抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调的实现
北邮通信原理实验报告
北京邮电大学通信原理实验报告学院：信息与通信工程学院班级：姓名：姓名：实验一：双边带抑制载波调幅（DSB-SC AM）一、实验目的1、了解DSB-SC AM 信号的产生以及相干解调的原理和实现方法。
2、了解DSB-SC AM 信号波形以及振幅频谱特点,并掌握其测量方法。
3、了解在发送DSB-SC AM 信号加导频分量的条件下,收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法。
4、掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法,掌握锁相环提取载波的调试方法。
二、实验原理DSB 信号的时域表达式为()()cos DSB c s t m t t ω=频域表达式为1()[()()]2DSB c c S M M ωωωωω=-++ 其波形和频谱如下图所示DSB-SC AM 信号的产生及相干解调原理框图如下图所示将均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到DSB—SC AM信号，其频谱不包含离散的载波分量。
DSB—SC AM信号的解调只能采用相干解调。
为了能在接收端获取载波，一种方法是在发送端加导频，如上图所示。
收端可用锁相环来提取导频信号作为恢复载波。
此锁相环必须是窄带锁相，仅用来跟踪导频信号。
在锁相环锁定时，VCO输出信号sin(2πf c t+φ)与输入的导频信号cos(2πf c t)的频率相同，但二者的相位差为(φ+90°)，其中很小。
锁相环中乘法器的两个输入信号分别为发来的信号s(t)（已调信号加导频）与锁相环中VCO的输出信号，二者相乘得到[A C m(t)cos(2πf c t)+A p cos(2πf c t)]∙sin(2πf c t+φ)=A c2m(t)[sinφ+sin(4πf c t+φ)]+A p2[sinφ+sin(4πf c t+φ)]在锁相环中的LPF带宽窄，能通过A p2sinφ分量，滤除m(t)的频率分量及四倍频载频分量，因为很小，所以约等于。
LPF的输出以负反馈的方式控制VCO,使其保持在锁相状态。
抑制载波双边带调幅(DSB-SC)和解调的实现精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调的实现一、设计目的和意义本设计要求采用matlab或者其它软件工具实现对信号进行抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调，并且绘制相关的图形。
在通信系统中，从消息变换过来的信号所占的有效频带往往具有频率较低的频谱分量（例如语音信号），如果将这些信号在信道中直接传输，则会严重影响信号传输的有效性和可靠性。
因此这种信号在许多信道中均是不适宜直接进行传输的。
在通信系统的发射端通常需要调制过程，将信号的频谱搬移到所希望的位置上，使之转化成适合信道传输或便于信道多路复用的以调信号。
而在接收端则需要解调过程，以恢复原来有用的信号。
调制解调过程常常决定了一个通信系统的性能。
随着数字化波形测量技术和计算机技术的发展，可以使用数字化方法实现调制与解调的过程。
同时调制还可以提高性能，特别是抗干扰能力，以及更好的利用频带。
二、设计原理（1）：调制与解调的MATLAB实现：调制在通信过程中起着极其重要的作用：无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的，调制过程可以将信号的频谱搬移到容易一电磁波形式辐射的较高频范围；此外，调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上，实现多路复用，不至于互相干扰。
振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。
调幅信号X(t)主要有调制信号和载波信号组成。
调幅器原理如图1所示：其中载波信号C(t)用于搭载有用信号，其频率较高。
幅度调制信号g(t)含有有用信息，频率较低。
运用MATLAB 信号g(t)处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。
对于信号x(t),通信系统就可以有效而可靠的传输了。
在接收端，分析已调信号的频谱，进而对它进行解调，以恢复原调制信号。
解调器原理如图2所示：对于调制解调的过程以及其中所包含的对于信号的频谱分析均可以通过MATLAB的相关函数实现。
（2）：频谱分析 当调制信号f(t)为确定信号时，已调信号的频谱为()c c SDSB=1/2F -+1/2F(+)ωωωω. 双边带调幅频谱如图3所示：图3 双边带调幅频谱抑制载波的双边带调幅虽然节省了载波功率，但已调西那的频带宽度仍为调制信号的两倍，与常规双边带调幅时相同。
抑制载波的双边带信号(DSB)的实现
实验二 振幅调制实验——抑制载波的双边带信号（DSB ）的实现一、实验原理1、振幅调制的一般概念调制，就是用调制信号（如声音、图像等低频或视频信号）去控制载波（其频率远高于调制信号频率，通常又称“射频” ）某个参数的过程。
载波受调制后成为已调波。
振幅调制，就是用调制信号去控制载波信号的振幅， 使载波的振幅按调制信号的规律变化。
