增量调制MATLAB仿真实验
基于MATLAB的模拟调制实验报告

基于MATLAB 的模拟调制实验报告一、实验目的1.进一步学习调制的知识,掌握调频与调角两种模拟调制技术。
2.进一步学习MATLAB 的编程,熟练使用MATLAB 进行作图。
二、实验原理1.调制的概念调制(modulation )就是对信号源的信息进行处理加到载波上,使其变为适 合 于信道传输的形式的过程,是使载波随信号而改变的技术。
一般,用来传送消息的信号()t u c 叫作载波或受调信号,代表所欲传送消息的信号叫作调制信号,调制后的信号()t u 叫作已调信号。
用调制信号()t u Ω控制载波的某些参数,使之随()t u Ω而变化,就可实现调制。
2.调制的目的 ➢ 频谱变换当所要传送的信号的频率或者太低,或者频带很宽,对直接采用电磁波的形 式进行发送很不利,需要的天线尺寸很大,而且发射和接受短的天线与谐振回路的参数变化范围很大。
为了信息有效与可靠传输,往往需要将低频信号的基带频谱搬移到适当的或指定的频段。
这样可以提高传输性能,以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。
➢ 实现信道复用为了使多个用户的信号共同利用同一个有较大带宽的信道,可以采用各种复用技术。
如模拟电话长途传输是通过利用不同频率的载波进行调制。
将各用户话音每隔4 kHz 搬移到高频段进行传输。
➢ 提高抗干扰能力不同的调制方式,在提高传输的有效性和可靠性方面各有优势。
如调频广播系统,它采用的频率调制技术,付出多倍带宽的代价,由于抗干扰性能强,其音质比只占10 kHz 带宽的调幅广播要好得多。
扩频通信就是以大大扩展信号传输带宽,以达到有效抗拒外部干扰和短波信道多径衰落的特殊调制方式。
3.调制的种类根据()t u Ω和()t u c 的不同类型和完成调制功能的调制器传递函数不同,调制分为以下多种方式: (1).按调制信号()t u Ω的类型分为:● 模拟调制:调制信号()t u Ω是连续变化的模拟量,如话音与图像信号。
● 数字调制:调制信号是数字化编码符号或脉冲编码波形。
增量调制的发展研究及Matlab仿真实现

增量调制的发展研究及Matlab仿真实现随着通信技术的不断发展,增量调制技术已经成为数字通信领域中的重要技术之一。
本文将从增量调制技术的历史沿革、原理及其在实际中的应用等方面进行探讨,并最终使用Matlab 软件进行仿真实现。
一、增量调制技术历史沿革增量调制技术的起源可以追溯到1960年代,当时加拿大的一位工程师首次应用“二进制增量调制”技术,与此同时,英国工程师也在同一时期提出了一种新的调制信号方案,该方案使用较低的比特率传输音频。
历经多年的研究和实践,增量调制技术在通信领域中得到了广泛应用,并在数字广播、数字电视、数字移动通信等领域中得到了成功应用。
二、增量调制技术原理增量调制技术的原理是将模拟信号转换为数字信号,具体操作为通过采样和量化将模拟信号离散化为数字信号,在数字信号中引入增量调制技术进行信息的传输。
通过增量调制技术,信号的码率可以大大降低,从而提高了数据的传输速率和精度,同时还可以减小信号的噪声干扰,提高数字信号的传输质量。
三、增量调制技术实际应用在实际应用中,增量调制技术得到了广泛应用。
在数字广播领域中,增量调制技术可以有效地提高广播信号的传输效果,减少了信号失真和噪声干扰。
在数字电视领域中,增量调制技术可以使电视信号更加清晰,同时还可以采用不同的传输方式进行数字信号的传输和接收。
在数字移动通信领域中,增量调制技术可以有效地提高通信信号的稳定性和传输效率,同时还可以实现多种通信方式的操作。
四、增量调制技术的Matlab仿真实现为了更好地了解增量调制技术,在此我们以Matlab为例进行仿真实现。
首先,在Matlab中进行数字信号的采集和量化,然后将信号进行增量调制处理,并将处理后的信号进行解调处理得到输出信号,最后通过相应的性能分析可以得到信号的误码率、信噪比等性能指标。
综上所述,增量调制技术在数字通信领域中扮演着重要的角色。
通过对增量调制技术的研究和实践,我们可以更好地理解数字通信的原理和技术实现,为数字通信技术的发展提供更加坚实的基础和支持。
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。
增量总和调制的MATLAB仿真

增量总和调制的MATLAB仿真摘要增量调制简称ΔM或增量脉码调制方式(DM)它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字化的方法。
