实验一(模拟调制系统调制及解调模拟)
AM—调制与解调仿真
引言本次实践开设的计算机课程设计为软件仿真，利用matla ｂ编写程序建立Ｍ文件对计算机实验进行仿真。
随着通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂,在通信系统的设计研发过程中，软件仿真已成为必不可少的一部分.随着信息技术的不断发展,涌现出了许多功能强大的电子仿真软件,如Ｗork ｂe ｅnc ｈ、Pr ｏte ｌ、Sys ｔｅｍview 、Matlab 等。
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。
调制就是使一个信号(如光等)的某些参数(如振幅、频率等）按照另一个欲传输的信号(如声音、图像等）的特点变化的过程.解调是调制的逆过程,它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。
对于幅度调制来说,解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。
对于频率调制来说，解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。
在信号和模拟通信的中心问题是要把载有消息的信号经系统加工处理后,送入信道进行传送，从而实现消息的相互传递．消息是声音、图像、文字、数据等多种媒体的集合体。
把消息通过能量转换器件,直接转变过来的电信号称为基带信号。
A Ｍ是调幅(Amplitud ｅModu ｌation)，用AM 调制与解调可以在电路里面实现很多功能，制造出很多有用又实惠的电子产品,为我们的生活带来便利.用MAT ＬAB 仿真工具仿真的AM 调制解调与解调器抗干扰性能分析的工作原理和工作过程,完成对调制与解调过程的分析以及相干解调器的抗干扰性能的分析.通过对波形图的分析给出不同信噪比情况下的解调结果对比.寻找最佳调试解调途径已相当重要。
其中将数字信息转换成模拟形式称调制,将模拟形式转换回数字信息称为解调。
本文主要的研究内容是了解AM 信号的数学模型及调制方式以及其解调的方法在不同的信噪比情况下的解调结果．先从ＡM 的调制研究,其次研究A Ｍ的解调以及一些有关的知识点，得出ＡM 信号的数学模型及其调制与解调的框图和调制解调波形图,然后利用MATLAB 编程语言实现对A Ｍ信号的调制与解调,给出不同信噪比情况下的解调结果对比。
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。
实验报告通信技术基础
一、实验目的通过本次实验，加深对通信技术基础理论知识的理解，掌握通信系统基本原理，提高实际操作能力，培养团队协作精神。
二、实验背景通信技术是现代社会发展的重要基础，涉及信息传输、交换和处理等多个方面。
通信技术基础课程主要介绍了通信系统的基本原理、通信方式、传输介质、信道编码与调制等技术。
本次实验旨在让学生通过实际操作，加深对通信技术基础理论知识的理解。
三、实验内容1. 实验一：模拟通信系统（1）实验目的：了解模拟通信系统的基本原理，掌握模拟信号调制和解调方法。
（2）实验步骤：1）搭建模拟通信系统实验平台；2）发送端调制信号；3）接收端解调信号；4）观察解调信号与发送信号的波形对比。
2. 实验二：数字通信系统（1）实验目的：了解数字通信系统的基本原理，掌握数字信号调制和解调方法。
（2）实验步骤：1）搭建数字通信系统实验平台；2）发送端调制数字信号；3）接收端解调数字信号；4）观察解调信号与发送信号的波形对比。
3. 实验三：信道编码与调制（1）实验目的：了解信道编码与调制的基本原理，掌握信道编码与调制方法。
（2）实验步骤：1）搭建信道编码与调制实验平台；2）进行信道编码与调制操作；3）观察编码与调制后的信号波形；4）分析信道编码与调制效果。
四、实验结果与分析1. 实验一：模拟通信系统实验结果表明，模拟通信系统在调制和解调过程中，信号波形发生了一定的变化。
调制后的信号与原始信号相比，具有更高的频带利用率，但易受噪声干扰。
解调后的信号与调制信号相比，存在一定的误差，这是由于调制和解调过程中的非线性失真所导致的。
2. 实验二：数字通信系统实验结果表明，数字通信系统在调制和解调过程中，信号波形发生了一定的变化。
调制后的信号与原始信号相比，具有更高的频带利用率，且抗干扰能力强。
解调后的信号与调制信号相比，误差较小，这是由于数字通信系统采用信道编码技术，提高了信号的抗干扰能力。
3. 实验三：信道编码与调制实验结果表明，信道编码与调制技术在提高信号抗干扰能力方面具有显著效果。
通信原理实验13 模拟调制解调实验(FM)
实验十三模拟调制解调实验（FM）实验内容1.模拟调制(FM)实验2.模拟解调(FM)实验一、实验目的1.掌握变容二极管调频电路的工作原理及调频调制特性及其测量方法。
