实验1模拟线性调制系统仿真实验
王-通信原理课程设计-模拟调制系统的线性调制(幅度调制)的AM调制和非线性调制(角度调制)的FM调制
王-通信原理课程设计-模拟调制系统的线性调制(幅度调制)的AM调制和非线性调制(角度调制)的FM调制重庆交通大学信息科学与工程学院通信原理课程设计实验报告专业班级：学号：姓名：实验所属课程：通信原理实验室(中心)：信息科学与工程学院软件中心指导教师：实验完成时间：2013 年1 月1日教师评阅意见：签名：年月日实验成绩：一、设计题目模拟调制系统的线性调制（幅度调制）的AM调制和非线性调制（角度调制）的FM调制二、实验内容及要求:1.掌握模拟调制系统的调制和解调（AM，FM）的方法2.理解模拟调制系统的原理3.掌握相干解调4.能熟练运用matlab软件，设计程序，并进行仿真，实现设计功能三、实验过程(详细设计):本实验共包括2个程序，一个是线性调制AM，另一个是非线性调制FM，具体程序如下：AM调制clear all;close all;clc;clf;%************初始的一些定义**********t=0:0.001:2;dt=0.001; %定义t及抽样间隔w=2*pi*2;n=2*pi*15;m=sin(w*t); %基带信号p=cos(n*t); %载波信号%*************AM调制*****************AM=cos(n*t)+m.*cos(n*t); %AM调制信号,Ao=1%******基带信号与载波信号波形图******subplot(211);plot(t,m);title('基带信号');xlabel('t');ylabel('m(t)');subplot(212);plot(t,p);title('载波信号');xlabel('t');ylabel('p(t)');%********已调信号与加噪后的波形图*******figuresubplot(211);plot(t,AM);title('AM调制');xlabel('t');ylabel('S(t)');snr=10; %定义信噪比为10y=awgn(AM,snr);subplot(212);plot(t,y);title('加噪后的波形图');xlabel('t');ylabel('B(t)');%******通过带通滤波器和解调的波形图*****m1=2*dt*13;m2=2*dt*17;[b,a]=butter(4,[m1 m2],'bandpass') %设计4阶，带通为m1--m2的滤波器，求滤波器系数H=filter(b,a,AM);figuresubplot(211)plot(t,H);title('带通滤波后的波形');xlabel('t');ylabel('H(t)');xx=abs(hilbert(H)); %希尔伯特变化，解调xx=xx-1;subplot(212) %解调信号与原基带信号对比plot(t,m,t,xx,'r')title('解调信号与基带信号对比');ylabel('m(t)');xlabel('t');%************AM频谱图***************f=1/dt; % 采样频率(Hz)X=fft(AM); % 计算x的快速傅立叶变换X N=1/dt;F=X(1:N/2+1); % F(k)=X(k)(k=1:N/2+1) f=f*(0:N/2)/N; % 使频率轴f从零开始figureplot(f,abs(F));title('AM信号频谱图') ,axis([0,50,0,2000])xlabel('Frequency');ylabel('|F(k)|')FM调制clear all;close all;clc;clf;%************初始的一些定义**********dt=0.0001;t=0:dt:1;fe=5;fc=20;mt=cos(2*pi*fe*t+0); %令phi=0A=1;kp=2;%*************FM调制*****************PM=A*cos(2*pi*fc*t+kp*mt);%***基带信号、PM信号和加噪后的信号波形图***subplot(3,1,1);plot(t,mt);title('基带信号')subplot(3,1,2);plot(t,PM);title('FM信号'),axis([0,1,-1.5,1.5])snr=10; %定义信噪比为10s_pm1=awgn(PM,snr);subplot(313);plot(t,s_pm1);title('加噪后的波形图');xlabel('t');ylabel('B(t)');%加噪后的信号、通过带通滤波器、通过低通滤波器figuresubplot(3,1,1);plot(t,s_pm1);title('s_pm1-加噪后的波形')w1=2*dt*30;w2=2*dt*70;[b,a]=butter(4,[w1,w2],'bandpass')s_pm2=filter(b,a,s_pm1);subplot(3,1,2);plot(t,s_pm2);title('s_pm2-通过带通滤波器的波形') ;B=fc+fe;wn3=2*dt*B;[b,a]=butter(4,wn3,'low');s_pm3=filter(b,a,s_pm2);subplot(3,1,3);plot(t,s_pm3);title('s_pm3-通过低通滤波器后的波形');%信号通过微分器、取包络、解调后的波形s_pm4=diff(s_pm3);s_pm4=[s_pm4,0];figuresubplot(3,1,1);plot(t,s_pm4);title('s_pm4-经微分器后的波形')s_pm5=abs(hilbert(s_pm4));subplot(3,1,2);plot(t,s_pm5);title('s_pm5-取包络')B=fc+fe;wn3=2*dt*B;[b,a]=butter(4,wn3,'low');s_pm6=filter(b,a,s_pm5);subplot(313)plot(t,s_pm6);title('s_pm6-经低通滤波器后的波形')s_pm6=s_pm6-0.0022;figure(4)plot(t,s_pm6*300,'r',t,mt);四、测试结果及设计分析：AM调制1.基带信号，载波信号如图所示（w=2*pi*2;n=2*pi*15;m=sin(w*t); p=cos(n*t);）2.调制后的信号（AM信号），和加噪的信号（信噪比=10）3.信号通过带通滤波器，然后进行解调后的波形4.最后画出AM信号的频谱FM调制1.基带信号和FM信号以及加噪后的FM信号2.加噪后的信号通过带通滤波器，低通滤波器后的信号3.信号经过微分器后，然后取包络，得到图形4.解调后的信号与基带信号的比较五、思路及体会实验设计思路根据模拟系统调制的原理，线性系统和非线性系统不同，各有各的方法，一步一步进行程序的设计，由调制信号→载波信号→已调信号→对已调信号进行加噪→然后通过带通滤波器→最后对信号进行解调→然后和原始的调制信号进行比较，观察调制效果。
