基于Matlab 的单边带调幅电路仿真

合集下载

单边带调制和解调在MATLAB中的应用

单边带调制和解调在MATLAB中的应用

课程设计报告书
其中载波信号C(t)用于搭载有用信号,其频率较高。

幅度调制信号g(t)含有有用信息,频率较低。

运用MATLAB 信号g(t)处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。

对于信号x(t),通信系统就可以有效而可靠的传输了。

在接收端,分析已调信号的频谱,进而对它进行解调,以恢复原调制信号。

解调器原理如图2所示。

对于调制解调的过程以及其中所包含的对于信号的频谱分析均可以通过MATLAB 的相关函数实现。

(2)频谱分析
当调制信号f(t)为确定信号时,已调信号的频谱为
()c c SDSB=1/2F -+1/2F(+)ωωωω. 双边带调幅频谱如图3所示。

图3 双边带调幅频谱
抑制载波的双边带调幅虽然节省了载波功率,但已调西那的频带宽度仍为调制信号的两倍,与常规双边带调幅时相同。

(3)功率谱密度分析 通信中,调制信号通常是平稳随机过程。

其功率谱密度与自相关函数之间是一对付氏变换关系。

这样就可以先找到信号的自相关函数,然后通过付氏变换来实现信号的功率谱密度。

通信原理课程设计单边带调幅信号的仿真与分析

通信原理课程设计单边带调幅信号的仿真与分析

课程设计课程设计名称:通信原理课程设计专业班级:学生姓名:学号:指导教师:课程设计时刻:电子信息工程专业课程设计任务书1 需求分析设定余弦信源,仿真其SSB 调制信号,用MATLAB 仿真求调制信号的功率谱密度,画出相干解调后的信号波形并分析其性能。

那个地址设定载波频率为10Hz ,按要求对一个频率为1Hz 、功率为1的余弦信源用MATLAB 画出SSB 调制信号、该信号的功率谱密度、相干解调后的信号波形并分析在AWGN 信道下,仿真系统的性能。

2 概要设计单边带信号的产生:双边带调制信号频谱中含有携带同一信息的上、下两个边带。

咱们只需传送一个边带信号就能够够达到信息传输的目的,以节省传输带宽、提高信道利用率,这确实是单边带调制。

产生SSB 信号有移相法和滤波法等,本设计采纳希尔伯特变换法,直接得出SSB 信号可表示为:SSB(t)=m(t)*cos(Wc)t+m^(t)*sin(Wc)t 式中:m^(t)是m (t )的所有频率成份移相-π/2的信号,称为的希尔伯特信号。

式中符号取”-”产生上边带,取“+”产生下边带。

单边带信号的解调:采纳相干解调法,解调与调制的实质一样,均是频谱搬移。

解调是调制的反进程,即把在载波位置的已调信号的谱搬回到原始基带位置,因此一样用相乘器与载波相乘来实现。

3 运行环境装有MATLAB 的windowsPC 机一台4 开发工具和编程语言MATLAB 软件,MATLAB 编程语言5 详细设计2cos c c tω=设置参数:t0=1;ts=;fc=10;fs=1/ts;t=[-t0+:ts:t0];概念未调制信号,载波,上下边带信号u,vm=sqrt(2)*cos(2*pi*t); 信号源功率为1,频率为1HZc=cos(2*pi*fc.*t); 载波频率为10HZb=sin(2*pi*fc.*t);上下边带解调信号通太低通滤波器取得低频的未调制信号v0=m.*c+imag(hilbert(m)).*b; %下边带调制u0=m.*c-imag(hilbert(m)).*b; %上边带调制v=awgn(v0,30); %加噪声u=awgn(u0,30); %加噪声jit=v.*c;jit1=u.*c;ht=(2*pi*fc.*sin(2*pi*fc.*t)./(2*pi*fc.*t))./pi; 时域低通滤波器jt=conv(ht,jit); 滤去高频成份的下边带信号ll=length(jt);l=-ll/2*ts:ts:(ll/2*ts-ts);jt1=conv(ht,jit1); 滤去高频成份的上边带信号画出上下边带已调信号波形figure(2);subplot(2,1,1)plot(t,u(1:length(t)));axis([,,,]);xlabel('时刻');title('下边带已调信号') ; subplot(2,1,2);plot(t,v(1:length(t)));axis([,,,]);xlabel('时刻 ');title('上边带已调信号 ');画出上下边带解调信号波形figure(3)subplot(2,1,1);plot(l,jt,'r');axis([-1,1,-1000,1000]) xlabel('时刻 ');title('下边带已调信号'); subplot(2,1,2);plot(l1,jt1);axis([-1,1,-1000,1000]) xlabel('时刻');title('上边带已调信号'); 画出上下边带已调信号功率谱密度figure(4)V=fftshift(fft(v));对下边带信号进行傅里叶变换,并与频率对应V0=abs(V); 取傅里叶系数绝对值V1=V0.^2; 傅里叶系数绝对值平方,即在某一频率处功率df=; 频率距离L=length(V);f=-L/2*df:df:L/2*df-df;subplot(2,1,1);plot(f,V1);axis([-100,100,0,3000000])title('下边带功率谱');xlabel('f/HZ');ylabel('V1');U=fftshift(fft(u));同上边带一样进行傅里叶变换U0=abs(U); 取傅里叶系数绝对值U1=U0.^2; 傅里叶系数绝对值平方,即在某一频率处功率df=;L=length(U);f=-L/2*df:df:L/2*df-df;subplot(2,1,2);plot(f,U1);axis([-100,100,0,3000000])title('上边带功率谱 ');xlabel('f/HZ');ylabel('U1');6 调试分析第一,在设置载波时刻轴时跨度能够大点,设置信号时刻轴时跨度小点,如此取得图形看上去更直观。

