AM与DSB信号的调制解调

AM与DSB信号的调制解调
AM与DSB信号的调制解调

通信原理第五章仿真作业

AM 信号:

AM 信号的包络波形与其调制信号的波形完全一样。

0.5

1

1.5

2

2.53

3.5

4

4.5

5

-3-2

-1

1

2

3

AM 调制信号及其包络

t

AM 信号也可用包络检波器检波,滤除直流后可恢复出原信号。但当调制信号的最大值大于直流信号时,会出现“过调制”现象,此时用包络检波器会发生失真。

AM 信号所需的传输带宽为调制信号带宽的两倍。

00.51 1.52

2.53

3.54

4.55

-1.5

-1

-0.5

0.5

1

1.5

t

m (t )

AM 相干解调后的信号波形与输入信号的比较

-20

-15-10-5

05101520

1000

2000300040005000600070008000

9000AM 信号功率谱

f

DSB 信号:

如上图,DSB 调制信号在载波处反向。

00.51 1.52

2.53

3.54

4.55

-1.5

-1

-0.5

0.5

1

1.5

t

m (t )

AM 相干解调信号加噪声

00.51

1.52

2.53

-1.5

-1

-0.5

0.5

1

1.5

DSB 调制信号

t

与AM 相比,DSB 信号由于不存在载波分量,其调制效率为1,即全部功率都用来传输信息。

DSB 节省了载波功率,但所需的传输带宽仍为调制信号带宽的两倍。

00.51 1.52

2.53

3.54

4.55

-1.5

-1

-0.5

0.5

1

1.5

t

m (t )

DSB 相干解调后的信号波形与输入信号的比较

-20

-15-10-5

05101520

0200

400

600

800

1000

1200

DSB 信号功率谱

f

加入相同功率的高斯白噪声信号DSB 信号解调较AM 信号解调误差较大。 %%

%2?êy?¨ò? clc;

close all ; clear all ;

fm=1;%D??′×????μ?ê fc=10;%??2¨?DD??μ?ê T=5;%D?o?3?D?ê±3¤

t=linspace(-5,5,1000); a=sqrt(2);

mt=a*cos(2*pi*fm*t);%D??′£¨1|?ê?a1£? %%

%AMμ÷?? A=2;

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

00.51 1.52

2.53

3.54

4.55

-1.5

-1

-0.5

0.5

1

1.5

t

m (t )

DSB 相干解调信号加噪声

plot(t,s_am);

hold on; %?-3?AMD?o?2¨D?

plot(t,A+mt,'r--'); %±êê?AMμ?°ü??

axis([0 5 min(mt-A) max(A+mt)]);

title('AMμ÷??D?o??°??°ü??');

xlabel('t');

%%

%AMD?o??à?é?aμ÷

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

h=20*sinc(20*t)/100;

si=conv(sp,h);

si=a*si/max(si);%1éò??ˉ£?ó?D??′??±è

figure;

plot(t,si(1:1000));

axis([0 5 -1.5 1.5]);

hold on;

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

axis([0 5 min(mt) max(mt)]);

xlabel('t'),ylabel('m(t)'),title('AM?à?é?aμ÷oóμ?D?o?2¨D?ó?ê?è?D?o?μ?±è??');

%%

%AM1|?ê?×

S=fft(s_am,1000)/100;

S=fftshift(S);

P0=abs(S).^2*100;

f=t*10;

figure;

plot(f,P0);

axis([-2*fc 2*fc 0 max(P0)]);

title('AMD?o?1|?ê?×');

xlabel('f');

%%

%AM?óé??-′????1??éùoó?aμ÷

s_am=awgn(s_am,20);%Matlab×?′??óè?°×??éùoˉêy

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

h=20*sinc(20*t)/100;

si=conv(sp,h);

si=a*si/max(si);%1éò??ˉ£?ó?D??′??±è

figure;

plot(t,si(1:1000));

axis([0 5 -1.5 1.5]);

hold on;

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

axis([0 5 -1.5 1.5]);

xlabel('t'),ylabel('m(t)'),title('AM?à?é?aμ÷D?o??ó??éù');

%%

%DSBμ÷??

s_dsb=mt.*cos(2*pi*fc*t);

figure;

plot(t,s_dsb);

hold on;

plot(t,mt,'r--');%±êê?mt2¨D?

title('DSBμ÷??D?o?');

xlabel('t');

axis([0 3 -1.5 1.5]);

%%

%DSBD?o??à?é?aμ÷

sp=s_dsb.*cos(2*pi*fc*t);

h=20*sinc(20*t)/100;

si=conv(sp,h);

si=a*si/max(si);%1éò??ˉ£?ó?D??′??±è

figure;

plot(t,si(1:1000));

axis([0 5 -1.5 1.5]);

hold on;

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

axis([0 5 -1.5 1.5]);

xlabel('t'),ylabel('m(t)'),title('DSB?à?é?aμ÷oóμ?D?o?2¨D?ó?ê?è?D?o?μ?±è??');

%%

%DSB1|?ê?×

S=fft(s_dsb,1000)/100;

S=fftshift(S);

P0=abs(S).^2*100;

f=t*10;

figure;

plot(f,P0);

axis([-2*fc 2*fc 0 max(P0)]);

title('DSBD?o?1|?ê?×');

xlabel('f');