实验一 模拟线性调制概论
电子科技大学通信学院《模拟线性调制系统实验报告》模拟线性调制系统实验班级学生学号教师刘镰斧模拟线性调制系统实验一、实验目的1. 研究模拟连续信号在（AM 、DSB 、SSB 、VSB 、QAM ）几种线性调制中的信号波形与频谱，了解调制信号是如何搬移到载波附近。
2. 加深对模拟线性调制（AM 、DSB 、SSB 、VSB 、QAM ）的工作原理的理解。
3. 了解产生调幅波（AM ）和抑制载波双边带波（DSB —SC ）的调制方式，以及两种波之间的关系。
4. 了解用滤波法产生单边带SSB —SC 的信号的方式和上下边带信号的不同。
5. 研究在相干解调中存在同步误差（频率误差、相位误差）对解调信号的影响从而了解使用同频同相的相干载波在相干解调中的重要性。
6. 熟悉正交调幅QAM 传输系统的原理及作用。
二、实验原理模拟带通传输系统，是将基带信号经过线性调制后形成的已调波送入信道传输，在接收端经过反调制，再从已调波中将基带信号恢复出来。
常用的线性调制包括调幅（AM ），双边带调制（DSB ），单边带调制（SSB ），残留边带调制（VSB ），正交调幅（QAM ）等五种方式。
这些方式是通过基带信号与单一角频率c ω的余弦载波相乘后再经过适当滤波实现。
在时域上，就是用基带信号m （t ）去控制载波f （t ）的幅度参数，使其m （t ）的规律而变化；它的频域解释是把基带信号的频谱范围搬迁到载波附近的频谱范围上的搬移过程。
在接收端，如果采用相干解调，在本地载波保持同步关系时，都能正确的解调。
但是当本地载波存在相位误差或频率误差时，不同的调制方式受到的影响是不同的，当只有相位误差时，SSB 制式的输出不受影响，AM 和DSB 制式的输出幅度有所下降，而QAM 制式则产生路间窜扰。
在本地载波有频率误差时，SSB 制式的输出使频谱有所偏移，对于话音信号传输而言，频差在20Hz 以内时，人耳可以容忍；而对于其他制式，输出会产生严重失真。
实验一(模拟调制系统调制及解调模拟)
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()(())cos(2)()(cos())cos(2)c c c a c a cy 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()22c a c a a c c c c y t U m t tm m y t U t t tωωωω=+Ω=++Ω+-Ω ② 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。
实验01 模拟线性调制系统仿真实验
实验一 模拟线性调制系统仿真实验一、 实验目的1、 理解模拟线性调制的基本原理；2、 验证常规AM 调制和DSB 调制计算机仿真方法。
二、 实验原理1．AM 调制原理任意AM 已调信号可以表示为S am (t)=c(t)m(t)当)()(0t f A t m +=；)cos()(0θω+=t t c c 且A 0不等于0时称为常规调幅，其时域表达式为：)cos()]([)()()(00θω++==t t f A t m t c t s c amA 0是外加的直流分量，f(t)是调制信号，它可以是确知信号也可以是随机信号，为方便起见通常设θ0为0。
cos(ω0t)要使输出已调信号的幅度与输入调制信号f(t)呈线性对应关系，应满足max 0)(t f A ≥，否则会出现过调制现象。
2．DSB 调制原理在常规调幅时，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。
任意DSB 已调信号都可以表示为DSB S )()()(t m t c t =当)()(0t f A t m +=；)cos()(0θω+=t t c c 且A 0等于0时称为抑制载波双边带调制。
其时域表达式为t t f t m t c t s c D SB ωcos )()()()(==；频域表达式为：C D SB F t s ωω+=([)(C F ωω-+()2)]÷3．SSB 调制原理由于滤波法比较简单，主要介绍单边带的移相法形成原理及仿真。
为简便起见，设调制信号为单边带信号f(t)=A m cosωm t ，载波为c(t)=cosωc t 则调制后Acos(ω0t) f(t) S(t)的双边带时域波形为：2/])cos()cos([cos cos )(t A t A t t A t S m c m m c m c m m D SB ωωωωωω-++==保留上边带，波形为：2/)sin sin cos (cos 2/])cos([)(t t t t A t A t S m c m c m m c m U SB ωωωωωω-=+=保留下边带，波形为：2/)sin sin cos (cos 2/])cos([)(t t t t A t A t S m c m c m m c m LSB ωωωωωω+=-=上两式中的第一项与调制信号和载波信号的乘积成正比，成为同相分量；而第二项的乘积则是调制信号与载波信号分别移相900后想乘的结果，称为正交分量。
实验一：模拟线性调制系统仿真
实验一：模拟线性调制系统仿真一、实验目的：1、掌握模拟调制系统的调制和解调原理；2、理解相干解调。
二、实验内容：1、编写DSB调制，并画出时域波形和频谱图。
(必做)2、完成DSB信号的相干解调。
(必做)3、完成DSB信号本地载波同频不同相时的解调。
