信号的调制与解调
信号调制与解调
一、调制与解调【设计要求】(1) 运用所学知识实现对简单信号的调整和解调。
(2) 在对信号的幅度，频率等的调制中，掌握方法，观察调制波形。
(3) 了解MATLAB有关信号调用的子函数。
【设计工具】MATLAB【设计原理】1、将某一个载有信息的信号嵌入另一个信号的过程一般称之为调制；而将这个载有信息的信号提取出来的过程称为解调。
将会看到，调制技术不仅仅是能将信息嵌入到能有效传输的信号中去，而且还能够把频谱重叠的多个信号通过一种复用的概念在同一信道上同时传输。
2、由相关的理论可知，信号若要从发射端传输到接收端，就必须进行频率搬移。
调制的作用就是进行各种信号的频谱搬移，使其托附在不同频率的载波上，与其他信号互不重叠，占据不同的频率范围，在同一信道内进行互不干扰的传输，实现多路通信。
信号的调制分为幅度调制，频率调制，相位调制。
3、信号的幅度调制与解调信号的幅度调制实际上就是将原时域基带信号与载波信号进行相乘运算，解调则是用已解调信号与载波信号进行相乘运算，然后用低通滤波器将原来信号分解出来。
现在以知一个基带信号为错误！未找到引用源。
在发射端被调制成频带信号错误！未找到引用源。
在接收端信号被调解为错误！未找到引用源。
通过低通滤波器思考怎样恢复出基带信号错误！未找到引用源。
,并描绘出上述各信号的时域波形和频域波形，其中，采样点数N取1000.4、用modulate进行信号幅度，频率，相位的调制（1）信号的幅度调制现在已知一个频率为1Hz的基带信号，用频率为10Hz的载频信号进行幅度调制。
（处理采样信号时采样点数N取100）思考处理信号时采样点如何取比较合适？（2）信号的频率调制现在已知一个频率为1Hz的基带信号，用频率为10Hz的载频信号进行幅度调制。
（处理采样信号时采样点数N取100）用matlab实现调制的仿真结果。
（3）现在已知一个频率为1Hz的基带信号，用频率为10Hz的载频信号进行幅度调制。
（处理采样信号时采样点数N取100）源程序t=linspace(0,100,100);%线性等分向量ft=3*sin(6*t);%原始信号fs=100;%采样点数f=[-500:499]/1000*fs;%采样频率yk=fft(ft,1000);%求频谱yw=2*pi/1000*abs(fftshift(yk));%傅里叶变换Sm=ft.*cos(60*t);%调制信号yk1=fft(Sm,1000);%求频谱yw1=2*pi/1000*abs(fftshift(yk1));%傅里叶变换%%%%%====================%%%%%figure(1)subplot(2,1,1);plot(t,ft);title('原始时域信号');text(58,2,'g(t)=3sin(6t)')grid;subplot(2,1,2);plot(f,yw);title('原始频域信号');grid;figure(2)subplot(2,1,1);plot(t,Sm);title('调制时域信号');text(60,2,'f(t)=3sin(6t)cos(60t)')grid;subplot(2,1,2);plot(f,yw1);title('调制频域信号')%%%%%====================%%%%%Fs=1000;%采样点数t=linspace(0,100,100);%线性等分向量ft=3*sin(6*t);%原始信号sm=ft.*cos(60*t);%调制信号m0=sm.*cos(60*t);%解调信号N=Fs;%采样点数Yk=fft(m0,2048);%离散频谱变换的点数Yw=2*pi/N*abs(fftshift(Yk));%傅里叶变换Fw=[-1024:1023]/2048*100;b=ones(1,10)/10;ft1=2*filtfilt(b,1,m0);%低通滤波器Yk1=fft(ft1,2048);Yw1=2*pi/N*abs(fftshift(Yk1));%频谱figure(3)subplot(2,1,1);plot(m0);title('解调时域信号');text(60,2,'g0(t)=3sin(6t)cos(60t)cos(60t)') grid;