基于MATLAB的脉宽调制(PWM-SPWM-SVPWM)

第1章绪论

1.1 脉宽调制技术的研究背景——电气传动的发展

随着电力电子技术、微处理器技术的发展以及材料技术尤其是永磁材料技术的进步，电气传动系统，包括交、直流电动机调速及伺服

系统，正在向系统高性能、控制数字化、一体化机电的方向发展。直

流传动系统控制简单、调速特性好，一直是调速传动领域中的重要组

成部分。现代的直流传动系统的发展方向是电动机主极永磁化及换向

无刷化，而无刷直流电动机正是在这样的趋势下所发展起来的机电一

体化电动机系统。一般意义上的无刷直流电动机(Bruhless DC

Motor,BLDCM)是指方波无刷直流电动机，其特征是只需简单的开关

位置信号即可通过逆变桥驱动永磁电动机工作。1975年无刷直流电动

机首次出现在NASA报告中。之后，由于高性能、低成本的第三代永

磁材料的出现，以及大功率、全控型功率器件的出现，使无刷直流电

动机系统获得了迅速的发展。1977年，出现了采用钐钻永磁材料的无

刷直流电动机。之后不久，无刷直流电动机系统开始广泛采用高磁能

积、高矫顽力、低成本的第三代NdFeB永磁材料，且采用霍尔元件作

位置传感器，采用三相全桥驱动方式，以提高输出转矩，使其更加实

用。1986年，H.R.Bolton对方波无刷直流电动机系统进行了全面的总

结，这标志着方波无刷直流电动机系统在理论上、驱动控制方法上已

基本成熟。近年来，虽然永磁直流电动机也随着永磁材料技术的发展

而得到了性能的提高，依然在直流传动系统中被广泛应用，但直流传

动系统已经处于无刷直流电动机大规模普及与应用的阶段。

现代交流传动系统已经由感应电动机为主发展为多机种，尤其是以永磁同步电动机的发展最为显著。一方面，由感应电动机构成的交

流调速系统性能依然不断提高，变压变频(VVVF）技术及矢量控制技

术完全成熟。通过模仿直流电动机中转矩控制的思路，采用坐标变换，

把交流感应电动机的定子电流分解成励磁分量和转矩分量，并通过对

磁通和转矩的独立控制、使感应电动机获得类似直流电动机的控制特

性。近年来又陆续提出了直接转矩控制、解耦控制等方法，从而使交

流调速控制有了突破性的发展，并出现了一系列用于交流调速系统的

高性价比的通用变频器。

另一方面，永磁同步电动机调速及高性能伺服技术发展迅速，应用功率范围不断扩大。永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)，又被称为正弦波无刷直流电动机系统，实际上为带有位置传感器的、由逆变器驱动的永磁同步电动机系统。其反电势波形为正弦波，相应的绕组电流也为正弦波。关于永磁同步电动机的研究主要集中于电动机的新型结构形式、气隙磁场的设计、计算和绕组电流的控制。其中，绕组电流的控制为大部分文献研究的焦点。1982年，G.P.Fatt从理论上指出了两种有效获得正弦绕组电流的方法，即静止坐标系下的电流控制方法，它包括电流调节型SPWM 控制方法（CRPWM）和电流滞环控制方法，指出了其应用范围，并加以实验验证。至今，这两种方法在永磁同步电动机系统中得到了最广泛的应用。1987年，P.Pillay对方波无刷直流电动机和正弦波无刷直流电动机系统进行了全面的对比，在总结正弦波无刷直流电动机各种研究成果的基础上，提出了基于旋转坐标系下的正弦波无刷直流电动机系统绕组电流控制方法：id、iq法。此后的研究虽然在控制手段上不断改进，但控制方法没有本质的突破。一般实现电流控制的手段有模拟方法、模拟数字混合方法、全数字方法等，并在逐步向全数字控制方向发展。

感应电动机和永磁同步电动机系统相比较，无论是在效率、功率密度等各方面，永磁同步电动机系统均具有相当优势。因此，交流永磁同步电动机在交流传动系统中的应用范围会继续扩大。

综上所述，高性能直流传动系统在向方波无刷直流电动机为主的方向发展，而方波无刷直流电动机在向电流正弦化的方向发展；同时，高性能交流传动系统在向交流永磁同步电动机系统为主的方向发展，而永磁同步电动机系统也在向无位置检测或位置检测简易化的方向发展。由于二者的电动机本体均为永磁同步电动机，且系统结构大致相同，因此交、直流之分越来越模糊，二者的发展方向相同，概念趋向一致。在电动机理论和其他相关技术发展的推动下，“无刷直流电动机”的概念已由最初特指具有电子换向的直流电动机发展到泛指一切具备有刷直流电动机外部特征的由驱动器驱动的永磁同步电动机。无刷直