(选做)4、画出AM信号和SSB信号的波形和频谱图。
(选做)三、实验步骤1、DSB信号的调制1) 假定调制信号为m(t)=cos(2*pi*fm*t),载波c(t)=cos(2*pi*fc*t)，f m=1kHz，f c=10kHz；进行DSB 调制，S DSB(t ) = m(t)× c(t )。
绘制调制信号和载波的时域波形，DSB 已调信号波形2) 对载波、调制信号、DSB 信号进行FFT 变换，得到其频谱，并绘制出幅度谱2、DSB信号的解调1) 用相干解调法对DSB信号进行解调，解调所需相干载波可直接采用调制载波。
2) 将DSB已调信号与相干载波相乘。
3) 设计低通滤波器，将乘法器输出中的高频成分滤除，得到解调信号。
4) 对乘法器输出和滤波器输出进行FFT变换，得到频谱。
绘制乘法器输出和解调器输出信号幅度谱；并绘制解调输出信号波形四、实验思考题1、与调制信号比较，AM、DSB和SSB的时域波形和频谱有何不同？答:时域：调制信号波形与AM的包络相同，而与DSB、SSB的不同；频域：AM信号包含有载波、上下边带；DSB仅有上下边带而无载波；SSB仅有上边带或下边带而无载波；上边带或下边带的带宽与调制信号带宽相等2、采用相干解调时，接收端的本地载波与发送载波同频不同相时，对解调性能有何影响？答：如果同频不同相，将会出现失真，无法正常恢复原调制信号源程序：close all;clear;fc=10000;fm=1000;fs=8*fc;ts=1/fs;tp=10/fm;t=0:ts:tp;fhz=[0:4095]/4096*fs;wc=1.5*2*pi*fm/fs;mt=cos(2*pi*fm*t);Ct=cos(2*pi*fc*t);DSB=mt.*Ct;Mf=fft(mt,4096);Cf=fft(Ct,4096);DSBf=fft(DSB,4096);figure(1);subplot(3,1,1);plot(t,mt);title('调制信号');grid on;axis([0 0.005 -2 2]);subplot(3,1,2);plot(t,Ct);title('载波');axis([0 0.005 -2 2]);grid on;subplot(3,1,3);plot(t,DSB);title('已调信号');axis([0 0.005 -2 2]);grid on;figure(2);subplot(3,1,1);plot(fhz/1000,abs(Mf));title('已调信号频谱');axis([0 22 0 420]);grid on;subplot(3,1,2);plot(fhz/1000,abs(Cf));title('载波频谱');axis([0 22 0 420]);grid on;subplot(3,1,3);plot(fhz/1e3,abs(DSBf));title('已调信号频谱');axis([0 22 0 420]);grid on;figure(3);subplot(3,1,1);Spf=DSB.*Ct;spw=fft(Spf,4096);plot(fhz/1000,abs(spw));title('解调乘法器输出信号频谱'); axis([0 22 0 420]);grid on;subplot(3,1,2);B=fir1(16,wc/pi);m0=filter(B,1,Spf);M0=fft(m0,4096);plot(fhz/1000,abs(M0));title('解调输出信号频谱');axis([0 22 0 420]);grid on;subplot(3,1,3);plot(t,m0);title('解调输出信号');axis([0 0.005 -2 2]);grid on;。
实验一模拟线性调制
实验⼀模拟线性调制电⼦科技⼤学通信学院《模拟线性调制系统实验报告》模拟线性调制系统实验班级学⽣学号教师刘镰斧模拟线性调制系统实验⼀、实验⽬的1. 研究模拟连续信号在（AM 、DSB 、SSB 、VSB 、QAM ）⼏种线性调制中的信号波形与频谱，了解调制信号是如何搬移到载波附近。
2. 加深对模拟线性调制（AM 、DSB 、SSB 、VSB 、QAM ）的⼯作原理的理解。
3. 了解产⽣调幅波（AM ）和抑制载波双边带波（DSB —SC ）的调制⽅式，以及两种波之间的关系。
4. 了解⽤滤波法产⽣单边带SSB —SC 的信号的⽅式和上下边带信号的不同。
5. 研究在相⼲解调中存在同步误差（频率误差、相位误差）对解调信号的影响从⽽了解使⽤同频同相的相⼲载波在相⼲解调中的重要性。
6. 熟悉正交调幅QAM 传输系统的原理及作⽤。
⼆、实验原理模拟带通传输系统，是将基带信号经过线性调制后形成的已调波送⼊信道传输，在接收端经过反调制，再从已调波中将基带信号恢复出来。
常⽤的线性调制包括调幅（AM ），双边带调制（DSB ），单边带调制（SSB ），残留边带调制（VSB ），正交调幅（QAM ）等五种⽅式。
这些⽅式是通过基带信号与单⼀⾓频率c ω的余弦载波相乘后再经过适当滤波实现。
在时域上，就是⽤基带信号m （t ）去控制载波f （t ）的幅度参数，使其m （t ）的规律⽽变化；它的频域解释是把基带信号的频谱范围搬迁到载波附近的频谱范围上的搬移过程。
在接收端，如果采⽤相⼲解调，在本地载波保持同步关系时，都能正确的解调。
但是当本地载波存在相位误差或频率误差时，不同的调制⽅式受到的影响是不同的，当只有相位误差时，SSB 制式的输出不受影响，AM 和DSB 制式的输出幅度有所下降，⽽QAM 制式则产⽣路间窜扰。
在本地载波有频率误差时，SSB 制式的输出使频谱有所偏移，对于话⾳信号传输⽽⾔，频差在20Hz 以内时，⼈⽿可以容忍；⽽对于其他制式，输出会产⽣严重失真。
模拟线性调制系统实验报告
模拟线性调制系统实验报告实验项目名称：模拟线性调制系统实验一、实验目的1. 研究模拟连续信号在（AM、DSB、SSB、VSB、QAM）几种线性调制中的信号波形与频谱，了解调制信号是如何搬移到载波附近。
2. 加深对模拟线性调制（AM、DSB、SSB、VSB、QAM）的工作原理的理解。
3. 了解产生调幅波（AM）和抑制载波双边带波（DSB—SC）的调制方式，以及两种波之间的关系。
