅信号通过包络检波器,解调得到所选择到要的电台信号m(t) ,包络检波器的输出被放大,通过扬声器播放。

设有两个传送端发送的FULLAM 信号,由一个超外差收音机接收两个AM 信号的混合信号。

两个传送端的基频信号为m1(t )与m2(t),载波分别为fc1fc2,假设m1(t )与m2(t)的频谱为:

兩信号分別以载波调制再经天线传送后为:

f

f

假设在接收端选电台1,接收信号经本地振荡器頻率fLO = fc1 + fIF 弦波混頻处理后,频谱如下图所示,其中频段(以 fIF 为中心)则为我們所要的信号频谱,以一帶通滤波器取出。

帶通滤波器输出信号形式还是維持Full AM 调变信号,只是载波频率已降至fIF ,然后进行解调。

假设接收端的本地振荡器频率为 ,接收端接收的频率为 若此时有一信号频率为

接收到上述两个混合信号经过本地振荡频率降频后,会把他们都降频至 但后者并不是需要的信号,这样的信号称为假象频率干扰信号。在接收端前端加上RF 信号滤波器,先將不需要的信号即该频率滤去,这样就可以避免像频干扰的发生。

如图示降频前与降频后的变化

c1c1c1

c2c2c2

c1c1c1

c2c2

IF c1IF IF c1c2IF c1IF c1

IF c1IF c1c2IF IF c1c2

IF c1c2

c IF

f f +c

f

2c IF

f f +IF f

四.课程设计步骤

本次课程设计模拟三个电台分别传送AM 信号,收音机接收电台二

电台基频参数为:

f

f

(b)

f IF

f IF

3000(Hz )

1(v), ; )2cos()(11111===m m m m f A t f A t m π5000(Hz )

1(v), ; )2cos()(22222===m m m m f A t f A t m π

7000(Hz ) 1(v), ; )2cos()(33333===m m m m f A t f A t m π

载波信号为:

本地振荡频率为: 开启simulink ,以数学分析连接成模拟系统如下图:

巴特沃兹滤波器分别设置为:

30000(Hz ) 1(v), ; )2cos()(11111===c c c c f A t f A t c π60000(Hz ) 1(v), ; )2cos()(22222===c c c c f A t f A t c π90000(Hz ) 1(v), ; )2cos()(33333

===c c c c f A t f A t c π)kHz ( 500 ; )kHz ( 5602==+=IF c IF LO f f f f

抽样时间设置为:

Spectrum scope设置为:Saturation设置为:

五.课程设计结果

混频之前的频域图如下,载频包含30KHZ,60KHZ,90KHZ,

混频后频域图如下,AM超外差收音机的混频器是一个实现频谱的线性搬移的电路,它的输出信号的频率是输入信号和本地振荡信号频率的差频或和频,即中频。混频器在频域上起着减(加)发器的作用,其输出信号的频谱结构和输入信号的频谱结构基本上完全相同。

经过带通滤波器后的频域图:经过负电压截止后

经过低通滤波器后

放大二倍后接收到的电台二的频域:

时域的波形图与上面对应,混频前后为:通过带通滤波器后与负电压截止后分别为:

通过低通滤波器及放大后的图形为:

原电台二信号图为:

可见接收信号与原信号相位发生了变化,而周期不变,超外差收音机系统能够接收到需要的信号。

六.课程设计总结

经过为期两周的课程设计实践,实现了课程设计的要求,这使我对通信有了更深一步的认识和了解,要想学好它重在实践,要通过不断的实际操作才能更好地学习和运用知识,并且基本掌握了运用sinmulink软件进行通信系统的仿真设计与分析。通过课程设计这一实践环节,不仅加深了我对所学知识的理解,也提高了我运用所学知识分析问题和解决实际问题的能力。

在此过程中我也发现自己好多不足之处,首先是自己对所学的基础知识掌握不深,还有对理论知识的运用还有欠缺,通过这次课程设计实践,使我在这几个方面都有所提高。通过这两周的实践学习,我不仅认识和体验了MATLAB通信系统仿真与分析,更从中深刻认识到了“世上无难事,只要肯攀登”的道理。虽然自己在此过程中遇到了很多困难,但是最后系统完成了既定的任务时。