流电动机或永磁同步电动机的发展亦促使电动机理论与电力电子技

术、微电子技术、计算机技术、现代控制理论及高性能材料的紧密结

合。如今，无刷直流电动机或永磁同步电动机系统集特种电动机、变

流机构、检测元件、控制软件和硬件于一体，形成新一代的一体化电

动机系统，体现着当今应用科学的最新成果，是机电一体化的高技术

产物。

1.2 脉宽调制技术的发展

随着全控型功率电子器件的发展，脉冲调宽（PWM）技术与开关功率电路成为主流技术，在功率应用中基本取代了线性功率放大电路，

以减小功率器件导通损耗，提高驱动效率。在PWM技术中，功率器

件工作在开关饱和导通状态，通过改变功率器件的驱动脉冲信号的开

通与关断的时间，来改变加在负载两端的平均电压的大小。当负载为

直流电动机时，也就实现了电动机的调压调速控制，这也就是PWM

控制的基本原理。改变脉冲信号的开通、关断时间有两种基本方式。

一种方式是将脉冲信号的开关频率及周期Ts固定，通过改变导通脉冲

的宽度来改变负载的平均电压，这就是脉冲宽度调制（Pulse Width

Modulation,PWM）。另一种方式是将脉冲信号的导通宽度固定，通过

改变开关频率及周期T来改变负载的平均电压，这就是脉冲频率调制

（Pulse Frequency Modulation,PFM）。由于PFM控制是通过改变脉

冲频率来实现平均电压的调节的，频率变化范围较大。在频率较低时，

往往人耳所感觉到的电磁噪声较高；而在频率较高时，会导致功率器

件开关损耗的增加，而且还存在功率器件关断速度的限制。最严重的

情况是，在某些特殊频率下系统有可能产生机械谐振，就会导致系统

产生振荡和出现音频啸叫声。而在PWM控制中，由于脉冲频率固定，

通过频率选择不但可以克服上述问题，而且有利于消除系统中由于功

率器件开关所导致的固定频率的电磁干扰。因此在电气传动领域内

PWM控制技术成为应用的主流。在交流电气传动中，脉宽调制技术

用于产生单相或三相交流电即实现逆变，控制信号变为幅值和频率均

可变化的周期信号。在各种形式的周期控制信号中，正弦波控制信号

应用最为普遍，因此一般统称为正弦波脉宽调制（Sinusoidal Pulse

Width Modulation,SPWM）。传统的SPWM技术多采用模拟技术来实

现，即脉宽调制信号的获得是通过三角波与所希望的调制函数直接比较而获得。随着高性能的交流伺服驱动系统的全数字控制的发展，要求用数字方法来实现脉宽调制。纵观现有的文献，数字脉宽调制方法多采用规则采样技术，通过三角载波与所希望的调制函数的比较获得数学方程式，PWM信号则是通过对规则采样技术获得的数学方程式的计算获得的。这种数字脉宽调制方法是对模拟自然采样的三角波——正弦波（SPWM）方法的近似：虽然还存在一些SPWM优化算法，诸如谐波型SPWM技术以及准最优SPWM技术等，但算法复杂，计算时间增加，应用较少。

而近年来出现的空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术，相应的数字计算方法形成的脉宽调制信号与传统的SPWM信号相比，具有更多优点。因此空间矢量脉宽调制技术在交流电动机驱动系统中得到了广泛的应用。

基于matlab编程和simulink仿真的AM调制与解调

东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院综合课程设计设计题目专业名称通信工程班级学号学生姓名指导教师设计时间2013.12.30~2014.1.15

课程设计任务书专业：通信工程学号：学生姓名（签名）：设计题目：基于simulink和matlab编程的AM调制与解调一、设计实验条件 AM调制与解调实验室二、设计任务及要求 1.熟悉使用matlab和simulink软件环境及使用方法，包括函数、原理和方法的应用； 2.熟悉AM信号的调制和解调方法； 3.调制出AM信号的时域波形图和频谱图； 4.定性的分析高斯白噪声对于信号波形的影响；三、设计报告的内容 1.设计题目与设计任务 AM调制与解调电路的实现及调制性能分析 2.前言利用matlab中的建模仿真工具Simulink对通信原理实验进行仿真，随着通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂，在通信通信系统的设计研发过程中，软件仿真已成为不可缺少的一部分，电子设计自动化EDA技术已成为电子设计的潮流。随着信息技术的不断发展电子EDA仿真技术也在突飞猛进之中，涌现出了许多功能强大的电子仿真软件，如Workbeench、Protel、Systemview、Matlab等。许多知名IT企业其实在产品开发阶段也是应用仿真软件进行开发，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。 3.设计主体 3.1实验步骤：（1）产生AM调制信号；（2）对信号进行调制，产生调制信号；（3）绘制调制及解调时域图、频谱图；（4）改变采样频率后，绘制调制及解调信号的时域图、频谱图；（5）加上高斯噪声，绘制调制及解调的时域图和频谱图，分析噪声对调制信号和解调信号的影响。

基于MATLAB的2FSK仿真

通信原理课程设计报告题目基于MATLAB的2FSK仿真学院电子信息工程学院专业通信工程（本）学生姓名学号年级级指导教师职称

二〇一二年一月目录第一章绪论 (2) 1.1MATLAB的简介 (2) 1.2通信技术的历史和发展 (2) 1.2.1 通信的概念 (2) 1.2.2 通信的发展史简介 (3) 1.3通信技术的发展现状和趋势 (4) 第二章 2FSK的基本原理和实现 (5) 2.12FSK的产生 (5) 2.22FSK滤波器的调解及抗噪声性能 (7) 第三章 2FSK的仿真 (10) 3.1仿真思路 (10) 3.2仿真程序 (10) 3.3输出波形 (13) 3.4结果分析 (15) 第四章心得体会 (16) 参考文献 (18)