基于Matlab的AM振幅调制及解调仿真

基于Matlab的AM振幅调制及解调仿真

目录摘要: (2)1实验原理 (4)1.1调制 (4)1.2调幅电路分析 (4)2 MATLAB仿真 (5)2.1 载波信号 (5)2.1.1 仿真程序 (5)2.1.2仿真波形 (6)2.2调制信号 (6)2.2.1 仿真程序 (6)2.2.2仿真波形 (7)2.3 AM调制 (8)2.3.1 仿真程序 (8)2.3.2仿真波形 (9)2.4 AM波解调(包络检波法) (9)2.4.1 仿真程序 (9)2.4.2仿真波形 (10)2.5 AM波解调(同步乘积型检波法) (11)2.5.1 仿真程序 (11)2.5.2仿真波形 (12)2.6 AM波的功率 (14)2.6.1 仿真程序 (14)2.6.2仿真波形 (15)2.7 调制度m对AM调制的影响 (15)2.7.1 仿真程序 (15)2.7.2仿真波形 (17)3结果分析: (18)4总结: (19)基于Matlab的AM振幅调制及解调仿真摘要:本课程设计主要是为了进一步理解AM调制系统的构成及其工作原理,并能通过matlab软件来实现对AM调制系统的仿真,且通过对各个元件的参数进行不同的设置,来观察系统中各个模块的输出波形。

在课程设计中,我们将用到matlab仿真平台,学习AM调制原理,AM调制就是由调制信号去控制高频载波的幅度,使之随调制信号作线性变化的过程。

在波形上,幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化。

解调方法利用相干解调。

解调就是实现频谱搬移,通过相乘器与载波相乘来实现。

通过相干解调,通过低通滤波器得到解调信号。

相干解调时,接收端必须提供一个与接受的已调载波严格同步的本地载波,它与接受的已调信号相乘后,经低通滤波器取出低频分量,得到原始的基带调制信号。

利用Matlab仿真建立AM调制的系统模型,用Matlab仿真程序画出调制信号、载波、已调信号、相干解调之后信号的波形以及功率频谱密度,分析所设计系统性能。

关键字:AM调制,解调,Matlab仿真,滤波Abstract: This course is designed primarily to further understanding of the composition and working principle of AM modulation system , and through matlab software to achieve the AM modulation system simulation , and the parameters of the various components through different settings , to observe the system output waveforms of respective modules. Curriculum design, we will use matlab simulation platform , learning AM modulation principle , AM modulation is controlled by the modulation signal to the amplitude of the high frequency carrier , making the process with the modulated signal as a linear change. On the waveform , the amplitude of the amplitude modulated signal is a baseband signal with the law and is proportional to the change . Demodulation method using coherent demodulation. Demodulation is to move the spectrum , multiplied by multiplication with the carrier to achieve. By coherent demodulation , a demodulated signal obtained through the low -pass filter. The coherent demodulation , the receiver must be provided with a local carrier wave modulated carrier received strict synchronization , after it is multiplied with the received modulated signal , the low pass filter to remove low frequency components to get the original modulating baseband signal . Create a system model simulation using Matlab AM modulation , using Matlab simulation program to draw modulated signal carrier modulated signal waveform signal after coherent demodulation and the power spectral density analysis of the design of the system performance.Keywords:AM modulation, demodulation, Matlab simulation, filter1实验原理1.1调制所谓调制,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。

单边带(SSB)调制解调的MATLAB仿真

单边带(SSB)调制解调的MATLAB仿真

预先设计的滤波器:LPF:HSSB:1、调制程序function myfun()%采用滤波法产生SSB信号Fs=44100;%采样频率44100HZk1=input('k1=');%调制信号的参数k1fc=20000;%载波频率设定为20000HZ;Fc=2000;%调制信号的频率t=0:1/Fs:1;%采样时间m=k1*sin(2*pi*Fc*t);%产生调制信号subplot(2,1,1);plot(m);xlabel('时间t');ylabel('调制信号m(t)');%做出调制信号的图SDSB=m.*cos(2*pi*fc*t);%产生双边带调制信号SSB=conv(HSSB,SDSB);%让双边带信号通过预先设计好的HSSB带通滤波器);subplot(2,1,2);plot(SSB);xlabel('f');ylabel('已调信号SSB(t)');sound(SSB,44100);%通过声卡发送已调信号end2、在没有音频线传输信号时,模拟信道噪声程序SNR=40;%设定模拟信道信噪比SSB1=awgn(SSB,SNR);%加入模拟信道高斯白噪声3、解调程序function myfun()%采用相干解调解调SSB信号Fs=44100;%采样频率44100HZfc=20000;%载波频率设定为20000HZ;t=0:1/Fs:1;%采样时间SSB1=wavrecord(44101,44100);%通过声卡接收信号subplot(3,1,1);plot(SSB1);xlabel('t');ylabel('通过声卡的接收信号');%作图S=conv(SSB1,HSSB);%让接收到的信号通过带通滤波器subplot(3,1,2);plot(S);xlabel('t');ylabel('通过带通滤波器后的接收信号');%作图ii=1;S1=ones(1,44101);while ii<=44101S1(ii)=S(ii);ii=ii+1;end%通过循环截取前面的44101个数据点S2=conv(LPF,S1.*cos(2*pi*fc*t));%解调的核心程序subplot(3,1,3);plot(S2);xlabel('t');ylabel('解调后的信号');%作图end。

