模拟调制系统AM系统
第五章模拟调制系统PPT课件
1 m(t)
2
1 2
m(t
)
sin
c
t
1
sS S B (t)2m (t)co sct
1 2m ( t)sin ct
“－” 表示 上边带信号 ， “＋” 表示 下边带信号
m
(t)
是 m (t) 的 希尔伯特变换 。Leabharlann 黄超制作SSB技术实现难点：
第5章 模拟调制 第
12
页
➢ 滤波法：理想低通或高通滤波器难以实现
3、 改善系统抗噪声性能；
黄超制作
调制的分类
正弦波调制
调制
脉冲调制
模拟调制 数字调制
第5章 模拟调制 第
3 页
t
t
黄超制作
5.1 幅度调制原理 1、AM调制
m(t )
＋
第5章 模拟调制 第
4 页
sAM (t )
A0
cosc t
AM 调制模型
s A M ( t ) A 0 m ( t ) c o sc t A 0 c o sc t m ( t ) c o sc t
sDSB (t )
+
SDSB(t)+ni(t)
BPF
×
第5章 模拟调制 第
18 页
解调器
LPF
噪声n(t)
从图中可以看出
cos ct m(t)n(t)
o
o
输出信号S功m率 2(t)
oo
输出噪声N功n率 2(t)
oo
输入信号S 功 s2率(t) 输入噪声N功n率 2(t)
i DSB
ii
黄超制作
(1)输入信号S功 s2率(t) i DSB
黄超制作
基于MATLAB的模拟调制系统仿真及测试(AM调制)
闽江学院《通信原理设计报告》题目：基于MATLAB的模拟调制系统仿真与测试学院：计算机科学系专业：12通信工程组长：曾锴（3121102220）组员：薛兰兰（3121102236）项施旭（3121102222）施敏（3121102121）杨帆（3121102106）冯铭坚（3121102230）叶少群（3121102203）张浩（3121102226）指导教师：余根坚日期：2014年12月29日——2015年1月4日摘要在通信技术的发展中，通信系统的仿真是一个重点技术，通过调制能够将信号转化成适用于无线信道传输的信号。
在模拟调制系统中最常用最重要的调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。
在幅度调制中，文中以调幅、双边带和单边带调制为研究对象，从原理等方面阐述并进行仿真分析；在角度调制中，以常用的调频和调相为研究对象，说明其调制原理，并进行仿真分析。
利用MATLAB下的Simulink工具箱对模拟调制系统进行仿真，并对仿真结果进行时域及频域分析，比较各个调制方式的优缺点，从而更深入地掌握模拟调制系统的相关知识，通过研究发现调制方式的选取通常决定了一个通信系统的性能。
关键词模拟调制；仿真；Simulink目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 关键技术 (1)1.3 研究目的及意义 (2)1.4 本文工作及内容安排 (2)第二章模拟调制原理 (3)2.1 幅度调制原理 (3)2.1.1 AM调制 (4)第三章基于Simulink的模拟调制系统仿真与分析 (6)3.1 Simulink工具箱简介 (6)3.2 幅度调制解调仿真与分析 (8)3.2.1 AM调制解调仿真及分析 (8)第四章总结 (12)4.1 代码 (13)4.2 总结 (14)第一章绪论1.1引言在通信技术的发展中，通信系统的仿真是一个技术重点。
通常情况下，调制可以分为模拟调制和数字调制。
在模拟调制中，调制信号为连续的信号，而在数字调制中调制信号为离散信号。
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（幅度调制）模拟调制系统是一种将模拟信号调制到载波上的技术。
设计与仿真AM模拟调制系统可以帮助我们理解AM调制原理、调制过程以及系统的性能。
以下是一个关于AM模拟调制系统的设计与仿真的详细介绍。
首先，AM模拟调制系统的设计包括两个主要部分：调制器和解调器。
调制器负责将来自音频源的模拟信号调制到载波信号上，解调器负责从调制后的信号中恢复出原始音频信号。
在设计调制器时，首先需要确定载波频率。
一般情况下，载波频率选择在AM广播频段范围内，例如535kHz至1605kHz。
然后，选择一个适当的载波幅度，这会影响到解调过程中的恢复信号的质量。
接下来，设计一个低通滤波器，该滤波器用于去除调制过程中产生的上、下频谱区域。
最后，通过一个运放电路将调制后的信号放大到合适的水平。
在设计解调器时，需要采用一个带通滤波器来滤除载波信号和上、下频谱区域，使得只剩下原始音频信号。
然后，通过一个恢复电路将解调后的信号放大和恢复正常的幅度。
最后，通过一个扬声器将音频信号转换为可听的声音。