设调制信号为()c o s f f m f v t V w t =载波信号为且 c f w w则根据振幅调制的定义，可以得到普通调幅波的表达为：()(1cos )cos AM cm f c v t V m w t w t =+ （2—1）式中 c ma m c m c m V K V m V V Ω∆== （2—2）称为调幅度（调制度）， a K 为调制灵敏度。
为使已调波不 失真，调制度m 应小于或等于1、当 m>1 时， 此时产生严重失真，称之为过调制失真，这是应该避免的。
将式（2—1）用三角公式展开，可得到：()cos cos()cos()22AM cm c cm c f cm c f m m v t V w t V w w t V w w t =+++- （2—3）由式（2—3）看出，单频调制的普通调幅波由三个高频正弦波叠加而成：载波分量，上 边频分量，下边频分量。
在多频调制的情况下，各边频分量就组成了上下边带。
普通调幅波 可用 AM 表示。
在调制过程中，将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号，简称双边带信号，用 DSB 表示；如果 DSB 信号经边带滤波器滤除一个边带或在调制过程中直接将一个边带抵消，就 形成单边带信号，用 SSB 表示。
由以上讨论可以看出， 若先将调制信号和一个直流电压相加，然后再与载波一起作用到 乘法器上，则乘法器的输出将是一个普通调幅波；若调制信号直接与载波相乘，或在 AM 调 制的基础上抑制载波，即可实现 DSB 调制；将 DSB 信号滤掉一个边带，即可实现 SSB 调 制。
双边带抑制载波调幅与解调实验
实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：＿＿＿实验名称实验二双边带抑制载波调幅与解调实验〔DSB-SC AM)指导教师实验目的1、掌握双边带抑制载波调幅与解调的原理及实现方法。
2、掌握相干解调法原理。
3、了解DSB调幅信号的频谱特性。
4、了解抑制载波双边带调幅的优缺点。
仪器设备与耗材1、信号源模块2、模拟调制模块3、模拟解调模块4、20M双踪示波器实验根本原理1、DSB调幅典型波形和频谱如图1所示：图1 DSB信号的波形和频谱实验中采用如下框图实现DSB调幅。
图2 DSB调幅实验框图由信号源模块提供不含直流分量的2K正弦基波信号和384K正弦载波信号sinwct经乘法器相乘，调制深度可由“调制深度调节〞旋转电位器调整，得到DSB调幅信号输出。
2、相干解调法实验中采用如下框图实现相干解调法解调DSB信号:调幅输入相乘输出解调输出图3 DSB解调实验框图〔相干解调法〕实验步骤与实验步骤：1、将模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2、插上电源线，翻开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的实验记录3、DSB调幅〔1〕信号源模块“2K正弦基波〞测试点，调节“2K调幅〞旋转电位器，使其输出信号峰峰值为1V左右；“384K正弦载波〞测试点，调节“384K调幅〞旋转电位器，使其输出信号峰峰值为左右。
〔2〕实验连线如下：信号源模块 ----------模拟调制模块“相乘调幅1〞2K正弦基波----------基波输入384K正弦载波--------载波输入〔3〕调节“调制深度调节1〞.旋转电位器，用示波器观测“调幅输出〞测试点信号波形。
这里也可采用“相乘调幅2〞电路完成同样过程。
4、DSB解调〔相干解调法〕〔1〕实验连线如下：模拟调制模块------------模拟解调模块“相干解调法〞载波输入----------------载波输入调幅输出----------------调幅输入〔2〕调节“解调深度调节〞旋转电位器’观测“相乘输出〞与“解调输出〞测试点波形，并比照模拟信号复原的效果。
抑制载波双边带调幅
抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调的实现一、设计目的和意义本设计要求采用matlab或者其它软件工具实现对信号进行抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调，并且绘制相关的图形。
在通信系统中，从消息变换过来的信号所占的有效频带往往具有频率较低的频谱分量（例如语音信号），如果将这些信号在信道中直接传输，则会严重影响信号传输的有效性和可靠性。
因此这种信号在许多信道中均是不适宜直接进行传输的。
在通信系统的发射端通常需要调制过程，将信号的频谱搬移到所希望的位置上，使之转化成适合信道传输或便于信道多路复用的以调信号。
而在接收端则需要解调过程，以恢复原来有用的信号。
调制解调过程常常决定了一个通信系统的性能。
随着数字化波形测量技术和计算机技术的发展，可以使用数字化方法实现调制与解调的过程。
同时调制还可以提高性能，特别是抗干扰能力，以及更好的利用频带。
二、设计原理（1）：调制与解调的MATLAB实现：调制在通信过程中起着极其重要的作用：无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的，调制过程可以将信号的频谱搬移到容易一电磁波形式辐射的较高频围；此外，调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上，实现多路复用，不至于互相干扰。
振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。
调幅信号X(t)主要有调制信号和载波信号组成。
调幅器原理如图1所示：其中载波信号C(t)用于搭载有用信号，其频率较高。