第一章绪论 1.1 MATLAB的简介 Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能，使其成为了巨大的知识宝库。目前的Matlab版本已经可以方便的设计漂亮的界面，它可以像VB等语言一样设计漂亮的用户接口，同时因为有最丰富的函数库（工具箱），所以计算的功能实现也很简单，进一步受到了科研工作者的欢迎。另外，,Matlab 和其他高级语言也具有良好的接口，可以方便的实现与其他语言的混合编程，进一步拓宽了Matlab的应用潜力。可以说，Matlab已经也很有必要成为大学生的必修课之一，掌握这门工具对学习各门学科有非常重要的推进作用。， 1.2 通信技术的历史和发展 1.2.1 通信的概念通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像等都是消息。消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。所以，信号是传输消息的手段，信号是消息的物质载体。相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是连续的，如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的，如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。通信的目的是传递消息，但对受信者有用的是消息中包含的有效内容，也即信息。消息是具体的、表面的，而信息是抽象的、本质的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。通信技术，特别是数字通信技术近年来发展非常迅速，它的应用越来越广泛。通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息无失真，高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当今的通信不仅要有效地传递信息，而且还有储存、处理、采集及显示等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。

基于MATLAB的OQPSK调制解调实现

基于MATLAB的OQPSK调制解调实现学生姓名：周翌指导老师：吴志敏摘要本课程设计的目标在于深切理解OQPSK调制与解调的基本原理，学会使用MATALB软件中的M文件来实现OQPSK的调制与解调以及分析加入不同噪声时对信号的影响程度。首先产生一个数字基带信号，接下来调用MATLAB中的相应函数对这个基带信号进行调制，然后分析调制后的波形:，记录结果后对调制后的信号进行解调，观察解调结果并做好记录，最后在信号中加入噪声并观察其时频图的变化，分析信噪比的噪声对调制结果的影响。本课程设计的实验开发/运行平台为windowsXP/windows7，程序设计使用MATLAB语言。通过调试运行，基本完成设计目标,达到调制与解调的目的。关键词：MATLAB；M文件；OQPSK；调制与解调；噪声 1 引言数字调制与解调技术在数字通信中占有非常重要的地位，数字通信技术与MATLAB 的结合是现代通信系统发展的一个必然趋势。在数字信号通信过程中，噪声的影响往往比较大，同时我们都希望有较高的频带利用率和功率利用率，而OQPSK也是一种恒包络调制技术，其频谱特性好，既保留着2PSK的高抗噪声性能、高频带利用率和高功率利用率，又有效地减弱了2PSK的“反相工作”缺陷，在通信研究中有着非常重要的意义，特别是在卫星通信和移动通信的领域有着广泛的应用。MATLAB作为当前国际控制界最流行的面向工程与科学计算的高级语言，在控制系统的分析、仿真与设计方面得到了非常广泛的应用，随着其信号处理专业函数和专业工具箱的成熟，越来

越受到通信领域人士的欢迎，其在通信领域的应用也将更加广泛。 1.1课程设计目的熟悉OQPSK的基本原理，掌握MATLAB中M文件的使用及相关函数的调用方法，在此基础上通过编程实现OQPSK的调制与解调，并通过加入的噪声来判断所设计的系统性能。这次课程设计不仅让我对OQPSK有了更加深入的了解，而且学会了如何利用MATLAB中的M文件来实现通信系统方面的应用，最重要的是，自己能够独立完成一个小项目了，有了这方面的经验，我在以后的学习中就会有更充足的信心和动力。 1.2课程设计要求熟悉MATLAB中M文件的使用方法，并在深切理解OQPSK调制解调原理的基础上，编写出OQPSK调制解调程序。绘制出OQPSK信号解调前后在时域和频域中的波形，并观察解调前后频谱有何变化以加深对OQPSK信号解调原理的理解。分别对信号叠加不同噪声，并进行解调，绘制出解调前后信号的时频波形，分析不同噪声对信号传输造成的影响大小。 1.3课程设计步骤先产生随机信号，然后对信号进行调制和解调，在调制和解调过程中加入高斯白噪声，观察现象。 1、产生四进制数字作为数字基带信号，对其进行调制； 2、将函数调制信号改为相应的时域波形调制信号； 3、在函数调制信号中加入高斯白噪声，生成加入噪声后的时域波形调制信号； 4、分别生成没加或加了噪声的调制信号波形图和频谱图； 5、分别对没加或加了噪声的调制信号进行解调； 6、计算误码率。