subplot(2,1,2);plot(Fw,Yw);title('解调频域信号');grid;figure(4)subplot(2,1,1);plot(ft1);title('滤波时域信号');grid;subplot(2,1,2);plot(Fw,Yw1);title('滤波频域信号')fs=100;t=linspace(-0.5,1.5,100);fc=10;ft=sin(2*pi*t);%调幅信号y1=modulate(ft,fc,fs,'amdsb-sc');%调频信号y2=modulate(ft,fc,fs,'fm');%调频信号y3=modulate(ft,fc,fs,'pm');%调相信号figure(5)subplot(4,1,1);plot(ft)title('原始信号');grid onsubplot(4,1,2);plot(y1)title('调幅信号');grid onsubplot(4,1,3);plot(y2)title('调频信号');grid onsubplot(4,1,4); plot(y3)title('调相信号'); grid on。
调制与解调
ea
ec
O
f0 fn
O
f
f
O
t
t
ec
O
t
t
（b）频率电压特性曲线
传感器与测试技术
传感器与测试技术
O
t
调制与解调
调制是指利用被测缓变信号来控制或改变高频振荡波的某个参数（幅值、
e
频率或相位），使其按被测信号的规律变化，以利于信调号制的信放号 大与传输。
一般把控制高频振荡波的缓变信号称为O 调制波；载送缓变信号的高频t
振荡波称为载波；经过调制的高频振荡波称为已调波，根据调制原理不同，
x(t)
x A (t )
xm(t)
x 0(t )
A
O
tO
tO
tO
t )
x(t)
A
tO
tO
tO
tO
t
x A (t )
A tO
3．相敏检波
y(t)
相敏检波常用的有半波相敏检波和全
O
波相敏检波。图a所示为一开关式全波相
t
敏检波电路。输出信号x0(t)如图b所示。
u(t)
f0
O
f0
f
原来调制时的相同而使第二 次“搬移”后的频谱有一部 分“搬移”到原点处，所以 频谱中包含有与原调制信号 相同的频谱和附加的高频频
Y(f )
1 2
f0
O
X m( f )Y ( f )
1
2
f0
f
低通滤波
谱两部分，其结果如图所示。
2 f 0
fc
O
fc
fm fm
同步解调
2f0 f
2．包络检波
包络检波在时域内的流程如图所示。调幅波经过包络检波（整流、滤 波）就可以恢复偏置后的信号xA(t)，最后再将所加直流分量去掉，就可以 恢复原调制信号x(t)。
信号调制解调
由上式可见，除了由于载波分量而在处形成两个冲激函数之外，这个频谱与抑制载波的AM的频谱相同。
2。幅度调制在中、短波广播和通信中使用甚多。幅度调制的不足是抗干扰能力差，因为各种工业干扰和天电干扰都会以调幅的形式叠加在载波上，成为干扰和杂波
四．解调的原理
解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。在各种信息传输或处理系统中，发送端用所欲传送的消息对载波进行调制，产生携带这一消息的信号。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用，这就是解调。解调是调制的逆过程。调制方式不同，解调方法也不一样。与调制的分类相对应，解调可分为正弦波解调（有时也称为连续波解调）和脉冲波解调。正弦波解调还可再分为幅度解调、频率解调和相位解调，此外还有一些变种如单边带信号解调、残留边带信号解调等。同样，脉冲波解调也可分为脉冲幅度解调、脉冲相位解调、脉冲宽度解调和脉冲编码解调等。对于多重调制需要配以多重解调。
过程：
输入信号经过乘法器与cos0t相乘，得到已调信号fS(t)=m(t)cos0t，其频谱为FS(j)=½{F[j(-0)]+F[j(+0)]}
而h(t)为一带阻滤波器，仅保留有效的频带。
输出得到频谱为 的信号
由此可见，原始信号的频谱被搬移到了频率较高的载频附近，达到了调制的目的。
已调信号的频谱表明原信号的频谱中心位于上，且关于对称。它是一个带通信号。