在进行系统的仿真时，可以使用一些仿真软件，例如MATLAB或Simulink，来模拟AM调制系统的性能。
首先，可以创建一个输入信号作为模拟音频信号源，该信号可以是音乐、语音或其他类型的声音。
然后，可以创建一个载波信号，其频率和幅度与设计中选择的相同。
接下来，使用模拟调制技术将输入信号调制到载波信号上，并通过一个示波器观察调制后的信号波形。
然后，使用带通滤波器去除载波和上、下频谱区域，并通过示波器观察解调后的信号波形。
最后，通过扬声器播放解调后的信号，以观察恢复音频信号的质量。
在仿真过程中，还可以改变不同参数的取值，例如载波频率、幅度、带宽等，以观察其对系统性能的影响。
此外，还可以添加噪声、多径传播等干扰信号，以评估系统在复杂环境下的性能。
总结来说，AM模拟调制系统的设计与仿真是一个学习和理解AM调制原理和性能的过程。
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。
第五章 模拟调制系统总结
原因：
a.信道噪声（n0）相同，但进入解调器的噪声不一样。 b.SSB 带宽窄，对噪声的滤除能力强，NiSSB = n0 Bs , 只为 DSB 时的一半。 c. DSB 由于 G = 2 ，在解调时抑制了一半噪声。
SSB 有效性好，应尽量选用 SSB 方式。
三、AM 系统
大信噪比时： G = 2m2 (t ) A2 + m2 (t )
节 2 线性调制基本原理
一、基本原理方框
调制：
sm
(t
)
=
m(t )cos ω 0t
⇔
Sm
(ω
)
=
1 2
[M
(ω
+
ω0
)+
M
(ω
−
ω0
)]
已调信号的谱是以ω= 0 为轴的基带谱 M (ω) 搬移到以ω0 为中心的某个频域上构
成，谱结构不变，为线性搬移，称为线性调制。
sm
(t )cos ω 0t
=
m(t )cos 2
调制：
sDSB (t )
=
m(t )cos ω 0t
⇔
SDSB (ω )
=
1 2
[M
(ω
−ω0
)+
M
(ω
+ω0
)]
解调方式：相干解调
已调信号带宽与调幅时一致: BDSB = 2 BS 3、单边带信号（SSB）
调制：
相干解调
SSSB（t）只含有一个边带，其带宽与调制信号带宽一致，有利于 扩展容量，提高系
ω0t
=
1 2
m(t
)[1+
cos
2ω 0t ]
相干解调：
通信原理实验模拟调制系统(AM,FM)实现方法
实验一模拟调制系统（AM，FM）实现方法一、实验目的实现各种调制与解调方式的有关运算二、实验内容对DSB，抑制载波的双边带、SSB，FM等调制方式下调制前后的信号波形及频谱进行观察。
要求用system view 或Matlab中的基本工具组建各种调制解调系统，观察信号频谱。
三、实验原理AM:1)标准调幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM）。
将调制信号m(t)与一个直流分量A叠加后与载波相乘可形成调幅信号。
AM信号的的频谱由载频分量、上边带、下边带组成。
上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。
2）DSB。
若在AM调制模型中将A0去掉，即得到双边带信号（DSB）。
与AM信号比较，因为不存在载波分量。
3）SSB。
单边带调制（SSB）是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。
产生SSB信号的方法有：滤波法和相移法。
SSB调制包括上边带调制和下边带调制。
解调：解调是调制的逆过程，其作用是从接受的已调信号中恢复调制信号。
解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。
1）相干解调。
解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。
即把在载频位置的已调信号的浦搬回到原始基带位置。
2）包络检波。
包络检波器就是直接从已调信号的幅度中提取预案调制信号。
FM：调制中，若载频的频率随调制信号变化，称为频率调制或调频（FM）。
调频信号的产生方法有两种：直接调频和间接调频。
1）直接调频。
用调制信号直接控制载波振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。
2）间接调频。
先将调制信号积分，然后对载波进行调相，即可产生一个NBFM信号，再经n次频倍器得到WBFM信号。
解调：调频信号的解调也分为相干解调和非相干解调。
相干解调仅适用于NBFM信号，而非相干解调对于NBFM和WBFM信号均适用。
