模拟调制系统的设计
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计调制是无线通信系统中的重要环节，主要用于在传输信号过程中对信号进行编码和解码，以实现信号的传输和接收。
MATLAB作为一种强大的数学仿真工具，可以方便地进行调制系统的仿真设计。
调制系统一般包括三个主要部分：调制器、信道和解调器。
调制器负责将发送信号进行编码，以适应信道传输的需求；信道主要是指无线信号在传输过程中的传播环境，会受到各种影响，如多径效应、噪声等；解调器对接收到的信号进行解码，恢复出原始信号。
在MATLAB中，可以利用其信号处理、通信和仿真工具箱来进行调制系统的仿真设计。
以下是一个基于MATLAB的调制系统的仿真设计流程：1.确定调制方式：首先确定要使用的调制方式，比如常见的调制方式有调幅（AM）、调频（FM）、相位调制（PM）等。
根据需求选择合适的调制方式。
2.信号生成：使用MATLAB的信号处理工具箱生成原始信号。
可以选择不同的函数生成不同的信号，如正弦信号、方波信号、高斯脉冲等。
3.调制器设计：根据选择的调制方式，设计相应的调制器。
比如对于AM调制，可以通过将原始信号与载波进行乘法运算来实现；对于FM调制，可以通过改变载波频率的方式来实现。
在MATLAB中，可以使用相关函数来实现这些调制方式。
4.信号传输：将调制后的信号传输到信道中。
可以在仿真中模拟不同的信道情况，如加入噪声、多径效应等。
MATLAB提供了相关函数来模拟这些信道效应。
5.解调器设计：设计相应的解调器以恢复原始信号。
解调器的设计与调制器的设计相对应。
在MATLAB中，可以使用相关函数来实现解调器。
6.信号分析：对仿真结果进行分析。
可以通过绘制波形图、功率谱密度图等来观察信号在传输过程中的变化。
除了上述基本的仿真设计流程外，还可以在仿真过程中加入其他功能，如信号压缩、信号变换等。
MATLAB提供了大量的工具箱，可以方便地实现这些功能。
总之，基于MATLAB的调制系统仿真设计可以方便地模拟调制系统的工作过程，以及对不同信道效应的影响。
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0()(())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 t m my t U t t t ωωωω=+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。
AM模拟调制系统的设计与仿真
AM模拟调制系统的设计与仿真AM（幅度调制）模拟调制系统是一种将模拟信号调制到载波上的技术。
设计与仿真AM模拟调制系统可以帮助我们理解AM调制原理、调制过程以及系统的性能。
以下是一个关于AM模拟调制系统的设计与仿真的详细介绍。
首先，AM模拟调制系统的设计包括两个主要部分：调制器和解调器。
调制器负责将来自音频源的模拟信号调制到载波信号上，解调器负责从调制后的信号中恢复出原始音频信号。
在设计调制器时，首先需要确定载波频率。
一般情况下，载波频率选择在AM广播频段范围内，例如535kHz至1605kHz。
然后，选择一个适当的载波幅度，这会影响到解调过程中的恢复信号的质量。
接下来，设计一个低通滤波器，该滤波器用于去除调制过程中产生的上、下频谱区域。
最后，通过一个运放电路将调制后的信号放大到合适的水平。
在设计解调器时，需要采用一个带通滤波器来滤除载波信号和上、下频谱区域，使得只剩下原始音频信号。
然后，通过一个恢复电路将解调后的信号放大和恢复正常的幅度。
最后，通过一个扬声器将音频信号转换为可听的声音。
在进行系统的仿真时，可以使用一些仿真软件，例如MATLAB或Simulink，来模拟AM调制系统的性能。
首先，可以创建一个输入信号作为模拟音频信号源，该信号可以是音乐、语音或其他类型的声音。
然后，可以创建一个载波信号，其频率和幅度与设计中选择的相同。
接下来，使用模拟调制技术将输入信号调制到载波信号上，并通过一个示波器观察调制后的信号波形。
然后，使用带通滤波器去除载波和上、下频谱区域，并通过示波器观察解调后的信号波形。
最后，通过扬声器播放解调后的信号，以观察恢复音频信号的质量。
在仿真过程中，还可以改变不同参数的取值，例如载波频率、幅度、带宽等，以观察其对系统性能的影响。
此外，还可以添加噪声、多径传播等干扰信号，以评估系统在复杂环境下的性能。
总结来说，AM模拟调制系统的设计与仿真是一个学习和理解AM调制原理和性能的过程。
AM模拟调制系统的设计与仿真
AM模拟调制系统的设计与仿真AM调制是一种将基带信号调制到载频上的调制技术，广泛应用于无线电通信、广播电视、音频传输等领域。