七.参考文献

[1] 通信原理.樊昌信...等编著,国防工业出版社,2001

[2] 通信原理(合订本).周炯槃...等编著.北京邮电大学出版社,2005

[3] MATLAB通信仿真及应用实例详解.邓华编著.人民邮电出版社,2003

matlab编程代做highspeedlogic★超外差单边带接收机

一、超外差单边带接收机简介 利用本地产生的振荡波与输入信号混频,将输入信号频率变换为某个预定的频率的电路。超外差原理最早是由E.H.阿姆斯特朗于1918年提出的。这种方法是为了适应远程通信对高频率、弱信号接收的需要,在外差原理的基础上发展而来的。外差方法是将输入信号频率变换为音频,而阿姆斯特朗提出的方法是将输入信号变换为超音频,所以称之为超外差。 超外差电路的典型应用是超外差接收机,其优点是: ·容易得到足够大而且比较稳定的放大量。 ·具有较高的选择性和较好的频率特性。 ·容易调整。缺点是电路比较复杂,同时也存在着一些特殊的干扰,如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。随着集成电路技术的发展,超外差接收机已经可以单片集成。 超外差式单边带接收机的工作程式:对于超外差接收机来说,就不能不谈到频谱倒置的问题,至于其他的变频中放和普通的超外差原理上是一样的。超外差接收机的工作程式有两种,差频变频方式与和频变频方式。对于和频变频器产生的中频来说,数学关系比较单纯,它不会改变信号的特征。简单的说,接收到的LSB信号,经过和频变频器后产生的中频仍然是LSB信号。 但是对于本振频率高于接收频率的差频变频方式的电路来说,情况就完全不同了。经过差频变频器产生的中频信号将是和接收到的信号边带相反的,即所谓的频谱倒置。简单的说,接收到的LSB信号,经过变频后产生的中频将是USB信号。 为了提高灵敏度和选择性,无线接收机一般都采用超外差式。 二、Simulink的特点 Simulink是一个动态系统建模、仿真和分析的软件包,它是一种基于MATLAB的框图设计环境,支持线性系统和非线性系统,可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI),这个创建过程只需要单击和拖动鼠标操作就能完成。利用这个接口,用户可以像用笔在草纸上绘制模型一样,只要构建出系统的方块图即可,这与以前的仿真软件包要求解算微分方程和编写算法语言程序不同,它提供的是一种更快捷、更直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 Simulink中包括了许多实现不同功能的模块库,如Sources(输入源模块库)、Sinks(输出模块库)、Mathoperations(数学模块库),以及线性模块和非线性模块等各种组件模块库。用户也

通信原理AM protues和MATLAB仿真实现2014

2012级电子信息工程专业答辩报告

通信原理 一、 AM 调制解调Proteus 和Matlab 仿真与实现 1 AM 调制原理 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)=Ucmcos ωct, 调制信号为频率为Ω的单频余弦信号,即U Ω(t)=U Ωmcos Ωt(Ωωc),则普通调幅波信号为: u AM (t)= (U cm +kU Ωm cos Ωt)cos ωc t = U cm (1+M a cos Ωt)cos ωc t (1) 式中:Ma =kU Ωm /U cm ,称为调幅系数或调幅度 AM 调制信号波形如图1所示: 图1.普通调幅波形 从调幅波的表达式(1)可知,在数学上调幅电路的组成模型,可以由一个 相乘器和一个相加器组成。如图2所示:

图2.低电平调幅原理图 2 AM 解调原理 c 图3 AM 解调模型 图3显示AM 解调的数学模型。解调端信道输出信号()m s t 乘以跟发送端同频同相 的高频载波cos()c t 后,经低通滤波器提取低频分量,即可得到原始的基带信号。 振幅解调是振幅调制的逆过程,从频谱的角度看就是将有用信号从高频段搬 到低频段。而要完成频谱搬移(有新频率产生),电路中必须要有非线性器件。 一般情况下,AM 波采用包络检波即峰值检波的方式实现解调。即包络检波就是 从AM 波中还原出原调制信号的过程。 AM 波采用的解调电路为包络检波电路。包络检波电路通常采用二极管和RC 滤波网络组成,为了使二极管峰值包络检波器能正常工作, 避免失真, 实验过程 中将普通二极管检波电路做了一些改进,因而实验选取的电路如图4所示。要求 必须根据输入调幅信号的工作频率与调幅指数以及实际负载RL, 正确选择二极 管和R1、R2和C 、Cc 的值。此次实验各元件的参数如下: C=0.01μF ,R1=1k Ω,R2=5k Ω,Cc=47μF ,RL=10k Ω 图4.改进后的二极管峰值包络检波器

AM超外差收音机的Systemview仿真

绪论 (2) 第一章软件SystemView的介绍 (3) 1.1设计窗口 (3) 1.2分析窗口 (5) 1.3 SystemView仿真系统的优点 (8) 第二章 AM调制解调原理 (10) 2.1 AM调制原理 (10) 2.1.1 幅度调制的一般模型 (10) 2.1.2 常规双边带调幅(AM) (10) 2.2AM解调原理 (11) 第三章超外差收音机原理与仿真 (13) 3.1超外差收音机原理 (13) 3.2超外差收音机仿真 (16) 小结 (20) 参考文献 (21) 谢辞 (22) 1

