中波调幅广播传输系统仿真
通信课程设计选题 选题参考
（1）N路信号频分复用系统的设计与建模；（2人）参数：1)每路信号占用带宽尽可能窄；信道总带宽20kHz；2)SSB-FDM-FM方式；3)3路信号，频率300Hz~3400Hz；4)保护带宽1Hz；要求：1)设定噪声类型和参数，且参数方便可调；2)设3个观测点，分别观察SSB、FDM、FM信号；3)设定载频；4)完成发送端和接收端仿真，观察接收到的信号，分析结果（2）N路信号时分复用系统的设计与建模；（2人）要求：1)设计信号源模块，产生三种连续信号；频率300Hz~3400Hz2)FM+TDM方式；（也可以是其它调制方式+TDM）；3)对时隙、带宽等各项指标记录数值；4)设计三路信号合路器模块，完成发送端仿真；5)设计三路信号分路器模块，完成接收端仿真；6)设置观测点，观测TDM信号；观察接收端恢复的信号，分析仿真结果一、射频遥控门铃（1人）按发射部分按键（只按一下），接收部分门铃（蜂鸣器）响，延时30秒自动停止。
（3）MFSK数字信号频带传输系统的设计与建模；（2人）要求：1)设计M进制基带信号生成模块，产生M进制基带信号；2)设计MFSK调制模块；3)设计信道模块，加性白噪声信道，噪声功率可调；4)设计MFSK解调模块；5)构成传输系统，设定测试点，观察各点波形，记录相关数据并分析；（4）QPSK数字信号频带传输系统的设计与建模；（1人）要求：1)用两种方法产生QPSK信号（相位选择法、直接调相法）；2)设计信道模块，信道噪声可调；测试不同噪声下解调系统性能，记录相关数据并分析仿真结果二、两路遥控开关（1人）发射部分有两个按键，当按下某一键时（只按一下），接收部分相应的继电器接通，同时指示灯亮，需要关断时，在发射部分可再按下相应键（启动键，只按一下），就可关断，在接收部分也有对应的关断键。
（5）第I类部分响应系统设计与建模；（1人）要求：1)设计信号产生模块，产生二进制基带信号（码元）2)设计预编码-相关编码模块（程序）；记录编码结果3)设计新到模块，噪声可调；4)设计抽样判决模块，恢复原是基带信号（码元）5)绘制眼图（6）DQPSK数字信号频带传输系统的设计与建模（1人）要求：1)设计绝对码相对码转换电路；2)设计信道模块，信道噪声可调；3)测试不同噪声下解调系统性能，记录相关数据并分析仿真结果三、遥控彩灯控制电路（1人）由发射部分控制接收部分彩灯（灯数自定）旋转。
哈尔滨工业大学高频课程设计中波电台发射系统与接收系统设计及仿真
通信电子线路课程设计中波电台发射系统与接收系统设计学院：电信学院专业：通信工程姓名：学号：日期：2013年11月1 引言随着科学技术的不断发展，我们的生活越来越科技化。
正是这些科学技术的进步，才使得我们的生活发生了翻天覆地的变化。
这学期，我们学习了《通信电子线路》这门课，让我对无线电通信方面的知识有了一定的认识与了解。
通过这次的课程设计，可以来检验和考察自己理论知识的掌握情况，同时，在本课设结合Multisim软件来对中波电台发射机与接收机电路的设计与调试方法进行研究。
既帮助我将理论变成实践，也使自己加深了对理论知识的理解，提高自己的设计能力。
1.1 发射机原理概述及框图发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。
通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和电源部分。
高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。
主振器的作用是产生频率稳定的载波。
为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。
低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。
低频信号通过逐渐放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。
因此，末级低频功率放大级也叫调制器。
超外差式调幅发射机系统原理框图如图1.1所示。
1.2 接收机原理概述及框图接收机的主要任务是从已调制AM波中解调出原始有用信号，主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、低频放大器、低频功率放大电路和喇叭或耳机组成。
原理框图如图1.2所示。
输入电路把空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个，送给混频电路。
混频将输入信号的频率变为中频，但其幅值变化规律不改变。
不管输入的高频信号的频率如何，混频后的频率是固定的，我国规定为465KHZ。
中频放大器将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。
中波调幅广播传输系统仿真 设计报告.