解调过程除了用于通信、广播、雷达等系统外还广泛用于各种测量和控制设备。例如，在锁相环和自动频率控制电路中采用鉴相器或鉴频器来检测相位或频率的变化，产生控制电压，然后利用负反馈电路实现相位或频率的自动控制。
五．调制解调的应用
调制在无线电发信机中应用最广。图1为发信机的原理框图。高频振荡器负责产生载波信号，把要传送的信号与高频振荡信号一起送入调制器后，高频振荡被调制，经放大后由天线以电磁波的形式辐射出去。其中调制器有两个输入端和一个输出端。这两个输入分别为被调制信号和调制信号。一个输出就是合成的已调制的载波信号。例如，最简单的调制就是把两个输入信号分别加到晶体管的基极和发射极，集电极输出的便是已调信号。
通信系统的信号调制与解调技术
通信系统的信号调制与解调技术概述：- 通信系统是现代社会中不可或缺的重要组成部分，它将信息通过信号的调制与解调来实现传输和接收。
- 信号调制是将原始信号转换为适合传输的模拟信号或数字信号的过程，而解调则是将接收到的信号转换回原始信号的过程。
一、调制技术：1. 调制的基本概念：- 在通信过程中，为了能够有效地传输信号并提高抗干扰能力，需要将原始信号转换为适合传输的信号形式。
- 调制是指通过改变原始信号的某些特性，将其转换为另一种形式的信号。
2. 调制的分类：- 模拟调制：- 频率调制（FM）：根据原始信号的幅度变化来调制载波频率。
- 相位调制（PM）：根据原始信号的幅度变化来调制载波相位。
- 幅度调制（AM）：根据原始信号的幅度变化来调制载波幅度。
- 数字调制：- 脉冲振幅调制（PAM）：将数字信号转换为一系列脉冲的幅度。
- 正交振幅调制（QAM）：将数字信号转换为正交的两路模拟信号。
- 频移键控（FSK）：将数字信号通过改变频率来调制载波。
- 相移键控（PSK）：将数字信号通过改变相位来调制载波。
3. 调制的过程：- 信号调制的过程一般分为两步：载波生成和调制。
a. 载波生成：- 载波是指能够传输信号的电磁波。
- 载波可以由频率稳定的振荡器产生，频率由待调制信号的带宽决定。
b. 调制：- 将待传输的信号与产生的载波进行合理的叠加或调整，以达到信号传输的目的。
- 通过改变载波的幅度、频率或相位来实现信号的调制。
二、解调技术：1. 解调的基本概念：- 解调是指将调制信号还原为原始信号的过程，是调制的逆过程。
2. 解调的分类：- 线性解调：- 包络检测：通过检测调幅信号的包络来还原原始信号。
- 频率鉴别：通过检测调频或调相信号的频率变化来还原原始信号。
- 包络鉴别：通过检测调幅信号的包络和频率变化来还原原始信号。
- 非线性解调：- 直接检测：直接从调制信号中提取原始信号。
3. 解调的过程：- 解调的过程与调制相反，一般分为两步：接收和解调。
无线通信网络中的信号调制与解调技术
无线通信网络中的信号调制与解调技术随着科技的不断进步和发展，无线通信网络已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
而在无线通信网络中，信号调制与解调技术则是实现信息传输的核心。
本文将探讨无线通信网络中的信号调制与解调技术的原理和应用。
一、信号调制技术信号调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，主要包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种调制方式。
调幅是将数字信号的振幅变化应用到载波信号上，使得载波信号的振幅随着数字信号的变化而变化。
调幅技术在无线电广播和电视传输中得到广泛应用，它具有传输距离远、抗干扰能力强的优点。
调频是将数字信号的频率变化应用到载波信号上，使得载波信号的频率随着数字信号的变化而变化。
调频技术在无线电通信中应用广泛，如调频广播、无线电对讲机等，它具有传输质量高、抗噪声能力强的特点。
调相是将数字信号的相位变化应用到载波信号上，使得载波信号的相位随着数字信号的变化而变化。
调相技术在无线通信中应用广泛，如调制解调器、无线局域网等。
调相技术具有传输效率高、抗多径衰落能力强的优势。
二、信号解调技术信号解调是将调制信号还原为原始信号的过程，主要包括包络检测、频率解调和相位解调三种解调方式。
包络检测是通过检测调制信号的振幅变化来还原原始信号。