4. 了解用滤波法产生单边带SSB—SC的信号的方式和上下边带信号的不同。
5. 研究在相干解调中存在同步误差（频率误差、相位误差）对解调信号的影响从而了解使用同频同相的相干载波在相干解调中的重要性。
6. 熟悉正交调幅QAM传输系统的原理及作用。
二、实验内容1常规调幅（AM）Amplitude modulation and demodulation（AM）[sim]2抑制载波双边带（DSB—SC）调制与解调DSB—SC modulation and demodulation [sim]3抑制载波单边带（SSB—SC）调制与解调SSB modulation and demodulation [sim]4残留边带（VSB）调制与解调5正交幅度调制（QAM）与解调Quadure amplitude modulation and demodulation IQ三、实验设施本实验系统是采用Analog Signal System应用最广泛的PC机和Windows操作系统作为软硬件平台，使用MATLAB软件的SIMULINK的集成开发工具实现对AM、DSB、SSB、VSB及QAM系统的调制与解调的仿真。
每个子系统都是由各个模块组成，实验时，可以在系统上进行参数的设置与更改。
可对上述调制与解调各种参数进行更为深入的研究。
四、实验原理模拟带通传输系统，是将基带信号经过线性调制后形成的已调波送入信道传输，在接收端经过反调制，再从已调波中将基带信号恢复出来。
实验三 模拟线性调制系统实验
实验三 模拟线性调制系统实验一、实验目的1、掌握模拟线性调制AM 、DSB 、SSB 的原理。
2、掌握模拟线性调制AM 、DSB 、SSB 的仿真方法。
3、掌握模拟线性调制AM 、DSB 、SSB 的性能。
二、实验原理：1、幅度调制幅度调制信号（已调信号）一般可表示成：()()cos m c s t Am t t ω=。
式中，m(t)—基带调制信号。
设调制信号m(t)的频谱为()M ω，则已调信号的频谱为[]()())2m c c A S M M ωωωωω=++-2、调幅（AM ）调制调幅信号：00()[()]cos cos ()cos AM c c c s t A m t t A t m t t ωωω=+=+ 式中()m t －调制信号，均值为0；0A －常数，表示叠加的直流分量。
⊗()m t ()m s t cos c tω⊕A若m(t)为确知信号，则AM 信号的频谱为：01()[()()][()()]2A M c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++-+++-其中A 是一个常数。
可以将调幅信号看成一个余弦载波加抑制载波双边带调幅信号，当A>m(t)时，称此调幅信号欠调幅；A<m(t)时，为过调幅。
当m(t)的频宽远小于载波频率时，欠调幅信号可以用包络检波的方法解调，而过调幅信号只能通过相干解调。
调制后的波形及频谱： 2、双边带（DSB ）调制（1）原理：调制信号m(t)没有直流分量时，得到DSB 信号()()cos D SB c s t m t t ω=。
()DSB s t tttωHωHω-()M ω()DSB S ωcω-c ωω（2）频谱1()[()()]2D SB c c S M M ωωωωω=++-两个边带包含相同的信息。
上、下边带均包含调制信号的全部信息；幅度减半，带宽加倍；线性调制。
3、单边带调幅（SSB ）：单边带调制是指产生一个边带的调制方式。
实验一 模拟线性调制仿真
实验一 模拟线性调制仿真.一、实验目的1.验证普通调幅波、双边带调制的调制前后的时域变化；2.验证普通调幅波、双边带调制的调制前后的频域变化；二、实验原理幅度调制（AM ）是线性调制，是众多调制方法中的一种，是指正弦载波的幅度按照调制信号的变化而变化，这一类调制方法主要包括常规幅度调制（AM ）、双边带调制（DSB ）、单边带调制（SSB ）和残留边带调制（VSB ）。
（一）、普通调幅（AM ）令调制信号为)(t m ，则普通调幅波的已调信号)(t u 可以表示为 )c o s ())(()())(()(000ϕω++=+=t t m A A t c t m A t u c c其中0A 为载波分量，)cos()(0ϕω+=t A t c c c 为载波分量，一般情况下取1=c A ，00=ϕ。
此时)(t u 可以简化为t t m A t u c ωcos ))(()(0+=若)(t m 为已知信号，则AM 信号的频谱结构为)]()([21)]()([)(00000ωωωωωωδωωδπω-+++-++=M M A U 其中)(ωM 是)(t m 的傅里叶变换。
消息信号和对应的常规AM 信号的典型频域图如图1所示。
图1 消息信号和常规AM 信号的频谱结构图（二）、双边带调幅（DSB ）令调制信号为)(t m ，则双边带信号的已调信号)(t u 可以表示为t t m t c t m t u c ωc o s )()()()(==其中t t c c ωcos )(=为载波分量。
若)(t m 为已知信号，则DSB 信号的频谱结构为)]()([21)(00ωωωωω-++=M M U 其中)(ωM 是)(t m 的傅里叶变换。
消息信号和对应的DSB 信号的典型频域图如图2所示。
图2 消息信号和双边带信号的频谱结构图三、实验内容1、令消息信号为⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=t t t t t t t m 其余 0323 230 1)(000 假设该消息信号以普通幅度调制（AM ）调制，所得已调信号分别标记为记为)(AM t u 。
毕业设计（论文）基于线性调制的模拟调制系统的研究与仿真