基于MATLAB的单边带电台仿真

基于MATLAB的单边带电台仿真

对比效果
%filename:Forduibi.m
%将原来信号的频谱和三次解调出来的频谱结果作对比,并分析结果 figure(5); subplot(2, 2, 1); psd(wav, 10000, Fs); axis([0 2500 -20 10]);
title('基带信号功率谱');xlabel('频率/Hz');ylabel('功率谱/(dB)');
发送模块
发送模块需要完成:
1,采样频率8000Hz,预滤波[300,3400] 2,10KHz单边带调制输出上边带
发送模块
%FileName:ForSSB.m clc; clear all; %功能,采样点数40000,采样率为8000 %jilu = wavrecord(5*8000, 8000, 'double'); %wavwrite(jilu, 'GDGvoice8000.wav'); [wav, fs] = wavread('GDGvoice8000.wav'); %计算声音时间长度 t_end = 1/fs * length(wav); %仿真系统采样时间点 Fs = 50000; t = 1/Fs:1/Fs:t_end; %设计300~3400hz的带通滤波器 [fenzi, fenmu] = butter(3, [300 3400]/(fs/2)); %对音频信号进行滤波 wav = filter(fenzi, fenmu, wav); %输出滤波后的声音 wavwrite(wav, 'LVBO_OUT.wav'); %利用插值函数将音频的采样率提升为50khz wav = interp1([1/fs:1/fs:t_end], wav, t, 'spline'); %音频信号的希尔伯特变换 wav_hilbert = imag(hilbert(wav)); %载波频率 fc = 10000; %单边带调制 SSB_OUT = wav.*cos(2*pi*fc*t) wav_hilbert.*sin(2*pi*fc*t); %输出波形 figure(1);

单边带调幅系统的Matlab仿真

单边带调幅系统的Matlab仿真
2.3.1
滤波法产生SSB信号的模型如下图所示
图2.1滤波法调制图
LPF、HPF需要理想的形式 ,但是实际上是做不到的 ,过渡带不可能是0。因此需要采用多级调制[6]。
采用二级调制的系统框图如下图所示
图2.2二级调制模型图
工作原理:当频率较低的时候,滤波器具有陡峭的频率,因此 是一个截止频率点较低的低通或高通滤波器。是一个带通滤波器,通常截止频率点选得较高。二次调制的调制频率需满足:载波信号 的频率+载波信号 的频率= [7]。
MATLAB的名字象征着矩阵库。它最初被开发出来是为了方便访问由LINPACK和EISPAK开发的矩阵软件,其代表着艺术级的矩阵计算软件。
MATLAB在拥有很多用户的同时经历了许多年的发展时期。在大学环境中,它作为介绍性的教育工具,以及在进阶课程中应用于数学,工程和科学。在工业上它是用于高生产力研究,开发,分析的工具之一。
Key words:single side band am,MATLAB, simulation
第1章
1.2
单边带信号(SSB),从本质上来说也是一种调幅信号,它出自于调幅又区别于调幅。
调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化的调制方式。只有清楚的知道调幅波的特征才能准确的掌握SSB的产生方法,我们可以根据混频的原理来说明调幅波的频谱特征。由于非线性元件的特点,两个不同频率的信号频率1和频率2通过非线性元件会出现4个频率:两个频率的和、两个频率的差、频率1、频率2。通常我们把两个频率的和、两个频率的差对应的信号称为上边带信号(USB)和下边带信号(LSB),而这两个信号所包含的信息相同,因此只传送一个边带即可以传送信号的全部信息。这种只传送一个边带信号的调制方式称为单边带调制。

基于matlab的单相交流调压电路的设计与仿真设计

基于matlab的单相交流调压电路的设计与仿真设计

目录前言 (2)1.主电路设计 (4)1.1.设计目的及任务 (4)1.2.设计内容及要求 (4)1.3.设计结果 (4)1.4.设计原理 (4)1.5.建模仿真 (8)2开环仿真 (11)2.1.电阻性负载仿真波形 (11)2.1.1.波形分析 (12)2.2.阻感性负载 (13)2.2.1.波形分析 (13)2.3.阻感性负载 (14)2.3.1.波形分析 (14)3.闭环控制的仿真 (14)3.1闭环控制的实现步骤 (14)3.2闭环控制下的仿真电路图 (15)3.2.1输出波形 (15)3.3谐波分析 (18)4.设计体会 (20)参考文献 (21)摘要本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。

由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系,交流调压电路可以带电阻性负载,也可以带电感性负载等。

交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路,通常是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间。

在电源的每半个周期内触发一次晶闸管,使之导通。

与相控整流电路一样,通过控制晶闸管开通时所对应的相位,可以方便的调节交流输出电压的有效值,从而达到交流调压的目的。

其晶闸管可以利用电源自然换相,无需强迫关掉电路,并可实现电压的平滑调节,系统响应速度较快,但它也存在深控时功率因数较低,易产生高次谐波等缺点。

以对单相交流调压电路的MATLAB闭环控制的仿真为例,介绍了基于MATLAB 的Simulink仿真中建立仿真模型的方法,以及如何利用仿真模型进行实际调压电路波形分析。

通过对比电路仿真结果和理论计算结果,二者完全吻合,论证了MATLAB中的Simulink仿真工具可以很方便地创建和维护一个完整的模型,评估不同算法和结构并验证系统性能。

关键词:交流;调压;晶闸管;闭环控制;仿真引言MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算工具,作为强大的科学计算平台,它几乎可以满足所有的计算要求。

信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析(精品)

信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析(精品)

课程设计任务书学生姓名:吕义斌专业班级:电信1102班指导教师:桂林工作单位:武汉理工大学题目:信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析初始条件:1.Matlab6.5以上版本软件;2.先修课程:通信原理等;要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行单边带幅度调制(SSB)与解调,观察波形变化;2、画出程序设计框图,编写程序代码,上机运行调试程序,记录实验结果(含计算结果和图表等),并对实验结果进行分析和总结;3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写,具体包括:⑴目录;⑵理论分析;⑶程序设计;⑷程序运行结果及图表分析和总结;⑸课程设计的心得体会(至少800字,必须手写。