本文在增量调制的基础上,设计并仿真了增量调制的改进方案:增量总和调制也叫Δ-ΣM(delta-sigma modulation,DSM),通过对输入和输出信号差值用一个积分器进行积分的方式,实现了AD变换,恢复了原始信号。
关键词:增量总和,增量调制,matlab仿真引言增量脉码调制(DM),是一种以带宽换取速率的AD变换方式,其中,调制信号是差值信号.由于DM调制中存在严重的弊端,如输入信号含有较高的高频成分,或是信号幅度较大,都会使得信号变化特性较快,从而预测信号X’(t)无法正确跟踪输入信号,最终导致信号失真。
本文考虑从信号本身出发来解决问题,首先对信号进行一次积分,改变信号特性,使信号高频分量的幅度降低,之后再进行DM调制。
一.技术参数和设计目标设计一个增量总和调制系统对输入信号X(t)=Sin(1600*pi*t);编码输出并解调,抽样频率为8khz。
二.增量总和调制的原理增量总和调制是建立在增量调制的基础上,对输入信号进行积分,增量调制的实质是对增量进行积分,从而降低了输入的高频分量,从而防止了过载问题。
e(t)误差信号:通过一位量化器得到的输出信号Y(n)。
原理图为下在上图中,输入输出信号的积分用一个积分器就能解决,所以改进后的原理图如下:在输出端,由于对y(t)进行积分以后,得到的是dttx)(,再对其进行微分,得到x(t),因此可以省去积分器和微分器,经过低通滤波器(截止频率1600HZ)以后还原出原信号。
方案一:Simulink仿真1.增量总和调制的仿真模型及其框图在simulink 中的仿真图形如下:对差值e(t)进行采样以后送入量化器,最终通入一个阶数为2截止频率为1600Hz的低通butterworth滤波器中。
2.仿真的结果及其分析第一行为输入的正弦信号,第二行为调制后的输出波形,第三行为解调以后的波形,可以看到,解调后的输出略有延迟,基本上还原了原信号,而调制后的信号在正弦信号0处变得密集,在1,-1处而稀疏。
matlab仿真实验报告

matlab仿真实验报告Matlab仿真实验报告引言:Matlab是一种广泛应用于科学和工程领域的数值计算软件,它提供了强大的数学和图形处理功能,可用于解决各种实际问题。
本文将通过一个具体的Matlab 仿真实验来展示其在工程领域中的应用。
实验背景:本次实验的目标是通过Matlab仿真分析一个电路的性能。
该电路是一个简单的放大器电路,由一个输入电阻、一个输出电阻和一个放大倍数组成。
我们将通过Matlab对该电路进行仿真,以了解其放大性能。
实验步骤:1. 定义电路参数:首先,我们需要定义电路的各个参数,包括输入电阻、输出电阻和放大倍数。
这些参数将作为Matlab仿真的输入。
2. 构建电路模型:接下来,我们需要在Matlab中构建电路模型。
可以使用电路元件的模型来表示电路的行为,并使用Matlab的电路分析工具进行仿真。
3. 仿真分析:在电路模型构建完成后,我们可以通过Matlab进行仿真分析。
可以通过输入不同的信号波形,观察电路的输出响应,并计算放大倍数。
4. 结果可视化:为了更直观地观察仿真结果,我们可以使用Matlab的图形处理功能将仿真结果可视化。
可以绘制输入信号波形、输出信号波形和放大倍数的变化曲线图。
实验结果:通过仿真分析,我们得到了以下实验结果:1. 输入信号波形与输出信号波形的对比图:通过绘制输入信号波形和输出信号波形的变化曲线,我们可以观察到电路的放大效果。
可以看到输出信号的幅度大于输入信号,说明电路具有放大功能。
2. 放大倍数的计算结果:通过对输出信号和输入信号的幅度进行计算,我们可以得到电路的放大倍数。
通过比较不同输入信号幅度下的输出信号幅度,可以得到放大倍数的变化情况。
讨论与分析:通过对实验结果的讨论和分析,我们可以得出以下结论:1. 电路的放大性能:根据实验结果,我们可以评估电路的放大性能。
通过观察输出信号的幅度和输入信号的幅度之间的比值,可以判断电路的放大效果是否符合设计要求。
增量调制MATLAB仿真实验

增量调制(DM)实验一、实验目的(1)进一步掌握MATLAB的应用。
(2)进一步掌握计算机仿真方法。
(3)学会用MATLAB软件进行增量调制(DM)仿真实验。
二、实验原理增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式,它是PCM的一种特例。
增量调制编码基本原理是指用一位编码,这一位码不是表示信号抽样值的大小,而是表示抽样幅度的增量特性,即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小,增大则输出“1”码,减小则输出“0”码。
输出的“1”,“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减,不表示信号的绝对值。