本文将介绍AM模拟调制系统的设计与仿真。
AM调制系统主要由三个部分组成：基带信号产生器、载波信号产生器和调制器。
基带信号产生器用于产生模拟调制信号，载波信号产生器用于产生载波信号，调制器将基带信号和载波信号进行调制。
通过仿真可以验证系统的正确性和性能。
首先，需要设计基带信号产生器。
基带信号可以是音频信号、语音信号或其他需要传输的信号。
可以使用软件工具如MATLAB来产生基带信号，也可以使用硬件电路如函数发生器来产生基带信号。
其次，设计载波信号产生器。
载波信号通常是一个高频正弦波信号，频率根据具体应用需求决定。
可以使用软件工具如MATLAB来产生载波信号，也可以使用硬件电路如震荡器来产生载波信号。
最后，设计调制器。
调制器主要是将基带信号和载波信号进行调制，实现信号的叠加。
调制器可以使用模拟电路如放大器和混频器来实现，也可以使用数字电路如FPGA来实现。
在调制过程中，可以选择不同的调制方式，如DSB-SC调制、SSB调制或VSB调制，根据需求选择适合的调制方式。
设计完整的调制系统后，可以进行系统的仿真。
仿真可以使用软件工具如MATLAB、Simulink或Multisim等来实现。
通过输入不同的基带信号，观察经过调制后的信号，检查是否满足要求。
可以使用示波器来显示信号的时域和频域特性，分析调制效果和系统性能。
在进行系统仿真时，可以对系统的不同参数进行调整和优化，如基带信号的频谱、带宽、载波信号的频率、调制指数等。
通过调整参数，可以优化系统性能，提高信号的质量和传输效果。
在设计和仿真过程中，需要考虑系统的线性度、功率效率、频率响应等指标。
根据具体应用需求，可以对系统进行优化和改进。
总之，AM模拟调制系统的设计与仿真是一个综合性的工程项目，需要综合考虑基带信号产生器、载波信号产生器和调制器的设计与实现。
FM调制与解调系统的设计
课题五FM调制与解调系统的设计一、本课题的目的本课程设计课题主要研究FM 调制与解调模拟系统的理论设计和软件仿真方法。
通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的：1．掌握模拟系统FM 调制与解调的原理。
2．掌握模拟系统FM 调制与解调的设计方法；3．掌握应用MATLAB分析系统时域、频域特性的方法，进一步锻炼应用Matlab进行编程仿真的能力；4．熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程；5．了解基于LabVIEW虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行仿真的方法。
二、课题任务设计FM调制与解调模拟系统，仿真实现相关功能。
包括:可实现单音调制的FM调制及解调、PM 调制及解调的系统设计及仿真，要求给出系统的设计框图、源程序代码及仿真结果，并要求给出程序的具体解释说明，记录系统的各个输出点的波形和频谱图。
具体内容为：(1）设计FM调制与解调、PM调制与解调的模拟系统，给出系统的原理框图,对系统的主要参数进行设计说明。
(2）采用Matlab语言设计相关程序,实现系统的功能，要求采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab 语言编程的静态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式。
要求采用两种以上调制信号源进行仿真，并记录系统的各个输出点的波形和频谱图。
(3)采用LabVIEW进行仿真设计,实现系统的功能,要求给出系统的前面板和框图，采用两种以上调制信号源进行仿真，并记录仿真结果。
(4)要求对系统的时域、频域特性进行分析，并与理论设计结果进行比较分析。
(5)对系统功能进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。
三、主要设备和软件(1)PC机，一台(2)MATLAB6.5以上版本软件，一套(3)LabVIEW7.0以上版本软件，一套四、设计内容、步骤和要求4.1必选部分(1) 设计实现FM、PM调制与解调的模拟系统，给出系统的原理框图,对系统的主要参数进行设计说明,具体参数包括：载波频率、调制信号频率、载波大小、调制信号大小、调制系数等参数。
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计
基于MATLAB模拟调制系统的仿真设计摘要：本文基于MATLAB平台，通过建立调制系统的仿真模型，实现了对调制系统的仿真设计。
首先对调制系统的基本原理进行了介绍，然后建立了调制系统的数学模型。