超外差式是与直放式相对而言的一种接收方式,超外差式收音机能把接收到的频率不同的电台信号都变成固定的中频信号(465kHz),再由放大器对这个固定的中频信号进行放大。它的优点是灵敏度高,选择性好,音质好工作稳定,它的缺点是镜像干扰较大,存在假响应,但这并不影响它的广泛应用,现在大部分的收音机都是超外差的。随着现代通信技术的飞速发展,通信系统的性能和集成度也越来越高,这对通信系统的分析和设计提出了更高的要求在通信实验设备有限的情况下,利用通信仿真软件进行系统分析和设计可有效地解决这一矛盾SystemView 是一个信号级的系统仿真软件,主要用于电子信息与通信系统,满足不同层次的通信系统的设计和仿真需求,从而提高系统的可靠性参数的设置的合理性等. 随着通信技术的发展日新月异,通信系统也日趋复杂。因此,在通信系统的设计研发过程中,通信系统的软件仿真已成为必不可少的一部分。目前,电子设计自动化EDA(Electronic Design Automatic)已成为通信系统设计的主潮流。为了使复杂的设计过程更加便捷高效,使得分析与设计所需的时间和费用降低。美国Elanix公司推出的基于PC机Windows平台的SystemView动态系统仿真软件,是一个比较流行的,优秀的仿真软件。 SystemView 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真,直到一般的系统数学模型建立等各个领域,SystemView 在友好而且功能齐全的窗口环境下,为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。

超外差式收音机原理图及电路仿真

超外差式收音机原理及电路仿真 一、实习目的: 1、掌握收音机的原理与组成 2、识别各种电子元器件 3、掌握焊接技术 4、学会超外差收音机的安装与调试 二、原理 1、最简收音机原理 图1中LC谐振回路是收音机输入回路,改变电容C使谐振回路固有频率与无线电发射频率相同,从而引起电磁共振,谐振回路两端电压V AB最大,将该电波接收下来。经高频放大电路放大后,通过由二极管D和滤波电容C1构成的检波电路,将调幅信号包络解调下来,得到调制前的音频信号,再将音频信号进行低频放大,送到喇叭,就完全还原成可闻的声波信号。 图1 最简单的收音机组成框图 这就是最简AM收音机(也称高放式收音机)的工作原理,它简单,但可行性、可使用性太差,不适合日常使用。由于高放式收音机中高频放大器只能适应较窄频率范围的放大,要想在整个中波频段525kHZ—1605kHZ获得一致放大是很困难的。因此用超外差接收方式来代替高放式收音机。 2、超外差式收音机原理 所谓超外差式,就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来,和本地振荡回路产生的本地信号一并送入混频器,再经中频回路进行频率选择,得到一固定的中频载波(如:调幅中频国际上统一为465KHz或455KHz)调制波。超外差的实质就是将调制波不同频率的载波,变成固定的且频率较低的中频载波。如图2所示。

在超外差的设计中,本振频率高于输入频率。用同轴双联可变电容器,使输入回路电容C1-A和本振回路电容C1-B同步变化,从而使频率差值始终保持近似一致,其差值即为中频465KHZ,即:如接收信号频率是600kHz,则本振频率是1055kHz;若接收信号频率是1000kHz,则本振频率是1465kHz;若接收信号频率是1500kHz,则本振频率是1965kHz; 图2 超外差收音机组成框图 由于谐振回路谐振频率,f 与C不成线性变化,因此必须有补偿电容对其特性进行修正,以获得在收听范围内f与C近似成线性变化,保证f本振-f信号=f 中频为一固定中频信号。超外差方式使接收的调制信号变为统一的中频调制信号,在作高频放大时,就可以得到稳定且倍数较高的放大,从而大大提高收音机的品质。 3、电路的工作原理(HX108-2七管半导体收音机) 图3 收音机原理图

基于matlab的fm系统调制与解调的仿真课程设计

基于matlab的fm系统调制与解调的仿真课程设计 课程设计题目:基于MATLAB的FM系统调制与解调的仿真 一、设计任务与要求 1.设计并实现一个简单的FM(调频)调制和解调系统。 2.使用MATLAB进行仿真,分析系统的性能。 3.对比和分析FM调制和解调前后的信号特性。 二、系统总体方案 1.系统组成:本设计包括调制器和解调器两部分。调制器将 低频信号调制到高频载波上,解调器则将已调制的信号还 原为原始的低频信号。 2.调制方式:采用线性FM调制方式,即将低频信号直接控 制高频载波的频率变化。 3.解调方式:采用相干解调,通过与本地载波信号相乘后进 行低通滤波,以恢复原始信号。 三、调制器设计 1.实现方式:使用MATLAB中的modulate函数进行FM调制。 2.参数设置:选择合适的载波频率、调制信号频率以及调制 指数。 3.仿真分析:观察调制后的频谱变化,并分析其特性。 四、解调器设计 1.实现方式:使用MATLAB中的demodulate函数进行FM解 调。