幅度调制信号g(t)含有有用信息，频率较低。
运用MATLAB信号g(t)处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。
对于信号x(t),通信系统就可以有效而可靠的传输了。
在接收端，分析已调信号的频谱，进而对它进行解调，以恢复原调制信号。
解调器原理如图2所示：对于调制解调的过程以及其中所包含的对于信号的频谱分析均可以通过MATLAB 的相关函数实现。
（2）：频谱分析当调制信号f(t)为确定信号时，已调信号的频谱为()c c SDSB=1/2F -+1/2F(+)ωωωω. 双边带调幅频谱如图3所示：图3 双边带调幅频谱抑制载波的双边带调幅虽然节省了载波功率，但已调西那的频带宽度仍为调制信号的两倍，与常规双边带调幅时相同。
北邮通原硬件实验报告
信息与通信工程学院通信原理硬件实验报告指导教师:实验日期：实验一双边带抑制载波调幅(DSB-SC AM)一、实验目的1) 了解DSB-SC AM信号的产生及相干解调的原理和实现方法。
2) 了解DSB-SC AM的信号波形及振幅频谱的特点，并掌握其测量方法。
3) 了解在发送DSB-SC AM信号加导频分量的条件下，收端用锁相环提取载波的原理及实现方法。
4) 掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法，掌握锁相环提取载波调试方法。
二、实验内容及步骤1. DSB-SC AM 信号的产生1) 按照指导书图示，连接实验模块。
2) 示波器观察音频振荡器输出调制信号m(t)，调整频率10kHz，均值03) 示波器观察主振荡器输出信号波形和频率；观察乘法器输出，注意相位翻转。
4) 测量已调信号的振幅频谱，调整加法器的G和g，使导频信号的振幅频谱的幅度为已调信号的编带频谱幅度的0.8倍。
2、DSB-SC AM 信号的相干解调及载波提取1) 调试锁相环a) 单独测试VCO的性能Vin暂不接输入，调节f0旋钮，改变中心频率，频率范围约为70~130kHz。
V in接直流电压，调节中心频率100kHz，使直流电压在-2~2V变化，观察VCO 线性工作范围；由GAIN调节VCO灵敏度，使直流电压变化正负1V时VCO频偏为10kHz。
b) 单独测试相乘和低通滤波工作是否正常。
锁相环开环，LPF输出接示波器。
两VCO经过混频之后由LPF输出，输出信号为差拍信号。
c) 测试同步带和捕捉带：锁相环闭环，输出接示波器，直流耦合。
将信号源VCO的频率f0调节到比100kHz小很多的频率，使锁相环失锁，输出为交变波形。
调节信号源VCO频率缓慢升高，当波形由交流变直流时说明VCO 锁定，记录频率f2=96.8kHz，继续升高频率，当直流突变为交流时再次失锁，记录频率f4=115.6kHz。
缓慢降低输入VCO频率，记录同步时频率f3=106.9kHz 和再次失锁时频率f1=90.7kHz。
实验一：双边带抑制载波调幅
（1）按图 7 连接实验设备，其中输入信号为图 3 中加法器的输出信号；
图 7 DSB-SC AM 信号的相干解调及载波提取实验连接图
（2）用示波器观察锁相环低通滤波器的输出是否为直流，以此判断锁相环是否处于锁 定状态。若未锁定，缓慢调节锁相环 VCO 的 f0 旋钮，直至锁相环低通滤波器输出直流；
器输出的频率，调节可调滤波器后观察到的解调信号频率也发生改变如图 25 所示。
图 24 相干解调输出（音频信号 10KHz）
图 25 相干解调输出（音频信号 3.5KHz）
五、 思考题
1、整理实验记录波形，说明 DSB-SC AM 信号波形的特点。 答： DSB-SC 信号波形如图 10 所示，调幅波的振幅在零值上下按照调制信号规律变化。其 包络正比于调制信号的绝对值，调制信号过零时，调幅波高频相位要产生 180°的相位突 变。 AM 信号波形如图 12 所示，振幅在载波振幅上、下按调制信号的规律变化，即调幅波 的包络直接反映调制信号的变化规律。
图 13 VCO 输出波形（DC=0V）
图 14 VCO 输出波形（DC=+1V）
图 15 VCO 输出波形（DC=-1V）
单独测量锁相环中乘法器、低通滤波器的工作是否正常
开环状态下，锁相环乘法器输出波形以及其信号源 VCO 的输入如图 16 所示。信号源 VCO 输出频率为 153.8KHz，锁相环 VCO 中心频率为 100.6KHz，由此可知乘法器输出信号包 络频率为 153.8KHz-100.6KHz=53.8KHz。从图 16 可知，包络一个周期在时间轴上约为 10 格，即周期为 2us x 10=20us，其频率约为 50KHz，乘法器输出正确。用示波器观察乘法器 输出经过环路低通滤波器的输出，可观察到频率在 50KHz 左右的正弦波形，此处由于工作 失误，未对滤波器的输出波形图像进行保存。
DSB抑制载波双边带幅度调制、相干解调系统的MATLAB实现
抑制载波双边带幅度调制、相干解调系统的MATLAB实现目录一、作业要求 (1)二、DSB-SC原理描述 (1)三、DSB-SC实现框图 (2)四、MATLAB程序及注释 (3)五、仿真结果 (11)一、作业要求用MATLAB程序开发设计抑制载波双边带幅度调制、相干解调系统。
系统参数如下：信源为频率为3K、幅度为1的正弦信号，载波频率为信源频率的30倍。
要求有如下输出和显示：（1）调制前后的信号波形、信号频谱；（2）在信道输入信噪比分别为0dB和10dB两种情况下，解调器的输入和输出波形各有何不同；（3）绘出输入信噪比与输出信噪比之间的关系（不能直接使用制度增益的公式来绘制）。