);⑹参考文献(不少于5篇)。

时间安排:周一、周二查阅资料,了解设计内容;周三、周四程序设计,上机调试程序;周五、整理实验结果,撰写课程设计说明书。

指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1. 概述 (1)2. 设计方案 (1)2.1 SSB调制原理 (1)2.1.1 滤波法 (1)2.1.2 相移法 (2)2.2 解调原理 (4)2.2.1 相干解调 (4)2.2.2 2级单边带调制解调 (4)3. SSB调制与解调的MATLAB程序实现 (4)3.1 函数的使用 (4)3.2 MA TLAB程序实现 (5)3.3 模拟仿真结果分析 (9)4. SSB系统的Simulink仿真 (10)4.1 Simulink工作环境 (10)4.2 SSB信号调制 (11)4.2.1 调制模型构建与参数设置 (11)4.2.2 仿真结果及分析 (11)4.3 SSB相干解调 (14)4.3.1 相干解调模型构建与参数设置 (14)4.3.2 仿真结果及分析 (15)4.4 加入高斯噪声的SSB调制与解调 (17)4.4.1 模型构建 (17)4.4.2 仿真结果及分析 (18)5. 心得体会 (23)参考文献 (25)1. 概述本课程设计是实现SSB 的调制与相干解调,以及在不同噪声下对信道的影响。

SSB调制及解调-matlab仿真

SSB调制及解调-matlab仿真

n0 0.1 ,重新解
二、 实验原理
1.单边带调制只传送一个边带的调制方式,SSB信号的带宽是与调制信号 m(t)相同, 对信号采取先调制搬频, 再过低通 (高通) 滤波器取上 (下) 边带的方法进行调制。 2. 单边带信号解调方法:相干解调法
三、 实验结果与分析 1. SSB 调制信号的时域波形
0
50
100
150 t
200
250
300
350
由图可知,经相干解调后的单边带信号时域波形不变,但幅度变为 原信号的一半。
相 干 解 调 后 的 SSB信 号 频 域 波 形 120
100
80
60
40
2000源自50100150 w
200
250
300
350
3. SSB 已调信号的功率谱
SSB已 调 信 号 的 功 率 谱 250
SSB 调制及解调
一、 实验内容
用 matlab 产生一个频率为 1Hz,功率为 1 的余弦信源,设载波频率 c 10Hz ,试画出: 1、SSB 调制信号的时域波形; 2、采用相干解调后的 SSB 信号波形; 3、SSB 已调信号的功率谱; 4、在接收端带通后加上窄带高斯噪声,单边功率谱密度 调。
SSB调 制 信 号 的 时 域 波 形 1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5 t
0.6
0.7
0.8
0.9
1
2. 采用相干解调后的 SSB 信号波形
相 干 解 调 后 的 SSB信 号 时 域 波 形 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8

实验二 单边带幅度调制与解调_

实验二 单边带幅度调制与解调_

实验二单边带幅度调制与解调实验目的:基于Matlab平台,通过对单边带和残留边带幅度调制过程的构建,理解信号频谱变化中的滤波处理,通过信道噪声的加入和解调实现,深刻理解一个基本通信过程中的信号变化情况。

实验内容:1.单边带调幅2.残留边带调幅3.幅度调制与解调的实现实验设备:笔记本电脑、Matlab7.1开发环境预备知识:1. Matlab基本操作2. 单边带调幅的数学运算过程3. 残留边带调幅的数学运算过程4. 噪声5. 信号频谱表示实验步骤:1. 单边带调幅1)。

打开Matlab,新建M文件;2)。

键入SSB程序,生成调制信号、载波信号,按照模拟调制的数学运算过程合成已调信号;3)。

编译程序,运行,获得各信号时域波形及其频谱;4)。

比较原理波形与实验结果,分析调制前后的信号幅值与频率变化;实验结果:(1)SSB调制信号;(2)该调制信号的功率谱密度;实验结论:SSB单边带抑制了一个边带,相对DSB减少了一半带宽,从而致使带宽效率翻番。

2. 残留边带调幅1)。

打开Matlab,新建M文件;2)。

完善残留边带调制VSB程序,生成调制信号、载波信号,按照模拟调制的数学运算过程合成已调信号;3)。

编译程序,运行,获得各信号时域波形及其频谱;4)。

比较原理波形与实验结果,分析调制前后的信号幅值与频率变化;5)。

比较实验步骤1 2的结果实验结果:(1)残留边带为0.2fm的VSB调制信号;(2)调制信号的功率谱密度实验结论:VSB残留边带只是显示出部分的宽带,功率谱与DSB没有太大的变化。

3. 幅度调制的解调1)。

打开Matlab,新建M文件;2)。

键入基本幅度调制AM、抑制载波幅度调制DSB以及单边带幅度调制SSB程序,生成调制信号、载波信号,在信道中引入各自经过带通滤波器后的窄带白噪声,进而完成解调程序;3)。

编译程序,运行,获得各信号时域波形及其频谱;4)。

比较原理波形与实验结果,分析调制前和被解调后的信号幅值与频率变化;实验结果:1)设A0=2,画出AM调制信号的相干解调后的信号波形;(2)设A0=1 ,画出DSB-SC调制信号的相干解调后的信号波形;(3)设A0=1 ,画出SSB调制信号的相干解调后的信号波形。

单边带调制MATLAB模拟仿真

单边带调制MATLAB模拟仿真

单边带调制MATLAB模拟仿真单边带调制MATLAB模拟T o Imitate The Modulation of Single SideBand with MATLAB摘要:这篇文章介绍了使用MA TLAB软件编制程序,以实现单边带信号的调制和解调。

首先,利用相移法从双边带信号得到单边带信号,再编写MA TLAB程序,使单边带信号得到调制和调解。

分析调制前后的时域和频域波形图,以更加深入理解单边带信号的调制和解调的原理。

Abstract:This article introduces the way to modulate and demodulate the single side band with the soft program from MATLAB . First, get the single side band signal from the couple sides band , then wright the MA TLAB program to modulate and demodulate the signal. Analyze the pictures ,and understand the theory furtherly.关键词:单边带调制和解调MA TLABKeywords:single side band , modulation and demodulation , MA TLAB 一、设计目的本课程设计是实现单边带调幅和解调,在此次课程设计中,通过收集资料与分析,理解单边带调制与解调的具体过程和它在MA TLAB 中实现的方法。

