北邮通信原理软件实验报告

通信原理软件实验报告

学院：信息与通信工程学院班级：

一、通信原理Matlab仿真实验

实验八

一、实验内容

假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形和频谱。

二、实验原理

1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM

该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到，其表达式及时间波形图为：

应当注意的是，m(t)的绝对值必须小于等于1，否则会出现下图的过调制：

AM信号的频谱特性如下图所示：

由图可以发现，AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。

2、双边带抑制载波调幅（DSB—SC AM）信号的产生

双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波c(t)相乘得到，如图所示：

m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示：

若调制信号m(t)是确定的，其相应的傅立叶频谱为M(f)，载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到，因此经过调制之后，基带信号的频谱被搬移到了载频fc处，若模拟基带信号带宽为W，则调制信号带宽为2W，并且频谱中不含有离散的载频分量，只是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。

3、单边带条幅SSB信号

双边带抑制载波调幅信号要求信道带宽B=2W, 其中W是模拟基带信号带宽。从信息论关点开看，此双边带是有剩余度的，因而只要利用双边带中的任一边带来传输，仍能在接收机解调出原基带信号，这样可减少传送已调信号的信道带宽。

单边带条幅SSB AM信号的其表达式：

或

其频谱图为：

三、仿真设计

1、流程图：Array

2、实验结果&分析讨论

实验仿真结果

从上至下依次是AM信号、DSB信号、SSB信号。

从仿真结果看，AM调制信号包络清晰，可利用包络检波恢复原信号，接收设备较为简单。其频谱含有离散大载波，从理论分析可知，此载波占用了较多发送功率，使得发送设备功耗较大。DSB-SC信号波形和频谱，其时域波形有相位翻转，频谱不含离散大载波。SSB信号比DSB信号节省一半带宽，适合于语声信号的调制，因为其没有直流分量，也没有很低频的成分。

3、结果分析：

根据通原理论课的知识可知，信号的AM调制比较容易实现，但其功率谱中有相当大一部分是载频信号，效率非常低；DSB-SC调制解决了AM信号效率低下的问题，但仍然存在的问题是调制信号的带宽为基带信号的两倍，频谱利用率较低；SSB调制方式在频谱利用上又做出了改进，为原先的一半，但其可靠性降低了，总之，可靠性与有效性是难以两全其美的，为一对矛盾体。

四、程序代码

fs = 800;%kHz

T = 200;

N = T*fs;

t = linspace(-T/2,T/2,N);

f = linspace(-fs/2,fs/2,N);

fm1 = 1;%kHz

fm2 = 0.5;%kHz

fc = 20;%kHz

mt = sin(2*pi*fm1*t)+2*cos(2*pi*fm2*t);

%AM调制信号波形和频谱

A = 2;

a = 0.3;

AM = (1 + a*mt).*cos(2*pi*fc*t);

figure(1);

subplot(2,1,1);

plot(t,AM);

xlabel('时间t(ms)');

ylabel('AM');

axis([-3,3,-3,3]);

title('AM波形');

grid on;

FAM = t2f(AM,fs);

subplot(2,1,2);

plot(f,abs(FAM));

xlabel('频率f(kHz)');

ylabel('FAM');

axis([-25,25,0,150]);

title('AM幅频特性');

grid on;

%DSB-SC信号波形和频谱

DSB = mt.*cos(2*pi*fc*t);

figure(2);

subplot(2,1,1);

plot(t,DSB);

xlabel('时间t(ms)');

ylabel('DSB');

axis([-3,3,-3,3]);

title('DSB波形');

grid on;

FDSB = t2f(DSB,fs);

subplot(2,1,2);

plot(f,abs(FDSB));

xlabel('频率f(kHz)');

ylabel('FDSB');

axis([-25,25,0,150]);

title('DSB幅频特性');

grid on;

%SSB信号波形和频谱

M = t2f(mt,fs);

MH = -j*sign(f).*M;

mh = real(f2t(MH,fs));

SSB = mt.*cos(2*pi*fc*t)- mh.*sin(2*pi*fc*t);

FSSB = t2f(SSB,fs);

figure(3);

subplot(2,1,1);

plot(t,SSB);

xlabel('时间t(ms)');

ylabel('SSB');

axis([-3,3,-5,5]);

title('SSB波形');

grid on;

subplot(2,1,2);

plot(f,abs(FSSB));

xlabel('频率f(kHz)');

ylabel('FSSB');

axis([-25,25,0,150]);

title('SSB幅频特性');

grid on;

实验九

一、实验内容

假设基带信号为m(t)=sin(2000πt)+2cos(1000πt)+4sin(500πt+π/3),载波频率为40kHz，仿真产生FM信号，观察波形与频谱。FM的频偏常数为5kHz/V。

二、实验原理

1、调频信号表达式为：