二、DSB-SC原理描述所谓线性调制是指信号的频谱为调制信号（即基带信号）频谱的线性平移及变换，而非线性调制时已调信号与输入调制信号之间不存在这种对应关系，已调信号频谱中将出现与调制信号无线性关系的分量。
在常规双边带调幅（DSB ）时，由于已调波中含有不携带信息的载波分量，故调制效率较低。
为了提高调制效率，在常规调幅的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中。
这种调制方式称为抑制载波双边带调制 (DSB-SC)。
在抑制载波双边带调幅（DSB-SC ）中，实现双边带调制就是完成调制信号与载波信号的相乘运算，输出已调信号时域表达式为：()()()=DSB c S t f t cos w t其中f(t)为调制信号，可确切知道也可以为随机信号，通常认为平均值为0。
ωc 为载波频率。
双边带解调只能采用相干解调，把已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，将已调信号的频谱搬回到原点位置，时域表达式为：21()()()()(12)2==+DSB c c c S t cos w t f t cos w t f t cos w t 然后通过低通滤波器，滤除高频分量，使得无失真地恢复出原始调制信号。
三、DSB-SC 实现框图DSB_SC 信号的产生：f(t)cos(wt)S(t)DSB_SC信号的解调：四、MATLAB程序及注释clc;clear;tic;fm=3*10^3;%pre modulation freqfc=30*fm;%carrier freqfs=2*2^10*fc;%sampling freqT=1/fs;%sampling intervalL=256*2^10;%length of signalt=(0:L-1)*T;%time vectorft=sin(2*pi*fm*t);%pre-modulation signalplot(t,ft);title('premodulation signal');xlabel('t/s');ylabel('f(t)');saveas(gcf,'premodulation signal.bmp','bmp');s_dsb=ft.*cos(2*pi*fc*t);%modulated signalplot(t,s_dsb);title('modulated signal');xlabel('t/s');ylabel('dsb(t)');saveas(gcf,'modulated signal.bmp','bmp');NFFT=2^nextpow2(L);fw_ft=fft(ft,NFFT)/NFFT*2;%show reality ampltitudef=fs/NFFT*(0:1:NFFT-1);abs_fw_ft=abs(fw_ft);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_ft(1:NFFT/2));saveas(gcf,'premodulation signal spectrum.bmp','bmp');plot(f(1:ceil(10*fm*L*T)),abs_fw_ft(1:ceil(10*fm*L*T)));%better effectfw_dsb=fft(s_dsb,NFFT)/NFFT*2;abs_fw_dsb=abs(fw_dsb);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsb(1:NFFT/2));saveas(gcf,'modulated signal spectrum.bmp','bmp');plot(f(1:ceil(2*fc*L*T)),abs_fw_dsb(1:ceil(2*fc*L*T)));%better effect%--------------------------------------q2dsb_n0=awgn(s_dsb,0);%add noiseplot(t,dsb_n0);dsb_n10=awgn(s_dsb,10);plot(t,dsb_n10);fw_dsb_n0=fft(dsb_n0,NFFT);%fftabs_fw_dsb_n0=abs(fw_dsb_n0);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsb_n0(1:NFFT/2));fw_dsb_n10=fft(dsb_n10,NFFT);abs_fw_dsb_n10=abs(fw_dsb_n10);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsb_n10(1:NFFT/2));[max_n0,locat_n0]=max(abs_fw_dsb_n0(1:NFFT/2));%bpf_n0w_bpf=11;%适当的取带通滤波器的带宽，会影响最后的制度增益abs_fw_dsb_n0(:,1:(locat_n0-w_bpf))=0;abs_fw_dsb_n0(:,(locat_n0+w_bpf):NFFT-locat_n0-w_bpf)=0;abs_fw_dsb_n0(:,NFFT-locat_n0+w_bpf:NFFT)=0;fw_dsb_n0(:,1:(locat_n0-w_bpf))=0;fw_dsb_n0(:,(locat_n0+w_bpf):NFFT-locat_n0-w_bpf)=0;fw_dsb_n0(:,NFFT-locat_n0+w_bpf:NFFT)=0;[max_n10,locat_n10]=max(abs_fw_dsb_n10(1:NFFT/2));%bpf_n10 %w_bpf=5;abs_fw_dsb_n10(:,1:(locat_n10-w_bpf))=0;abs_fw_dsb_n10(:,(locat_n10+w_bpf):NFFT-locat_n10-w_bpf)=0; abs_fw_dsb_n10(:,NFFT-locat_n10+w_bpf:NFFT)=0;fw_dsb_n10(:,1:(locat_n10-w_bpf))=0;fw_dsb_n10(:,(locat_n10+w_bpf):NFFT-locat_n10-w_bpf)=0;fw_dsb_n10(:,NFFT-locat_n10+w_bpf:NFFT)=0;% tic;%bpf1 %slow time wasting,no loop% for i=1:size(fw_dsb_n0,2)% max_abs_fw_n0=max(abs_fw_dsb_n0);% if abs_fw_dsb_n0(i)<0.1*max_abs_fw_n0% fw_dsb_n0(i)=0;% abs_fw_dsb_n0(i)=0;% end% end% toc;% tic;%bpf2% for i=1:size(fw_dsb_n10,2)% max_abs_fw_n10=max(abs_fw_dsb_n10);% if abs_fw_dsb_n10(i)<0.1*max_abs_fw_n10% fw_dsb_n10(i)=0;% abs_fw_dsb_n10(i)=0;% end% end% toc;fti_n0=ifft(fw_dsb_n0);%input signalfti_n10=ifft(fw_dsb_n10);fti_n0=real(fti_n0);fti_n10=real(fti_n10);plot(t,fti_n0);plot(t,fti_n10);dsb_n0_temp=fti_n0.*cos(2*pi*fc*t);fw_dsbi_n0=fft(dsb_n0_temp,NFFT);fw_dsbi_n0(:,ceil((1.5*fm)*L*T):NFFT-ceil((1.5*fm)*L*T))=0;%lpf %适当的取低通滤波器的带宽，会影响最后的制度增益abs_fw_dsbi_n0=abs(fw_dsbi_n0);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsbi_n0(1:NFFT/2));fto_n0=ifft(fw_dsbi_n0);%output signalfto_n0=real(fto_n0);plot(t,fto_n0);dsb_n10_temp=fti_n10.*cos(2*pi*fc*t);fw_dsbi_n10=fft(dsb_n10_temp,NFFT);fw_dsbi_n10(:,ceil((1.5*fm)*L*T):NFFT-ceil((1.5*fm)*L*T))=0;%lpf abs_fw_dsbi_n10=abs(fw_dsbi_n10);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsbi_n10(1:NFFT/2));fto_n10=ifft(fw_dsbi_n10);%output signalfto_n10=real(fto_n10);plot(t,fto_n10);plot(t,fto_n10-fto_n0);%difference btw n10&n0%------------------------------------q3sini=zeros(1,201);sono=zeros(1,201);for snr=0:200dsb_n_snr=awgn(s_dsb,snr);%add noiseplot(t,dsb_n_snr);fw_dsb_n_snr=fft(dsb_n_snr,NFFT);%fftabs_fw_dsb_n_snr=abs(fw_dsb_n_snr);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsb_n_snr(1:NFFT/2));[max_n_snr,locat_n_snr]=max(abs_fw_dsb_n_snr(1:NFFT/2));%bpf_n _snr%w_bpf=5;abs_fw_dsb_n_snr(:,1:(locat_n_snr-w_bpf))=0;abs_fw_dsb_n_snr(:,(locat_n_snr+w_bpf):NFFT-locat_n_snr-w_bpf)=0; abs_fw_dsb_n_snr(:,NFFT-locat_n_snr+w_bpf:NFFT)=0;fw_dsb_n_snr(:,1:(locat_n_snr-w_bpf))=0;fw_dsb_n_snr(:,(locat_n_snr+w_bpf):NFFT-locat_n_snr-w_bpf)=0;fw_dsb_n_snr(:,NFFT-locat_n_snr+w_bpf:NFFT)=0;fti_n_snr=ifft(fw_dsb_n_snr);%input signalfti_n_snr=real(fti_n_snr);plot(t,fti_n_snr);dsb_n_snr_temp=fti_n_snr.