2.参数设置:选择与调制器相同的载波频率、低通滤波器参 数等。 3.仿真分析:观察解调后的频谱变化,并与原始信号进行对 比。 五、系统性能分析 1.信噪比(SNR)分析:通过改变输入信号的信噪比,观察 解调后的输出性能,绘制信噪比与误码率(BER)的关系曲线。 2.调制指数对性能的影响:通过改变调制指数,观察输出信 号的性能变化,并分析其影响。 3.动态范围分析:分析系统在不同输入信号幅度下的输出性 能,绘制动态范围曲线。 六、实验数据与结果分析 1.实验数据收集:根据设计的系统方案进行仿真实验,记录 实验数据。 2.结果分析:根据实验数据,分析系统的性能指标,并与理 论值进行对比。总结实验结果,提出改进意见和建议。 七、结论与展望 1.结论:通过仿真实验,验证了基于MATLAB的FM系统调 制与解调的可行性。实验结果表明,设计的系统具有良好的性能,能够实现低频信号的FM调制和解调。通过对比和分析,得出了一些有益的结论,为进一步研究提供了基

超外差式收音机原理图及电路仿真

超外差式收音机原理与电路仿真 一、实习目的: 1、掌握收音机的原理与组成 2、识别各种电子元器件 3、掌握焊接技术 4、学会超外差收音机的安装与调试 二、原理 1、最简收音机原理 图1中LC谐振回路是收音机输入回路,改变电容C使谐振回路固有频率与无线电发射频率相同,从而引起电磁共振,谐振回路两端电压V AB最大,将该电波接收下来.经高频放大电路放大后,通过由二极管D和滤波电容C1构成的检波电路,将调幅信号包络解调下来,得到调制前的音频信号,再将音频信号进行低频放大,送到喇叭,就完全还原成可闻的声波信号. 图1 最简单的收音机组成框图 这就是最简AM收音机〔也称高放式收音机〕的工作原理,它简单,但可行性、可使用性太差,不适合日常使用.由于高放式收音机中高频放大器只能适应较窄频率X围的放大,要想在整个中波频段525kHZ—1605kHZ获得一致放大是很困难的.因此用超外差接收方式来代替高放式收音机. 2、超外差式收音机原理 所谓超外差式,就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来,和本地振荡回路产生的本地信号一并送入混频器,再经中频回路进行频率选择,得到一固定的中频载波〔如:调幅中频国际上统一为465KHz或455KHz〕调制波.超外差的实质就是将调制波不同频率的载波,变成固定的且频率较低的中频载波.如图2所示. 在超外差的设计中,本振频率高于输入频率.用同轴双联可变电容器,使输入回路电容C1-A和本振回路电容C1-B同步变化,从而使频率差值始终保持近似一

致,其差值即为中频465KHZ,即:如接收信号频率是600kHz,则本振频率是 1055kHz;若接收信号频率是1000kHz,则本振频率是1465kHz;若接收信号频率是1500kHz,则本振频率是1965kHz; 图2超外差收音机组成框图 由于谐振回路谐振频率,f 与C不成线性变化,因此必须有补偿电容对其特性进行修正,以获得在收听X围内f与C近似成线性变化,保证f本振-f信号=f中频为一固定中频信号.超外差方式使接收的调制信号变为统一的中频调制信号,在作高频放大时,就可以得到稳定且倍数较高的放大,从而大大提高收音机的品质. 3、电路的工作原理〔HX108-2七管半导体收音机〕 图3 收音机原理图 由电路原理图可知,整机中含有7只三极管,因此称为7管收音机.其中,三极管V1为变频管,V2、V3为中放管,V4为检波管,V5为低频前置放大管,V6、V7为低频功放管. 〔1〕输入电路:又称输入调谐回路或选择电路,其作用是从天线上接收到的各种高频信号中选择出所需要的电台信号并送到变频级.输入电路是收音机的大门,它的灵敏度和选择性对整机的灵敏度和选择性都有重要影响.输入调谐电路由双连可变电容器的C1-A和B1的初级线圈L1组成,是一并联谐振电路,B1是磁性天线线圈,从天线接收进来的高频信号,通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号,电台信号频率是f=l/2πL1C1-A,当改变C1-A时,就能收到不同频率的电台信号. 〔2〕变频电路:又称变频器,由本机振荡器和混频器组成,其作用是将输入电路选