%%

%DSB?óé??-′????1??éùoó?aμ÷

s_dsb=awgn(s_dsb,20);%Matlab×?′??óè?°×??éùoˉêy

sp=s_dsb.*cos(2*pi*fc*t);

h=20*sinc(20*t)/100;

si=conv(sp,h);

si=a*si/max(si);%1éò??ˉ£?ó?D??′??±è

figure;

plot(t,si(1:1000));

axis([0 5 -1.5 1.5]);

hold on;

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

axis([0 5 -1.5 1.5]);

xlabel('t'),ylabel('m(t)'),title('DSB?à?é?aμ÷D?o??ó??éù');

用MATLAB建模实现信号的调制解调(DOC)

用MATLAB 建模实现信号的调制解调 1. 实验要求 用MATLAB 的调制解调建模实现信号的调制解调过程,需要文字报告、波形图。 (本文选用AM 、FM 调制进行仿真分析) 2. 实验原理 2.1 AM 调制解调的原理 2.1.1 AM 调制信号的产生 标准调幅(AM )是指用信号m(t)去控制载波c(t)的振幅,是已调信号的包络按照m(t)的规律线性变化的过程,u(t)=(A0+a*m(t))*c(t)。调制过程如图2.1所示。 图2.1 AM 调制模型 2.1.2 AM 的解调 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移到载频位置。解调就是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,因此可以设想,在收端也可以利用乘法器进行解调[1]。已调信号u(t)乘以本地载波c(t),再通过低通滤波器得到解调信号dem(t)=u(t)*c(t)。如图所示,解调后dem(t)=A0/2+m(t)/2,所以在解调后要重新缩放。另一种解调方法,包络解调由于包络检波器电路简单,检波效率高,几乎所有调幅(AM )式接收机都采用这种电路,如图2.3所示为包络检波模型。在MATLAB 中我们使用hilbert()函数找出已调信号包络dem(t) A0+m(t)。找出包络后也要重新缩放,最终解调出基带信号m(t)。 c(t) A0 m(t) u(t)

相干解调模型 2.2 FM 调制解调的原理 2.2.1 FM 调制信号的产生 角度调制是频率调制和相位调制的总称。角度调制是使正弦载波信号的角度随着基带调制信号的幅度变化而改变。 调频信号可以被看作调制信号在调制前先积分的调相信号。这意味着先对m(t)积分,再将结果作为调相器的输入即可得到调频信号。相反,先微分m(t),再将结果作为调频器的输入也可得到调相信号。在模拟蜂窝移动通信中,调频是更为普遍应用的角度调制,这是因为FM 不管信号的幅度如何,抗干扰能力都很强,而在调幅中,正如前面所说的那样,抗干扰能力要弱得多[10]。 有两种基本的方法来产生调频信号:直接法和间接法。在直接法中,载波的频率直接随着输入的调制信号的变化而改变。在间接法中,先用平衡调制器产生一个窄带调频信号,然后通过倍频的方式把载波频率提高到需要的水平。 非线形调制要完成频谱的搬移但是他所形成的信号频谱不再保持原来基带频谱的结构,也就是说已调信号频谱与基带信号频谱存在着非线形关系,而解调正是从已调波中不失真地检出调制信号的过程。频率调频制:是瞬时频率偏移随基带信号成比例变化的调制[5]。 =dt t d ) (?) (t m K F (2-1) ?∞ -=t F d m K t τ τ?)()( (2-2) FM 公式: []?∞ -+=t F c m d m K t w A t S τ τ)(cos )( t A t m m m ωcos )(= ?? ????+=t A K t A m m m F c ωωωs i n c o s (2-3) dem(t) c(t) LPF u(t)

数字调制信号调制解调与时频域分析

简明通信原理实验 报告六

实验6 Matlab 实验三数字调制信号调制解调与时频域分析一、MATLAB仿真内容: (1)运行样例程序,观察 OOK、BPSK、BFSK 信号的时域波形和功率谱谱,求已调信号的带宽。 (2)采用相干解调法对 BPSK 信号解调,绘制解调后的信号波形,并与原始信号进行比较,对仿真结果进行分析说明。 (3)编写 DBPSK 信号产生和解调程序,绘制 DBPSK 信号的时域波形和功率谱,绘制解调后的信号波形并与原始信号波形进行比较。(4)编写四进制相移键控信号 QPSK 的产生程序,绘制信号波形与功率谱。 二、MATLAB仿真结果: (1)运行样例程序,观察OOK、BPSK、BFSK 信号的时域波形和功率谱谱,求已调信号的带宽。 文本: clear all;close all; A = 1; % 载波幅度 fc = 2; % 载波频率 N_sample = 8; % 每个码元采样点数 N = 500; % 码元数 Ts = 1; % 码元长度 dt = Ts/(fc*N_sample); % 波形采样间隔 fs = 1/dt; % 采样频率 t = 0:dt:N*Ts-dt; T = length(t); d = (sign(randn(1,N))+1)/2; dd = upsample(d,fc*N_sample);