包络检测技术在调幅信号的解调中应用广泛，如无线电广播接收机等。
它的原理简单，但抗干扰能力较差。
频率解调是通过检测调制信号的频率变化来还原原始信号。
频率解调技术在调频信号的解调中得到广泛应用，如调频广播接收机、无线电对讲机等。
它具有抗噪声能力强、传输质量高的特点。
相位解调是通过检测调制信号的相位变化来还原原始信号。
相位解调技术在调相信号的解调中应用广泛，如调制解调器、无线局域网等。
相位解调技术具有传输效率高、抗多径衰落能力强的优势。
三、信号调制与解调技术的应用信号调制与解调技术在现代无线通信网络中得到广泛应用，如移动通信、卫星通信、无线局域网等。
在移动通信中，调幅技术主要应用于2G网络，如GSM网络；调频技术主要应用于3G网络，如CDMA网络；而调相技术主要应用于4G网络，如LTE网络。
信号的调制与解调原理
信号的调制与解调原理一、引言信号的调制与解调是通信领域中的重要概念，它们在无线通信、有线通信以及光通信等领域中起着关键作用。
调制（Modulation）是指将要传输的原始信号通过改变载波的某些特性来进行编码，以便能够适应信道传输的需求。
解调（Demodulation）则是将经过调制的信号恢复为原始信号的过程。
本文将详细介绍信号的调制与解调原理。
二、调制原理1. 调制的基本概念调制技术的核心是将原始信号与载波进行合理的组合，通过改变载波的某些特性来实现信息的传输。
常见的调制方式包括振幅调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
2. 振幅调制（AM）振幅调制是指通过改变载波的振幅来传输信号的一种调制方式。
在振幅调制中，原始信号的幅度变化会导致载波的幅度随之变化，从而实现信息的传输。
振幅调制的优点是简单易实现，但受到干扰的影响较大。
3. 频率调制（FM）频率调制是通过改变载波的频率来传输信号的一种调制方式。
在频率调制中，原始信号的波形会使载波的频率随之变化，从而实现信息的传输。
频率调制的优点是抗干扰能力强，但需要更宽的带宽。
4. 相位调制（PM）相位调制是通过改变载波的相位来传输信号的一种调制方式。
在相位调制中，原始信号的波形会使载波的相位随之变化，从而实现信息的传输。
相位调制的优点是带宽利用率高，但对于相位噪声敏感。
三、解调原理1. 解调的基本概念解调是将经过调制的信号恢复为原始信号的过程。
解调的目标是将调制信号中的信息提取出来，并进行恢复。
解调过程通常包括检测、滤波和信号恢复等步骤。
2. 幅度解调幅度解调是将调制信号中的振幅信息提取出来的过程。
常见的幅度解调方式有包络检波和同步检波等。
包络检波是通过将调制信号通过整流和低通滤波器处理，提取出其包络来实现幅度解调。
同步检波则是利用参考信号与调制信号进行比较，提取出其振幅信息。
3. 频率解调频率解调是将调制信号中的频率信息提取出来的过程。
常见的频率解调方式有相干解调和非相干解调等。
信号的调制与解调原理
信号的调制与解调原理信号的调制与解调是通信领域中非常重要的基础知识，它涉及到了信号的传输、处理和解析等方面。
在现代通信技术中，调制与解调技术已经得到了广泛的应用，它不仅可以提高信号的传输效率，还可以减少信号传输过程中的误差。
本文将从信号的调制原理、调制方式、解调原理和解调方式等方面进行详细介绍。
一、调制原理。
调制是指将要传输的信息信号与载波信号进行合成，形成新的调制信号的过程。
在调制过程中，信息信号会改变载波信号的某些参数，如振幅、频率或相位，从而实现信息的传输。
常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
其中，AM调制是通过改变载波信号的振幅来传输信息，FM调制是通过改变载波信号的频率来传输信息，而PM调制则是通过改变载波信号的相位来传输信息。
二、调制方式。
在实际的通信系统中，调制方式的选择取决于传输信号的特性和通信环境的要求。
对于不同的调制方式，其传输效率、抗干扰能力和带宽利用率等方面都有所不同。
在选择调制方式时，需要综合考虑这些因素，以达到最佳的通信效果。
三、解调原理。
解调是指将调制信号中携带的信息还原出来的过程。
在解调过程中，需要利用合适的解调器来还原原始的信息信号。