Key words: MATLAB; Simulink; Medium wave amplitude modulation
目录
1 引言 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 1 1.1 课程要求 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 1 1.1.1 构建调制模块 ------------------------------------------------------------------------------------------ - 1 1.1.2 构建解调模块 ------------------------------------------------------------------------------------------ - 1 1.2 调幅广播系统的模型及仿真环境-------------------------------------------------------------------------- - 1 1.2.1 MATLAB 及 Simulink 建模环境简介 ------------------------------------------------------------ - 1 1.2.2 调幅广播系统介绍 ----------------------------------------------------------------------------------- - 2 -
模拟调幅广播系统建模与仿真
摘要：本文使用MATLAB软件下的Simulink对调幅广播进行建模与仿真，在简要介绍MATLAB及Simulink的建模环境的基础上，通过对调幅广播信号的调制与解调，对调幅广播系统系进行了仿真和分析，给出了具体的仿真模型和并仿真波形进行了分析说明，结合希尔伯特变换给出了单边带调制的优化方法。
最后提出加入超窄带调制技术，使得模拟调幅广播数字化，能够在不改变载波包络传输模拟音频的基础上利用载波相位实现数字信息的传输，无需进行频谱调整，并且新的频率规划可以实现模拟广播到数字广播平滑过渡。
关键词：调幅；调制；解调；希尔伯特变换；超窄带；Abstract: This paper use MATLAB software Simulink for the modeling and simulation of am radio, the brief introduction of the MATLAB and Simulink modeling environment, on the basis of through the am broadcast signal modulation and demodulation, the am broadcast system is the simulation and analysis, gives a detailed simulation model and simulation waveforms are analyzed, and optimization of single side-band modulation are given with Hilbert transform method. Finally proposed to join the ultra narrow band modulation technology, makes the simulation am broadcast digital, analog audio transmission can not change the carrier envelope on the basis of the use of digital information transmission on the carrier phase, the need for spectrum, and the new frequency planning can realize analog to digital broadcasting and smooth transition.Key words:amplitude modulation; Modulation; Demodulation; The Hilbert transform;UNB;目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)2 MATLAB及Simulink建模环境介绍 (2)2.1 MA TLAB简介 (2)2.2 Matlab下的simulink简介 (2)3 AM标准调幅系统的建模和仿真 (3)3.1 AM调制 (4)3.1.1 AM调制原理 (4)3.1.2 AM调制原理分析 (4)3.2 AM调制仿真 (5)3.2.1 载波信号分析 (5)3.2.2 AM调制 (7)3.3.2 仿真结果 (8)3.3 AM解调 (10)3.3.1 AM解调原理 (10)3.3.2 AM解调原理框图 (11)3.4 AM解调仿真 (12)3.4.1AM调制信号解调 (12)3.4.2 仿真结果 (14)4 调幅广播系统的建模和仿真 (15)4.1 调幅广播系统介绍 (15)4.2 模型参数指标 (15)4.3 仿真参数设计 (15)4.4 系统中仿真模块参数的设置 (18)4.5 仿真图形分析 (19)5 希尔伯特变换的应用 (20)5.1 希尔伯特变换 (20)5.2 基于希尔伯特变换的单边带调制 (21)结论与展望 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 绪论1.1 课题研究的背景广播是靠声音来传播的。
中波调幅发射机工作原理MATLAB仿真
Ｔｈｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎｇ ｐｒ ｉ ｎｃ ｉ ｐｌ ｅ ｏｆ Ｍ ＡＴＬＡＢ ｗａ ｖ ｅ ａ ｍ ｐｌ ｉ ｔ ｕｄｅ ｍｏ ｄｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｍｉ ｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｌｉ ｎ Ｂｉ ｎ