gt = ones(1,fc*N_sample); d_NRZ = conv(dd,gt); ht = A*cos(2*pi*fc*t); %%********** OOK信号 ****************** s_BASK = d_NRZ(1:T).*ht; [f1,s_BASKf] = myt2f(s_BASK,fs); figure subplot(211) plot(t,s_BASK);grid axis([0 10 -1.2 1.2]); ylabel('OOK'); subplot(212) plot(f1,10*log10(abs(s_BASKf).^2/T));grid axis([-fc-4 fc+4 -50 10]); ylabel('OOK功率谱密度(dB/Hz)'); %%********** BPSK信号 ****************** d_BPSK = 2*d_NRZ-1; s_BPSK = d_BPSK(1:T).*ht; [f2,s_BPSKf] = myt2f(s_BPSK,fs); figure subplot(211) plot(t,s_BPSK);grid axis([0 10 -1.2 1.2]); ylabel('BPSK'); subplot(212) plot(f2,10*log10(abs(s_BPSKf).^2/T));A = 1;grid % 载波幅度fc = 2; % 载波频率 N_sample = 8; % 每个码元采样点数 N = 500; % 码元数 ylabel('BPSK功率谱密度(dB/Hz)'); %%********** BFSK信号 ****************** d_BFSK = 2*d_NRZ-1; s_BFSK = A*cos(2*pi*fc*t+2*pi*d_BFSK(1:T).*t); [f3,s_BFSKf] = myt2f(s_BFSK,fs); figure subplot(211) plot(t,s_BFSK);grid axis([0 10 -1.2 1.2]); ylabel('BFSK'); subplot(212) plot(f3,10*log10(abs(s_BFSKf).^2/T));grid axis([-fc-4 fc+4 -50 10]); ylabel('BFSK功率谱密度(dB/Hz)'); xlabel('f');

4ASK载波调制信号的调制解调与性能分析(1)解析

****************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2014年春季学期 通信系统仿真训练课程设计 题目:4ASK载波调制信号的调制解调与性能分析 专业班级:通信工程四班 姓名:赵天宏 学号: 11250414 指导教师:彭清斌 成绩:

摘要 实际通信中的许多信道都不能直接传送基带信号,必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制,使得载波的这些参量随基带信号的变化而变化,即正弦载波调制。通过MATLAB软件平台,设计并实现了多进制幅移键控(M-ary Amplitude-Shift Keying,MASK)中的四电平调制(4-ary Amplitude Shift Keying,4ASK)的调制系统和解调系统。本文首先介绍了四电平调制和解调的原理,随后介绍载波产生、振幅调制、振幅判别等功能模块的设计,最后给出了整体调制解调的模块图和仿真波形。 关键词:载波调制、数字通信、四电平调制和解调

目录 一、设计目的和要求 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计要求 (1) 二、设计内容及原理 (2) 2.1 四进制ASK信号的表示式 (2) 2.2产生方法 (3) 2.3 4ASK调制解调原理 (3) 三、运行环境及MATLAB简介 (6) 3.1运行环境 (6) 3.2 MATLAB简介 (6) 四、详细设计 (8) 4.1载波信号的调制 (8) 4.2调制信号的解调 (8) 4.3编程语言 (9) 4.4测试结果 (10) 五、调试分析 (11) 六、参考文献 (12) 总结 (13)

SSB信号调制解调(滤波法)

%SSB信号调制解调 clear;clc; f0 = 1; %信源信号频率(Hz) E0 = 1; %信源信号振幅(V) E = 1; %载波分量振幅(V) fc = 10; %载波分量频率(Hz) t0 = 1; %信号时长 snr = 15; %解调器输入信噪比dB dt = 0.003; %系统时域采样间隔 fs = 1/dt; %系统采样频率 df = 0.001; %所需的频率分辨率 t = 0:dt:t0; Lt = length(t); %仿真过程中,信号长度 snr_lin = 10^(snr/10);%解调器输入信噪比 %-------------画出调制信号波形及频谱 %产生模拟调制信号 m = E*cos(2*pi*f0*t); L = min(abs(m));%包络最低点 R = max(abs(m));%包络最高点 %画出调制信号波形和频谱 clf; figure(1); %% %画出调制信号波形 subplot(411); plot(t,m(1:length(t))); axis([0,t0,-R-0.3,R+0.3]);%设置坐标范围 xlabel('t');title('调制信号'); set(gca,'YTick',-R:1:R); subplot(412); [M,m,df1,f] = T2F_new(m,dt,df,fs); %求出调制信号频谱 [Bw_eq] = signalband(M,df,t0); %求出信号等效带宽 f_start_low = fc - Bw_eq; %求出产生下边带信号的带通滤波器的起始频率f_cutoff_low = fc; %求出产生下边带信号的带通滤波器的截止频率f_start_high = fc; %求出产生上边带信号的带通滤波器的起始频率f_cutoff_high = fc + Bw_eq; %求出产生上边带信号的带通滤波器的截止频率 plot(f,fftshift(abs(M))); %画出调制信号频谱%M:傅里叶变换后的频谱序列