*cos(2*pi*fc*t);fw_dsbi_n_snr=fft(dsb_n_snr_temp,NFFT);fw_dsbi_n_snr(:,ceil((1.5*fm)*L*T):NFFT-ceil((1.5*fm)*L*T))=0;%lpfabs_fw_dsbi_n_snr=abs(fw_dsbi_n_snr);plot(f(1:NFFT/2),abs_fw_dsbi_n_snr(1:NFFT/2));fto_n_snr=ifft(fw_dsbi_n_snr);%output signalfto_n_snr=real(fto_n_snr)*2;%after lpf we acquire ft/2，so we need to *2plot(t,fto_n_snr);sini(1,snr+1)=10*log10(abs(mean(mean(ft(32768:229376).*ft(327 68:229376)))/(mean(mean(fti_n_snr(32768:229376)-ft(32768:229376)).*(fti_n_snr(32768:229376)-ft(32768:229376))))));sono(1,snr+1)=10*log10(abs(mean(mean(ft(32768:229376).*ft(32 768:229376)))/(mean(mean(fto_n_snr(32768:229376)-ft(32768:229376)).*(fto_n_snr(32768:229376)-ft(32768:229376))))));%取不受加窗影响的信号段endsnr_x=0:200;plot(snr_x,sono./sini);toc;% subplot(3,1,1);plot(t(32768:229376),ft(32768:229376));% subplot(3,1,2);plot(t(32768:229376),fti_n_snr(32768:229376)); % subplot(3,1,3);plot(t(32768:229376),fto_n_snr(32768:229376));五、仿真结果在MATLAB仿真中，取系统参数如下：信源为频率为3K、幅度为1的正弦信号，载波频率为信源频率的30倍，即为90K。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调的实现一、设计目的和意义本设计要求采用软件Matlab实现对信号进行抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调，并且绘制相关的图形。
在通信系统中，从消息变换过来的信号所占的有效频带往往具有频率较低的频谱分量（例如语音信号），如果将这些信号在信道中直接传输，则会严重影响信号传输的有效性和可靠性。
因此这种信号在许多信道中均是不适宜直接进行传输的。
在通信系统的发射端通常需要调制过程，将信号的频谱搬移到所希望的位置上，使之转化成适合信道传输或便于信道多路复用的以调信号。
而在接收端则需要解调过程，以恢复原来有用的信号。
调制解调过程常常决定了一个通信系统的性能。
随着数字化波形测量技术和计算机技术的发展，可以使用数字化方法实现调制与解调的过程。
同时调制还可以提高性能，特别是抗干扰能力，以及更好的利用频带。
二、设计原理（1）：调制与解调的MATLAB实现：调制在通信过程中起着极其重要的作用：无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的，调制过程可以将信号的频谱搬移到容易以电磁波形式辐射的较高频范围；此外，调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上，实现多路复用，不至于互相干扰。
振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。
调幅信号X(t)主要有调制信号和载波信号组成。
调幅器原理如图1所示：其中载波信号C(t)用于搭载有用信号，其频率较高。
幅度调制信号g(t)含有有用信息，频率较低。
运用MATLAB 信号g(t)处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。
对于信号x(t),通信系统就可以有效而可靠的传输了。
在接收端，分析已调信号的频谱，进而对它进行解调，以恢复原调制信号。
解调器原理如图2所示：对于调制解调的过程以及其中所包含的对于信号的频谱分析均可以通过MATLAB 的相关函数实现。
（2）：频谱分析 当调制信号f(t)为确定信号时，已调信号的频谱为()c c SDSB=1/2F -+1/2F(+)ωωωω. 双边带调幅频谱如图3所示：图3 双边带调幅频谱抑制载波的双边带调幅虽然节省了载波功率，但已调信号的频带宽度仍为调制信号的两倍，与常规双边带调幅时相同。
(3):功率谱密度分析通信中，调制信号通常是平稳随机过程。
其功率谱密度与自相关函数之间是一对付氏变换关系。
这样就可以先找到信号的自相关函数，然后通过付氏变换来实现信号的功率谱密度。
三、 详细设计步骤（1）利用Matlab 绘制已知信号f(t)根据f(t) 表达示0sin (200)||()0c t t t f t ≤⎧=⎨⎩其它，02t s =。
由于函数是辛格函数，故利用时间t 与f(t)的关系，再利用subplot 函数实现子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度。
具体图形如图4：图4：已知信号波形（2）利用Matlab 绘制已知信号f(t)的频谱根据f(t)的表达示，通过求傅立叶变换来实现信号的频谱，具体可以取40000个点来实现。
并且运用算法yw=2*π/40000*abs(fftshift(yk))，fw=[-25000:24999]/50000*fs 。
