基于matlab编程和simulink仿真的AM调制与解调

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。调制信号是由低频信号源产生，载波由高频信号源产生，两者经过乘法器即可产生双边带的条幅波。 设载波信号的表达式为

cos m c A w t

,AM 调制波为

0()[()]cos AM c S t A m t w t

=+。

3.3实验方案1：simulink 实现Am 调制

未调制信号：M(t)=cos(pi*t); 载波：Cos(wc*t)=cos(100*pi*t); 调制度： A0=4;

调制信号S(t)=[m(t)+A0]cos(10*pi*t);

调制方法：

解调方法：

1.总体设计模块图

2.时域仿真波形图

图1：未调制信号----m(t)

图2：AM调制信号----s(t)

图3：经过高斯白噪声叠加之后的AM信号----s’(t)

图4：经过高斯白噪声之后的AM信号，然后经过相干解调出来的波型图5：AM调制波，经过相干解调出来的波形

图6：AM调制波，经过包络检波器出来的波形

3.频谱图

模块2：DSB 模块：与AM 模块图一样，拨动换挡开发即可。

未调制信号：M(t)=cos(pi*t); 载波：Cos(wc*t)=cos(100*pi*t); 调制信号S(t)=m(t)*cos(100*pi*t);

(由下图可见DSB 信号不能采取包络检波法)

图1：未调制信号----m(t)

图2：DSB调制信号----s(t)

图3：经过高斯白噪声叠加之后的DSB信号----s’(t)

图4：DSB调制波，经过相干解调出来的波形

图5：DSB调制波，经过包络检波器出来的波形(有图可见，DSB不能采用包络建波法) 模块3：SSB模块

未调制信号：M(t)=cos(pi*t);

载波：Cos(wc*t)=cos(100*pi*t);

调制信号S(t)=0.5*m(t)*cos(100*pi*t)+0.5*m^(t)*cos(100*pi*t);

调制方法：希尔伯特相移法

解调方法：（略）SSB总体设计模块：

时域波形图：

图1：未调制信号----m(t)

图2：SSB调制信号----s(t)

图3：经过高斯白噪声叠加之后的SSB信号----s’(t) 图4：SSB调制波，经过相干解调出来的波形

频谱图：

3.5各个调制参量分析（以AM波为例）

（1）调制度：

Am调制度为4时

1.

Am调制度为0.7时

载波频率为100*pi

载波频率为500*pi

Sample time:0.001时

Sample time:0.005时

Sample time:0.001

Sample time:0.1

实验方案1：matlab 编程实现Am 调制

t=-1:0.00001:1; A0=10;%载波信号振幅 A1=5;%调制波信号振幅 A2=3;%已调信号振幅 f=6000;%载波信号频率 w0=f*pi;

m=0.15;%调制度 Ft=2000;%采样频率 fpts=[100 120]; mag=[1 0];

dev=[0.01,0.05];%带通拨动1%，阻带波动5%

[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev,Ft); b21=fir1(n21,wn21,Kaiser(n21+1,beta)); [h,w]=freqz(b21,1);

%**********************载波信号********************** Uc=A0.*cos(w0*t); subplot(5,2,1); plot(t,Uc);

title('载波信号');

axis([0,0.01,-15,15]); T1=10*fft(Uc); subplot(5,2,2); plot(abs(T1));

title('载波信号的频谱');

axis([5800,6200,0,10000000]);

%**************调制信号**************************

mes=A1*cos(0.001*w0*t);

subplot(5,2,3);

plot(t,mes);

title('调制信号');

T2=fft(mes);

subplot(5,2,4);

plot(abs(T2));

title('调制信号的频谱');

axis([198000,202000,0,2000000]);

%*********************AM已调信号***************** Uam=A2*(1+m*mes).*cos((w0.*t)); subplot(5,2,5);

plot(t,Uam);

title('已调信号');

T3=fft(Uam);

subplot(5,2,6);

plot(abs(T3));

title('已调信号频谱');

axis([5950,6050,0,500000]);

%**************对AM信号进行解调：滤波前**************** Dam=Uam.*cos(w0*t);

subplot(5,2,7);

plot(t,Dam);

title('滤波前的AM解调信号波形');