四、实验内容(一)标准调幅信号实验代码：f=5;T=1/f;fc=500;A=1.5;ts=0.001;fs=1/ts;t=0:ts:2*T;mt=cos(2*pi*f*t)+cos(2*pi*2*f*t);%调制信号ft=cos(2*pi*fc*t);%载波yt=(mt+A).*ft;%调幅信号N=2*T/ts;%设置抽样点数Mf=abs(fft(mt,N));%求调制信号频谱Ff=abs(fft(ft,N));%求载波频谱Yf=abs(fft(yt,N));%求调幅信号频谱ff=fs*(0:N-1)/N;%将调制信号与其频谱在同一图中作出figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,mt);title('调制信号');subplot(2,1,2);plot(ff,Mf(1:N));title('调制信号频谱');%将载波与其频谱在同一图中作出figure(2);subplot(2,1,1);plot(t,ft);title('载波');subplot(2,1,2);plot(ff,Ff(1:N));title('载波频谱');%将调幅信号与其频谱在同一图中作出figure(3);subplot(2,1,1);plot(t,yt);title('调幅信号');subplot(2,1,2);plot(ff,Yf(1:N)); title('调幅信号频谱'); 生成图像如下：放大后看到，在4HZ,8HZ处有冲击，符合要求。
通信原理第5章 模拟调制系统
sd ( t )
sd(t)就是解调输出，即
1 sI (t ) 2
1 sd ( t ) sI (t ) m ( t ) 2
包络检波
适用条件：AM信号，且要求|m(t)|max A0 ， 包络检波器结构：
通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如，
性能分析
1 S AM (w ) A0 [ (w + wc ) + (w - wc )] + [ M (w + wc ) + M (w - wc )] 2
若m(t)为随机信号，则用功率谱描述。
m(t)
（3）调制器模型
A0
sm(t)
cos wct
5.1.1 调幅（AM）
• （4）信号的波形图
则可滤除上边带,保留下边带。
5.1.3 单边带调制（SSB）
（2）若单边带滤波器具有理想高通特 性，则可滤除下边带，保留上边带。
上边带
-f0
HH(f)特性
S(f) 下边带 0 (a) 滤波前信号频谱 S(f) f0
上边带
f
1, w wc H (w ) HUSB (w ) 0, w wc
设输入信号是
sAM (t ) [ A0 + m(t )]cos wct
f H 1/ RC fc
选择RC满足如下关系
式中fH － 调制信号的最高频率 在大信号检波时（一般大于0.5 V），二极管处于受控的开关状态，检波器 的输出为 sd (t ) A0 + m(t ) 隔去直流后即可得到原信号m(t)。
m2 ( t )
1
systemview通信系统仿真 AM、DSBSSB调制解调 数字调制方式仿真2ASK、2FSK、2PSK调制解调抽样定理、增量调制
唐山学院课程设计
1 引言
在当今信息社会，通信已经成为整个社会的高级“神经中枢”，通信技术变 得越来越重要，没有通信的人类社会将是不堪设想的。通信按传统的理解就是信 息的传递与交换。一般来说，通信系统是由信源、发送设备、信道、接收设备、 信宿组成，其系统组成如图 1-1 所示：
信源 →→ 发送设备 （发送端）
1
唐山学院课程设计
2 SystemView 的基本介绍
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。SystemView 就 是 一 个 用 于 电路与通信系统的设计与仿 真 的 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。
2
唐山学院课程设计
SystemView 通过 Notes(注释)很容易在屏幕上描述系统；生成的 SystemView 系统输出的波形图可以很方便地使用复制和粘贴命令插入微软 word 等文字处理 器。
通信原理第三章 模拟调制系统
当载波为cosωct时
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t LSB c c 2 2
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t U SB c c 2 2 当载波为sinωct时
w
w
w
w
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t L SB c c 2 2 1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t U SB c c 2 2