基于MATLAB的模拟线性调制

基于MATLAB 的模拟调制实验报告一、实验目的 1.进一步学习调制的知识，掌握调频与调角两种模拟调制技术。 2.进一步学习MATLAB 的编程，熟练使用MATLAB 进行作图。二、实验原理 1.调制的概念调制（modulation ）就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，是使载波随信号而改变的技术。一般，用来传送消息的信号()t u c 叫作载波或受调信号，代表所欲传送消息的信号叫作调制信号，调制后的信号()t u 叫作已调信号。用调制信号()t u Ω控制载波的某些参数，使之随()t u Ω而变化，就可实现调制。 2.调制的目的频谱变换当所要传送的信号的频率或者太低，或者频带很宽，对直接采用电磁波的形式进行发送很不利，需要的天线尺寸很大，而且发射和接受短的天线与谐振回路的参数变化范围很大。为了信息有效与可靠传输，往往需要将低频信号的基带频谱搬移到适当的或指定的频段。这样可以提高传输性能，以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。实现信道复用为了使多个用户的信号共同利用同一个有较大带宽的信道，可以采用各种复用技术。如模拟电话长途传输是通过利用不同频率的载波进行调制。将各用户话音每隔4 kHz 搬移到高频段进行传输。提高抗干扰能力不同的调制方式，在提高传输的有效性和可靠性方面各有优势。如调频广播系统，它采用的频率调制技术，付出多倍带宽的代价，由于抗干扰性能强，其音质比只占10 kHz 带宽的调幅广播要好得多。扩频通信就是以大大扩展信号传输带宽，以达到有效抗拒外部干扰和短波信道多径衰落的特殊调制方式。 3.调制的种类根据()t u Ω和()t u c 的不同类型和完成调制功能的调制器传递函数不同，调制分为以下多种方式：（1）．按调制信号()t u Ω的类型分为： ● 模拟调制：调制信号()t u Ω是连续变化的模拟量，如话音与图像信号。 ● 数字调制：调制信号是数字化编码符号或脉冲编码波形。（2）．按载波信号()t u c 的类型分： ● 连续波调制：载波信号为连续波形，通常以正弦波作为载波。

基于MATLAB常规AM调制题目程序及源代码

2、已知消息信号m(t)定义为： 000103()2 230 t t t m t t t t ≤

基于matlab的2fsk调制系统的设计_本科论文

题目名称2FSK调制系统的设计与仿真

摘要 2FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式.本文主要简述了2FSK的设计原理,设计步骤和设计结果及分析.设计原理包括了2FSK的介绍,调制原理和解调原理;设计步骤包括了2FSK信号的产生,调制和解调;设计结果及分析则包括了2FSK信号产生,调制和解调每一步的结果分析和用matlab实现上述的结果. 2FSK在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。关键字:2FSK；载波；调制解调

目录第1章课程设计的任务与要求 (1) 1.1 2FSK简介 (1) 1.2 课程设计的任务 (1) 1.3 课程设计的要求 (1) 第2章课程设计的研究基础 (2) 2.1数字通信系统的基本模型 (2) 2.2 2FSK调制解调基本原理 (2) 第3章2FSK调制解调系统方案设计 (4) 3.1 方案提出 (4) 3.2 方案比较 (5) 第4章2FSK调制解调系统设计 (6) 4.1各单元模块功能介绍及电路设计 (6) 4.2 电路参数的计算及元器件的选择 (7) 4.3系统整体电路图 (7) 第5 章2FSK调制解调系统仿真和调试 (8) 5.1 仿真软件介绍 (8) 5.2 系统仿真实现 (9) 5.3 系统测试 (10) 5.4 数据分析 (11) 第6章总结 (13) 致谢 (14) 参考文献 (15) 附录源程序 (16)

第1章课程设计的任务与要求 1.1 2FSK简介数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。然而，实际中的大多数信道因具有带通特性而不能直接传送基带信号。为了使数字信号在带通系统中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。在接收端，通过解调器把带通信号还原为数字基带信号的过程称为数字解调。数字调制的基本方式有三种：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。本文介绍的就是二进制数字频移键控系统（2FSK）。移频键控（FSK）是数据通信中最常用的一种调制方式。FSK方法简单，易于实现，并且解调不需要恢复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落性能较强。缺点是占用频带较宽，频带利用不够经济。FSK主要应用于低中速数据传输，以及衰落信道和频带较宽的信道中。 1.2 课程设计的任务 1.学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证。 2.通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。 3.用MATLAB7.0设计一种2FSK数字调制解调系统。 1.3 课程设计的要求用MATLAB7.0进行仿真设计，本次是设计一个2FSK数字调制解调系统。其中包括: （1）设计方案分析及系统原理图。（2）2FSK已调信号的解调方法及原理图。

基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计毕业设计论文

基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计摘要随着移动通信技术的发展，以前在数字通信系统中采用FSK、ASK、PSK 等调制方式，逐渐被许多优秀的调制技术所替代。本文主要介绍了QPSK调制与解调的实现原理框图，用MATLAB软件中的SIMULINK仿真功能对QPSK调制与解调这一过程如何建立仿真模型，通过对仿真模型的运行，得到信号在QPSK 调制与解调过程中的信号时域变化图。通过该软件实现方式，可以大大提高设计的灵活性，节约设计时间，提高设计效率，从而缩小硬件电路设计的工作量，缩短开发周期。关键词 QPSK，数字通信，调制，解调，SIMULINK -I-