AM模拟调制系统的设计与仿真

AM模拟调制系统的设计与仿真 AM调制是一种将基带信号调制到载频上的调制技术,广泛应用于无 线电通信、广播电视、音频传输等领域。本文将介绍AM模拟调制系统的 设计与仿真。 AM调制系统主要由三个部分组成:基带信号产生器、载波信号产生 器和调制器。基带信号产生器用于产生模拟调制信号,载波信号产生器用 于产生载波信号,调制器将基带信号和载波信号进行调制。通过仿真可以 验证系统的正确性和性能。 首先,需要设计基带信号产生器。基带信号可以是音频信号、语音信 号或其他需要传输的信号。可以使用软件工具如MATLAB来产生基带信号,也可以使用硬件电路如函数发生器来产生基带信号。 其次,设计载波信号产生器。载波信号通常是一个高频正弦波信号, 频率根据具体应用需求决定。可以使用软件工具如MATLAB来产生载波信号,也可以使用硬件电路如震荡器来产生载波信号。 最后,设计调制器。调制器主要是将基带信号和载波信号进行调制, 实现信号的叠加。调制器可以使用模拟电路如放大器和混频器来实现,也 可以使用数字电路如FPGA来实现。在调制过程中,可以选择不同的调制 方式,如DSB-SC调制、SSB调制或VSB调制,根据需求选择适合的调制 方式。 设计完整的调制系统后,可以进行系统的仿真。仿真可以使用软件工 具如MATLAB、Simulink或Multisim等来实现。通过输入不同的基带信号,观察经过调制后的信号,检查是否满足要求。可以使用示波器来显示信号 的时域和频域特性,分析调制效果和系统性能。

在进行系统仿真时,可以对系统的不同参数进行调整和优化,如基带信号的频谱、带宽、载波信号的频率、调制指数等。通过调整参数,可以优化系统性能,提高信号的质量和传输效果。 在设计和仿真过程中,需要考虑系统的线性度、功率效率、频率响应等指标。根据具体应用需求,可以对系统进行优化和改进。 总之,AM模拟调制系统的设计与仿真是一个综合性的工程项目,需要综合考虑基带信号产生器、载波信号产生器和调制器的设计与实现。通过系统的仿真,可以验证系统的正确性和性能,并对系统参数进行调整和优化,提高系统的性能。

基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计

基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计 调制是无线通信系统中的重要环节,主要用于在传输信号过程中对信 号进行编码和解码,以实现信号的传输和接收。MATLAB作为一种强大的 数学仿真工具,可以方便地进行调制系统的仿真设计。 调制系统一般包括三个主要部分:调制器、信道和解调器。调制器负 责将发送信号进行编码,以适应信道传输的需求;信道主要是指无线信号 在传输过程中的传播环境,会受到各种影响,如多径效应、噪声等;解调 器对接收到的信号进行解码,恢复出原始信号。 在MATLAB中,可以利用其信号处理、通信和仿真工具箱来进行调制 系统的仿真设计。以下是一个基于MATLAB的调制系统的仿真设计流程: 1.确定调制方式:首先确定要使用的调制方式,比如常见的调制方式 有调幅(AM)、调频(FM)、相位调制(PM)等。根据需求选择合适的调 制方式。 2.信号生成:使用MATLAB的信号处理工具箱生成原始信号。可以选 择不同的函数生成不同的信号,如正弦信号、方波信号、高斯脉冲等。 3.调制器设计:根据选择的调制方式,设计相应的调制器。比如对于AM调制,可以通过将原始信号与载波进行乘法运算来实现;对于FM调制,可以通过改变载波频率的方式来实现。在MATLAB中,可以使用相关函数 来实现这些调制方式。 4.信号传输:将调制后的信号传输到信道中。可以在仿真中模拟不同 的信道情况,如加入噪声、多径效应等。MATLAB提供了相关函数来模拟 这些信道效应。

5.解调器设计:设计相应的解调器以恢复原始信号。解调器的设计与 调制器的设计相对应。在MATLAB中,可以使用相关函数来实现解调器。 6.信号分析:对仿真结果进行分析。可以通过绘制波形图、功率谱密 度图等来观察信号在传输过程中的变化。 除了上述基本的仿真设计流程外,还可以在仿真过程中加入其他功能,如信号压缩、信号变换等。MATLAB提供了大量的工具箱,可以方便地实 现这些功能。 总之,基于MATLAB的调制系统仿真设计可以方便地模拟调制系统的 工作过程,以及对不同信道效应的影响。通过仿真分析,可以提前对系统 性能进行评估和优化,为实际系统的设计提供参考。