预期通过这个阶段的研习,更清楚地认识单边带解调原理,同时加深对MA TLAB软件的操作熟练度,并在使用中感受MA TLAB的应用方式与特色。

通过对解调前后时域与频域波形图的比较,分析单边带调制与解调的作用。

二、设计原理单边带调制信号是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。

对Matlab单边带信号处理得到生动的仿真模型

对Matlab单边带信号处理得到生动的仿真模型

对Matlab单边带信号处理得到生动的仿真模型根据通信理论,单边带系统将功率全部转换到了有用信息的边带,使用的带宽只有双边带调制信号的一半,具有100%理论传输效率和2 倍的频带利用率,成为一种广泛使用的方式。

目前,通信设备大多采用单边带系统,信号处理过程的形象仿真,有助于相关设备的学习和研究。

1 单边带信号的调制解调的数学表达式单边带(SSB)调制是调幅(AM)的一种特殊形式。

调幅信号是载波信号振幅按调制信号规律变化的一种振幅调制信号,调幅信号频谱由载频和上、下边带组成,被传输的信息包含在两个边带中,而且每一边带包含有完整的被传输的消息。

仅传输一个边带(上边带或下边带)的调幅方式称为抑制载波的单边带调制,简称单边带调制。

设单频基带信号为:单边带信号的解调方法是相干法。

在接收机中,用本地载波与接收的单边带信号相乘,输出的信号经过低通滤波器后,高频分量被滤除,最后得到解调输出的低频基带信号:12UΩmUcm cos 2πFt。

2 单边带信号调制解调的过程单边带调制的方法主要有滤波法和相移法。

滤波法,就是从双边带信号中滤出一个边带信号,相移法则是利用信号的希尔伯特变换来实现。

多频率实信号f(t)的希尔伯特变换就是将该信号中所有频率成分的信号分量移相-π2 而得到的新信号,记为 f (t)。

f (t)信号通过传递函数为-j·sgn(ω)的滤波器,即可得到f (t) .其中,具有传递函数H(ω)= -j·sgn(ω)的滤波器称为希尔伯特滤波器。

根据式(5)、式(6)单边带信号的时域表达式,可以得到单边带调制信号相移法的一般模型框图。

相移法的主要过程如图1 所示。

3 SSB 调制解调系统的仿真。

信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析(精品)

信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析(精品)

课程设计任务书学生姓名:吕义斌专业班级:电信1102班指导教师:桂林工作单位:武汉理工大学题目:信号分析处理课程设计-基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制(SSB)与解调分析初始条件:1.Matlab6.5以上版本软件;2.先修课程:通信原理等;要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行单边带幅度调制(SSB)与解调,观察波形变化;2、画出程序设计框图,编写程序代码,上机运行调试程序,记录实验结果(含计算结果和图表等),并对实验结果进行分析和总结;3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写,具体包括:⑴目录;⑵理论分析;⑶程序设计;⑷程序运行结果及图表分析和总结;⑸课程设计的心得体会(至少800字,必须手写。

);⑹参考文献(不少于5篇)。

时间安排:周一、周二查阅资料,了解设计内容;周三、周四程序设计,上机调试程序;周五、整理实验结果,撰写课程设计说明书。

指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1. 概述 (1)2. 设计方案 (1)2.1 SSB调制原理 (1)2.1.1 滤波法 (1)2.1.2 相移法 (2)2.2 解调原理 (4)2.2.1 相干解调 (4)2.2.2 2级单边带调制解调 (4)3. SSB调制与解调的MATLAB程序实现 (4)3.1 函数的使用 (4)3.2 MA TLAB程序实现 (5)3.3 模拟仿真结果分析 (9)4. SSB系统的Simulink仿真 (10)4.1 Simulink工作环境 (10)4.2 SSB信号调制 (11)4.2.1 调制模型构建与参数设置 (11)4.2.2 仿真结果及分析 (11)4.3 SSB相干解调 (14)4.3.1 相干解调模型构建与参数设置 (14)4.3.2 仿真结果及分析 (15)4.4 加入高斯噪声的SSB调制与解调 (17)4.4.1 模型构建 (17)4.4.2 仿真结果及分析 (18)5. 心得体会 (23)参考文献 (25)1. 概述本课程设计是实现SSB 的调制与相干解调,以及在不同噪声下对信道的影响。

调幅和调频信号的MATLAB仿真

调幅和调频信号的MATLAB仿真

功能强大的科学计算和工程仿真软件,它的交互式集成界面能够帮助用户快速完成数值分析、数字信号处理、仿真建摸、系统控制等功能。

MATLAB语言采用与数学表达相同的形式,不需要传统的程序设计语言,易于掌握,而且使用MATLAB语言要比使用BASIC、FORTRAN 和C等语言提高效率许多倍。

许多人赞誉它为万能的数学“演算纸”。

早在十几年前,在欧美的大学和研究机构中,MATLAB就是一种非常流行的计算机语言,许多重要的学术刊物上发表的论文均是用MATLAB来分析计算和绘制各种图形。

它还是一种有力的教学工具,它在大学的线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、动态系统仿真、通信原理等课程的教学中,已成为标准的教学工具。

Simulink是MATLAB软件中对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包,是MATLAB中的一种可视化仿真工具,广泛应用于通信仿真、数字信号处理、模糊逻辑、神经网络等领域。

“振幅调制与解调”与“角度调制与解调”是《通信电子电路》中的重要内容,其中的概念在实际的通信系统中占有非常重要的地位。

本书利用MATLAB语言和MATLAB/Simulink仿真工具对书中的调幅和调频的概念和基本方法进行了仿真,供读者参考。

一方面是为了增加读者对内容的理解,另一方面可以使读者从中体会到MATLAB工具的优越性和实用性。

1. 振幅调制与解调的MATLAB仿真由第5章可知,根据调幅信号所含频谱及其相对大小不同,可以分为普通调幅(AM)、抑制载波双边带调幅(DSB/SC-AM)和抑制载波单边带调幅(SSB/SC-AM)三种方式。