解调的原理与调制相反，它是通过检测调制信号的某些参数变化来提取信息信号。
常见的解调方式有包络检波、鉴频检波和鉴相检波等。
四、解调方式。
解调方式的选择同样取决于通信系统的要求和环境条件。
不同的解调方式对信号的抗干扰能力、解调精度和成本等方面有所不同。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的解调方式，以确保信息信号能够被准确、稳定地还原出来。
总结。
信号的调制与解调原理是现代通信技术中的重要内容，它直接影响着通信系统的性能和稳定性。
在实际应用中，需要根据通信系统的要求和环境条件选择合适的调制与解调方式，以实现高效、可靠的信息传输。
希望本文对读者对信号的调制与解调原理有所帮助。
第3章信号调制与解调
i l＝(uc+ux)K(ωct )／r
i2＝(uc-ux) K(ωct ) ／r
式中 r为二极管的内阻与负载RL折合到原边的等效电阻之和。 K(ωct )为归一化的方波信号展开系数。
T+ 调 1 ux
VD1 i1 T
3
制 信
-RP + uc -
号
+
T
i3
+ RL
uo
ux -
载波信号2 VD2 i2
Uc 1,T1导通，T2截止，U0 U x (1) U x Uc 0,T1截止，T2导通，U0 U x (0) 0
3. 在测控系统中被测信号的变化频率为0~100Hz， 应怎样选取载波信号的频率？应怎样选取调幅信
号放大器的通频带？信号解调后，怎样选取滤波
器的通频带？
为了正确进行信号调制必须要求ωc>>Ω，通常至 少要求ωc>10Ω。这样，解调时滤波器能较好地将调 制信号与载波信号分开，检出调制信号。若被测信
UD= 0.7V，Aod=5×105，为使二极管D1导通
uP
uN
0.7 5105 V
3.1.2 包络检波电路
什么是包络检波？ 从已调信号中检出调制信号的过程称为
解调或检波。幅值调制就是让已调信号的幅 值随调制信号的幅值变化，因此调幅信号的 包络线形状与调制信号一致。只要能检出调 幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称 为包络检波。
包络检波的基本工作原理是什么？
us
uo'
O
tO
关于精密整流电路
概念：将交流电转换为直流电，称为整流。 如下图所示。
精密整流电路的功能是将微弱的交流电压转换成直流电压。
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图6.2 AM调制器模型
第7章 数字信号的调制与解调
1 AM信号的时域表示 载波信号 uc (t) Ac cos(ct 0 ) 调制信号（或称为基带信号） A f (t) ,
用滤波法产生单边带信号，即所谓的滤波法。 就是在双边带调制后接上一个边带滤波器， 保 留所需要的边带，滤除不需要的边带。边带滤 波器可用高通滤波器产生USB边带信号，也可 用低通滤波器产生LSB信号。图6.10 (a)是产生 SSB信号的高通和低通滤波特性，图6.10 (b)是 SSB信号的频谱特性。
号 f (t) 是一具有带宽的信号，如声音信号的频域表示为如图
6.7。
图 6.7 声音频谱图
常规双边调幅频谱图 /comm/txyl/webstandard/wljc/flash00/flash3-1.htm
第7章 数字信号的调制与解调
认 为 带 宽 Bm 0 ~ 4KHz ， 则 AM 调 制 为
其中 f (t) Am cosmt , 上式中：c m A为直流分量（f＝0），f (t) 为一
基带信号即低频信号。如果考虑完整，故基带信 号写为 A f (t)
第7章 数字信号的调制与解调
为方便分析起见，假设取
0 0 ， Ac 1， uc (t) cosct ，按调幅器模型实现得：
第7章 数字信号的调制与解调
第6章 信号的调制与解调 6.1模拟信号的调制与解调 6.1.1调制功能 6.1.2 常规双边调幅系统(AM) 6.1.3 单边带调幅(SSB) 6.1.4 频分复用( FDM) 6.2 数字信号的调制与解调 6.2.1 二进制振幅键控（2ASK）或通断键控（OOK） 6.2.2移相键控 6.2.3 频移键控
m