2.熟悉相位鉴频器的基本工作原理。
3.了解鉴频特性曲线（S曲线）的正确调整方法。
二、实验电路工作原理(一)模拟调制实验1.变容二极管工作原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。
其频率的变化量与调制信号成线性关系。
常用变容二极管实现调频。
变容二极管调频电路如图8-1所示。
从J2处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从J1处输出为调频波（FM）。
C15为变容二级管的高频通路，L1为音频信号提供低频通路，L1和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。
图8-1 变容二极管调频f因为LCf π21=，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。
从图（a ）中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LCf π21=，f 和C 的关系也是非线性。
不难看出，C-u 和f-C的非线性关系起着抵消作用，即得到f-u 的关系趋于线性（见图（c ））。
2. 变容二极管调频器获得线性调制的条件设回路电感为L ，回路的电容是变容二极管的电容C （暂时不考虑杂散电容及其它与变容二极管相串联或并联电容的影响），则振荡频率为LCf π21=。
为了获得线性调制，频率振荡应该与调制电压成线性关系，用数学表示为Au f =，式中A 是一个常数。
由以上二式可得LCAu π21=，将上式两边平方并移项可得2222)2(1-==Bu u LA C π，这即是变容二极管调频器获得线性调制的条件。
这就是说，当电容C 与电压u 的平方成反比时，振荡频率就与调制电压成正比。
3. 调频灵敏度调频灵敏度f S 定义为每单位调制电压所产生的频偏。
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。
通信原理实验大全
通信原理实验大全引言：通信原理是指利用一定的物理媒介将信息从发送者传递到接收者的过程。
通信原理实验是通信原理课程中的重要内容，通过实验可以加深对通信原理的理解，掌握通信原理的基本原理和技术。
本文将介绍几个通信原理实验的具体步骤和实验原理。
实验一：模拟调制与解调技术实验目的：熟悉模拟调制与解调技术的基本原理和方法，掌握AM，FM，PM的调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生载波信号。
2.使用调制信号（如语音信号）对载波进行调制。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始信号。
4.分析解调后的信号与原始信号的相似性。
实验原理：模拟调制是将载波信号与调制信号进行相互作用，在载波上叠加调制信号的变化。
调制信号可以是模拟信号，如语音信号，也可以是数字信号。
调制后的信号通过传输媒介传递到接收端，接收端通过解调技术将信号还原为原始信号。
实验二：数字调制与解调技术实验目的：熟悉数字调制与解调技术的基本原理和方法，掌握ASK，FSK，PSK等数字调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生数字信号。
2.将数字信号进行调制，如ASK调制、FSK调制、PSK调制等。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始数字信号。
4.分析解调后的信号与原始数字信号的相似性。
实验原理：数字调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，通过将数字信号与载波进行相互作用，改变载波的一些特性来实现信号传输。
数值调制通常使用正弦波作为载波信号。
解调则是将调制信号还原为原始数字信号的过程。
实验三：信道编码和解码技术实验目的：熟悉信道编码和解码技术的基本原理和方法，掌握卷积码、纠错码等编码与解码过程。
实验步骤：1.使用编码器将原始信息进行编码。
2.对编码后的信息添加噪声进行模拟信道传输。
3.使用解码器对接收到的编码信息进行解码。
4.比较解码后的信息与原始信息的相似性。
实验原理：信道编码是为了提高信道传输的可靠性和容错性，通过在原始信息中添加冗余数据，使得在传输中出现的错误可以被检测和纠正。
通信原理实验报告AM调制
=
= （2）
式中, 称为调幅系数(或调制指数) ，其中0＜ ≤1。而当 ＞1时，在 附近， 变为负值，它的包络已不能反映调制信号的变化而造成失真，通常将这种失真成为过调幅失真，此种现象是要尽量避免的。
四．仿真电路原理设计图
1．AM调制电路及仿真结果