其中,普通调幅信号是基本的,其它调幅信号都是由它演变而来的。

在以下的MATLAB仿真中,为方便起见,均采用单音调制。

(1)普通调幅波AM设调制信号通信电子电路314 Ft U t U t u m m π2cos cos )(ΩΩΩ=Ω=载波信号t f U t U t u c cm c cm c πω2cos cos )(==则普通调幅波信号t t m U t u c a cm AM ωcos )cos 1()(Ω+=根据调幅波的数学表达形式,利用Matlab/Simulink 进行建模仿真。

一个简单的单边带电台Matlab仿真

一个简单的单边带电台Matlab仿真

一个简单的单边带电台仿真这个仿真以真实的音频信号作为输入,设计一个单边带发信机。

将基带信号调制为SSB 信号后送入带通型高斯噪声信道,加入给定功率的噪声之后,再送入单边带接收机。

单边带接收机将型号解调下来,通过计算机声卡将解调信号播放出来试听效果,从而对信道信噪比与解调音质之间的关系进行主观测试。

现设计一个单边带发信机、带通信道和相应的接收机,参数定位如下值。

(1)输入信号为一个话音信号,采样率为 8000Hz。

话音输入后首先进行预滤波,滤波器是一个频率范围在[300, 3400]Hz的带通滤波器,其目的是将话音频频谱限制在3400Hz以下。

单边带调制的载波频率设计为 10kHz,调制输出上边带。

要求观测单边带调制前后的信号功率谱。

(2)信道是一个带限高斯噪声信道,其通带频率范围是[10000, 13500]Hz。

能够根据信噪比 SNR 的要求加入高斯噪声。

(3)接收机采用相干解调方式。

为了模拟载波频率误差对解调话音音质的影响,设本地载波频率为,与发信机载波平率相差200Hz。

解调滤波器设计为 300~3400Hz的带通滤波器。

1.对音频输入与调制的仿真根据设置的参数,系统中信号最高频率约为 14kHz。

为了较好地显示调制波形,系统仿真采样率设为 50kHz,满足取样定理。

由于话音信号的采样率为 8000Hz,与系统仿真采样率不等,因此,在进行信号处理之前,必须将话音的采样率提高到 50kHz,用插值函数来做这一任务。

先编写程序将基带音频信号读入,进行[300,3400]Hz的带通滤波,并将信号采样率提高到 50kHz,进行单边带调制之后,将调制输出结果保存为 wav 文件,文件名为。

程序如下:% FileName:% 功能:音频录入与调制clc; clear all;% 录音,采样点数为 1000,采样率为 8000% jilu = wavrecord(5*8000, 8000, 'double');% wavwrite(jilu, '');[wav, fs] = wavread('');% 计算声音的时间长度t_end = 1/fs * length(wav);% 仿真系统采样率Fs = 50000;% 仿真系统采样时间点t = 1/Fs:1/Fs:t_end;% 设计 300~3400Hz 的带通滤波器 H(z)[fenzi, fenmu] = butter(3, [300 3400]/(fs/2));% 对音频信号进行滤波wav = filter(fenzi, fenmu, wav);% 利用插值函数将音频信号的采样率提升为Fs=50kHzwav = interp1([1/fs:1/fs:t_end], wav, t, 'spline');% 音频信号的希尔伯特变换wav_hilbert = imag(hilbert(wav));% 载波频率fc = 10000;% 单边带调制SSB_OUT = wav.*cos(2*pi*fc*t) - wav_hilbert.*sin(2*pi*fc*t);figure(1);subplot(2, 2, 1); plot(wav(53550:53750)); axis([0 200 ]);subplot(2, 2, 2); psd(wav, 10000, Fs); axis([0 2500 -20 10]);subplot(2, 2, 3); plot(SSB_OUT(53550:53750)); axis([0 200 ]);subplot(2, 2, 4); psd(SSB_OUT, 10000, Fs);% 将 SSB 调制输出存盘备用wavwrite*SSB_OUT, '');程序仿真结果:2.对指定信噪比信道的仿真仿真指定信噪比信道,仿真函数如下。

一、设计题目单边带调制信号产生和解调的仿真

一、设计题目单边带调制信号产生和解调的仿真

一、设计题目:单边带调制信号产生和解调的仿真二、设计目的1. 熟练掌握Matlab 在数字通信工程上的应用。

2.了解系统设计的方法、步骤。

3.理解SSB 的原理及Matlab 实现4.掌握滤波器的各种设计和应用方法。

5.加深对书本知识的理解,并深刻掌握。

三、设计要求1.根据所选题目建立相应的数学模型。

2.在Matlab 仿真环境下,输入功能实现函数模拟出单边信号调制产和解调的相应波形。

3.调整参数,观察仿真波形图。

四、开发环境及其介绍1.开发环境:Matalab20102.软件介绍:Matlab 是一款功能强大的系统集成软件,在控制、信号处理、图像处理、通信、金融、生物信息等方面有很广泛的应用。

能满足简单复杂等不同层次的设计。

五、设计内容1.设计原理(1).SSB 模拟单边带调制的原理:双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱M()的所有频谱成分,因此仅传输其中一个边带即可。