Abstract As mobile communications technology, and previously in the adoption of digital cellular system, ASK, FSK PSK modulation, etc. Gradually been many excellent mod ulation technology substitution, where four phase-shift keying QPSK technology is a wireless communications technology in a binary modulation method. This article prim arily describes QPSK modulation and demodulation of the implementation of the prin ciple of block diagrams, focuses on the MATLAB SIMULINK software emulation in on QPSK modulation and demodulation the process how to build a simulation model, through the operation of simulation model, I get signal in QPSK modulation and dem odulation adjustment process domain change figure. The software implementation, ca n dramatically improve the design flexibility, saving design time, increase efficiency, design to reduce the workload of hardware circuit design, and shorten the developmen t cycle. Keywords QPSK, Digital Communication,modulation,demodulation,SIMULINK -II-

实验三matlab的数字调制系统仿真实验(参考)

成都理工大学实验报告课程名称：数字通信原理姓名：__________________学号：______________ 成绩：____ ___实验三 Matlab的数字调制系统仿真实验（参考） 1 数字调制系统的相关原理数字调制可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是二进制调制的推广，主要讨论二进制的调制与解调，简单讨论一下多进制调制中的差分相位键控调制（M-DPSK）。最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控（2-ASK）、移频键控（2-FSK）和移相键控（2-PSK 和2-DPSK）。下面是这几种调制方式的相关原理。二进制幅度键控（2-ASK）幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1 或0 的控制下通或断，在信号为1 的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0 的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1 和0。幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的，其最简单的形式是，载波在二进制调制信号控制下通断，此时又可称作开关键控法(OOK)。多电平MASK 调制方式是一种比较高效的传输方式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其是抗衰落的能力不强，因而一般只适宜在恒参信道下采用。 2-ASK 信号功率谱密度的特点如下：（1）由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决

定，离散谱由载波分量决定；（2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。二进制频移键控（2-FSK）数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。从原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可用键控法来实现。模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频，是频移键控通信方式早期采用的实现方法。2FSK键控法则是利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现，故应用广泛。频移键控是利用两个不同频率f1 和f2 的振荡源来代表信号1 和0，用数字信号的1 和0 去控制两个独立的振荡源交替输出。对二进制的频移键控调制方式，其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF 是二进制基带信号的带宽也是FSK 信号的最大频偏，由于数字信号的带宽即Fb 值大，所以二进制频移键控的信号带宽B 较大，频带利用率小。2-FSK 功率谱密度的特点如下： (1) 2FSK 信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,?离散谱出现在f1 和f2 位置； (2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。若两个载频之差|f1 -f2|≤fs，则出现单峰。2FSK信号的产生方法主要是两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号区调制一个调频器，使其能够输出两个不同的频率的码元，如图（1）；第二种方法是用以个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出，如图（2）。两者的区别是前者的相位是连续的，后者由于两个独立的频率源产生的两个不同频率的信号，故相邻码元的相位不一定是连续的。

基于matlab的am调制系统仿真

目录第一章概述 (1) 一课题内容 (1) 二设计目的 (1) 三设计要求 (1) 四开发工具 (1) 第二章系统理论设计 (2) 一振幅调制产生原理 (2) 二调幅电路方案分析 (2) 三信号解调思路 (3) 第三章 matlab仿真 (4) 一载波信号与调制信号分析 (4) 二设计FIR数字低通滤波器 (6) 三 AM解调 (9) 四结果分析 (15) 结束语 (15) 参考文献 (16)

第一章概述一课题内容 1.设计AM信号实现的Matlab程序，输出调制信号、载波信号以及已调信号波形以及频谱图，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。 2.设计AM信号解调实现的Matlab程序，输出并观察解调信号波形，分析实验现象。二设计目的 1.掌握振幅调制和解调原理。 2.学会Matlab仿真软件在振幅调制和解调中的应用。 3.掌握参数设置方法和性能分析方法。 4.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。三设计要求利用Matlab软件进行振幅调制和解调程序设计，输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形，并输出显示三种信号频谱图。对产生波形进行分析，并通过参数的改变，观察波形变化，分析实验现象。四开发工具计算机、Matlab软件、相关资料

第二章系统理论设计一振幅调制产生原理所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM ）。在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。设正弦载波为 )cos()(0?ω+=t A t c c 式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0?为载波初始相位(通常假设0?=0). 调制信号（基带信号）为)(t m 。根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为 )cos()()(t t Am t s c m ω= 设调制信号)(t m 的频谱为)(ωM ，则已调信号)(t s m 的频谱)(ωm S ： )]()([2)(c c m M M A S ωωωωω-++= 二调幅电路方案分析标准调幅波（AM ）产生原理调制信号是只来来自信源的调制信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的。为首调制的高频振荡信号可称为载波，它可以是正弦波，亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。载波由高频信号源直接产生即可，然后经过高频功率放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波。设载波信号的表达式为t c ωcos ，调制信号的表达式为 t A t m m m ωcos )(= ，则调幅信号的表达式为 t t m A t s c AM ωcos )]([)(0+= t c ωcos ) (t m ) (t s AM 0A