matlab中simulinkam调制

matlab中simulinkam调制 Simulink是MATLAB中的一个功能强大的图形化建模和仿真工具,它可以用于设计、模拟和分析各种复杂的控制系统。在Simulink中,AM调制是一种常用的数字调制技术,用于将模拟信号转换为数字信号。本文将介绍Simulink中的AM调制方法及其应用。 一、AM调制简介 AM调制(Amplitude Modulation)是一种将模拟信号通过改变其幅度,将其转换为调制信号的一种方法。在AM调制中,模拟信号被称为基带信号,而通过改变基带信号的幅度来实现调制的信号被称为载波信号。AM调制的过程可以通过以下公式表示: \[s(t) = (1 + k_a \cdot m(t)) \cdot \cos(2\pi f_c t)\] 其中,\(s(t)\)是调制信号,\(m(t)\)是基带信号,\(k_a\)是调制指数,\(f_c\)是载波频率。 二、Simulink中的AM调制 在Simulink中,可以使用AM调制模块来实现AM调制。首先,需要建立一个模型,模型中包含一个信号源模块,用于产生基带信号,以及一个正弦波产生器模块,用于产生载波信号。然后,将这两个信号输入到AM调制模块中,即可得到调制后的信号。 在建立模型时,需要注意设置基带信号的频率和幅度,以及载波信号的频率和幅度。可以通过调整这些参数来改变调制后的信号特性。此外,还可以添加滤波器模块来滤除不需要的频率成分,以得到更

清晰的调制信号。 三、AM调制的应用 AM调制广泛应用于无线通信系统中,例如广播和电视传输。在广播中,基带信号可以是音频信号,而载波信号则是无线电频率信号。通过AM调制,可以将音频信号转换为无线电信号,从而实现远距离传输。在电视传输中,基带信号可以是视频信号,通过AM调制可以将视频信号转换为无线电信号,从而实现电视节目的传输。 AM调制还可以用于音频设备中,例如调幅调频收音机和语音通信系统。在调幅调频收音机中,AM调制用于接收和解调无线电广播信号。在语音通信系统中,AM调制用于将人的声音转换为数字信号,以便通过网络进行传输。 总结: Simulink中的AM调制模块提供了一种简单而强大的工具,用于实现AM调制。通过建立模型并设置参数,可以轻松地进行AM调制的仿真和分析。AM调制在无线通信和音频设备中有着广泛的应用,为实现信号的传输和处理提供了重要的技术支持。通过Simulink中的AM调制模块,可以更加方便地进行AM调制的研究和应用。

超外差式收音机原理图及电路仿真

超外差式收音机原理图及电路仿真 LT

超外差式收音机原理及电路仿真 一、实习目的: 1、掌握收音机的原理与组成 2、识别各种电子元器件 3、掌握焊接技术 4、学会超外差收音机的安装与调试 二、原理 1、最简收音机原理 图1中LC谐振回路是收音机输入回路,改变电容C使谐振回路固有频率与无线电发射频率相同,从而引起电磁共振,谐振回路两端电压V AB最大,将该电波接收下来。经高频放大电路放大后,通过由二极管D和滤波电容C1构成的检波电路,将调幅信号包络解调下来,得到调制前的音频信号,再将音频信号进行低频放大,送到喇叭,就完全还原成可闻的声波信号。 图1 最简单的收音机组成框图 这就是最简AM收音机(也称高放式收音机)的工作原理,它简单,但可行性、可使用性太差,不适合日常使用。由于高放式收音机中高频放大器只能适应较窄频率范围的放大,要想在整个中波频段525kHZ—1605kHZ获得一致放大是很困难的。因此用超外差接收方式来代替高放式收音机。 2、超外差式收音机原理 所谓超外差式,就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来,和本地振荡回路产生的本地信号一并送入混频器,再经中频回路进行频率选择,得到一固定的中频载波(如:调幅中频国际上统一为465KHz或455KHz)调制波。超外差的实质就是将调制波不同频率的载波,变成固定的且频率较低的中频载波。如图2所示。

在超外差的设计中,本振频率高于输入频率。用同轴双联可变电容器,使输入回路电容C1-A和本振回路电容C1-B同步变化,从而使频率差值始终保持近似一致,其差值即为中频465KHZ,即:如接收信号频率是600kHz,则本振频率是1055kHz;若接收信号频率是1000kHz,则本振频率是1465kHz;若接收信号频率是1500kHz,则本振频率是1965kHz; 图2 超外差收音机组成框图 由于谐振回路谐振频率,f 与C不成线性变化,因此必须有补偿电容对其特性进行修正,以获得在收听范围内f与C近似成线性变化,保证f本振-f信号=f中频为一固定中频信号。超外差方式使接收的调制信号变为统一的中频调制信号,在作高频放大时,就可以得到稳定且倍数较高的放大,从而大大提高收音机的品质。 3、电路的工作原理(HX108-2七管半导体收音机) 图3 收音机原理图