这样既节省发送功率,还可节省一半传输频带,这种方式称为单边带调制。

产生SSB 信号的方法有两种:滤波法和相移法。

滤波法的原理方框图 - 用边带滤波器,滤除不要的边带:()m t ()DSB s t ⊗()c 载波()H ω()SSB s t图1 原理框图AM 的时域表示:幅度调制—用基带信号f(t)去迫使高频载波的瞬时幅度随f(t)的变化而变化.0()[()]cos()AM c c S t A f t t ωθ=++ (1)其中ωc 为载波角频率;θc 为载波起始相位; A0 为载波幅度当调制信号为单频余弦时,令 m m m f(t)=A cos(t+)ωθ(2) AM 0m m m c c 0m m m c c S (t)=[A + A cos(t+)]cos(t+) =A [1+A cos(t+)]cos(t+)ωθωθωθωθ (3) 其中βAm=Am/A0<=1,称为调幅指数。

调制信号为确定信号时,已调信号的 c c cAM 0c c j(t+c)-j(t+)0S (t)=[A +f(t)]cos(t+)=[A +f(t)][e + e ]ωθωθωθ (4) 已知f(t)的频谱为F(ω),由付里叶变换:00F[A ]=2A ()δω (5)c c j(t+)C F[f(t)e ]=F(-)ωθωω (6)c c j(t-)C F[f(t)e ]=F()ωθωω+ (7)(8)两个不同频率的信号通过非线性元件可以产生四种频率的信号.假定我们有两种频率的信号:载波M(t)=Amcosωct,音频信号m(t)=cosΩct.通过非线性元件可以产生频率分别为ωc,Ωc,的信号.我们通过带通滤波器滤掉Ωc,通过低通滤波器滤掉ωc.这样,我们就得到了两个边带的频率分量c+Ωc,ωc -Ωc,这种含有两个边带信号同时也没有载波分量的信号,我们称它为双边带信号,简称DSB.此时,DSB 也可以被直接发射出去,但是DSB 信号中含有两个边带的信号,这两个边带携带着两个完全相同的信息,我们完全可以只发射其中的一个.这时,我们用滤波器过滤掉其中的一个边带就可以得到单边带信号(LSB 或者USB)。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

西南科技大学专业综合设计报告课程名称:电子专业综合设计设计名称:基于Matlab 的单边带调幅电路仿真姓名:学号:班级:电子0902指导教师:郭峰起止日期:2012.11.1-2012.12.30西南科技大学信息工程学院制专业综合设计任务书学生班级:电子0902 学生姓名:邓彪学号:20095885设计名称:基于Matlab 的单边带调幅电路仿真起止日期:2012.11.1-2012.12.30指导教师:郭峰专业综合设计学生日志专业综合设计考勤表专业综合设计评语表基于Matlab的单边带调幅电路仿真一、设计目的和意义1.加深理解模拟线性单边幅度调制(SSB)的原理。

2.熟悉MATLAB相关函数的运用。

3.掌握参数设置方法和性能分析方法。

4.掌握产生单边调幅信号的方法和解调的原理。

5.通过利用MATLAB实现单边调幅信号的调制和解调了解相干解调的重要性。

二、设计原理1.SSB调制原理信号的调制主要是在时域上乘上一个频率较高的载波信号,实现频率的搬移,使有用信号容易被传播。

单边带调幅信号可以通过双边带调幅后经过滤波器实现。

单边带调幅方式是指仅发送调幅信号上、下边带中的一个信号。

双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱的所有频谱成分,因此仅传输其中一个边带即可。

这样既节省发送功率,还可节省一半传输频带,这种方式称为单边带调制。

产生单边带调幅信号的方法有:滤波法、相移法。

2. 滤波法滤波法产生SSB信号的模型如下图所示图2.1 滤波法调制图LPF、HPF需要理想的形式 ,但是实际上是做不到的 ,过渡带不可能是0。

因此需要采用多级调制[6]。

采用二级调制的系统框图如下图所示图2.2 二级调制模型图工作原理:当频率较低的时候,滤波器具有陡峭的频率,因此1H 是一个截止频率点较低的低通或高通滤波器。

是一个带通滤波器,通常截止频率点选得较高。

二次调制的调制频率需满足:载波信号)(1t M 的频率+载波信号)(2t M 的频率=c 。

用滤波法形成上边带信号的频谱图如下图所示图2.3 滤波法形成上边带信号的频谱图滤波法的技术难点是边带滤波器的制作。

因为实际滤波器在载频处都不具有陡峭的截止特性,而是有一定的过渡带[8]。

3. 移相法调制SSB 信号的频域表示直观、简明,但其实域表示时的推导比较困难,需借助希尔伯特变化来表示。

设单频调制信号为t A t m c m Ω=cos )( (2.1)载波为 t t c c ωc o s )(= (2.2) 则DSB 信号的时域表示式为t t A t S c c m D SB ωcos cos )(Ω== t A t A c c m c c m )cos(21)cos(21ωω-Ω++Ω (2.3) 保留上边带,则有t A t S c c m USB )cos(21)(ω+Ω=t t A t t A c c m c c m ωωs i n s i n 21c o s c o s 21Ω-Ω=(2.4) 保留下边带,则有t A t S c c m LSB )cos(21)(ω-Ω=t t A t t A c c m c c m ωωs i n s i n 21c o s c o s 21Ω+Ω=(2.5) 式中:“-”表示上边带信号;“+”表示下边带信号。

利用希尔伯特变换可把上式改写为t t A t t A t S c c m c c m SSB ωωsin sin 21cos cos 21)(ΩΩ=(2.6) 移相法产生SSB 信号的模型如下图所示图2.4 移相法调制图图中-2π为相移网络; t c ωcos 经过相移网络后,输出为t c ωsin 。