基于MATLAB的FSK调制解调1

基于MATLAB的FSK调制解调学生姓名：段斐指导老师：吴志敏摘要本课程设计利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现FSK 的调制解调，并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形，并观察解调前后频谱有何变化以加深对F SK信号解调原理的理解。对信号叠加噪声，并迚行解调，绘制出解调前后信号的时频波形，改变噪声功率迚行解调，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。完成整个FSK的调制解调过程。程序开发平台为MATLAB7.1，使用其自带的M文件实现。运行平台为Windows 2000。关键词：程序设计；FSK ；调制解调；MATLAB7.1；M文件 1引言本课程设计是利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现FSK 的调制解调，并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。 1.1课程设计目的此次课程设计的目的是熟悉MATLAB中M文件的使用方法，编写M文件实现FSK的调制和解调，绘制出FSK信号解调前后在时域和频域中的波形，观察调解前后频谱的变化，再对信号迚行噪声叠加后解调同样绘制解调前后的

信号时频波形，最后改变噪声功率迚行调解，分析噪声对信号传输造成的影响，加深对FSK信号解调原理的理解。 1.2课程设计要求熟悉MATLAB中M文件的使用方法，并在掌握FSK调制解调原理的基础上，编写出F SK调制解调程序。在M文件环境下运行程序绘制出F SK信号解调前后在时域和频域中的波形，观察波形在解调前后的变化，对其作出解释，同时对信号加入噪声后解调，得到解调后的时频波形，分析噪声对信号传输造成的影响。解释所得到的结果。 1.3课程设计步骤本课程设计采用M文件编写的方法实现二迚制的FSK的调制与解调，然后在信号中叠加高斯白噪声。一，调用dmode函数实现FSK的解调，并绘制出F SK信号调制前后在时域和频域中的波形，两者比较。二，调用ddemod函数解调，绘制出F SK信号解调前后在时域和频域中的波形，两者比较。三，调用awgn函数在新海中叠加不同信噪比的噪声，绘制在各种噪声下的时域频域图。最后分析结果。 1.4设计平台简介 Matlab是美国MathWorks公司开发的用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境。是目前最好的科学计算类软件。作为和Mathematica、Maple并列的三大数学软件。其强项就是其强大的矩阵计算以及仿真能力。Matlab的由来就是Matrix + Laboratory = Matlab，这个软件在国内也被称作《矩阵实验室》。Matlab提供了自己的编译器：全面兼容C++以及Fortran两大语言。Matlab 7.1于2005.9最新发布-完整版,提供了

基于matlab的QPSK与BPSK信号性能比较仿真

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 目录第一章概述 (1) 第二章QPSK通信系统原理与仿真 (1) 2.1 QPSK系统框图介绍 (1) 2.2QPSK信号的调制原理 (2) 2.2.1QPSK信号产生方法 (2) 2.2.2QPSK星座图 (2) 2.3QPSK解调原理及误码率分析 (3) 2.3.1QPSK解调方法 (3) 2.3.2QPSK系统误码率 (3) 2.4QPSK信号在AWGN信道下仿真 (4) 第三章BPSK通信系统原理与仿真 (4) 3.1BPSK信号的调制原理 (4) 3.2BPSK解调原理及误码率分析 (4) 第四章QPSK与BPSK性能比较 (5) 4.1QPSK与BPSK在多信道下比较仿真 (5) 4.1.1纵向比较分析 (5) 4.1.2横向比较分析 (7) 4.2仿真结果分析 (7) 4.2.1误码率分析 (7) 4.2.2频带利用率比较 (7) 附录 (8) 代码1 (8) 代码2 (8) 代码3 (10) 代码4 (12)

┊ ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 第一章概述 QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。它以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点，广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接人、移动通信及有线电视系统之中。 BPSK是英文Binary Phase Shift Keying的缩略语简称，意为二相相移键控，是利用偏离相位的复数波浪组合来表现信息键控移相方式的一种。它使用了基准的正弦波和相位反转的波浪，使一方为0，另一方为1，从而可以同时传送接受2值(1比特)的信息。本文所研究的QPSK系统与二进制的BPSK系统相比，具有以下特点: 1.在传码率相同的情况下，四进制数字调制系统的信息速率是二进制系统的2倍。 2.在相同信息速率条件下，四进制数字调制系统的传码率是二进制系统的1/4倍，这一特点使得四进制码元宽度是二进制码元宽度的2倍，码元宽度的加大，可增加每个码元的能量，也可减小码间串扰的影响。 3.由于四进制码元速率比二进制的降低，所需信道带宽减小。 4.在接收系统输入信噪比相同的条件下，四进制数字调制系统的误码率要高于二进制系统。 5.四进制数字调制系统较二进制系统复杂，常在信息速率要求较高的场合。基于以上优点，在数字信号的调制方式中QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性，在电路上实现也较为简单，因而被WCDMA和CDMA2000等第三代移动通信系统采用。第二章QPSK通信系统原理与仿真 2.1 QPSK系统框图介绍在图2.1的系统中，发送方，QPSK数据源采用随机生成，信源编码采用差分编码，编码后的信号经QPSK调制器，经由发送滤波器进入传输信道。接收方，信号首先经过相位旋转，再经匹配滤波器解调，经阈值比较得到未解码的接收信号，差分译码后得到接收信号，与信源发送信号相比较，由此得到系统误码率，同时计算系统误码率的理论值，将系统值与理论值进行比较。对于信道，这里选取的是加性高斯白噪声（Additive White Gaussian Noise）以及多径Rayleigh