接着使用MATLAB对模型进行了仿真分析，包括调制信号的产生、载波信号的产生、调制信号与载波信号的混合调制、调制后的信号的传输等过程。
最后，通过仿真结果的分析，对调制系统的性能进行了评估，并提出了优化方案。
本文的研究对于调制系统的设计和优化具有一定的参考意义。
关键词：调制系统；MATLAB仿真；混合调制；性能评估；优化方案一、引言调制是无线通信中的一项基本技术，通过将信息信号与载波信号进行合成，使信息信号能够被传输到远距离的通信接收端。
调制系统是实现调制技术的关键，其性能直接影响到通信系统的可靠性和传输质量。
因此，对调制系统的研究和优化具有重要的意义。
二、调制系统的基本原理调制系统的基本原理是将信息信号经过调制器与载波信号进行混合调制，形成调制后的信号。
调制过程中，需要考虑到载波频率、调制信号幅度、调制信号频率等参数的选择。
常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等。
三、调制系统的数学模型调制系统的数学模型是根据调制原理建立的，一般可表示为：$s(t) = A_c \cdot (1 + m \cdot \cos(f_m \cdot t)) \cdot\cos(f_c \cdot t)$其中，$s(t)$表示调制后的信号，$A_c$为载波幅度，$m$为调制系数，$f_m$为调制信号频率，$f_c$为载波频率。
四、MATLAB仿真设计4.1调制信号的产生通过MATLAB生成调制信号，并将其绘制出来，以便后续的仿真分析。
4.2载波信号的产生通过MATLAB生成载波信号，并将其绘制出来，以便后续的仿真分析。
4.3调制信号与载波信号的混合调制将调制信号与载波信号进行混合调制，并将调制后的信号绘制出来，以便后续的仿真分析。
AM调制与解调系统的设计
AM调制与解调系统的设计AM调制与解调系统是现代通信系统的关键组成部分，广泛应用于无线电通信、广播电视以及音频设备中。
本文将从AM调制与解调的原理、系统设计以及应用等方面进行探讨，旨在深入了解AM调制与解调系统的设计原理与实践。
一、AM调制与解调的原理AM调制是一种模拟调制方式，根据信息信号的幅度变化来调制载频信号的幅度。
它的基本原理是将要传输的信号信息通过线性调制器产生调制信号，然后直接与高频载波通过线性混频器进行混频操作，从而得到被调制后的载波信号。
这样产生的AM信号经过放大、滤波等处理后，就可以进行传输。
AM解调则是将调制信号恢复为原始信号的过程。
一般而言，AM解调的主要任务是将调制信号与收到的AM信号相乘，然后通过低通滤波器将高频成分滤除，从而得到原始信号。
根据调制信号与AM信号的相对幅度，可以得到不同幅度的载波信号，实现信息的解调。
1.调制器设计：调制器是AM调制与解调系统的关键组成部分。
其设计要点是选择合适的调制方式（DSB-SC、SSB、VSB等）、调制频率范围、调制度等参数，并根据需求选择合适的调制器IC，如AD633、AD537等。
2.混频器设计：混频器是将调制信号与载波信号进行混频的关键部件，需要选择合适的混频器IC并根据系统需求确定其工作频率范围和增益。
一般常用的混频器有单/双平衡混频器、高/中/低频混频器等。
3. 低通滤波器设计：低通滤波器的设计用于去除混频后的高频干扰，只保留原始信号的基带部分。
根据系统需求选择合适的滤波器类型（如RC、LC、Bessel、Butterworth等），并设计滤波器的截止频率、通带/阻带衰减等参数。
4.放大器设计：在AM调制与解调系统中，放大器的作用是将调制后的信号放大到合适的幅度，以提高信号质量。
根据系统需求选择合适的放大器型号，如运算放大器、功率放大器等，并确定放大器的放大倍数、带宽等参数。
5.误码率检测与纠错：在AM调制与解调系统中，为了提高信号的可靠性，可以通过引入差错控制技术进行误码率检测与纠错，如使用CRC校验、海明码等方案。
模拟调制系统 AM系统
西安邮电大学《通信原理》软件仿真实验报告实验名称：模拟调制系统——AM系统院系：通信与信息工程学院专业班级：XXXX学生姓名：XXX学号：XXXXXX（班内序号）指导教师：XXX报告日期：XXXX年XX月XX日实验目的：1、掌握AM信号的波形及产生方法；2、掌握AM信号的频谱特点；3、掌握AM信号的解调方法；4、掌握AM系统的抗噪声性能。
仿真设计电路及系统参数设置：时间参数：No. of Samples = 4096；Sample Rate = 20000Hz；仿真波形及实验分析：1、调制信号与AM信号的波形和频谱：调制信号为正弦信号，Amp= 1V，Freq=200Hz；直流信号Amp = 2V；余弦载波Amp = 1V，Freq= 1000Hz；无噪声；调制信号:AM信号:采用相干解调，记录恢复信号的波形和频谱：接收机模拟带通滤波器Low Fc = 750Hz，Hi Fc = 1250Hz，极点个数6；接收机模拟低通滤波器Fc = 250Hz，极点个数为9；恢复信号:●采用包络检波全波整流器Zero Point = 0V；模拟低通滤波器Fc = 250Hz，极点个数为9；恢复信号：由信号功率谱可以看出，相干解调要比包络检波的恢复效果好。