w) , h(t) = H(w) = jsgn(
1
t
3）、Hilbert变换的性质: （1）、信号和它的希尔波特变换具有相同的能量谱密度或相 同的功率谱密度。 推论： （2）、信号和它的希尔波特变换的能量(或功率)相同。 （3）、信号和它的希尔波特变换具有相同的自相关函数。 （4）、信号和它的希尔波特变换互为正交。 4）、Hilterb变换的用途： 在单边带调制中，用来实现相位选择，以产生单边带信号
1 S ( w ) = A w w w w [ M ( w w ) M ( w w )] A M c c c c 2
c(t) 载波 调制 信号 已调 信号 m(t)
-f
H
C(f)
-f c 0 fc
f
M(f)
f
-fL 0 f
L
fH
sm(t)
第三章 模拟调制系统
引言 3.1 幅度调制 标准调幅（AM） 双边带调幅（DSB） 单边带调幅（SSB） 残留边带调幅（VSB） 3.2 角度调制原理 3.3 抗噪声性能 各种幅度调制系统的噪声性能 非线性调制系统的抗噪性能 模拟系统比较
模拟调制系统
节能减排需求
随着全球能源危机和环境问题的日益严重，低功耗设计成为电子设备的
重要发展方向，能够降低能源消耗和减少碳排放。
02
市场竞争压力
低成本设计是市场竞争的重要手段之一，能够降低产品的售价，提高市
场竞争力。
03
技术挑战与解决方案
低功耗和低成本设计需要采用高效的电源管理技术、优化电路设计和制
造工艺等手段来实现，同时也需要加强新材料和新器件的研发和应用。
调试困难
模拟调制系统的调试通常需要 经验丰富的技术人员，而且调 试过程较为复杂。
升级困难
随着技术的发展，模拟调制系 统可能难以满足新的传输标准 和更高的性能要求，升级改造
较为困难。
06
模拟调制系统的发展趋势与展望
高频段、大带宽应用的发展趋势
高频段资源丰富
随着无线通信技术的发展，高频段资源逐渐被发掘和利用， 例如毫米波频段，具有丰富的频谱资源，能够满足大带宽 通信的需求。
VS
影响因素
频带利用率受到调制方式、信号参数和传 输介质等多种因素的影响。在选择调制方 式和参数时，需要综合考虑频带利用率和 系统其他性能指标。
抗干扰性能
抗干扰性能
抗干扰性能是衡量模拟调制系统在存在噪声 和干扰情况下传输质量的重要指标。抗干扰 性能越好，传输质量越高，信号失真和误码 率越低。
影响因素
基于数字信号处理（DSP）的实现方式
1 2
数字信号处理器（DSP） 利用数字信号处理算法实现信号的调制。
优点
灵活性高，可实现复杂调制方案，易于实现信号 的解调。
3
缺点
需要数字电路和编程技术，成本相对较高。
基于软件无线电（SDR）的实现方式
软件无线电（SDR）
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模拟调制系统A M系统 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
成绩
西安邮电大学
《通信原理》软件仿真实验报告
实验名称：模拟调制系统——AM系统
院系：通信与信息工程学院
专业班级：XXXX
学生姓名：XXX
学号：XXXX（班内序号）XX
指导教师：XXX
报告日期：XXXX年XX月XX日
实验目的：
1、掌握AM信号的波形及产生方法；
2、掌握AM信号的频谱特点；
3、掌握AM信号的解调方法；
4、掌握AM系统的抗噪声性能。
仿真设计电路及系统参数设置：
时间参数：No. of Samples = 4096；Sample Rate = 20000Hz；
仿真波形及实验分析：
1、调制信号与AM信号的波形和频谱：
调制信号为正弦信号，Amp= 1V，Freq=200Hz；直流信号Amp = 2V；余弦载波Amp = 1V，Freq= 1000Hz；无噪声；调制信号:
AM信号:
采用相干解调，记录恢复信号的波形和频谱：
接收机模拟带通滤波器Low Fc = 750Hz，Hi Fc = 1250Hz，极点个数6；接收机模拟低通滤波器Fc = 250Hz，极点个数为9；恢复信号:
采用包络检波
全波整流器Zero Point = 0V；模拟低通滤波器Fc = 250Hz，极点个数为9；恢复信号：
由信号功率谱可以看出，相干解调要比包络检波的恢复效果好。
改变高斯白噪声的功率谱密度，观察并记录恢复信号的变化：
无高斯白噪声：
加高斯白噪声（功率谱密度（density in 1 ohm=Hz））恢复信号:
改变高斯白噪声的功率谱密度（density in 1 ohm=Hz）恢复信号:
改变高斯白噪声的功率谱密度（density in 1 ohm=Hz）恢复信号:
综上可得高斯白噪声越大，恢复信号失真越严重。
实验成绩评定一览表。