模拟信号和数字信号调制解调

哈尔滨工业大学 信息科学与工程学院 通信原理实验报告 姓名:XXX 学号:XXX 2011年7月15日

一、任务与要求 1.1设计任务 1. 模拟调制与解调 用matlab实现AM、DSB、SSB调制与解调过程。 2. 数字调制与解调 用matlab实现2ASK、2FSK、2PSK调制与解调过程。 1.2设计要求 1. 掌握AM, DSB, SSB 三种调制方式的基本原理及解调过程。 2. 掌握2ASK, 2FSK, 2PSK 三种调制方式的基本原理及解调过程。 3. 学习MATLAB软件,掌握MA TLAB各种函数的使用,能将调制解调过程根据调制解调过程的框图结构,用matlab程序实现,仿真调制过程,记录并分析仿真结果。 4. 对作出的波形和曲线进行分析和比较,讨论实际值和理论值的误差原因和改进方法。 二、设计原理 (1)模拟调制与解调 DSB调制属于幅度调制。幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅,使其按调制信号的规律而变化的过程。 设正弦型载波c(t)=Acos(wc*t),式中:A为载波幅度, wc为载波角频率。 根据调制定义,幅度调制信号(已调信号)一般可表示为: f(t)=Am(t)cos(t)(公式1-1),其中,m(t)为基带调制信号。 设调制信号m(t)的频谱为M(),则由公式1-1不难得到已调信号(t)的频谱。 在波形上,幅度已调信号随基带信号的规律呈正比地变化;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。 如果在AM调制模型中将直流去掉,即可得到一种高调制效率的调制方式—抑制载波双边带信号(DSB—SC),简称双边带信号。 其时域表达式为f(t)=m(t)cos(t) 式中,假设的平均值为0。DSB的频谱与AM的谱相近,只是没有了在处的 函数,即f()=[M(w-wc)+M(w+wc)] 其典型波形和频谱如图1-1所示:

MATLAB实现信号的调制与解调

实验8 信号调制与解调 [实验目的] 1. 了解用MATLAB 实现信号调制与解调的方法。 2. 了解几种基本的调制方法。 [实验原理] 由于从消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量,这种信号在许 多信道中不适宜传输。因此,在通信系统的发送端通常需要有调制过程,而在接收端则需要有反调制过程——解调过程。 所谓调制,就是按调制信号的变化规律去改变某些参数的过程。调制的载 波可以分为两类:用正弦信号作载波;用脉冲串或一组数字信号作为载波。最常用和最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。本实验中重点讨论幅度调制。 幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号变化的过程。设正弦载波为 )cos()(o c t A t S ??+= 式中 c ?——载波角频率 o ?——载波的初相位 A ——载波的幅度 那么,幅度调制信号(已调信号)一般可表示为 )cos()()(o c m t t Am t S ??+= 式中,m(t)为基带调制信号。 在MATLAB 中,用函数y=modulate(x,fc,fs,’s ’)来实现信号调制。其中fc 为载波频率,fs 为抽样频率,’s ’省略或为’am-dsb-sc ’时为抑制载波的双边带调幅,’am-dsb-tc ’为不抑制载波的双边带调幅,’am-ssb ’为单边带调幅,’pm ’为调相,’fm ’为调频。 [课上练习] 产生AM FM PM signals [实验内容] 0. 已知信号sin(4)()t f t t ππ=,当对该信号取样时,求能恢复原信号的最大取样周期。

设计MATALB 程序进行分析并给出结果。 1. 有一正弦信号)256/2sin()(n n x π=, n=[0:256],分别以100000Hz 的载波和 1000000Hz 的抽样频率进行调幅、调频、调相,观察图形。 2. 对题1中各调制信号进行解调(采用demod 函数),观察与原图形的区别 3. 已知线性调制信号表示式如下: ⑴ t t c ?cos cos Ω ⑵ t t c ?cos )sin 5.01(Ω+ 式中Ω=6c ?,试分别画出它们的波形图和频谱图 4. 已知调制信号)4000cos()200cos()(t t t m ππ+=,载波为cos104t ,进行单边带 调制,试确定单边带信号的表示式,并画出频谱图。 [实验要求] 1 自行编制完整的实验程序,实现对信号的模拟,并得出实验结果。 2 在实验报告中写出完整的自编程序,并给出实验结果和分析,学习demod 函数对调制信号进行解调的分析。 对1,2题解答,程序如下: clc;close all;clear; % Fm=10;Fs=1000;Fc=100;N=1000;k=0:N-1; % t=k/Fs; n=[0:256];Fc=100000;Fs=1000000;N=1000; xn=abs(sin(2*pi*n/256)); % x=abs(sin(2.0*pi*Fm*t));xf=abs(fft(x,N)); xf=abs(fft(xn,N)); y2=modulate(xn,Fc,Fs,'am'); subplot(211); plot(n(1:200),y2(1:200)); xlabel('时间(s)');ylabel('幅值');title('调幅信号'); yf=abs(fft(y2,N));

语音信号的调制解调

clear; %数据清零 dt=1/44100; %原信号周期1/44100 fs=44100; %原信号采样频率44100 [f1,fs,nbits]=wavread('D:\1\12.wav'); %声音文件的载入 f1=f1(:,1); %对信号f1取单声道 figure(1); %图像绘制,创建图形窗1 subplot(2,1,1); %在一幅图内分成一个两行一列的两个区域,取第一个区域 N=length(f1); %计算信号长度N t=0:1/fs:(N-1)/fs; %时间长度t从0到(N-1)/fs。每隔1/fs取个间隔点 plot(t,f1);title('信息信号的时域波形');%画出语音信号的时域波形 fy1=fft(f1); %对信号进行FFT变换 w1=0:fs/(N-1):fs; %频率ω1从0到fs,每隔fs/(N-1)间隔取点 subplot(2,1,2); %对上述两个区域取第二个区域 plot(w1,abs(fy1)/N);title('信息信号的频谱'); %画出语音信号的FFT频谱图sound(f1,fs,nbits);%播放原始信号 pause(3); %延迟3秒 f2=cos(22000*pi*t); %载波信号 figure(2); %创建图形窗2 subplot(2,1,1); %在一幅图内分成一个两行一列的两个区域,取第一个区域fy2 = fft(f2); %对信号f2进行FFT变换 N2=length(f2); %计算信号f2长度N2 w2=fs/N*[0:N-1]; %求频率ω2 plot(w2,abs(abs(fy2))/N);title('载波信号的频谱');%画出载波信号的FFT频谱图 %调制 f3=f1'.*f2; %对信号f1和信号f2求卷积 subplot(2,1,2); %对上述两个区域取第二个区域 fy3 = fft(f3); %f3进行FFT变换 plot(w1,abs(abs(fy3))/N);title('已调信号的频谱');%画出已调信号f3的频谱图sound(f3,fs,nbits); %播放已调语音信号f3 pause(3); %延迟3秒 %解调 f4=f3.*f2; figure(3); %创建图形窗3 fy4=fft(f4); %对信号f4求FFT变换 plot(w1,abs(abs(fy4))/N);title('解调信号频谱');%画出解调信号f4的频谱图 sound(f4,fs,nbits); %播放解调后语音f4信号 pause(3); %延迟3秒 %低通滤波器 fp1=0; fs1=5000; As1=100; %设置低通滤波器的参数 wp1=2*pi*fp1/fs; ws1=2*pi*fs1/fs; %将模拟频率转变成数字频率 BF1=ws1-wp1; %计算滤波器过渡带宽度