●改变高斯白噪声的功率谱密度，观察并记录恢复信号的变化：无高斯白噪声：加高斯白噪声（功率谱密度（density in 1 ohm=Hz））恢复信号:改变高斯白噪声的功率谱密度（density in 1 ohm=Hz）恢复信号:改变高斯白噪声的功率谱密度（density in 1 ohm=Hz）恢复信号:综上可得高斯白噪声越大，恢复信号失真越严重。
实验成绩评定一览表。
dsb模拟调制解调设计方案
dsb模拟调制解调设计方案DSB模拟调制解调设计方案一、方案概述DSB模拟调制解调技术是一种广泛应用于通信领域的模拟调制解调技术。
本方案旨在设计一套DSB模拟调制解调系统，实现信号的调制和解调，以满足通信系统中的信号传输需求。
二、系统设计1. 调制器设计调制器是DSB模拟调制解调系统的核心部件，其主要功能是将基带信号调制成高频信号。
本方案采用的调制器为平衡调制器，其具有调制效率高、抗干扰能力强等优点。
2. 解调器设计解调器是DSB模拟调制解调系统的另一个核心部件，其主要功能是将调制后的信号解调成基带信号。
本方案采用的解调器为同步解调器，其具有解调效率高、抗干扰能力强等优点。
3. 滤波器设计滤波器是DSB模拟调制解调系统中的重要组成部分，其主要功能是对信号进行滤波，以去除噪声和杂波。
本方案采用的滤波器为低通滤波器，其具有滤波效果好、抗干扰能力强等优点。
4. 放大器设计放大器是DSB模拟调制解调系统中的另一个重要组成部分，其主要功能是对信号进行放大，以增强信号的传输能力。
本方案采用的放大器为功率放大器，其具有放大效果好、抗干扰能力强等优点。
三、系统实现1. 硬件实现本方案采用的硬件平台为FPGA开发板，其具有高性能、低功耗等优点。
调制器、解调器、滤波器和放大器均采用模拟电路实现，与FPGA 开发板进行连接。
2. 软件实现本方案采用的软件平台为Verilog HDL，其具有高效、易用等优点。
调制器、解调器、滤波器和放大器均采用Verilog HDL进行编程实现。
四、系统测试本方案采用的测试方法为实验测试，具体步骤如下：1. 将基带信号输入调制器，将调制后的信号输入解调器。
2. 将解调后的信号输入滤波器，将滤波后的信号输入放大器。
3. 测量放大器输出的信号的幅度、频率等参数，以评估系统的性能。
五、总结本方案设计了一套DSB模拟调制解调系统，实现了信号的调制和解调，以满足通信系统中的信号传输需求。
该系统具有调制效率高、解调效率高、滤波效果好、放大效果好、抗干扰能力强等优点，可广泛应用于通信领域。
模拟调制系统
节能减排需求
随着全球能源危机和环境问题的日益严重，低功耗设计成为电子设备的
重要发展方向，能够降低能源消耗和减少碳排放。
02
市场竞争压力
低成本设计是市场竞争的重要手段之一，能够降低产品的售价，提高市
场竞争力。
03
技术挑战与解决方案
低功耗和低成本设计需要采用高效的电源管理技术、优化电路设计和制
造工艺等手段来实现，同时也需要加强新材料和新器件的研发和应用。
调试困难
模拟调制系统的调试通常需要 经验丰富的技术人员，而且调 试过程较为复杂。
升级困难
随着技术的发展，模拟调制系 统可能难以满足新的传输标准 和更高的性能要求，升级改造
较为困难。
06
模拟调制系统的发展趋势与展望
高频段、大带宽应用的发展趋势
高频段资源丰富
随着无线通信技术的发展，高频段资源逐渐被发掘和利用， 例如毫米波频段，具有丰富的频谱资源，能够满足大带宽 通信的需求。
VS
影响因素
频带利用率受到调制方式、信号参数和传 输介质等多种因素的影响。在选择调制方 式和参数时，需要综合考虑频带利用率和 系统其他性能指标。
抗干扰性能
抗干扰性能
抗干扰性能是衡量模拟调制系统在存在噪声 和干扰情况下传输质量的重要指标。抗干扰 性能越好，传输质量越高，信号失真和误码 率越低。
影响因素
基于数字信号处理（DSP）的实现方式
1 2
数字信号处理器（DSP） 利用数字信号处理算法实现信号的调制。
优点
灵活性高，可实现复杂调制方案，易于实现信号 的解调。
3
缺点
需要数字电路和编程技术，成本相对较高。
基于软件无线电（SDR）的实现方式
软件无线电（SDR）
通信原理第5章 模拟调制系统
幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带 角度调制：频率调制、相位调制
.