目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................... I I 第一章绪论. (1)1.1 本文选题的依据 (1)1.2 课题研究的意义 (1)1.3 线性调制的模拟调制系统在国内外发展现状及趋势 (1)1.4 本课题研究的内容 (3)第二章线性调制 (4)2.1 幅度（AM）的调制 (5)2.2 双边带（DSB）的调制 (6)2.3 单边带（SSB）的调制 (7)第三章线性解调原理 (11)3.1 AM的解调 (11)3.2 DSB的解调 (12)3.3 SSB的解调 (12)3.4 线性调制系统的抗噪声性能 (13)第四章线性模拟调制系统基于System View的仿真与分析 (20)4.1 System View软件的介绍 (20)4.2 AM调制解调仿真及波形分析 (20)4.3 DSB调制解调仿真及波形分析 (23)4.4 SSB调制解调仿真及波形分析 (25)4.5 线性调制系统的抗噪声性能分析 (25)结论 (30)参考文献（References） (31)致谢 (32)基于线性调制的模拟调制系统的研究与仿真摘要：如今，信息时代已经到来，伴随通信、计算机与控制等技术不断的发展和相互融合，因此扩展了通信的功能，随时随地人们能通过较多通信手段来获取并交换各类的信息。
信息也是称为资源，在通过广泛的传播与交流后，才能产生利用有效价值。
社会生产与生活各个领域通信都是有所涉及得，随处可见各类的通信产品，因此可以讲通信技术已经是现代文明的标志之一了，在社会活动和人们日常生活影响很多。
通信的理解，简而言之就是从一个地方向另一个地方传递与交换信息。
我们把实现消息传递时所要的一切技术设备与传输媒质的总和并称为通信系统。
通信原理实验报告实验一
实验一模拟线性调制系统仿真实验1实验目的掌握常规AM调制、DSB调制、单边带调制（SSB）的原理和方法，并验证这三种方法的可行性。
并掌握Commsim的常用使用方法。
2实验内容和结果2.1模拟线性调制系统(AM)2.2抑制载波双边带调制（DSB）2.3单边带调制（SSB）3 实验分析3.1模拟线性调制系统(AM)的分析：任意AM 已调信号可以表示为Sam(t)=c(t)m(t)当)()(0t f A t m +=，)cos()(0θω+=t t c c 且A0不等于0时称为常规调幅，其时域表达式为：)cos()]([)()()(00θω++==t t f A t m t c t s c am 3.2抑制载波双边带调制（DSB ）：任意DSB 已调信号都可以表示为DSB S )()()(t m t c t =当)()(0t f A t m +=；)cos()(0θω+=t t c c 且A 0等于0时称为抑制载波双边带调制。
其时域表达式为t t f t m t c t s c DSB ωcos )()()()(==；频域表达式为：C DSB F t s ωω+=([)(C F ωω-+()2)]÷3.3单边带调制（SSB ）：设调制信号为单边带信号f(t)=A m cosωm t ，载波为c(t)=cosωc t 则调制后的双边带时域波形为：2/])cos()cos([cos cos )(t A t A t t A t S m c m m c m c m m DSB ωωωωωω-++==保留上边带，波形为：2/)sin sin cos (cos 2/])cos([)(t t t t A t A t S m c m c m m c m USB ωωωωωω-=+=保留下边带，波形为：2/)sin sin cos (cos 2/])cos([)(t t t t A t A t S m c m c m m c m LSB ωωωωωω+=-=4 实验体会通过此次实验我进一步理解了AM 、DSB 、SSB 的调制方法的原理和方法，以及如何通过Commsim 软件来模拟这一调制的过程。
模拟调制实验报告
一、实验目的1. 理解模拟调制的基本原理和过程。
2. 掌握AM（调幅）、FM（调频）和PM（调相）三种基本调制方式的特点和应用。
3. 学习模拟调制系统的性能分析，包括带宽、调制指数等。
4. 通过实验验证调制和解调过程，加深对理论知识的理解。
二、实验原理模拟调制是将基带信号（信息信号）转换成适合在信道中传输的频带信号的过程。
常见的模拟调制方式包括调幅、调频和调相。
1. 调幅（AM）：在AM调制中，载波的幅度随基带信号的幅度变化而变化。
其基本原理是利用调制信号控制载波的幅度。
2. 调频（FM）：在FM调制中，载波的频率随基带信号的幅度变化而变化。
其基本原理是利用调制信号控制载波的频率。
3. 调相（PM）：在PM调制中，载波的相位随基带信号的幅度变化而变化。
其基本原理是利用调制信号控制载波的相位。
三、实验设备1. 实验箱2. 信号发生器3. 示波器4. 数字频率计5. 阻抗匹配器四、实验步骤1. AM调制实验- 使用信号发生器产生一个正弦波作为载波信号。
- 将基带信号输入调制器，调整调制指数，观察调制信号的变化。
- 使用示波器观察调制信号的波形，分析调制指数对调制信号的影响。
- 使用数字频率计测量调制信号的频率，分析调制信号的带宽。
2. FM调制实验- 使用信号发生器产生一个正弦波作为载波信号。
- 将基带信号输入调制器，调整调制指数，观察调制信号的变化。
- 使用示波器观察调制信号的波形，分析调制指数对调制信号的影响。
- 使用数字频率计测量调制信号的频率，分析调制信号的带宽。
3. PM调制实验- 使用信号发生器产生一个正弦波作为载波信号。
- 将基带信号输入调制器，调整调制指数，观察调制信号的变化。
- 使用示波器观察调制信号的波形，分析调制指数对调制信号的影响。
- 使用数字频率计测量调制信号的频率，分析调制信号的带宽。
五、实验结果与分析1. AM调制实验- 当调制指数较小时，调制信号近似为未调制信号。
模拟线性调制系统实验
实验一模拟线性调制系统实验一、实验目的1.研究模拟连续信号在(AM、DSB、SSB、VSB、QAM)几种线性调制中的信号波形与频谱，了解调制信号是如何搬移到载波附近的。
2.加深对模拟线性调制(AM、DSB、SSB、QAM)的工作原理的理解。
3.了解产生调幅波(AM)和抑制载波双边带波(DSB—SC)的调制方式，以及两种波之间的关系。
4.了解用滤波法产生单边带SSB—SC的信号的方式和上下边带信号的不同。
5.研究在相干解调中存在同步误差(频率误差、相位误差)对解调信号的影响，从而了解使用同频同相的相干载波在相干解调中的重要性。
6.熟悉正交调幅QAM传输系统的原理及作用。
二、讲述内容1.讲述模拟线性调制实验系统仿真基础(1)系统模型系统是由相互联系相互作用的若干组成部分结合而成的，具有特定功能的总机体，系统具体三个主要特点：(a) 系统存在于环境中。