)(t m 经过相移网络后,将所有的频率成份移相-2π,实际上是一个希尔波特(Hilbert )变换(也可以用一个宽带相移网络来代替) 。

4. 单边带信号的解调所谓解调就是把接收来的SSB 信号经过处理 ,滤掉载波成分,使之还原成发射之前的有用的信息。

即由)(t S SSB 变成)(t m 的过程。

SSB 信号的解调方法——相干解调法相干解调也叫同步检波。

解调与调制的实质是一样的,均是频谱搬移。

调制是把基带信号的频谱搬到载频位置,这一过程可以通过一个相乘器与载波相乘来实现[10]。

解调则是调制的反过程,即把在载频位置的已调信号的频谱搬回到原始基带位置。

因此同样可以用相乘器与载波相乘来实现。

相干解调方法的模型如图3.4所示图2.5 相干解调法模型图下面从时域和频域两个角度进行分析 时域分析t t S t S c SSB P ωcos )()(=t t t m t t m c c c ωωωc o s ]s i n )('c o s )([±=)2s i n ()('21)]2cos()()([21t t m t t m t m c c ωω++= (2.7)经滤波器后,输出为)(21)(0t m t m =(2.8)频域分析)]()([21)(c c SSB c c SSB c P S S S Ω-+Ω+=Ωωω (2.9)经滤波器后,输出为)()()(0c LPF c P c H S M ΩΩ=Ω (2.10)相干解调要求本地载波的频率和相位必须严格。

三、 详细设计步骤1. 查阅MATLAB 相关函数的应用,根据设计要求利用matlab 产生我们需要的信号。

Fc=100000hzf=10000hz; %调制频率 a=2; %调制信号幅度m2=a*cos(f*2*pi*t); %调制信号 b=3; %调频信号幅度 m1=b*cos(Fc*2*pi*t1); %调频信号2. 利用MATLAB 相关函数对信号调制和解调信号SSB 调制采用MATLAB 函数modulate 实现,其函数格式为:Y = MODULATE(X,Fc,Fs,METHOD,OPT)X 为基带调制信号,Fc 为载波频率,Fs 为抽样频率,METHOD为调制方式选择,SSB 调制时为’amssb ’,OPT 在DSB 调制时可不选,Fs 需满足Fs > 2*Fc + BW ,BW 为调制信号带宽。

本次试验利用程序(lssb=y.*c+imag(hilbert(y)).*b; )得到下边带信号。

SSB 信号解调采用MATLAB 函数ademod 实现,其函数使用格式为:X = ademod (Y ,Fc,Fs,METHOD,OPT) Y 为SSB 已调信号,Fc 为载波频率,Fs 为抽样频率,METHOD为解调方式选择,SSB解调时为’amssb’,OPT在DSB调制时可不选。

观察信号频谱需对信号进行傅里叶变换,采用MATLAB函数fft 实现,其函数常使用格式为:Y=FFT(X,N),X为时域函数,N为傅里叶变换点数选择,一般取值2 。

频域变换后,对频域函数取模,格式:Y1=ABS(Y),再进行频率转换,转换方法:f=(0:length(Y)-1)’*Fs/length(Y)分析解调器的抗噪性能时,在输入端加入高斯白噪声,采用MATLAB函数awgn实现,其函数使用格式为:Y =AWGN(X,SNR),加高斯白噪声于X中,SNR为信噪比,单位为dB,其值在假设X 的功率为0dBM的情况下确定。

信号的信噪比为信号中有用的信号功率与噪声功率的比值,根据信号功率定义,采用MATLAB函数var实现,其函数常使用格式为:Y =V AR(X),返回向量的方差,则信噪比为:SNR=V AR(X1)/V AR(X2)。

绘制曲线采用MATLAB函数plot实现,其函数常使用格式:PLOT(X,Y),X为横轴变量,Y为纵轴变量,坐标范围限定AXIS([x1 x2 y1 y2]),轴线说明XLABEL(‘‘)和YLABEL(‘‘)。

3.设计程序Fs=500000;t=[0:1/Fs:0.001];t1=[0:0.0000001:0.00005];y=2*cos(10000*2*pi*t); %调制信号yw=fft(y);yw=abs(yw(1:length(yw)/2+1));frqyw=[0:length(yw)-1]*Fs/length(yw)/2;Fc=100000;c=3*cos(Fc*2*pi*t); %载波信号b=3*sin(2*pi*Fc.*t);y2=3*cos(Fc*2*pi*t1);Y1=fft(才);Y1=abs(Y1(1:length(Y1)/2+1));frqY1=[0:length(Y1)-1]*Fs/length(Y1)/2;lssb=y.*c+imag(hilbert(y)).*b; %下边带信号y1=awgn(lssb,30); %调制信号加噪声wsingle=fft(lssb);wsingle=abs(wsingle(1:length(wsingle)/2+1));frqsingle=[0:length(wsingle)-1]*Fs/length(wsingle)/2; asingle=ademod(y1,Fc,Fs,'amssb'); %ssb解调aa=fft(asingle);aa=abs(aa(1:length(aa)/2+1));frqaa=[0:length(aa)-1]*Fs/length(aa)/2; %解调信号频谱figure(1)subplot(1,2,1);plot(t1,y2);grid on;title('载波信号时域波形')subplot(1,2,2);plot(frqY1,Y1); grid on;%调制信号频谱title('载波信号频谱')axis([0 50000 0 max(yw)]);figure(2)subplot(1,2,1);plot(t,y);grid on;title('调制信号时域波形')subplot(1,2,2);plot(frqyw,yw); grid on;%调制信号频谱title('调制信号频谱')axis([0 50000 0 max(yw)]);figure(3)plot(t,lssb)subplot(1,2,1)plot(t,lssb);grid on;title('下边带信号波形')subplot(1,2,2);plot(frqsingle,wsingle); %调制后频谱图grid on;title('下边带信号频谱')figure(4)subplot(1,2,1);plot(t,asingle);grid on;title('解调后信号波形')subplot(1,2,2);plot(frqaa,aa);grid on;title('解调后信号频谱')axis([0 50000 0 max(aa)]);四、设计结果及分析在MATLAB中实现SSB信号的产生和解调的仿真就是基于以上的程序和参数设定,运行调用了plot函数的M文件,可以分别得出解调前后的频域与时域对比图,为了便于参照,将SSB信号的时域与频域图也一同进行比较。

相关文档
最新文档