ｏｆ ｗａ ｖｅ ａ ｍｐｌｉ ｔ ｕｄｅ ｍｏｄ ｕｌ ａｔｉ ｏ ｎ ｔ ｒａ ｎｓ ｍｉｔ ｔｅ ｒ
Ｕ 刖 昌
在 一类物理系统 中， 所需要研究的系统响应 只与系统 当前 时
Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ具有 其他 高级语 言难 以比拟 的一 些优 点， 如编 写简
单、 编 程效 率 高、 易学 易用 ， 被通 俗地 称 为演 算纸 式科学 算法 语 言。 本文 以中波 发射机 工作原 理为背景 ， 分节 介绍 中波发射机 系 统 的建模 、 音 频信号调制和解调分 析 。 让值 班员通过 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ这把
ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ， ａ ｎ ａｌ ｙ ｓｉ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｔ ｔ ｅ ｒ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｖ ｅ ｒｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａｔ ｏ ｒ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ａ ｄ ｅ ｅ ｐ
ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｕ ｎ ｉ ｔ ｙ ｆ ｒ ｏ ｍ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｔ ｙ ｔ ｏ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ ：Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ： Ｓ Ｉ Ｍ Ｕ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ： ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｗ ａ ｖ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｍ ｏ ｄ ｕｌ ｅ ： Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ： ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
matlab课程设计——调幅广播系统的仿真设计
调幅信号的时域分析
信号波形观察
1
观察信号的幅度变化
包络线分析
2
确定信号的调制深度
频率成分分析
3
辨别信号的载波频率 通过对调幅信号进行时域分析，可以直观地观察信号波形，并提取关键信息。通过观察信号的幅度变化，可以判断信号是否被 有效调制。分析信号的包络线，可以确定信号的调制深度，即调制信号对载波信号的影响程度。此外，还可以通过分析信号的 频率成分，确定信号的载波频率，以及是否存在其他频率成分。
信号调幅的信噪比分析
信噪比(SNR)是信号功率与噪声功率的比值，用于衡量调幅信号质量。高 信噪比表示信号清晰，噪声微弱。
调幅信号的信噪比受多种因素影响，包括发射功率、噪声水平、调制深 度等。在MATLAB仿真中，可以分析不同信噪比条件下调幅信号的性能。
信噪比(dB) 10 20 30
信号质量 较差 中等 良好
在实际应用中，为了保证调制信号的传输质量，调幅信号的带宽通常会 比理论计算值更大一些，以留出一定的裕量。调幅信号的带宽也会受到 调制指数的影响。调制指数越大，调幅信号的带宽就越大。
信号调幅的调制指数分析
调制指数是衡量调幅信号中载波幅度变化程度的关键参数。它表示调幅 信号的峰值幅度与载波幅度的比值，反映了调幅信号的深度。
信号调幅的MATLAB仿真
MATLAB是一种强大的数值计算软件，在信号处理领域应用广泛。 通过编写MATLAB代码，可以模拟调幅信号的生成和传输过程。 仿真可以帮助我们理解调幅原理，分析信号特性，并优化系统参数。
调幅信号的波形显示
使用MATLAB软件对调幅信号进行仿真。通过编写程序，可以生成调幅信 号的时域波形。显示结果可以直观地观察到调幅信号的幅度、频率、相 位等参数的变化情况。
调幅广播系统的建模仿真实现
Simulink建立的仿真模型
Simulink仿真后波形的输出结果
经费使用情况
• 购买学习资料和项目所需的相关元器件， 花费890元。 • 书本等相关资料费用550元 • 打印费140元 • 部分元器件150元
下一步研究计划
• 实现其他模型的建立及理解，并对一些模 型尝试作出改进，选出一两个仿真模型较 好的模型进行实物搭建测试。
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • clear all ts=0.0025; %信号抽样时间间隔 t=0:ts:5-ts; %时间向量 fs=1/ts; %抽样频率 msg=randint(10,1,[-3,3],123); %生成消息序列,随机数种子为123 msg1=msg*ones(1,fs/2); %扩展成取样信号形式 msg2=reshape(msg1.',1,length(t)); subplot(3,1,1) plot(t,msg2) %画出消息信号 title('消息信号') A=4; fc=100; %载波频率 Sam=(A+msg2).*cos(2*pi*fc*t); %已调信号 dems=abs(hilbert(Sam))-A; %包络检波，并且去掉直流分量。 subplot(3,1,2) plot(t,dems) %画出解调后的信号 title('无噪声的解调信号') y=awgn(Sam,20,'measured'); %调制信号通过AWGN信道 dems2=abs(hilbert(y))-A; %包络检波，并且去掉直流分量。 subplot(3,1,3) %画出解调信号 plot(t,dems2) title('信噪比为20dB时的解调信号')