(b) 系统大小是相对的，边界是人为划定的。
(c) 系统具有嵌套性，系统往往可以划分为若干子系统，而每个子系统又可分解成若干更低一级的子系统。
(2)系统模型的概念研究一个系统的目的是为了了解系统各个组成部分之间的关系，或者是为了预示系统在一种新的工作策略下的执行情况。
模型是系统的一种表示，是为了研究系统的目的而开发的，是系统的内在联系及它与外界关系的一种表述。
这种使用模型来研究系统的方法叫做系统模拟或系统仿真，简称仿真。
(3)系统仿真随着计算机的发展计算机求解复杂系统数学模型的功能也越来越强，因此采用计算机对系统进行仿真已日益为人们所重视和应用。
由于仿真的主要工具是计算机，因此又称为计算机仿真。
(4)系统所用软件MATLAB软件：作为整个系统的开发工具和应用环境。
2.系统功能：确定模拟线性调制系统实验计算机仿真功能，如实验项目中功能框图所示。
3.实验内容（1）常规调幅(AM)幅度调制的原理是用低频调制信号(如话音)控制高频正弦振荡的幅度，使其“携带”低频信号，从而进行信息传输。
通信原理实验13 模拟调制解调实验(FM)
实验十三模拟调制解调实验（FM）实验内容1.模拟调制(FM)实验2.模拟解调(FM)实验一、实验目的1.掌握变容二极管调频电路的工作原理及调频调制特性及其测量方法。
2.熟悉相位鉴频器的基本工作原理。
3.了解鉴频特性曲线（S曲线）的正确调整方法。
二、实验电路工作原理(一)模拟调制实验1.变容二极管工作原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。
其频率的变化量与调制信号成线性关系。
常用变容二极管实现调频。
变容二极管调频电路如图8-1所示。
从J2处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从J1处输出为调频波（FM）。
C15为变容二级管的高频通路，L1为音频信号提供低频通路，L1和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。
图8-1 变容二极管调频f因为LCf π21=，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。
从图（a ）中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LCf π21=，f 和C 的关系也是非线性。
不难看出，C-u 和f-C的非线性关系起着抵消作用，即得到f-u 的关系趋于线性（见图（c ））。
2. 变容二极管调频器获得线性调制的条件设回路电感为L ，回路的电容是变容二极管的电容C （暂时不考虑杂散电容及其它与变容二极管相串联或并联电容的影响），则振荡频率为LCf π21=。
为了获得线性调制，频率振荡应该与调制电压成线性关系，用数学表示为Au f =，式中A 是一个常数。
由以上二式可得LCAu π21=，将上式两边平方并移项可得2222)2(1-==Bu u LA C π，这即是变容二极管调频器获得线性调制的条件。
这就是说，当电容C 与电压u 的平方成反比时，振荡频率就与调制电压成正比。
3. 调频灵敏度调频灵敏度f S 定义为每单位调制电压所产生的频偏。
模拟信号调制实验
实验报告册课程：通信系统原理教程实验：模拟信号调制实验班级：姓名:学号:指导老师:日期: 评语：成绩：签名：日期：实验一： 模拟信号调制实验 实验目的: 1、基于matlab 函数对模拟信号的调制，可以熟悉的掌握用matlab 对模拟信号的调制、解调。
2、通过训练，可以深刻的了解模拟调制、解调的过程，及一些基本思想，且得到一些应用。
实验原理：（理论过程）幅度调制就是用调制信号去控制载波的振幅，使载波的振幅随调制信号的变化而变化。
其数学模型如上图示：一、基本概念1）时域表达式如果已调信号的包络与输入调制信号呈线性对应关系,而且时间波形数学表达式为：SAM(t)=[Ao+m(t)]cos(ωc+θ0) 式中：m(t)为输入调制信号，它的最高频率为fm, m(t)可以是确知信号，也可以是随机信号，但没有直流成分，属于调制信号的交流分量； ωc 为载波的频率；θ0为载波的初始相位，在以后的分析中，通常为了方便假定θ0=0 ；A 0为外加的直流分量，如果调制信号中有直流分量，也可以把调制信号中的直流分量。
在波形上，幅度调制信号的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，其频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移。
由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。
二、 1、标准调幅 (AM)令h (t ) = δ(t ) ，调制信号 f (t ) 叠加直流A 0 后与载波相乘，就可形成标准调幅(AM) 信号。
载波的振幅受f (t ) 控制，已调波的包络按照f (t )的规律线性变化。
简化起见，设初始相位 θ 0 = 0 ，则载波为： 此时已调信号的时域一般表示式为：已调信号的频域一般表示式为： 2、抑制载波双边带调幅（DSB ） 基本思想：抑制不携带信息的载波分量的功率，将有效功率用于边带传输，从而提高调制效率。
令载波信号的A 0=0，得到DSB 调制信号的时域和频域描述DSB 调幅波的产生和解调 DSB 调制器的数学模型：()[()cos ]*()1()[()()]()2c cct f t t h t F F H ϕωφωωωωωω==++-S m (t) H(tm(t)Cos2πf c00()cos C t A t ω=00000()[()]cos cos ()cos AMt A f t tA t f t tϕωωω=+ =+0()[()()]1[()()]2AMccA F F φωπδωωδωωωωωω=++- +++-0()()cos 1()[()()]2DSBDSBt f t tF F ϕωφωωωωω==++-DSB 相干解调器的数学模型：设接收机的输入为：经过乘法器后 低通滤波器LPF 滤掉 2ω0 频率分量，经过LPF 后 3、单边带调幅（SSB ） 单边带信号的产生滤波法产生单边带信号 产生SSB 信号最直观的方法是让双边带信号通过一个边带滤波器，保留所需要的一个边带，滤除不要的边带。