这样再利用subplot 函数实现子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度。
具体图形如图5：图5：已知信号波形的频谱（3）利用Matlab 绘制载波信号由给定的载波为cos 2c f t π，200c f H z =，的出余弦信号的画法，这样再利用subplot 函数实现子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度，时间。
具体图形如图6：图6 ：载波信号（4）利用Matlab绘制已调信号由调制信号知：抑制载波双边带调幅的调制过程实际上就是调制信号与载波的相乘运算。
故此时将上述两个信号相乘，就可以得出已调信号y4, y4=sinc(t.*200).*cos(2*π.*fc3.*t). 这样再利用subplot函数实现子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度，时间。
具体图形如图7：图7：已调信号(5) 利用Matlab绘制已调信号的频谱根据已调信号的表达示，提高求傅立叶变换来实现信号的频谱，具体可以取4000个点来实现。
并且运用算法yw=2*π /4000*abs(fftshift(yk))，fw=[-2500:2499]/5000*fs。
这样再利用subplot函数实现子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度。
具体图形如图8：图8：已调信号波形的频谱（6）利用Matlab绘制DSB-SC调制信号的功率谱密度通信中，调制信号通常是平稳随机过程。
其功率谱密度与自相关函数之间是一对付氏变换关系。
此时先求调制信号的自相关函数，利用命令[c,lags]=xcorr(y4,20)以及plot(lags/fs,c)就可以实现调制信号的自相关函数，此时将自相关函数求付氏变换。
利用SDSBp=fft(c,5000；fw=[-2500:2499]/5000*fs；yw=2*π/4000*abs(fftshift(SDSBp))即可实现，此时用figure和subplot可以在另一页画出自相关函数波形和功率谱密度波形，具体图形如图9：图9 调制信号自相关函数波形和功率谱密度波形（7）利用Matlab绘制相干解调后的信号波形由抑制载波双边带调幅的解调过程实际上实际是将已调信号乘上一个同频同相的载波。
即y7=sinc(t7*200).*cos(2*π*fc3*t7).*cos(2*π*fc3*t3)。
此时解调图形如图10：图10 乘上同频同相的载波后的信号波形再用一个低通滤波器就可以恢复原始的调制信号，这种调制方法称为相干解调。
主要程序语句为[n,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs)；[b,a]=ellip(n,Rp,Rs,Wn)；这样可以实现求取阶数n和传递函数的分子分母b,a；Wp=40/100; Ws=45/100; 这时的100是最高频率的一半，而40则是在100/π和45之间。
Xl=5*filter(b,a,y7)。
通过这样可以使滤波后的波形失真更小。
此时可得相干解调后的信号波形，具体波形如图11：图11相干解调后的信号波形总结：通过利用Matlab程序实现了题目的要求，完成了对抑制载波双边带调幅（DSB-SC）的解调。
四、设计结果及分析本环节的主要任务是验证设计的结果以及分析原由。
（1）原始信号以及频谱的分析：由于原始信号是辛格函数，所以经过傅立叶变换后应该是一个方波。
频率为100/π。
经设计得出图形5，故正确得出了原信号的频谱。
（2）由于载波信号为余弦，故图形如图6。
频率为200HZ。
（3）对于已调信号则是由原信号与载波信号相乘的结果。
由于辛格函数只是中间幅度大，故与载波信号相乘后，主要幅度仍然集中在0附近。
此时在对已调信号求取频谱，由已调信号可知，只是一个双边带信号，而且频率应该在200HZ左右，而结果图形如图8所示，恰好与分析相吻合。
此过程证明了双边带调制过程中有频谱的搬移。
（4）在求已调信号的的功率谱密度函数波形时，首先要求自相关函数。
这一个过程即为两个辛格函数的乘积。
故如图9所示。
然后在把自相关函数经过傅立叶变换，此时即可得到相应的功率谱密度函数波形，如图9所示，同样也是将频率搬移到200HZ附近。
（5）最后将已调的信号通过乘以同频同相的本地载波，即为相干解调。
此时的波形没有经过低通滤波器，所以波形与原始信号有点不一致，如图10所示。
最后通过椭圆滤波器后，在设计参数的调整下，可以恢复出原始的信号。
但要求本过程的参数选择一定要合理，最到最理想，最后得出的波形去图11所示。
综上所述，通过画原始信号的波形，频谱以及载波的波形并且分析两个波形之间频率的大小关系，再实现两个函数的相乘，可以得出已调信号，并且利用傅立叶变换可以找到其频谱。
此时可以看出抑制载波双边带调幅的实质为频谱的搬移。
同时通过自相关函数，并且求自相关函数的傅立叶变换就可以实现功率谱密度函数波形的画法。
最后将已调信号与载波信号相乘经过低通滤波器作相干解调，就可以恢复出原始信号。
对椭圆滤波器的参数做调整，则可以改变其恢复信号的准确度。
而抑制载波双边带调幅的优点在于可以提高效率，减少干扰。
五、体会本设计要求采用软件Matlab实现对信号进行抑制载波双边带调幅（DSB-SC）和解调，并且绘制相关的图形。
通过设计完成了题目的要求。
本次设计，首先针对题目进行分析，将所涉及的波形，频谱及相关函数做了研究，大体上能够把握了设计的流程以及思路。