增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小,因此把它称为增量调制。
在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。
收端译码器每收到一个1码,译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶,而收到一个0码,译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。
增量调制(DM)是DPCM的一种简化形式。
在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是n-1% ch6example13prog1.mTs=1e-3; %采样间隔t=0:Ts:20*Ts; %仿真时间序列x=sin(2*pi*50*t)+0.5*sin(2*pi*150*t); %信号delta=0.4; %量化阶距D(1+length(t))=0; %预测器初始状态for k=1:length(t)e(k)=x(k)-D(k); %误差信号e_q(k)=delta*(2*(e(k)>=0)-1); %量化器输出D(k+1)=e_q(k)+D(k); %延迟器状态更新codeout(k)=(e_q(k)>0); %编码输出endsubplot(3,1,1);plot(t,x,'-o');axis([0 20*Ts,-2 2]);hold on;subplot(3,1,2);stairs(t,codeout);axis([0 20*Ts,-2 2]);%解码端Dr(1+length(t))=0; %解码端预测器初始状态for k=1:length(t)eq(k)=delta*(2*codeout(k)-1); %解码xr(k)=eq(k)+Dr(k);Dr(k+1)=xr(k); %延迟器状态更新endsubplot(3,1,3);stairs(t,xr);hold on; %解码输出subplot(3,1,3);plot(t,x); %原信号五、实验结果图二六、结果分析程序执行结果如图二所示。
基于Matlab的自适应增量调制性能分析

有抗 干扰 能 力强 、 设备 简单 、 传输 低 比特率 时 域 的主流。数字通信 般需 要 先对 原始 模 拟信 号 进 行 模 数 ( A D) 转 化 再
一
信噪 比高等优点 , 从而在银行 、 军事和工业部门等专 用 通信 网和卫 星通信 中得 到 了广泛 的应 用 。
o n t h e a n a l y s i s t o t h e n o n — a d a p t i v e d e l t a mo d u l a t i o n s y s t e m. F o r e n c o d i n g q u li a t y i s n o t h i g h, t h e p r o b l e m
Y U Z i - j i a , S O N G Q i — x i a n g , D O N G Q u a n — d e
( S c h o o l o f I n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n g , S u z h o u U n i v e r s i t y , S u z h o u , 2 3 4 0 0 0 , A n h u i )
随着信息技术的发展 , 模拟通信技术和数字通 信 技术 在不 同 的通 信业 务 中都 得 到 了广泛 的应 用 。 但是 , 传统的模拟通信有其诸 多缺点而逐渐被数字 通 信所 取代 。 目前 , 数 字 通信 的 发展 速 度 已明 显 超
增量 调制 是 较 为 简 单 的 D P C M 调制 , 当D P C M 调制 中量 化 器 的量 化 电平 数 值 为 2时 , D P C M 调 制
基于Matlab的模拟调制与解调实验报告