通信系统仿真实验
实验一：模拟调制系统设计分析振幅调制系统（常规AM）1.实验要求根据设计要求应用软件搭建模拟调制、解调（相干）系统，运行系统观察各点波形并分析频谱，改变参数研究其抗噪特性。
2.实验原理(1)AM信号的表达式、频谱及带宽在图1-1中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号叠加直流后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带条幅信号。
AM调制器模型如图3-2所示。
图1-1 AM调制器模型AM信号的时域和频域表达式分别为：式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号。
AM信号的典型波形和频谱分别如图1-2（a）、（b）所示，图中假定调制信号的上限频率为。
显然，调制信号的带宽为图1-2 AM波形和频谱由图1-2（a）可见，AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。
但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足，否则会出现过调幅而失真。
AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。
上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。
显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。
故AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍，即：式中，为调制信号的带宽，为调制信号的最高频率。
(2)AM信号的解调调制过程的逆过程叫做解调。
AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。
AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。
在这里我们采用的是想干解调。
由AM信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。
解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。
相干解调的原理框图如图1-3所示图1-3 相干解调原理图将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以将第1项与第2项分离，无失真的恢复出原始的调制信号3.实验内容与分析(1)实验图如下所示：加法器20以及其上面部分为AM调制，23为信号源1KHZ，幅度2伏；09为载波15KHZ，幅度5伏。
仿真模拟线性调制系统
双边带调制信号的频域域表达式为：
使用通信库中现成的双边带调幅图符重新完成上边的仿真
4、实验仿真：
4.1
4.1.1
4.1.2
（2）任意的AM已调信号可以表示为：SAM(t)=c(t)m(t),当m(t)=A0+f(t);
c(t)=cos(wct+θ ),且A0不等于0时，称为常规调幅，其时域表达式为：
SAM(t)=c(t)m(t)=[A0+f(t)]cos(wct+θ )其中A0是外加的直流分量，f(t)是调制信号，它可以是确知信号，也可以是随机信号。 为载波信号的角频率，θ为载波信号的起始相位,为简单起见，通常设为0。常规AM通常可以用下图所示的系统来实现。
(2)首先完成PDF中4.1节的仿真（要求调制信号频率为学号*10），改变调制度，并观察输出波形(已调波)的变化；
(3)使用通信库中现成的双边带调幅图符重新完成4.1节中的仿真（要求调制信号频率为学号*10）。改变调制度，并观察输出波形(已调波)的变化。
3、实验步骤：
（1）设计一带通滤波器，带宽为180Hz、中心频率为2100Hz，用巴特沃斯完成。并用 ，其中f1=200Hz，f2=2000Hz，作为输入，观察其输出频谱，其中最高频率为：2190HZ，最低频率为：2010HZ
3在标准调幅时由于已调波中含有不携带信息的载波分量故调整效率较低为了提高调制效率在标准调幅的基础上抑制载波分量使总功率全部包含在双边带中
实验三：仿真模拟线性调制系统
1、实验题习滤波器的设计；
2、学习AM调制原理；
3、仿真AM调制、解调系统。
要求：
(1)设计一带通滤波器，带宽为180Hz、中心频率为2100Hz，用巴特沃斯完成。并用 ，其中f1=200Hz，f2=2000Hz，作为输入，观察其输出频谱；
通信原理实验模拟调制系统(AM,FM)实现方法
实验一模拟调制系统（AM，FM）实现方法一、实验目的实现各种调制与解调方式的有关运算二、实验内容对DSB，抑制载波的双边带、SSB，FM等调制方式下调制前后的信号波形及频谱进行观察。
要求用system view 或Matlab中的基本工具组建各种调制解调系统，观察信号频谱。
三、实验原理AM:1)标准调幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM）。
将调制信号m(t)与一个直流分量A叠加后与载波相乘可形成调幅信号。
AM信号的的频谱由载频分量、上边带、下边带组成。
上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。
2）DSB。
若在AM调制模型中将A0去掉，即得到双边带信号（DSB）。
与AM信号比较，因为不存在载波分量。
3）SSB。
单边带调制（SSB）是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。
产生SSB信号的方法有：滤波法和相移法。
SSB调制包括上边带调制和下边带调制。
解调：解调是调制的逆过程，其作用是从接受的已调信号中恢复调制信号。
解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。
1）相干解调。