)t
cos(c
m )t]
Acosct
Am 2
cos(c
m )t
Am 2
cos(c
m )t
（6.2）
第7章 数字信号的调制与解调
由式（6.2）得频谱图如下图 6.6。
图 6.6 频谱图
c ——载波频率；c m 称为上边频；c m 称为下边频。
第7章 数字信号的调制与解调 已调波的带宽为 BAM ( fc fm ) ( fc fm ) 2 fm 。如果调制信
第7章 数字信号的调制与解调
若 ma 1 ，则已调波包络将严重失真如图 6.5。
图6.5 已调波包络失真
第7章 数字信号的调制与解调
2 AM 信号的频域表示
SAM (t) [ A Am cosmt]cosct
Acosct Am cosmt • cosct
Acosct
1 2
Am[cos(c
SAM [A f (t)]uc (t)
[A f (t)] cos ct
[A Am cos mt] cos ct
A[1
Am A
cosmt] cosct
（6.1）
上式中令
Am A
ma ，
ma
称为调幅度或调幅系数。 ma 变化范围
在-1～+1。
第7章 数字信号的调制与解调
ma 1 时，有波形相乘结果如下图6.3
AM调制示意 /donghua/donghua-1948.html
第7章 数字信号的调制与解调
3 AM调制相干解调的一般模型 调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的
频谱搬到载频位置；解调是调制的反过程，它是将已 调信号的频谱中位于载频的信号频谱再搬回到低频上 来。因此，解调的原理与调制的原理是类似的，均可 用乘法器予以实现。 相干解调的一般模型如图6.9所示。 为了不失真地恢复出原始信号，要求相干解调的本地 载波和发送载波必须相干或者同步，即要求本地载波 和接收信号载波同频和同相。
最大S时AM为 ；A cos ct
SAM A(1 ma ) cosct
图6.4 [A+f(t)]•uc(t)的波形结果
第7章 数字信号的调制与解调
调幅波的振幅随调制信号的大小比例地变化， 来改变高频振荡信号。振幅用虚线连成的曲线 叫调幅波的“包络”，“包络”与调制信号波 形完全相似，而其中的频率仍维持载波频率。
SAM [ f (t)] uc (t) AM 调制的频谱为如下图 6.8 所示。
图 6.8 调制后的频谱图
其中调制后的带宽
BAM ( fc Bm ) ( fc Bm ) 2Bm 2 4KHz 8KHz 。
常规双边调幅频谱图 /donghua/donghua-1949.html
图6.9 AM解调电路示意
第7章 数字信号的调制与解调
SAM cosct A[1 ma cosmt]cosct cosct
A[1
ma
cosmt
]
1 2
[1
cos2ct]
ห้องสมุดไป่ตู้
1 2
A[1
cos2ct1
A
ma
cosmt
1 2
co s (2c
m
)t
1 2
cos
(2c
m
)t]
2
1 2
A
1 2
Acos2c12和tAm co12sAmtm
cosmt
1 4
Acos(2c
m )t
1 4
Acos(2c
m )t
项的幅度基带信号。
经低通滤波器滤出直流项
和 1 A
2
1 2
Am
cosmt
第7章 数字信号的调制与解调
6.1.3 单边带调幅(SSB) 由于常规双边调幅的结果是两个边带包含相同
的信息，在传输时只需传输一个边带，上边带 或下边带。单边带信号解调时，用载波cosct 和接收信号相乘。
图6.3 [A+f(t)]•uc(t)的波形结果
常规双边带调幅调制波形示意图 /comm/txyl/webstandard/wljc/flash00/flash3-2.htm
第7章 数字信号的调制与解调
也可由表达式 SAM 来画出图6.4.即cosct 的幅度，最小时为；
第7章 数字信号的调制与解调
6.1模拟信号的调制与解调 6.1.1 调制功能 模拟通信系统如图6.1所示。因为信源（模拟信号）频率低，
不易远距离传输，因此要用一个高频（载波）携带模拟信 号传送出去。
图6.1 模拟通信系统
第7章 数字信号的调制与解调
6.1.2 常规双边调幅系统 常规双边带调制就是标准幅度调制，它用调制信