再通过查阅相关资料，能对相关的知识做正确的记录，以便随时查看。
在问题的分析阶段中，就原始信号的频率和载波信号的频率做了比较，确定了具体的方案后，在针对Matlab中的有关画图处理函数进行学习和分析，这样就提高了学习的针对性，同时节约了设计的时间。
在设计过程中，充分的利用Matlab的相关函数，如傅立叶变换，自相关函数以及椭圆滤波器的函数，使自己掌握了更多有用的函数。
通过查看函数的用法以及例题，句可以正确的实现本设计的部分函数的编写。
同时本设计中所运用的通信原理中的自相关函数与功率频密度函数的知识也在设计过程中得到了正确的理解，并且成功的实现了图形的绘制。
在设计过程中，也遇到了许多的困难。
如原始波形的频谱应该是方波，可结果却只是一条直线，经过分析，原来是采样点过少，同时在设计时也要随时考虑到数字信号处理中所学的抽样频率必须大于两倍信号谱的最高频率（FS.>2FH）以及抽样点数N大于M点的有限长序列。
这样就成功的将Matlab，通信原理和数字信号处理有机的结合在一起。
此外在分析所设计的图中，根据相关的通信原理知识可以对结果作出判断，这样就提高了自己的相关知识，同时加深了对Matlab的运用。
总之，在本设计中，通过自己的努力，认真学习相关的函数，通过设计前后的分析，大大提高了自己解决问题的能力。
而在设计过程中通过对错误的改正，也加强了自己对相关知识的理解，这将对以后的学习工作有着很大的帮助。
同时由于本次设计运用了不同的知识，这样我就可以更好的将不同科目的知识进行联系学习，对牢靠的学习有着巨大的支持！同时真诚感谢张烨老师给予的大力支持和帮助指导！六、参考文献[1]. 曹志刚，钱亚生.现代通信原理 . 清华大学出版社，2006年10月第24版[2]. 张志涌. 精通Matlab6.5版. 北京航天航空大学出版社，2005年8月[3]．程佩青. 数字信号处理教程. 清华大学出版社，2006年10月[4]．刘树棠. 信号与系统. 西安交通大学出版社2005年4月[5]．刘毅敏. 基于Matlab的调制解调器的设计. 武汉科技大学[6]．郭文彬. 通信原理基于Matlab的计算机仿真. 北京邮电大学出版社附录：本设计的具体程序如下：t=-2:0.001:2 %%信号f(t)y1=sinc(t*200)subplot(2,3,1),plot(t,y1) %画出原始信号title('已知信号')xlabel('时间：s')ylabel('幅度')gridxlim([-0.1,0.1])fs=3000 %%信号频谱t1=-2:0.0001:2y11=sinc(t1*200)yk=fft(y11,50000) %对信号做傅立叶变换yw=2*pi/40000*abs(fftshift(yk)) %频谱搬移fw=[-25000:24999]/50000*fssubplot(2,3,2),plot(fw,yw)title('已知信号的频谱')xlabel('频率：hz')ylabel('幅度')gridxlim([-30,30])y3=cos(2*pi*200*t) %%载波信号subplot(2,3,3),plot(t,y3)title('载波信号')xlabel('时间：s')ylabel('幅度')gridxlim([-0.1,0.1])y4=sinc(t*200).*cos(2*pi*200*t) %%已调信号subplot(2,3,4),plot(t,y4,'r-')title('已调信号')xlabel('时间：s')ylabel('幅度')gridxlim([-0.05,0.05])fs1=1000 %已调信号频谱yk=fft(y4,5000) %对信号做傅立叶变换yw=2*pi/4000*abs(fftshift(yk)) %频谱搬移fw=[-2500:2499]/5000*fs1subplot(2,3,5),plot(fw,yw,'r-')title('已调信号的频谱')xlabel('频率：hz')ylabel('幅度')gridxlim([-400,400])[c,lags]=xcorr(y4,200) %%DSB信号自相关函数Figure %200表示自相关函数时间тsubplot(211)plot(lags/fs,c)title('DSB信号自相关函数')xlabel('t')ylabel('Rxx(t)')gridSDSBp=fft(c,5000) %%DSB功率谱fw=[-2500:2499]/5000*fs1yw=2*pi/4000*abs(fftshift(SDSBp))%频谱搬移subplot(212)plot(fw,yw)title('DSB信号功率谱')xlabel('w')ylabel('Rxx(t)')gridy7=y4.*y3 %%解调信号figuresubplot(211)plot(t,y7)title('解调信号')xlabel('时间：s')ylabel('幅度')gridxlim([-0.1,0.1])Rp=0.1; %%滤波后的f(t)信号Rs=80; %信号衰减幅度Wp=40/100; %通带截止频率Ws=45/100; %阻带截止频率,100为载波频率的一半[n,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs); %阶数n[b,a]=ellip(n,Rp,Rs,Wn); %传递函数分子分母b,aXl=5*filter(b,a,y7);figure;subplot(211);plot(t,Xl);title('滤波后的f(t)信号');xlabel('时间单位:s');ylabel('幅度');grid;xlim([-0.1,0.1])11。