3
第5章 模拟调制系统
5.1幅度调制（线性调制）的原理
一般原理
表示式： c(t)Acosct0
设：正弦型载波为
式中，A — 载波幅度；
c — 载波角频率； 0 — 载波初始相位（以后假定0 ＝ 0）。
通信原理
.
1
通信原理
第5章 模拟调制系统
.
2
第5章 模拟调制系统
调制的目的 提高无线通信时的天线辐射效率。 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实 现信道的多路复用，提高信道利用率。 (调频)扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落 能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
常见的模拟调制
t
时，其包络与调制信号波形相同， A0 mt
因此用包络检波法很容易恢复出原
始调制信号。
t 载波
否则，出现“过调幅”现象。这时用 t
包络检波将发生失真。但是，可以
采用其他的解调方法，如同步检波。sAM t
t
.
7
第5章 模拟调制系统
频谱图 由频谱m 可t 以看出，AM信号的频谱由
载频分量
t
上 下边 边A0 带 带mt
sm t
s p t LPF sd t
c t cosct
.
14
第5章 模拟调制系统
相干解调器性能分析
已调信号的一般表达式为
s m (t) s I(t)c o sc t s Q (t)sinc t
与同频同相的相干载波c(t)相乘后，得
sptsm(t)cosct
2DPSK调制解调系统的设计和仿真
2DPSK调制解调系统的设计和仿真第一部分：调制器设计调制器是将输入比特流转换为相位差，从而进行调制的部分。
2DPSK 调制器的设计可以采用查表法。
首先，将输入比特流分为两个并行流，分别表示实部和虚部。
然后，通过比较当前比特和上一个比特的差异，确定下一个相位的差别。
假设当前比特为0，上一个比特为1，则相位差为π/2；假设当前比特为1，上一个比特为1，则相位差为0。
最后，根据相位差确定相位（0、π/2、π、3π/2）。
设计调制器时，可以使用Matlab或Simulink等工具进行仿真。
根据输入比特流，通过调制器可以得到相应的相位差输出。
第二部分：信道建模信道建模是模拟实际传输环境中的信道特性。
在信道建模过程中，需要考虑到信道带宽、噪声等因素。
可以采用高斯信道模型或瑞利信道模型进行仿真。
其中，高斯信道模型适用于室内或受干扰较少的环境，瑞利信道模型适用于室外或有多径衰落的环境。
第三部分：解调器设计解调器是将接收到的信号恢复为原始比特流的部分。
2DPSK解调器的设计可以采用软判决法。
首先，检测接收到的相位与已知相位差之间的关系。
根据相位差的不同，确定当前接收到的比特是0还是1、然后，根据比特的变化进行恢复，即将当前比特与上一个比特进行异或运算，得到输出比特流。
设计解调器时，可以使用Matlab或Simulink等工具进行仿真。
根据接收到的相位差，通过解调器可以得到恢复后的比特流输出。
总结：通过以上三个步骤，可以设计并仿真一个完整的2DPSK调制解调系统。
首先，设计调制器将输入比特流转换为相位差；然后，建立信道模型进行仿真；最后，设计解调器将接收到的信号恢复为原始比特流。
通过仿真，可以评估系统的性能指标，如误比特率（BER）等，并进行调试和优化。
模拟线性调制系统的仿真【实验报告】和【实验指导】
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。
三、实验步骤1、线性调制1) 假定调制信号为m t ，载波c ()cos 2πm f t =()cos 2πc t f t =，f m =1kHz ，f c =10kHz ； 绘制调制信号和载波的时域波形(保存为图1-1)。
2) 进行DSB 调制，；进行AM 调制，DSB ()()()s t m t c t =⋅[]AM ()1()()s t m t c t =+⋅；绘制DSB 已调信号和AM 已调信号的波形，并与调制信号波形进行对照(保存为图1-2)。
3) 用相移法进行SSB 调制，分别得到上边带和下边带信号，SSB 11ˆ()()()()()22Q s t m t c t m t c t =⋅⋅ ，ˆ()sin 2πm m t f t =，()sin 2πQ c c t f t =。
4) 对载波、调制信号、DSB 已调信号、AM 已调信号和SSB 已调信号进行FFT 变换，得到其频谱，并绘制出幅度谱(保存为图1-3)。
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) 绘制低通滤波器的频率响应(保存为图1-4)。
5) 对乘法器输出和滤波器输出进行FFT 变换，得到频谱。
6) 绘制解调输出信号波形；绘制乘法器输出和解调器输出信号幅度谱(保存为图1-5)。
7) 绘制解调载波与发送载波同频但不同相时的解调信号的波形，假定相位偏移分别为ππππ,,,8432(保存为图1-6)。
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？2、低通滤波器设计时应考虑哪些因素？3、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？五、提示：1、Matlab只能处理离散值，所以调制信号、载波、已调信号和解调信号都是用离散序列表示的。