解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。
即把在载频位置的已调信号的浦搬回到原始基带位置。
2）包络检波。
包络检波器就是直接从已调信号的幅度中提取预案调制信号。
FM：调制中，若载频的频率随调制信号变化，称为频率调制或调频（FM）。
调频信号的产生方法有两种：直接调频和间接调频。
1）直接调频。
用调制信号直接控制载波振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。
2）间接调频。
先将调制信号积分，然后对载波进行调相，即可产生一个NBFM信号，再经n次频倍器得到WBFM信号。
解调：调频信号的解调也分为相干解调和非相干解调。
相干解调仅适用于NBFM信号，而非相干解调对于NBFM和WBFM信号均适用。
四、实验内容(一)标准调幅信号实验代码：f=5;T=1/f;fc=500;A=1.5;ts=0.001;fs=1/ts;t=0:ts:2*T;mt=cos(2*pi*f*t)+cos(2*pi*2*f*t);%调制信号ft=cos(2*pi*fc*t);%载波yt=(mt+A).*ft;%调幅信号N=2*T/ts;%设置抽样点数Mf=abs(fft(mt,N));%求调制信号频谱Ff=abs(fft(ft,N));%求载波频谱Yf=abs(fft(yt,N));%求调幅信号频谱ff=fs*(0:N-1)/N;%将调制信号与其频谱在同一图中作出figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,mt);title('调制信号');subplot(2,1,2);plot(ff,Mf(1:N));title('调制信号频谱');%将载波与其频谱在同一图中作出figure(2);subplot(2,1,1);plot(t,ft);title('载波');subplot(2,1,2);plot(ff,Ff(1:N));title('载波频谱');%将调幅信号与其频谱在同一图中作出figure(3);subplot(2,1,1);plot(t,yt);title('调幅信号');subplot(2,1,2);plot(ff,Yf(1:N)); title('调幅信号频谱'); 生成图像如下：放大后看到，在4HZ,8HZ处有冲击，符合要求。
实验1模拟线性调制系统仿真实验
实验一模拟线性调制系统(AM)一，实验目的：1，掌握模拟调制系统的调制和解调原理。
2，理解相干解调。
二，实验内容和结果：1，编写AM、DSB、SSB调制，并画出时域波形和频谱图。
2，完成DSB调制和相干解调。
1.1模拟线性调制系统(AM)2.2抑制载波双边带调制（DSB）2.3单边带调制（SSB）三、实验分析通过模拟仿真这三种幅度调制信号，可以了解这三种调制各有自己的优缺点。
AM优点是接收设备简单，缺点是率利用率低，抗干扰能力差。
DSB优点是功率利用率低，接收设备较复杂。
SSB优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和选择性衰落能力均优于AM，缺点是发送设备和接收设备丢复杂。
SSB信号的实现比AM、DSB要复杂的多，但是SSB调制载传输时，可以节省发射功率，只有AM、DSB的一半，因此，它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。
评价一个模拟系统的好坏，最终要看解调器的输出信噪比。
定义为：解调器输出有用信号的平均功率与解调器输出噪声的平均功率之比。
SSB系统中，信号与噪声有相同的表示形式，所以，相干解调过程中，信号和噪声的正交分量均被抑制，故信噪比没有改善。
其值为1。
而DSB调制系统中，其制度增益为2，系统的抗噪声性能胜于SSB调制系统四、实验体会这次实验是通信原理课程的第一个实验，因为是第一次接触COMMSIM 2001这个软件，肯定会有一些陌生感，首先在安装方面都出现了问题，在实验中，对器件和操作都不明白，幸好老师的实验指导书写得很详细，所以按照指导书的步骤一步一步进行完成了实验，当波形图出来的那一刻，心里也是很激动的，虽然只是一个很小的实验，所以总的来说，本次实验算是成功的，同时也希望下次的实验能做的更完美。
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实验一模拟线性调制系统(AM)
一，实验目的：
1，掌握模拟调制系统的调制和解调原理。
2，理解相干解调。
二，实验内容和结果：
1，编写AM、DSB、SSB调制，并画出时域波形和频谱图。
2，完成DSB调制和相干解调。
1.1模拟线性调制系统(AM)
2.2抑制载波双边带调制（DSB）
2.3单边带调制（SSB）
三、实验分析
通过模拟仿真这三种幅度调制信号，可以了解这三种调制各有自己的优缺点。
AM优点是接收设备简单，缺点是率利用率低，抗干扰能力差。
DSB优点是功率利用率低，接收设备较复杂。
SSB优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和选择性衰落能力均优于AM，缺点是发送设备和接收设备丢复杂。
SSB信号的实现比AM、DSB要复杂的多，但是SSB调制载传输时，可以节省发射功率，只有AM、DSB的一半，因此，它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。
评价一个模拟系统的好坏，最终要看解调器的输出信噪比。
定义为：解调器输出有用信号的平均功率与解调器输出噪声的平均功率之比。
SSB系统中，信号与噪声有相同的表示形式，所以，相干解调过程中，信号和噪声的正交分量均被抑制，故信噪比没有改善。
其值为1。
而DSB调制系统中，其制度增益为2，系统的抗噪声性能胜于SSB调制系统
四、实验体会
这次实验是通信原理课程的第一个实验，因为是第一次接触COMMSIM 2001这个软件，肯定会有一些陌生感，首先在安装方面都出现了问题，在实验中，对器件和操作都不明白，幸好老师的实验指导书写得很详细，所以按照指导书的步骤一步一步进行完成了实验，当波形图出来的那一刻，心里也是很激动的，虽然只是一个很小的实验，所以总的来说，本次实验算是成功的，同时也希望下次的实验能做的更完美。