实验一

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+-Ω② 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
参数名称
参数值
Input signal offset(输入信号偏移) 1
Carrier frequency(载波频率) 1000
Initial phase(rad)(初始相位) 0
Analog Filter Design(模拟滤波器设计)的主要参数
参数名称参数值
Design method(设计方法) Butterworth(巴特沃斯)
filter type(滤波器类型) Bandpass(带通)
Filter order(滤波器阶数) 9
Lower passband edge frequency (rad/sec)
(通带低端频率)
990*2*pi
Upper passband edge frequency(rad/sec)
(通带高端频率)
1110*2*pi
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
Amplitude scaling(幅度刻度)
magnitude
Sample time of original from input
(输入采样时间)
2.5e-4
Minimum Y-limit(Y轴最小刻度) -2
Maximum Y-limit（Y轴最大刻度）25 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：。