无线通信中的调制解调

无线通信系统中的调制解调基础(一):AM和FM 作者: Ian Poole Adrio Communications Ltd 第一部分解释了调幅(AM)和调频(FM)的基础,并阐述了优点和缺点。第二部分解析了频移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)。第三部分讨论扩频通信技术,包括被广泛应用的直接序列扩频通信(DSSS),和正交频分复用(OFDM) 射频信号被用来传递信息,信息有可能是音频,数据或者其他格式,该信息被调制(modulate)到载波信号上,并通过射频传送到接收器,在接收器端,信息从载波上分离出来,这个被称为解调(demodulation)。而载波本身并不带有任何信息。 调制方法多种多样,简单的一般有幅度调制,频率调制和相位调制,尽管调频和调相本质上是相同的。每种调制方法都有其有缺点。了解每种调制方法的基础是很重要的,尽管大家更为关注的是移动通信系统的调制方法。复习这些简单技术可以让大家对它们的优缺点有更好的认识。 载波 无线通信的基础是载波,基本的载波如图3-1所示,这个信号在发射器部分产生,并不带有任何信息,在接收器部分也作为不变的信号出现。 载波信号 调幅 调制最显而易见的的方式就是调幅了,通过调整信号幅度大小传递信息。 最简单的调制是OOK(on–off keying,开关键控),载波以开关的形式传递信息。这个是数字调制的基础,并用在传递莫斯(Morse)电码上面,莫斯在早期的“无线”应用上广为采用,通过开或关的长度传递码元。

在音频或其他领域应用更为常见的是,整个信号的幅度通过载波体现,如图3-2,这个被称为幅度调制(AM)。 AM调制 AM解调音频信号的过程十分简单,只需要一个简单的二极管包络检波电路就可以实现,如图3-3,在这个电路中二极管只允许无线信号的半波通过,一个电容被作为低通滤波器来去除信号的高频部分,只留下音频信号。这个信号直接通过放大后输出至扬声器。该解调电路十分简单和易于实现,在目前的AM收音机接收上面还在广泛采用。 一个简单的二极管检波电路 AM解调过程同样可以用更为有效的同步检波电路实现。如图3-4,射频信号被本地载波振荡信号混频。该电路的优点是比二极管检波器有更好的线性度,而且对失真和干扰的抵抗比较好。产生本振信号的方法很多,其中最简单的就是把接收到的无线信号通过高通滤波器,从而滤掉调制信号保留精确频率和相位的载波,再与无线信号混频滤波就能得到原始音频信号。

信号的调制解调

DSB波调制与解调 一、内容摘要 所谓调制,就是在发送端将所要传送的信号附加到高频振荡上,再由天线发射出去。所谓解调,则是在接收端把载波信号取出来,得到原有信息。系统原理图如下所示,当用作调制的乘法器的双差分对处于线性工作状态时,给其输入载波信号u1和调制信号u ,经过调制后得到已调信号u2。当用于解调的乘法器也工作于线性状态时给其输入已调信号u2和载波信号u1,经过解调后得到信号u3,将u3输入低通虑波器得到基带信号u4。 二、系统原理图。 二、单元设计 1.调制单元基带信号 载波信号 调制信号 载波信号

工作原理及电路说明: (1)集成模拟乘法器 集成模拟乘法器是完成两个模拟量(电压或电流)相乘的电子器件。在高频电子线路中,振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程,均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现调幅功能比采用分离器件如二极管和三极管要简单得多,而且性能优越。所以目前无线通信、广播电视等方面应用较多。本次设计采用是国产双差分对模拟乘法器XFC1596。(2)XFC1596的内部结构 R 4 的1k电阻用作负反馈电阻,以扩大调制信号的线性动态范 围;R 12的6.8k的电阻用来控制电流源电路的电流值I,R5和R 6 的3.9k 的电阻为两管的集电极负载电阻;R 3 的1k的电阻为三极管提供基极 偏置电压;R w 为载波调零电位器,其作用是:将调制信号移去,只加

载波电压,调节R w ,使输出载波电压为双差分对的工作特性取决于载波输入电压振幅的大小。当它大于26mv 使,电路工作于开关状态;当它小于26mv 使,电路工作于线性状态。同时加入调制信号和载波信号后,输出回路电压即为载波被抑制的双边带调幅波。 (3)数学公式分析: 载波信号: 1 调制波信号:t V u m Ω=ΩΩcos 调制后的信号为: t t w V KV u Ku u c m cm Ω==ΩΩcos cos 01 ])cos()[cos(2 1 t w t w V KV c c m cm Ω-+Ω+=Ω 仿真:

信号的调制与解调(完整版)

信号与系统 课 程 设 计 设计题目:信号的调制与解调 院系:机械电子工程系 专业班级:09应用电子技术 学生姓名:谢焱松吴杰谭雨恒刘庆 学号:09353017 09353018 09353019 09353020 专业班级:文如泉 起止时间:2010.12.13-2010.12.25

设计任务: 信号的调制与解调 ?目的:理解Fourier变换在通信系统中的应用:掌握调制与解调的基本原理。 ?要求:实现信号的调制与解调。 ?内容:调制信号为一取样信号(自己选,一般取常见的信号),利用MATLAB分析幅度调制(AM)产生的信号频谱,比较信号调制前后的频谱并解调已调信号。设载波信号的频率为100HZ。 ?方法:应用MATLAB平台。 ?参考资料:MATLAB相关书籍。 教师点评:

一、课程设计目的 利用MATLAB 集成环境下的Simulink 仿真平台,设计一个2ASK/2DPSK 调制与解调系统。用示波器观察调制前后的信号波形;用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。 二、课程设计要求 (1)熟悉MATLAB 环境下的Simulink 仿真平台,熟悉2ASK/2DPSK 系统的调制解调原理,构建调制解调电路图。 (2)用示波器观察调制前后的信号波形,用频谱分析模块观察调制前后信号的频谱的变化。并观察解调前后频谱有何变化以加深对该信号调制解调原理的理解。 (3)在调制与解调电路间加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率,并给出仿真波形,改变信噪比并比较解调后波形,分析噪声对系统造成的影响。 (4)在老师的指导下,要求独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计学年论文,能正确阐述和分析设计和实验结果。 三、基本原理 1 ASK 调制与解调 ASK 即幅移键控(振幅键控),是一种相对简单的调制方式。 对于振幅键控这样的线性调制来说,在二进制里,2ASK 是利用基带矩形脉冲去键控一个连续的载波,使载波时断时续的输出,有载波输出时表示发送“1”,反之表示发送“0”。 根据线性调制的原理,一个2ASK 信号可表示为:t w t s t e c cos )()(0=。式中,w c 为载波角频率,s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列∑-=n b n nT t g a t s )()(。其中,g(t)是持续时 间为T b 、高度为1的矩形脉冲,常称为门函数;a n 为二进制数字 调制:幅移键控相当于模拟信号中的调幅,只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。幅移就是把频率、相位作为常量,而把振幅作为变量,信息比特是通过载波的幅度来传递的。二进制振幅键控它实际是当调制的数字信号为“1”时,传输载波;当调

基于MATLAB的AM信号的调制与解调

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 -

2psk信号调制解调

三、2psk信号调制解调 2psk信号的调制不能采用包络检测的方法,只能进行相干解调,其原理框图如下: 不考虑噪声时,带通滤波器输出可以表示为 y(t)=cos(wct+Φn) 式中Φn为2psk信号某一码元的初相。Φn=0时,代表数字“0”,Φn=π时,代表数字“1”。与同步载波COSwct相乘后,输出为 Z(t)=COS(wct+Φn) COSwct=1/2cosΦn+1/2cos(2wct+Φn) 经过低通滤波器滤除高频分量,得解调输出为 根据发送端产生2psk信号时Φn代表数字信息1或0的规定,以及接收端x(t)与Φn 的关系特性,抽样判决器的判决准则为 其中,x为x(t)在抽样时刻的值。 2psk信号相干解调的过程实际上就是输入已调信号与本地载波信号进行极性比较的过程,故常称为极性比较解调。 Matlab程序实现 clear ; close all; fs=8e5; %抽样频率 fm=20e3; %基带频率 n=2*(6*fs/fm); final=(1/fs)*(n-1); fc=2e5; % 载波频率 t=0:1/fs:(final); Fn=fs/2; %耐奎斯特频率 %用正弦波产生方波

twopi_fc_t=2*pi*fm*t; A=1; phi=0; x = A * cos(twopi_fc_t + phi); % 方波 am=1; x(x>0)=am; x(x<0)=-1; figure(1) subplot(321); plot(t,x); axis([0 2e-4 -2 2]); title('基带信号'); grid on car=sin(2*pi*fc*t); %载波 ask=x.*car; %载波调制 subplot(322); plot(t,ask); axis([0 200e-6 -2 2]); title('PSK信号'); grid on; %===================================================== vn=0.1; noise=vn*(randn(size(t))); %产生噪音 subplot(323); plot(t,noise); grid on; title('噪音信号'); axis([0 .2e-3 -1 1]); askn=(ask+noise); %调制后加噪 subplot(324); plot(t,askn); axis([0 200e-6 -2 2]); title('加噪后信号'); grid on; %带通滤波 fBW=40e3; f=[0:3e3:4e5];