基于Matlab的模拟调制与解调(开放实验)一、实验目的(一)了解AM、DSB和SSB 三种模拟调制与解调的基本原理(二)掌握使用Matlab进行AM调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行AM调制2、学会运用MATLAB对AM调制信号进行相干解调3、学会运用MATLAB对AM调制信号进行非相干解调(包络检波)(三)掌握使用Matlab进行DSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行DSB调制2、学会运用MATLAB对DSB调制信号进行相干解调(四)掌握使用Matlab进行SSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行上边带和下边带调制2、学会运用MATLAB对SSB调制信号进行相干解调二、实验环境MatlabR2020a三、实验原理(一)滤波法幅度调制(线性调制)(二)常规调幅(AM)1、AM表达式2、AM波形和频谱3、调幅系数m(三)抑制载波双边带调制(DSB-SC)1、DSB表达式2、DSB波形和频谱(四)单边带调制(SSB)(五)相关解调与包络检波四、实验过程(一)熟悉相关内容原理 (二)完成作业已知基带信号()()()sin 10sin 30m t t t ππ=+,载波为()()cos 2000c t t π= 1、对该基带信号进行AM 调制解调(1)写出AM 信号表达式,编写Matlab 代码实现对基带进行进行AM 调制,并分别作出3种调幅系数(1,1,1m m m >=<)下的AM 信号的时域波形和幅度频谱图。
代码 基带信号fs = 10000; % 采样频率 Ts = 1/fs; % 采样时间间隔t = 0:Ts:1-Ts; % 时间向量m = sin(10*pi*t) + sin(30*pi*t); % 基带信号载波信号fc = 1000; % 载波频率c = cos(2*pi*fc*t); % 载波信号AM调制Ka = [1, 0.5, 2]; % 调制系数m_AM = zeros(length(Ka), length(t)); % 存储AM调制信号相干解调信号r = zeros(length(Ka), length(t));绘制AM调制信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)m_AM(i, :) = (1 + Ka(i)*m).*c; % AM调制信号subplot(3, 2, i);plot(t, m_AM(i, :));title(['AM调制信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');ylim([-2, 2]);subplot(3, 2, i+3);f = (-fs/2):fs/length(m_AM(i, :)):(fs/2)-fs/length(m_AM(i, :));M_AM = fftshift(abs(fft(m_AM(i, :))));plot(f, M_AM);title(['AM调制信号的幅度频谱图(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('频率');ylabel('幅度');r(i, :) = m_AM(i, :) .* c; % 相干解调信号end绘制相干解调信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)subplot(length(Ka), 1, i);plot(t, r(i, :));title(['相干解调信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');end图像(2)编写Matlab代码实现对AM调制信号的相干解调,并作出图形。
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增量调制MATLAB仿真实验
增量调制(DM)实验
一、实验目的
(1)进一步掌握MATLAB的应用。
(2)进一步掌握计算机仿真方法。
(3)学会用MATLAB软件进行增量调制(DM)仿真实验。
二、实验原理
增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式,它是PCM的一种特例。
增量调制编码基本原理是指用一位编码,这一位码不是表示信号抽样值的大小,而是表示抽样幅度的增量特性,即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小,增大则输出“1”码,减小则输出“0”码。
输出的“1”,“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减,不表示信号的绝对值。
增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小,因此把它称为增量调制。
在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。