中波天线调配网络的设计与计算机仿真
中波天线调配网络的设计与计算机仿真在无线通信领域，中波天线调配网络是一项重要的技术，它可以提供更稳定、更高质量的信号覆盖。
本文将介绍中波天线调配网络的设计原理，并使用计算机仿真方法来验证其性能。
一、中波天线调配网络的设计原理中波天线调配网络是在中波通信系统中使用的一种网络拓扑结构，通过合理布置天线，并根据不同信号传播特性进行相应的调整，实现信号覆盖的最优化。
其设计原理主要包括以下几个方面：1. 天线布局设计：根据通信需求和具体环境条件，确定天线的布局。
通常，中波天线调配网络需要考虑地形起伏、建筑物遮挡以及信号衰减等因素，以确保信号覆盖范围充分满足需求。
2. 天线参数调整：根据具体需求和通信系统的特点，对天线的参数进行优化调整。
包括天线高度、天线增益、天线方向性等。
通过调整这些参数，可以进一步提高信号的覆盖质量和通信质量。
3. 天线功率平衡：在中波天线调配网络中，不同天线之间的信号覆盖范围存在重叠，因此需要对天线的功率进行平衡，避免信号干扰和覆盖空白区域的产生。
二、计算机仿真方法的应用计算机仿真是中波天线调配网络设计中常用的方法之一。
通过建立合适的数学模型，可以模拟和分析信号传播、天线布局等因素对信号质量的影响，并根据仿真结果进行网络调整优化。
1. 信号传播仿真：通过计算机仿真软件，可以模拟中波信号在不同环境中的传播情况。
例如，可以考虑地形、建筑物等因素，计算信号的衰减情况和传播路径，从而确定合适的天线布局和参数调整策略。
2. 天线布局优化仿真：通过计算机仿真软件，可以对中波天线调配网络进行优化。
通过调整各个天线的位置和参数，以及增加或减少天线数量，可以得到不同方案的仿真结果，并评估其覆盖范围和通信质量。
根据仿真结果，可以选择最优的天线布局方案。
3. 功率平衡仿真：计算机仿真软件还可以模拟中波天线调配网络中不同天线之间的信号衰减和干扰情况。
通过对各个天线的功率进行调整和优化，可以减少干扰和覆盖空白区域的产生，提高网络的整体性能。
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中波调幅广播传输系统仿真
1.1课题原理
调幅（Amplitude Modulation，AM）。
调幅也就是通常说的中波，范围在530---1600KHz。
调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。
传输距离较远，但受天气因素影响较大，适合省际电台的广播。
早期VHF频段的移动通信电台大都采用调幅方式，由于信道衰落会使模拟调幅产生附加调幅，造成失真，在传输的过程中也很容易被窃听，目前已很少采用。
目前在简单通信设备中还有采用，如收音机中的AM波段就是调幅波，音质和FM波段调频波相比较差。
设载波u c(t)的表达式和调制信号uΩ(t)的表达式分别为：
根据调幅的定义，当载波的振幅值随调制信号的大小作线性变化时，即为调幅信号，则已调波的波形如上图（c）所示，图（a）、（b）则分别为调制信号和载波的波形。
由图可见，已调幅波振幅变化的包络形状与调制信号的变化规律相同，而其包络内的高频振荡频率仍与载波频率相同，表明已调幅波实际上是一个高频信号。
可见，调幅过程只是改变载波的振幅，使载波振幅与调制信号成线性关系，即使U cm变为U cm+K a UΩm cosΩt，据此，可以写出已调幅波表达式为：
包络检波的原理：包络检波就是从调幅信号中将低频信号解调出来的过程，同步检波器，不论哪种振幅调制信号，都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。
相干解调的原理：相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考信号与载频相乘。
将已调制信号的频率和相位，与载波分量相同的正弦振荡分别相加的幅度解调。
解调也称检波，是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的基带调制信号恢复出来。
1.2仿真方案设计
1.2.1仿真设计要求
本仿真要求对中波调幅广播传输系统进行Simulink仿真，参数设定如下：
1、基带信号：单音音频信号，最大幅度为1，频率范围为100Hz~6000Hz内可调；
2、载波：为给定幅度的正弦波，初相为0，频率为550kHz~1605kHz可调；
3、在信道中加入高斯白噪声，能控制接收端的输出信噪比大小；
要求：
1、接收端仿真包络检波器检波，并输出波形观察；
2、接收端仿真相干解调器解调，并输出波形观察。
1.2.2仿真模型设计
仿真参数设计：
系统工作最高频率为调幅载波频率1605KHz，设计仿真採样率为最高工作频率的10 倍左右，因此取仿真步长为
相应的仿真带宽为仿真采样率的一半，即
设基带测试正弦信号为m(t) = A cos 2πF t，载波为c(t) = cos 2πfct，则调制度为ma 的调制输出信号s(t) 为
显然，s(t) 的平均功率为
设信道无衰减，其中加入的白噪声功率谱密度为N0/2，那麽仿真带宽(−W, W) 内噪声样值的方差为
设接收选频滤波器的功率增益为1，带宽为B，则选频滤波器输出噪声功率为
因此接收选频滤波器输出信噪比为
故信道中的噪声方差为
代入设计要求的输出信噪比SNRout 可计算出相应信道中应加入的噪声方差值。
由计算可设计出如下的仿真电路：
图1.1中波调幅广播传输系统包络检波和相干解调仿真模型
1.普通调幅信号的产生
图1.2 AM调幅信号的产生
将调制信号与直流相加，再与载波信号相乘，即可实现普通调幅。
相应的原理框图如图1.2所示。
2.普通调幅信号的解调
图1.3 AM调幅信号的包络检波
将调幅信号经过包络后，在经过一个低通滤波器，这就是包络检波。
图1.4AM调制信号的相干解调
相干解调可由乘法器和低通滤波器来实现，其原理如图1.4所示。
1.3 仿真结果分析
输出波形如下图所示：
上面是包络检波输出波形，下面是相干解调输出波形，两种波形均为出现失真现象，故仿真结果正确。