移动通信中的调制解调

移动通信中的调制解调 AM和FM 射频信号被用来传递信息,信息有可能是音频,数据或者其他格式,该信息被调制(modulate)到载波信号上,并通过射频传送到接收器,在接收器端,信息从载波上分离出来,这个被称为解调(demodulation)。而载波本身并不带有任何信息。 调制方法多种多样,简单的一般有幅度调制,频率调制和相位调制,尽管调频和调相本质上是相同的。每种调制方法都有其有缺点。了解每种调制方法的基础是很重要的,尽管大家更为关注的是移动通信系统的调制方法。复习这些简单技术可以让大家对它们的优缺点有更好的认识。 载波 无线通信的基础是载波,基本的载波如下图所示,这个信号在发射器部分产生,并不带有任何信息,在接收器部分也作为不变的信号出现。 调幅 调制最显而易见的的方式就是调幅了,通过调整信号幅度大小传递信息。 最简单的调制是OOK(on–off keying,开关键控),载波以开关的形式传递信息。这个是数字调制的基础,并用在传递莫斯(Morse)电码上面,莫斯在早期的“无线”应用上广为采用,通过开或关的长度传递码元。 在音频或其他领域应用更为常见的是,整个信号的幅度通过载波体现,如下图,这个被称为幅度调制(AM)。

AM解调音频信号的过程十分简单,只需要一个简单的二极管包络检波电路就可以实现,如图3-3,在这个电路中二极管只允许无线信号的半波通过,一个电容被作为低通滤波器来去除信号的高频部分,只留下音频信号。这个信号直接通过放大后输出至扬声器。该解调电路十分简单和易于实现,在目前的AM收音机接收上面还在广泛采用。 AM解调过程同样可以用更为有效的同步检波电路实现。如图3-4,射频信号被本地载波振荡信号混频。该电路的优点是比二极管检波器有更好的线性度,而且对失真和干扰的抵抗比较好。产生本振信号的方法很多,其中最简单的就是把接收到的无线信号通过高通滤波器,从而滤掉调制信号保留精确频率和相位的载波,再与无线信号混频滤波就能得到原始音频信号。

FM调制解调要点

F M调制解调要点 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

通信原理实验 实验名称:基于FM信号调制解调的matlab仿真 实验地点:KA116 姓名:汪辉 /胥译涵 摘要:FM在通信系统中的使用非常广泛。FM广泛应用于高保真音乐广播、电视伴音信号的传输、卫星通信和蜂窝电话系统等。本设计主要是利用MATLAB 集成环境下的M文件,编写程序来实现FM调制与解调过程,并分别绘制出基带信号、载波信号、已调信号的时域波形,再进一步分别绘制出对已调信号叠加噪声后信号。相干解调后信号和解调基带信号的时域波形。最后绘出FM基带信号通过上述信道和调制和解调系统后的误码率与信噪比的关系,并通过与理论结果波形对比来分析该仿真调制与解调系统的正确性及噪声对信号解调的影响。在课程设计中,系统开发平台为Windows 7使用工具软件为MATLAB 。在该平台运行程序完成了对FM调制和解调以及对叠加噪声后解调结果的观察。通过该课程设计,达到了实现FM信号通过噪声信道,调制和解调系统的仿真目的。 一、实验目的 通过《FM信号的MATLAB仿真设计》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,并对其进行仿真。 二、实验要求 1、熟悉调制和解调的原理,调制的分类和解调的分类。熟悉并掌握调频信号的产生与解调。 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,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。 简述理论原理;Matlab程序,要点旁注(可手写);图示波形,说明合理性;其他重要数据、尝试与思考说明,两人一组,两机器互连,解调 三、实验原理: 1、通信按照传统理解就是信息传输。通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多个目的地,且信息是多种多样的。通信系统对信号进行两种 基本变换:第一、要把发送的消息要变换成原始电信号。第二、将原始电信 号调制到频率较高的载频上,使其频带适合信道的输。解调后的信号称为基 带信号,已调信号也称为频带信号。对于任何一个通信系统,均可视为由发 送端、信道和接收端三大部分组成。

FM调制解调原理

F M调制解调原理 Hessen was revised in January 2021

频率调制信号的表示式为:()cos[()]t m c S t A t kfm d ωττ-∞ =+?其中,kf 为调频灵敏度,m(t)为调制信号。从公式出发即可完成频率调制的程序。 调频信号的解调方法通常是采用鉴频法。方框图如图所示 其中鉴频器包括微分电路和包络检波。 在模拟信号的调频程序中,先对输入参量的个数做出判断,少于则运行默认的。然后对信号进行调制,这里采样的调制信号是最简单的正弦信号,当然也可以为其他信号。调制过程中,积分是根据积分的定义编写的一段程序。在对已调信号进行解调前加入了噪声。解调过程中的微分同样的根据定义编写的,当然也可以采用MATLAB 里自带的函数diff 。在经过包络检波后对幅值做出了一定的修正。 下图是调频信号的时域频域波形。经过调频之后的信号频谱不仅发生了频谱搬移还增加了频率分量。

下图绿色的是小信噪比条件下的解调波形,可以发现信噪比对解调的影响。

而在语音信号的调频中,积分采用cumsum来完成,微分采用diff。因为经过调试发现,采用根据定义编写的程序由于循环运行需要很多时间。另外,在经过微分器后,包络检波和低通这段和幅度调制的非相干解调一样,所以也可以在经过微分后调用AM包络检波的程序。对于调频信号来说,都会存在门限效应,使之在小信噪比情况下无法恢复出原来的调制信号。所以语音信号的调制解调是在很大信噪比情况下。

下面是语音信号调制解调的时域频域图。观看频谱可以看到调制信号的频谱相对于输入信号,发生了频谱搬移,还有在fc处多了一个冲激。 另外还有一个需要注意的问题,读入语音信号时所输入的路径必须和存放语音信号的路径相同。否则无法打开。 参考文献: [1]樊昌信,曹丽娜。通信原理。国防工业出版社。 [2] Santosh, the LNM IIT Jaipur (India).陈丽丹。FM调制解调系统设计与仿真