基于Matlab的模拟(AM、FM、PM)调制系统仿真
通信系统模拟调制系统仿真一 课题内容 AM FM PM 调制 二 设计要求1.掌握AM FM PM 调制和解调原理。
2.学会Matlab 仿真软件在AM FM PM 调制和解调中的应用。
3.分析波形及频谱1.AM 调制解调系统设计1.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()(0ϕω+=t A t c c式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0ϕ为载波初始相位(通常假设0ϕ=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 AS ωωωωω-++=2.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+=图5.1 标准调幅波示意图 3.信号解调思路从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调(demodulation )，又称为检波(detection )。
dsb模拟调制解调设计方案
DSB模拟调制解调设计方案一、引言1.1 背景在无线通信中，调制解调技术起着至关重要的作用。
调制是将模拟信号转换为数字信号的过程，而解调则是将数字信号还原为模拟信号的过程。
而DSB（Double Sideband）调制解调是一种常用的调制解调技术，广泛应用于无线通信系统中。
1.2 目的本文旨在探讨DSB调制解调的设计方案，包括其原理、实施步骤，以及在实际应用中的一些考虑因素，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
二、DSB调制的原理DSB调制是一种将模拟信号频谱平移至中心频率的调制技术。
它包括载波信号的乘法调制和频谱移动两个主要步骤。
### 2.1 载波信号的乘法调制 DSB调制中，将模拟信号与一个高频载波信号进行乘法调制，得到调制信号。
通常，载波信号的频率远高于模拟信号的频率。
这种乘法调制可以使用模拟乘法器来实现，即将模拟信号和载波信号输入到乘法器中，乘法器输出即为乘积信号。
2.2 频谱移动得到乘积信号后，需要将其频谱平移至中心频率附近。
这一步骤可以通过频谱平移电路实现，采用带通滤波器将乘积信号的频谱滤波后，通过频率混合器移动至中心频率。
三、DSB解调的原理DSB解调即将调制信号还原为原始模拟信号的过程。
与调制相反，DSB解调包括频谱平移和载波信号的消除两个主要步骤。
3.1 频谱平移对调制信号进行频谱平移的过程与调制中的频谱移动相反。
通过频率混合器将调制信号移动至中心频率的附近。
3.2 载波信号的消除DSB解调后的信号是载波信号的乘积与原始模拟信号的乘积，需要将载波信号消除以还原原始模拟信号。
常用的方法是使用带通滤波器将载波信号滤除。
四、DSB调制解调的设计方案4.1 设计步骤DSB调制解调的设计可以分为以下几个步骤： 1. 确定模拟信号的频谱范围和中心频率。
2. 选择合适的载波频率，一般应远高于模拟信号的频率范围。
3. 进行乘法调制，将模拟信号与载波信号相乘得到调制信号。
4. 进行频谱移动，通过带通滤波器和频率混合器将调制信号移动至中心频率。
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。
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X x通大学信息科学与工程学院课程设计实验报告姓名：学号班级：实验项目名称：模拟调制系统的设计实验项目性质：设计性实验实验所属课程：通信原理实验室(中心)：现代电子实验中心指导教师：实验完成时间： 2013 年 1 月 1 日一、实验目的1. 综合应用《Matlab编程与系统仿真》、《信号与系统》、《现代通信原理》等多门课程知识，使学生建立通信系统的整体概念；2. 培养学生系统设计与系统开发的思想；3. 培养学生利用软件进行通信仿真的能力。
二、实验内容及要求内容：模拟调制系统：主要分为线性调制系统和非线性调制系统，其中线性调制分为AM、DSB、SSB、VSB，非线性调制主要为FM，主要完成FM调制。
（至少选择2种方法）。
调制在通信系统中有十分重要的作用。
通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将信号转换成合适于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，调制方式往往决定了一个通信系统的性能。
AM信号的调制属于频谱的线性搬移，它的解调往往采用非相干解调即包络解调方式；而FM信号的调制属于频谱的非线性搬移，它的解调有相干和非相干解调两种方式。
要求：1.最多2人一组（2人一组必须连成系统）2.对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子系统的原理框图3.提出仿真方案；4.完成仿真软件的编制5.仿真软件的演示6.提交详细的设计报告三、实验原理1.模拟通信系统设计原理模拟通信系统的主要内容是研究不同信道条件下不同的调制解调方法。
调制可以分为三类，即调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）。