基于MATLAB的FM调制实现

一、FM 调制原理： FM 属于角度调制，角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。在本实验中使用正弦信号作为基带信号进行调制的分析. 频率调制的一般表达式[1]为： FM 调制是相位偏移随ｍ（ｔ）的积分呈线性变化。 FM 调制模型的建立图1 FM 调制模型其中，()m t 为基带调制信号，设调制信号为 ()cos(2)m m t A f t π= 设正弦载波为 ()cos(2)c c t f t π= 信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为2σ。图2 总体模型二调制过程的分析：在调制时，调制信号的频率去控制载波的频率的变化，载波的瞬时频偏随调制信号()m t 成正比例变化，即

() ()f d t K m t dt ?= 式中，f K 为调频灵敏度（() rad s V ?）。这时相位偏移为 ()()f t K m d ?ττ=? 则可得到调频信号为 ()cos ()FM c f s t A t K m d ωττ??=+?? ? FM 调制 1. 对FM 调制信号的频谱分析 clear all ts=0.00125; %信号抽样时间间隔 t=0:ts:10-ts; %时间向量 am=10; fs=1/ts; %抽样频率 df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率 msg=am*cos(2*pi*10*[0:0.01:0.99]); msg1=msg'*ones(1,fs/10); %扩展成取样信号形式 msg2=reshape(msg1.',1,length(t)); Pm=fft(msg2); %求消息信号的频谱 f=-fs/2:df:fs/2-df; subplot(3,1,1) plot(t,fft(abs(Pm))) title('消息信号频谱') m=fft(msg,1024); %对msg 进行傅利叶变换 N=(0:length(m)-1)*fs/length(m)-fs/2; subplot(3,1,2) plot(N,abs(m)); %调制信号频谱图 title('调制信号频谱') int_msg(1)=0; %消息信号积分 for ii=1:length(t)-1 int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts; end kf=50; fc=250; %载波频率 Sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号

(完整版)基于MATLAB的2FSK的调制与解调

基于MATLAB 的2FSK 数字通信系统仿真课程设计目的二、课程设计内容在信道中，大多数具有带通传输特性，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数，产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数，产生新型的数字调制。本课程设计旨在根据所学的通信原理知识，并基于MATLAB 软件，仿真一2FSK 数字通信系统。2FSK 数字通信系统，即频移键控的数字调制通信系统。频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在f1 和f2 两个频率点间变化。因此，一个2FSK 信号的波形可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。可以利用频率的变化传递数字基带信号，通过调制解调还原数字基带信号，实现课程设计目标。三、2FSK 的基本原理和实现二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号

的变化而变化。由于二进制数字信息只有两个不同的符号，所以调制后的已调信号有两个不同的频率fl和f2，fl对应数字信息“ 1 ”，f2对应数字信息“ 0 ” 在2FSK信号中，当载波频率发生变化时，载波的相位一般来说是不连续的，这种信号称为不连续2FSK信号。相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生, 如图3-2所示： Xi 图3-2 2FSK信号调制器两个独立的振荡器作为两个频率发生器，他们受控于输入的二进制信号进制信号通过两个与门电路，控制其中的一个载波通过。调制器各点波形如图3-3所示：

基于Matlab 的QPSK调制解调仿真设计与研究

天津理工大学计算机与通信工程学院通信工程专业设计说明书基于Matlab/Simulink 的QPSK调制解调仿真设计与研究姓名韩双年学号 20092226 班级 09通信3班指导老师白媛日期 2012-12-16

目录摘要 (2) 第一章前言 (2) 1.1 专业设计任务及要求 (2) 1.2 Matlab简介 (2) 1.3 Matlab下的simulink简介 (3) 1.4 通信系统模型 (3) 第二章QPSK调制 (4) 2.1 QPSK介绍 (4) 2.2 QPSK调制原理 (4) 2.2.1 相乘法 (4) 2.2.2 选择法 (5) 2.3 QPSK调制原理框图 (6) 2.4 QPSK调制方式的Matlab仿真 (6) 2.5 QPSK调制方式Matlab-simulink仿真 (7) 2.5.1 simulink调制建模 (7) 2.5.2 simulink调制仿真结果 (8) 第三章QPSK解调 (13) 3.1 QPSK解调原理 (13) 3.2 QPSK解调原理框图 (13) 3.3 QPSK解调方式Matlab仿真 (13) 3.4 QPSK解调方式的Matlab-simulink仿真 (14) 3.4.1 QPSK解调建模 (14) 3.4.2 传输信道 (16) 3.4.3仿真结果 (16) 3.5 仿真结果分析 (18) 第四章QPSK通信系统性能分析 (19) 第五章结论 (19) 参考文献 (20) 附录 (20)