T4=fft(Dam);

subplot(5,2,8);

plot(abs(T4));

title('滤波前的AM解调器信号频谱');

axis([187960,188040,0,200000]);

%**************对AM信号进行解调：滤波后**************** z21=fftfilt(b21,Dam); %FIR低通滤波

subplot(5,2,9);

plot(t,z21);

title('滤波后的AM解调信号的波形');

T5=fft(z21);

subplot(5,2,10);

plot(abs(T5));

title('滤波后的AM信号的频谱');

axis([198000,202000,0,200000]);

***********************最终演示结果：*****************************

3．7常见问题解答

（1）频率示波器参数设置：

4.结束语

通过本次课程设计，让我们熟悉了Matlab下用Simulink进行通信仿真的过程，对一些过去没有弄懂或认识模糊的概念、理论有了正确的认识，为以后的工作和学习打下基础。本次设计所仿真的内容都是通信仿真中非常基础的实验，通过对这些实验的演示，可帮助我们把一些抽象的概念、理论具体化，进而加深对这些概念、原理的理解。总体来讲，通过此次课程设计不仅对原来通信原理知识得到了巩固，而且还学会了许多原来不会的东西，增强了在通信系统设计方面的动手能力与自学能力，锻炼了增强分析问题，解决问题的能力。所以，这次课程设计对我的帮助很大，更有着深刻的意义。

5.参考资料

[1] 樊昌信《通信原理》国防工业出版社第五版

[2] 曹志刚钱亚《现代通信原理》清华大学出版社

[3] 韩利竹王华《matlab电子仿真与应用》国防工业出版社

[4] 郭文彬《通信原理—基于MATLAB的计算机仿真》北京邮电大学出版社

四、设计时间与安排

1、设计时间：2周

2、设计时间安排：

熟悉实验设备、收集资料： 3 天

设计图纸、实验、计算、程序编写调试：7 天

编写课程设计报告：7 天

答辩： 1 天

课程设计报告格式及要求

1.版面格式：

版面：A4纸，单面打印，左侧装订。

页边距：上2.5厘米、下2.5厘米、左3.5厘米、右2.5厘米。

2.报告封面及设计任务格式

2.1 课程设计报告封面格式（见给出的示例）：

学校及系名称——行楷、一号字加粗、居中；

课程设计名称——宋体、一号字、居中；

设计题目——宋体、二号字、居中；

专业名称、班级学号、学生姓名、指导教师、设计时间——黑体、小三号字。

2.2 设计任务书格式（见给出的示例）

设计任务书由指导教师给出，学生姓名必须由学生签名。

3.设计报告内容格式

3.1各级标题

标题采用阿拉伯数字编号，一级标题：宋体、四号字加粗、左对齐；二级标题：宋体、小四号字、加粗，左对齐。

3.2正文

正文：宋体、小四号字、两端对齐、首行缩进2字符、1.5倍行间距。

3.3插图与表格

图1 串口及MODEM接口图

插图：居中；图中字体：宋体、五号字。图标题放在插图下面，图标题格式：宋体、五号字、居中，图标题采用“图1、图2”等样式编号。插图样式如图1。

设计报告中的图必须采用绘图软件进行绘制，禁止直接从参考资料中粘贴图片。

表格：居中，表中字体：宋体、五号字。表格标题放在表格上面，表格标题格式：宋体、五号字、居中，表格标题采用“表1、表2”等样式编号。表格样式如表1。

表1 ××××成绩统计表

设计报告内容格式可参考本格式要求所采用的样式。

4.参考文献格式

参考文献格式：采用加方括号的阿拉伯数字编号，如［1］，［2］，…，，格式：宋体、五号字、在对齐。具体要求及示例如下：

4.1 期刊

[序号] 作者．文献题名[J] ．刊名，出版年份，卷号(期号)．例如:

[1] 王芳，路勇．社会主义市场经济的特征分析[J] ．经济学报, 2002，30(10A).

4.2 专著

[序号] 作者．文献题名[M] ．出版地：出版者，出版年．例如：

[2] 高晓华，于文君．电子学发展史研究[M] ．北京：历史文献出版社，1980．

5.其它

文中的所有西文采用新罗马字体（Times New Roman）。

设计报告格式必须规范，并作为课程设计成绩的一部分进行考核。