基带信号：（1）基带信号是由消息转化而来的原始模拟信号，它的频谱一般从零频附近开始，如语音信号为300~3400Hz；（2）在实际通信系统中，基带信号一般含直流和低频成分，不宜直接传输，这就需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，并可在接收端进行反变换，完成这种变换和反变换作用的通常是调制器和解调器。
已调信号：它有三个基本特征，即（1）携带有信息；（2）适合在信道中传输；（3）信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频，因而已调信号又称带通信号或频带信号。
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。
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移到载频位置。
2.振幅调制产生原理振幅调制，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：式中，A为载波幅度；为载波角频率；为载波初始相位(假设=0).调制信号（基带信号）为。
根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为：设调制信号的频谱为，则已调信号的频谱：3. AM信号的解调原理及方式解调是将位于载波的信号频谱再搬回来，并且不失真的恢复出原始基带信号。
解调的方式有两种：相干解调与非相干解调。
相干解调适用于各种线性调制系统，非相干解调一般适用幅度调制（AM）信号。
AM信号的相干解调--所谓相干解调是为了从接受的已调信号中，不失真地恢复原调制信号，要求本地载波和接收信号的载波保证同频同相。
相干载波的一般模型如下：AM 信号的相干解调原理框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。
相干解调关键是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。
AM 信号的非相干解调--所谓非相干解调是在接收端解调信号时不需要本地载波，而是利用已调信号中的包络信号来恢复原基带信号。
因此，非相干解调一般只适用幅度调制（AM ）系统。
忧郁包络解调器电路简单，效率高，所以几乎所有的幅度调制（AM ）接收机都采用这种电路。
如下为串联型包络检波器的具体电路。
当RC 满足条件hcw1w1≤≤RC 时，包络检波器的输出基本与输入信号的包络变化呈线性关系，即。
4.FM 调制模式的建立图2 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。
5.FM 解调模型的建立调制信号的解调分为相干解调和非相干解调两种。
相干解调仅仅适用于窄带调频信号，且需同步信号，故应用范围受限；而非相干解调不需同步信号，且对于NBFM 信号和WBFM 信号均适用，因此是FM 系统的主要解调方式。
在本仿真的过程中我们选择用非相干解调方法进行解调。
图4 FM解调模型非相干解调器由限幅器、鉴频器和低通滤波器等组成，其方框图如图5所示。
限幅器输入为已调频信号和噪声，限幅器是为了消除接收信号在幅度上可能出现的畸变；带通滤波器的作用是用来限制带外噪声，使调频信号顺利通过。
鉴频器中的微分器把调频信号变成调幅调频波，然后由包络检波器检出包络，最后通过低通滤波器取出调制信号。
四、实验仪器、材料PC机一台MATLAB仿真软件五、实验过程（详细设计）AM:clear all;close all;clc;t=0:0.001:2; %定义tdt=0.001; %抽样间隔f1=2;f2=16;w1=2*pi*f1;w2=2*pi*f2;m=cos(w1*t); %基带信号c=cos(w2*t); %载波信号Sam=(1+m).*c;subplot(2,1,1);plot(t,m);title('基带信号波形');xlabel('t');ylabel('m(t)');subplot(2,1,2);plot(t,c);title('载波信号波形');xlabel('t');ylabel('c(t)');figuresubplot(2,1,1);plot(t,Sam);title('已调信号波形');xlabel('t');ylabel('Sam(t)');snr=5; %定义信噪比为5y=awgn(Sam,snr);%加入高斯白噪声subplot(2,1,2);plot(t,y);title('加噪后的波形');xlabel('t');ylabel('B(t)');%******通过带通滤波器和解调的波形图*****m1=2*dt*10;m2=2*dt*18;[b,a]=butter(4,[m1 m2],'bandpass') %设计带通滤波器H=filter(b,a,Sam);figuresubplot(2,1,1)plot(t,H);title('滤波后的波形');xlabel('t');ylabel('H(t)');lb=abs(hilbert(H)); %解调lb=lb-1;subplot(2,1,2) %解调信号与原基带信号plot(t,m,t,lb,'r')title('基带信号与解调信号');ylabel('m(t)');xlabel('t');FM:close