摘要正交相移键控（QPSK），是一种数字调制方式。QPSK技术具有抗干扰能力好、误码率低、频谱利用效率高等一系列优点。论文主要介绍了正交相移键控(QPSK)的概况，以及正交相移键控QPSK的调制解调概念和原理，利用Matlab中M文件和Simulink模块对QPSK的调制解调系统进行了仿真，对QPSK在高斯白噪声信道中的性能进行了，分析了解Simulink中涉及到QPSK的各种模块的功能。【关键词】Matlab QPSK Simulnk 仿真第一章前言 1.1专业设计任务及要求 1了解并掌握QPSK调制与解调的基本原理； 2在通信原理课程的基础上设计与分析简单的通信系统； 3学会利用MATLAB7.0编写程序进行仿真，根据实验结果能分析所设计系统的性能。 4学习MATLAB的基本知识，熟悉MATLAB集成环境下的Simulink的仿真平台。 5利用通信原理相关知识在仿真平台中设计QPSK调制与解调仿真系统并用示波器观察解调后的波形 6在指导老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，能正确的阐述和分析设计和实验结果。 1.2 Matlab简介 MATLAB是MATrix LABoratory的缩写，是一款由美国Math Works公司出品的商业数学软件。MATLAB 是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言(包括C，C++和FORTRAN)编写的程序。尽管MATLAB主要用于数值计算,但是因为大量的额外

基于MATLAB的2ASK、2FSK和2PSK的调制仿真

实验报告（一）一、实验名称：基于MATLAB 的2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制仿真二、实验目的：（1）熟悉2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制原理。（2）学会运用Matlab 编写2ASK 、2FSK 和2PSK 调制程序。（3）会画出原信号和调制信号的波形图。（4）掌握数字通信的2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制方式。三、实验原理分析 3.1二进制振幅键控（2ASK ）振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK 中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。二进制振幅键控的表达式为： s(t) = A(t)cos(w 0+θ) 0＜t ≤T 式中，w 0=2πf 0为载波的角频率；A(t)是随基带调制信号变化的时变振幅，即 A(t) = ?? ? 0A 典型波形如图所示： 2ASK 信号的产生方法通常有两种：相乘法和开关法，相应的调制器如图2。图2（a ）就是一般的模拟幅度调制的方法，用乘法器实现；图2（b ）是一种数字键控法，其中的开关电路受s(t)控制。在接收端，2ASK 有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法），相应的接收系统方框图如图：

3.2、二进制频移键控（2FSK ）二进制频移键控信号码元的“1”和“0”分别用两个不同频率的正弦波形来传送，而其振幅和初始相位不变。故其表达式为： =)(s t ???? ?++时 "0发送“),cos(”时1发送“),cos 21(?ω?ωn n t A t A 图4 2FSK 信号时间波形由图可见，2FSK 信号的波形（a ）可以分解为波形（b ）和波形（c ）,也就是说，一个2FSK 信号可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。 2FSK 信号的调制方法主要有两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使其能够输出两个不同频率的码元。第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路

基于MATLAB的AM信号的调制

摘要：现在的社会越来越发达，科学技术不断的在更新，在信号和模拟电路里面经常要用到调制与解调，而AM的调制与解调是最基本的，也是经常用到的。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。在我们日常生活中用的收音机也是采用了AM调制方式，而且在军事和民用领域都有十分重要的研究课题。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调制结果的分析。不同的调制系数对调制的影响以及单频信号和多频信号调制的不同点。先从AM的调制研究，研究它的实现方法及功能。其次研究不同的调制系数下，对已调波的频谱进行分析与研究，探究其与功率的关系。最后再通过建立数学模型分析功率关系，与前面得出的结论作对比，最终得出正确的结论。利用MATLAB编程语言实现对AM信号的调制，给出不同调制系数情况下的调制结果对比。关键词：AM信号，调制，调制系数，功率，MATLAB

Modulation of AM signal based on MATLAB Abstract: Society becomes more developed now, science and technology in the update, in which signal and analog circuits often used in modulation and demodulation, and AM modulation and demodulation is the most basic, is also frequently used. To participate in the identification of such artificial methods, the ruling includes subjective factors, will vary from person to person, can identify the type of modulation is very limited. Automatic modulation recognition technology can be overcome not only to participate in recognition of artificial difficulties, and the center frequency and bandwidth of the estimation error, adjacent channel crosstalk, noise and interference factors such as the decline of effect is relatively robust. Using AM modulation and demodulation circuit which can achieve a lot of features, creating a lot of useful and affordable electronic products, in order to facilitate our lives. Used in our daily lives is the use of AM radio modulation, but also in the field of military and civilian research topics are very important. The main content of this paper is to understand the mathematical model of the AM signal and the modulation and the demodulation method. Demodulation different methods in different circumstances of the demodulation signal to noise ratio the results of methods that better, to make the comparison. Requirement is more than double the sound and the AM signal modulation and demodulation. AM modulation first study of its function and in real life use. AM demodulation followed by research, as well as some related knowledge, as well as through its use of communications more in-depth understanding of it. AM signal from the tone of the mathematical model and the modulation and demodulation methods, the two-tone AM signal to draw a mathematical model and the block diagram of modulation and demodulation and modulation and demodulation waveforms. MATLAB programming language to use to achieve the two-tone AM signal modulation and demodulation, given the different circumstances of the demodulation signal to noise ratio compared the results. Keyword: AM signal, Modulation, rate of work, MATLAB