图1（调制电路电路图）
图2（调制信号与调幅波仿真图）
PCM通信系统的实验方框图如图所示。
在PCM脉冲编码调制中，话音信号经防混叠低通滤波器后进行脉冲抽样，变成时间上离散的PAM脉冲序列，然后将幅度连续的PAM脉冲序列用类似于“四舍五入”办法划归为有限种幅度，每一种幅度对应一组代码，因此PAM脉冲序列将转换成二进制编码序列。对于电话，CCITT规定抽样率为8KHz，每一抽样值编8位码（即为28=256个量化级），因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kB。采用a律十三折线编码，它设计应用于PCM 30/32系统中。它每一帧分32个时隙，采用时分复用方式，最多允许接入30个用户，每个用户各占据一个时隙，另外两个时隙分別用于同步和标志信号传送，系统码元速率为2.048MB。各用户PCM编码数据的发送和接收,受发送时序与接收时序控制,它仅在某一个特定的时隙中被发送和接收，而不同用户占据不同的时隙。若仅有一个用户，在一个PCM 帧里只能在某一个特定的时隙发送和接收该用户的PCM编码数据，在其它时隙没有数据输入或输出。
（2）控制振荡器的工作状态实现调频
在微波发射机中，常用速调管振荡器作为载波振荡器，其振荡频率受控于加在管子发射极上的发射极电压。因此，只需将调制信号加至发射极即可实现调频。
若载波是由多谐振荡器产生的方波，则可用调制信号控制积分电容的充放电电流，从而控制其振荡频率。
2.间接调频原理
实验一(模拟调制系统调制及解调模拟)
实验一：模拟调制系统调制及解调模拟实验要求：1、 学生按照实验指导报告独立完成相关实验的内容；2、 上机实验后撰写实验报告，记录下自己的实验过程，记录实验心得。
3、 以电子形式在规定日期提交实验报告。
实验指导一、线性调幅1. 普通调幅原理介绍： 普通调幅即：AM 幅度调制 ，常规双边带幅度调制(Double-SideBand Modulation Passband) 其中输入信号是u(t),输出信号是y(t)，y(t)是个实信号，若u(t)=0cos u t Ω，则有()(())cos(2)()(cos())cos(2)c c c a c a cy t u t U f t y t U m t f t u m U απθαπθ=++=+Ω+=① 其中，α是输入信号的偏移，c f 是载波频率，θ是初始相位（设θ=0），c U 是载波幅度，a m 是调制指数。
传输载波时，α=1；不传输载波时，α=0。
()(1cos )cos ()cos cos()cos()22c a c a a c c c c y t U m t tm m y t U t t tωωωω=+Ω=++Ω+-Ω ② 由②得出，幅度调制的结果含有：载波c ω、上边带()c ω+Ω、下边带()c ω-Ω的成分，双边带幅度调制的输出包含了载频高端和低端的频率成分。
参数说明：DSB AM Modulator Passband(双边带频带幅度调制器)的主要参数DSB AM Demodulator Passband(双边带频带幅度解调器)的主要参数系统仿真框图：本例中信源是一个幅度为0.7，频率为8HZ的正弦信号。
各模块的参数设置：结果显示：AM幅度调制后信号的频域图：（可见载频两旁的边带成分）AM幅度调制后信号的时域图：系统仿真中示波器的波形图：（分别为调解波形、原始波形和调制波形）2.双边带调制原理介绍：即：双边带抑制载波幅度调制，为了提高调制效率，在双边带幅度调制的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中，这样就形成了双边带抑制载波幅度调制。
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实验一：模拟调制系统调制及解调模拟
实验要求：
1、 学生按照实验指导报告独立完成相关实验的内容；
2、 上机实验后撰写实验报告，记录下自己的实验过程，记录实验心得。
3、 以电子形式在规定日期提交实验报告。
实验指导
一、线性调幅
1. 普通调幅
原理介绍： 普通调幅
即：AM 幅度调制 ，常规双边带幅度调制(Double-SideBand Modulation Passband)
其中输入信号是u(t),输出信号是y(t)，y(t)是个实信号，若u(t)=0cos u t Ω，则有
0()(())cos(2)
()(cos())cos(2)c c c a c a c
y t u t U f t y t U m t f t u m U απθαπθ=++=+Ω+=
① 其中，α是输入信号的偏移，c f 是载波频率，θ是初始相位（设θ=0），c U 是载波幅度，a m 是调制指数。
传输载波时，α=1；不传输载波时，α=0。
()(1cos )cos ()cos cos()cos()22