模拟仿真AM-、DSB调制解调过程

模拟仿真AM 、DSB调制解调过程 高国栋2015141502020 电子信息学院 一、AM信号的调制解调过程 1.调制原理 AM是调幅,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就是采用了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。 AM是指对信号进行幅度调制。在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频上,再由天线发射出去。高频震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。仿真图如下: 2.AM解调原理 调制的逆过程叫解调,调制是一个频谱搬移过程,它是将低频信号的频谱搬到载频位置。从已调信号的频谱中,将位于载频的信号频谱搬移回来。调制和解调都完成频谱搬移,各种调幅都是利用乘法器实现的。 3.matlab程序(为使实验更为简便,令调制信号m(t)=1+cos(2π*fm*t),Ac=1,为正弦信号) Fs=960; %采样频率 N=960; %采样点 n=0:N-1;t=n/Fs; %时间序列 A0=10; %载波信号振幅 A1=1; %调制信号振幅 fc=120; %载波信号频率 fm=30; %调制信号频率 f=n*Fs/N; %频率 w0=2*fc*pi; w1=2*fm*pi; Uc=A0*cos(w0*t); %载波信号 C1=fft(Uc); %对载波信号进行傅里叶变换

cxf=abs(C1); %进行傅里叶变换 figure(1); subplot(2,1,1); plot(t,Uc); title('载波信号波形'); axis([0 0.1 -20 20]); subplot(2,1,2); plot(f(1:N/2),cxf(1:N/2));title('载波信号频谱'); axis([0 600 -500 500]); mes=1+A1*cos(w1*t); %调制信号 C2=fft(mes); % 对调制信号进行傅里叶变换 zxc=abs(C2); figure(2) subplot(2,1,1); plot(t,mes); title('调制信号');axis([0 0.5 0 2]); subplot(2,1,2); plot(f(1:N/2),zxc(1:N/2)); title('调制信号频谱'); axis([0 1000 -500 500]); Uam=modulate(mes,fc,Fs,'am');%AM 已调信号 C3=fft(Uam); % 对AM已调信号进行傅里叶变换 asd=abs(C3); figure(3) subplot(2,1,1);plot(t,Uam); grid on; title('AM已调信号波形'); axis([0 0.5 0 5]); subplot(2,1,2);plot(f(1:N/2),asd(1:N/2)),grid; title('AM已调信号频谱'); axis([0 600 -200 200]); Dam=demod(Uam,fc,Fs,'am'); %对AM调制信号进行解调 C4=fft(Dam); % 对AM解调信号进行傅里叶变换 wqe=abs(C4); figure(4) subplot(2,1,1); plot(t,Dam); grid on; title('AM解调信号波形'); axis([0 0.5 0 2]); subplot(2,1,2); plot(f(1:N/2),wqe(1:N/2)),grid; title('AM解调信号频谱'); 4.仿真结果

实验2:AM调制与解调仿真

实验2:AM调制与解调仿真 一、实验目的 1、掌握AM的调制原理和MATLAB Simulink仿真方法 2、掌握AM的解调原理和MATLAB Simulink仿真方法 二、实验原理 1、AM调制原理 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。在线性调回系列中,最先应用的一种幅度调制是全条幅或常规调幅,简称为调制(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。 m(t)为取值连续的调制信号,c(t)为正弦载波。下图为AM调制原理图: 2、AM解调原理 从高频已调信号中恢复出调制信号的过程为解调,又称为检波。对于振幅调制信号,解调就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程,解调是调制的逆过程。下图为AM解调原理图:

三、实验步骤 1、AM调制方式的MATLAB Simulink仿真(1)原理图 (2)仿真图 (3)仿真分析

①调制器 Constant和Add 以及低通滤波器,sine wave2和product1是对已调信号频谱进行线性搬移,低通滤波器是滤除高频部分,得到原始信号 ②调制后调制后信号加上了2v的偏置,频率变大了,幅度随时间在不断的呈现周期性变化,在1~2.5之间,大于调制前的幅度。 ③模拟信号的调制是将要发送的模拟信号附加到高频振荡上,再由天线发射出去,这里的高频振荡就是载波。振幅调制就是由调制信号去控制高频振荡的振幅,直至随调制信号做线性变化。 2、AM解调方式的MATLAB Simulink仿真 (1)原理图 (2)仿真图