收端译码器每收到一个1码,译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶,而收到一个0码,译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。
增量调制(DM)是DPCM的一种简化形式。
在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是
一个单位延迟器,延迟一个采样时间间隔。
预测滤波器的分子系数向量是[0,1],分母系数为1。
当前样值与预测器输出的前一样值相比较,如果其差值大于零,则发1码,如果小于零则发0码。
三、实验内容
增量调制系统框图如图一所示,其中量化器是一个零值比较器,根据输入的电平极性,输出为 δ,预测器是一个单位延迟器,其输出为前一个采样时刻的解码样值,编码器也是一个零值比较器,若其输入为负值,则编码输出为0,否则输出为1。
解码器将输入1,0符号转换为 δ,然后与预测值相加后得出解码样值输出,同时也作为预测器的输入
输入样值
e n e n =δsgn(e n ) 传输 n ) n n-1+δsgn(e n )
x n + - + +
预测输出 +
n-1
+ 预测输出 解码样值输出
x n-1 预测输入x n =x n-1+δsgn(e n )
图一 增量调制原理框图
设输入信号为: x(t)=sin2π50t+0.5sin 2π150t
增量调制的采样间隔为1ms,量化阶距δ=0.4,单位延迟器初始值为0。
建立仿真模型并求出前20个采样点使客商的编码输出序列以
解码
编码 二电平量化 单位延迟
单位
延迟
及解码样值波形。
根据图一建立数学关系,编程中采用循环结构来模拟仿真采样时刻向前推进,并建立前后采样时刻样值的关系。
四、程序代码
% ch6example13prog1.m
Ts=1e-3; %采样间隔
t=0:Ts:20*Ts; %仿真时间序列
x=sin(2*pi*50*t)+0.5*sin(2*pi*150*t); %信号
delta=0.4; %量化阶距
D(1+length(t))=0; %预测器初始状态
for k=1:length(t)
e(k)=x(k)-D(k); %误差信号
e_q(k)=delta*(2*(e(k)>=0)-1); %量化器输出
D(k+1)=e_q(k)+D(k); %延迟器状态更新
codeout(k)=(e_q(k)>0); %编码输出
end
subplot(3,1,1);plot(t,x,'-o');axis([0 20*Ts,-2 2]);hold on;
subplot(3,1,2);stairs(t,codeout);axis([0 20*Ts,-2 2]);
%解码端
Dr(1+length(t))=0; %解码端预测器初始状态
for k=1:length(t)
eq(k)=delta*(2*codeout(k)-1); %解码
xr(k)=eq(k)+Dr(k);
Dr(k+1)=xr(k); %延迟器状态更新
end
subplot(3,1,3);stairs(t,xr);hold on; %解码输出
subplot(3,1,3);plot(t,x); %原信号
五、实验结果
图二
六、结果分析
程序执行结果如图二所示。
从图中原信号和解码结果对比来看,在输入信号变化平缓的部分,编码器输出1,0交替码,相应的解码结果以正负阶距交替变化,形成颗粒噪声,称空载失真;在输入信号变化过快的部分,解码信号因不能跟上信号的变化而引起斜率过载失真。
量化阶距越小,则空载失真就越小,但是容易发生过载失真;反之,量化阶距增大,则斜率过载失真减小,但空载失真增大。
如果量化阶距能够根据信号的变化缓急自适应调整,则可以兼顾优化空载失真和过载失真,
这就是自适应增量调制的思想。
七、思考题
1.△M与PCM的异同
答:△M与PCM都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。
但是,在PCM中,代码表示样值本身的大小,所需码位数较多,从而导致编译码设备复杂;而在△M中,它只用一位编码表示相邻样值的相对大小,从而反映出抽样时刻波形的变化趋势,与样值本身的大小无关。
2.增量调制的基本思想
答:一个语音信号,如果抽样速率很高(远大于乃奎斯特速率),抽样间隔很小,那末相邻样点之间的幅度变化不会很大,相邻抽样值的相对大小(差值)同样能反映模拟信号的变化规律。
若将这些差值编码传输,同样可传输模拟信号所含的信息。
此差值又称“增量”,其值可正可负。
这种用差值编码进行通信的方式,就称为“增量调制”(Delta Modulation),缩写为DM或△M。