实验四 信号抽样与调制解调

实验四信号抽样与调制解调 一、实验目的 1、进一步理解信号的抽样及抽样定理; 2、进一步掌握抽样信号的频谱分析; 3、掌握和理解信号抽样以及信号重建的原理; 4、掌握傅里叶变换在信号调制与解调中的应用。 基本要求:掌握并理解“抽样”的概念,理解抽样信号的频谱特征。深刻理解抽样定理及其重要意义。一般理解信号重建的物理过程以及内插公式所描述的信号重建原理。理解频率混叠的概念。理解调制与解调的基本概念,理解信号调制过程中的频谱搬移。掌握利用MATLAB 仿真正弦幅度调制与解调的方法。 二、实验原理及方法 1、信号的抽样及抽样定理 抽样(Sampling ),就是从连续时间信号中抽取一系列的信号样本,从而,得到一个离散时间序列(Discrete-time sequence ),这个离散序列经量化(Quantize )后,就成为所谓的数字信号(Digital Signal )。今天,很多信号在传输与处理时,都是采用数字系统(Digital system )进行的,但是,数字系统只能处理数字信号,不能直接处理连续时间信号或模拟信号(Analog signal )。为了能够处理模拟信号,必须先将模拟信号进行抽样,使之成为数字信号,然后才能使用数字系统进行传输与处理。所以,抽样是将连续时间信号转换成离散时间信号必要过程。模拟信号经抽样、量化、传输和处理之后,其结果仍然是一个数字信号,为了恢复原始连续时间信号,还需要将数字信号经过所谓的重建(Reconstruction )和平滑滤波(Smoothing )。图4.1展示了信号抽样与信号重建的整个过程。 图4.2给出了信号理想抽样的原理图: 图4.1 模拟信号的数字处理过程 x

FM调制解调原理

频率调制信号的表示式为:()cos[()]t m c S t A t kfm d ωττ-∞=+?其中,kf 为 调频灵敏度,m(t)为调制信号。从公式出发即可完成频率调制的程序。 调频信号的解调方法通常是采用鉴频法。方框图如图所示 其中鉴频器包括微分电路和包络检波。 在模拟信号的调频程序中,先对输入参量的个数做出判断,少于则运行默认的。然后对信号进行调制,这里采样的调制信号是最简单的正弦信号,当然也可以为其他信号。调制过程中,积分是根据积分的定义编写的一段程序。在对已调信号进行解调前加入了噪声。解调过程中的微分同样的根据定义编写的,当然也可以采用MATLAB 里自带的函数diff 。在经过包络检波后对幅值做出了一定的修正。 下图是调频信号的时域频域波形。经过调频之后的信号频谱不仅发生了频谱搬移还增加了频率分量。 下图绿色的是小信噪比条件下的解调波形,可以发现信噪比对解调的影响。 而在语音信号的调频中,积分采用cumsum 来完成,微分采用diff 。因为经过调试发现,采用根据定义编写的程序由于循环运行需要很多时间。另外,在经过微分器后,包络检波和低通这段和幅度调制的非相干解调一样,所以也可以在经过微分后调用AM 包络检波的程序。 对于调频信号来说,都会存在门限效应,使之在小信噪比情况下无法恢复出原来的调制信号。所以语音信号的调制解调是在很大

信噪比情况下。 下面是语音信号调制解调的时域频域图。观看频谱可以看到调制信号的频谱相对于输入信号,发生了频谱搬移,还有在fc处多了一个冲激。 另外还有一个需要注意的问题,读入语音信号时所输入的路径必须和存放语音信号的路径相同。否则无法打开。 参考文献: [1]樊昌信,曹丽娜。通信原理。国防工业出版社。 [2] Santosh, the LNM IIT Jaipur (India [3]陈丽丹。FM调制解调系统设计与仿真

信号调制与解调(基于matlab仿真设计)

信号与系统 课程设计 题目:信号的调制与解调 学生姓名: 院(系、部):机电工程学院 指导教师: 2013年12月9日至2013年12月13日

摘要 信号的调制解调技术直接决定着通信系统质量的好坏, 是通信系统中的一个重要研究方向。从语音,图像的原始信息变过来的原始信号频谱分量频率较低,不适宜在信道中长距离传输。因此,在通信系统的发送通端常需要有调制过程将其转换为适合传输的信号,在接收端则需要有调节过程,将信号还原成原来的信息,以便更准确的利用信息。 Matlab是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体,是当今国际上公认的最优秀的科技应用软件之一。它编写简单,具有强大的科学计算能力、可视化功能和开放式可扩展环境,因此在图像处理领域得到了广泛的应用。 关键词:matlab,调制,解调,信号

1设计原理与分析 1.1 matlab简介 MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,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,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 1.1.1 matlab基本功能 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。 MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB 也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。 在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++ ,JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。 1.1.2matlab应用 MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作: (1)数值分析; (2)数值和符号计算; (3)工程与科学绘图; (4)控制系统的设计与仿真; MATLAB 的应用围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB 函数集)扩展了 MATLAB 环境,以解决这些应用领域特定类型的问题。 1.2信号的调制与解调 1.2.1信号的调制 所谓调制,就是把信号转化成适合在信道中传输的形式的一种。广义的调制分为基

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