基于Matlab、Simulink--的AM通信系统仿真设计与研究

基于Matlab、Simulink--的AM 通信系统仿真设计与研究

天津理工大学计算机与通信工程学院通信工程专业设计说明书 基于Matlab/Simulink 的AM通信系统仿真设计与研究 姓名杜艳玮 学号 20092177

班级 09通信-2 指导老师赵健 日期2012/12/16 目录

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。通过信号的功率谱密度的公式,得到功率谱密度。利用Matlab和Matlab-Simulink仿真建立AM调制的通信系统模型,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。用Matlab-Simulink仿真建立基于相干解调的AM仿真模型,详细叙述模块参数的设置,分析仿真结果。 关键字:AM调制相干解调 Matlab仿真 Matlab-Simulink仿真

第一章前言 1.1专业设计任务及要求 1、了解并掌握AM调制与解调的基本原理; 2、在通信原理课程的基础上设计与分析简单的通信系统; 3、学会利用MATLAB7.0编写程序进行仿真,根据实验结果能分析所设计系统的性能。 4、学习MATLAB的基本知识,熟悉MATLAB集成环境下的Simulink的仿真平台。 5、利用通信原理相关知识在仿真平台中设计AM调制与解调仿真系统并用示波器观察解调后的波形 6、在指导老师的指导下,独立完成课程设计的全部内容,能正确的阐述和分析设计和实验结果。 1.2 Matlab简介 MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

matlabFM调制仿真

Matlab FM调制仿真目录 引言 3 一.课程设计的目的与要求 3 1.1 课程设计的目的 3 1.2 课程设计的要求 3 二.FM调制解调系统设计 3 2.1 FM调制模型的建立 4 2.2 调制过程分析 5 2.3 FM解调模型的建立 6 2.4 解调过程分析 7 2.5 高斯白噪声信道特性 8 2.6 调频系统的抗噪声性能分析 11 三.仿真实现 12 3.1 MATLAB源代码 13 3.2 仿真结果 17 四.心得体会 20

五.参考文献 20 引言 本课程设计用于实现DSB信号的调制解调过程。信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。调制过程是一个频谱搬移的过程,它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。解调是调制的逆过程,即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。双边带DSB信号的解调采用相干解调法,这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。 一.课程设计的目的与要求 1.1 课程设计的目的 通过《FM调制解调系统设计与防真》的课程设计,掌握通信原理中模拟信号的调制和解调、数字基带信号的传输、数字信号的调制和解调,模拟信号的抽样、量化和编码与信号的最佳接收等原理。应用原理设计FM调制解调系统,并对其进行防真。 1.2 课程设计的要求 要求能够熟练应用MATLAB语言编写基本的通信系统的应用程序,进行模拟调制系统,数字基带信号的传输系统的建模、设计与仿真。所有的仿真用MATLAB程序实现(即只能用代码的形式,不能用SIMULINK实现),系统经过的信道都假设为高斯白噪声信道。模拟调制要求用程序画出调制信号,载波,已调信号、解调信号的波形,数字调制要求画出误码率随信噪比的变化曲线。

基于Matlab的模拟(AM、FM、PM)调制系统仿真

通信系统模拟调制系统仿真 一 课题内容 AM FM PM 调制 二 设计要求 1.掌握AM FM PM 调制和解调原理。 2.学会Matlab 仿真软件在AM FM PM 调制和解调中的应用。 3.分析波形及频谱 1.AM 调制解调系统设计 1.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()(0ϕω+=t A t c c 式中,A 为载波幅度;c ω为载波角频率;0ϕ为载波初始相位(通常假设0ϕ=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-++= 2.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,

AM—调制与解调仿真

引言 本次实践开设的计算机课程设计为软件仿真,利用matla b编写程序建立M文件对计算机实验进 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,在通信系统的设计研发过程中,软件 仿真已成为必不可少的一部分.随着信息技术的不断发展,涌现出了许多功能强大的电子仿真软件,如 Work be enc h、Pr ote l、Sys temview 、Matlab 等。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。 调制就是使一个信号(如光等)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.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。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。A M是调幅(Amplitud e Modu lation),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.用MAT LAB 仿真工具仿真的AM 调制解调与解调器抗干扰性能分析的 工作原理和工作过程,完成对调制与解调过程的分析以及相干解调器的抗干扰性能的分析.通过对波 形图的分析给出不同信噪比情况下的解调结果对比.寻找最佳调试解调途径已相当重要。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。 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在不同的信噪比 情况下的解调结果.先从AM 的调制研究,其次研究A M的解调以及一些有关的知识点,得出AM 信 号的数学模型及其调制与解调的框图和调制解调波形图,然后利用MATLAB 编程语言实现对A M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。 1 A M调制解调的原理 1。1 AM 的调制原理 AM 是指对信号进行幅度调制。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1。1 仿真原理图 调制信号 ft t m 2sin )(= (1.1) 载波信号 t f t c c 2sin )(=

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