c a c a a c c c c y t U m t t m m
y t U t t t ωωωω=+Ω=+
+Ω+-Ω ② 由②得出，幅度调制的结果含有：载波c ω、上边带()c ω+Ω、下边带()c ω-Ω的
成分，双边带幅度调制的输出包含了载频高端和低端的频率成分。
参数说明：
DSB AM Modulator Passband(双边带频带幅度调制器)的主要参数
DSB AM Demodulator Passband(双边带频带幅度解调器)的主要参数
系统仿真框图：
本例中信源是一个幅度为0.7，频率为8HZ的正弦信号。
各模块的参数设置：
结果显示：
AM幅度调制后信号的频域图：（可见载频两旁的边带成分）
AM幅度调制后信号的时域图：
系统仿真中示波器的波形图：（分别为调解波形、原始波形和调制波形）
2.双边带调制
原理介绍：
即：双边带抑制载波幅度调制，为了提高调制效率，在双边带幅度调制的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中，这样就形成了双边带抑制载波幅度调制。
公式①中α=1表示保留载波，若α=0，就变成了双边带抑制载波幅度调制。
参数说明：
DSB SC AM Modulator Passband(双边带频带抑制幅度调制器)的主要参数
参数名称参数值
Input signal offset(输入信号偏移) 15
Initial phase(rad)(初始相位) Pi/2
Sample time(采样时间) 1/60
Signal Generator(信号发生器)的主要参数
参数名称参数值
Wave form(波形) Sawtooth
Amplitude(幅度) 1
Frequency(频率) Pi
Unit(单位) Rad/sec 系统仿真框图：
各模块参数设置：
双边带抑制载波调制后频域图：
结果显示：
双边带抑制载波调制后时域图：
3.单边带调制：
原理介绍：
双边带抑制载波调制虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍然是基带信号宽带的2倍，而且完全对称，他们携带的信息完全相同。
因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输传输就可以了。
单边带幅度调制SSB AM(Signal-SideBand Amplitude Modulation)中，发送端只传输频带幅度调制信号的上边带或下边带，它使用的宽带只有双边带调制信号的一半，因而具有更高的频率利用率。
参数说明：
DSB AM Modulator Passband(双边带频带幅度调制器)的主要参数
Analog Filter Design(模拟滤波器设计)的主要参数
系统仿真框图：
关于各模块参数设置：
结果显示：
单边带调制频域图：
单边带调制时域图：
二、非线性调制
1、 FM 频率调制
频带频率调制器（FM Modulator Passband ）对输入的实信号实施频率调制，产生采样形式的信号。
假设输入信号为u(t),输出信号为y(t)，则输出信号与输入信号u(t)满足关系式：
()cos(22())c c t y t f t K u d ππττθ=+⎰+
其中，t ⎰是载波频率，θ是初始相位，c K 是调整常数。
FM Demodulator Passband 从输入的基带频率信号中解调出原始的信息序列。
频带频率调解器的输入信号是采样形式的标量信号，输出信号是一维的标量信号。
基带频率解调器使用了低通滤波器，这个低通滤波器由参数Lowpass filter numerator 和Lowpass filter denominator 确定。
参数说明：
FM Modulator Passband(频带频率调制器)的主要参数
Signal Generator(信号发生器)的主要参数
Spectrum Scope(频谱仪)的主要参数
系统仿真框图：
相关模块的参数设置：
结果显示：
FM频率调制后频域图：
FM调制后时域图：
3.PM相位调制
PM相位调制从输入的实信号实施相位调制。
假设输入信号为u(t),则输出信号y(t)的频率随着输入信号u(t)的幅度变化而变化，两者之间满足关系式：
参数设置：
FM Modulator Passband(频带频率调制器)的主要参数
参数名称参数值
Carrier frequency(载波频率) 1000
Initial phase(rad)(初始相位) 0
Modulation Constant(调制常数) 2
Symple interval(s)(符号间隔) inf
系统仿真框图：
相关模块参数设置：
实验结果：
PM相位调制后频域图：
PM相位调制后时域图：
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