all;clear all;clc;dt=0.001;t=0:dt:1;am=5;fm=5;mt=am*cos(2*pi*fm*t);fc=50;ct=cos(2*pi*fc*t);kf=10;int_mt(1)=0;for i=1:length(t)-1int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt;endsfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt);snr=5;nsfm=awgn(sfm,snr);for i=1:length(t)-1diff_nsfm(i)=(nsfm(i+1)-nsfm(i))./dt;enddiff_nsfmn = abs(hilbert(diff_nsfm)); %hilbert变换，求绝对值得到瞬时幅度zero=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn))/2;diff_nsfmn1=diff_nsfmn-zero;ts=0.001;fs=1/ts;df=0.3; %频率分辨率m=am*cos(2*pi*fm*t);fs=1/ts;if nargin==2n1=0;elsen1=fs/df;endn2=length(m);n=2^(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2)));M=fft(m,n);m=[m,zeros(1,n-n2)];df1=fs/n; %以上程序是对调制后的信号u求傅里变换M=M/fs; %缩放，便于在频谱图上整体观察f=[0:df1:df1*(length(m)-1)]-fs/2; %时间向量对应的频率向量fs=1/ts;if nargin==2n1=0;elsen1=fs/df;endn2=length(sfm);n=2^(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2)));U=fft(sfm,n);u=[sfm,zeros(1,n-n2)];df1=fs/n; %以上是对已调信号u求傅里变换U=U/fs; %缩放figure(1)subplot(3,1,1);plot(t,mt);xlabel('时间t');title('调制信号的时域图');subplot(3,1,2);plot(t,ct);xlabel('时间t');title('载波的时域图');subplot(3,1,3);plot(t,sfm);xlabel('时间t');title('已调信号的时域图');figure(2)subplot(2,1,1)plot(f,abs(fftshift(M))) %fftshift:将FFT中的DC分量移到频谱中心xlabel('频率f')title('原调制信号的频谱图')subplot(2,1,2)plot(f,abs(fftshift(U)))xlabel('频率f')title('已调信号的频谱图')figure(3)subplot(3,1,1);plot(t,mt);xlabel('时间t');title('调制信号的时域图');subplot(3,1,2);plot(t,sfm);xlabel('时间t');title('无噪声条件下已调信号的时域图');for i=1:length(t)-1diff_sfm(i)=(sfm(i+1)-sfm(i))./dt;enddiff_sfmn = abs(hilbert(diff_sfm));zero=(max(diff_sfmn)-min(diff_sfmn))/2;diff_sfmn=diff_sfmn-zero;subplot(3,1,3);plot((1:length(diff_sfmn))./1000,diff_sfmn./400,'r'); xlabel('时间t');title('无噪声条件下解调信号的时域图');figure(4)subplot(3,1,1);plot(t,mt);xlabel('时间t');title('调制信号的时域图');for i=1:length(t)-1diff_nsfm(i)=(nsfm(i+1)-nsfm(i))./dt;enddiff_nsfmn = abs(hilbert(diff_nsfm));zero=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn))/2;diff_nsfmn=diff_nsfmn-zero;subplot(3,1,2);plot(1:length(nsfm),nsfm);xlabel('时间t');title('含高斯白噪声已调信号的时域图');subplot(3,1,3);plot((1:length(diff_nsfmn))./1000,diff_nsfmn./4000,'r'); xlabel('时间t');title('含高斯白噪声解调信号的时域图');六、实验结果及分析AM:通过图可以看到输入的基带信号和载波信号通过图形可以看到已调信号和加噪后的波形原调制信号、载波信号和已调信号的曲线原调制信号和已调信号在频域内的图形原调制信号、无噪声条件下已调信号和解调信号的曲线AM调幅分析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。