基于-matlab的AM、FM、PM调制

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基于matlab的-AM-FM调制与解调报告

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基于matlab的-AM-FM调制与解调报告AM调制与解调100%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=1;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×');fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 1050126信息信号频谱11.0005 1.001-101载波信号-505x 1050126载波信号频谱11.00051.001-202已调信号-55x 105012x 106已调信号频谱2.52.50052.501-4-2024添加噪声后信号波形-505x 105051015x 105添加噪声后信号频谱2.52.50052.501-2024带通滤波后信号波形-55x 10500.511.526带通滤波后信号频谱50%% AMµ÷ÖÆ2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-1012相乘信号-5-4-3-2-1012345x 1050510155相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.501-0.500.51解调信号-5-4-3-2-1012345x 1050510155解调信号频谱figure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=2;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×'); fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 1050126信息信号频谱11.0005 1.001-101载波信号-505x 1050126载波信号频谱11.00051.001-505已调信号-55x 105024x 106已调信号频谱2.52.50052.501-505添加噪声后信号波形-505x 1050123x 106添加噪声后信号频谱2.52.50052.501-4-2024带通滤波后信号波形-55x 105012346带通滤波后信号频谱0%% AMµ÷ÖÆ2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-10123相乘信号-5-4-3-2-1012345x 10501236相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.50100.511.5解调信号-5-4-3-2-1012345x 10501236解调信号频谱figure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=10^100;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×'); fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 1050126信息信号频谱1 1.0005 1.001-101载波信号-505x 1050126载波信号频谱11.00051.001-101x 10100已调信号-55x 105012x 10106已调信号频谱2.52.5005 2.501-1-0.500.51x 10100添加噪声后信号波形-505x 105051015x 10105添加噪声后信号频谱2.52.5005 2.501-2-1012100带通滤波后信号波形-55x 10501106带通滤波后信号频谱FM 调制与解调%%FMfigure('Name','FMµ÷ÖƲ¨ÐÎÓëƵÆ×')2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-50510x 1099相乘信号-5-4-3-2-1012345x 105051015105相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.5013.93.913.923.93x 1099解调信号-1-0.500.51x 105123105解调信号频谱f0=2000; fc=20000; fs=1000000; Am=1; kf=0.5; Tc=8; Ta=0.001; dt=0.000001;t=[0:1/fs:3];f=(0:length(t)-1)*fs/(length(t))-fs/2;fm0=cos(2*pi*f0*t);mt=fm0;%»ý·ÖÆ÷Éè¼Æw1=0;w2=0;for m=1:length(t)w1=mt(m)+w2;w2=mt(m)+w1;fi(m)=w1/(2*fs);endfi=fi*2*pi/max(abs(fi));I=cos(kf*fi);Q=sin(kf*fi);y1=Am*cos(2*pi*fc*t).*I-Am*sin(2*pi*fc*t).*Q;subplot(2,1,1);plot(t,y1);title('²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2 2]);Y1=fft(y1);subplot(2,1,2);plot(f,fftshift(abs(Y1))/1e6); title('ƵÆ×') %%Ôز¨ÆµÆ×axis([-4e4 4e4 0 1]);figure('Name','FMµ÷Öƺó¼ÓÔëÉù²¨ÐÎÓë½âµ÷ºó²¨ÐÎÒÔ¼°Â˳ýÖ±Á÷·ÖÁ¿ºóµÄ²¨ÐÎ')y1o=awgn(y1,40);subplot(3,1,1);plot(t,y1o); title('¼ÓÔëÉùºó²¨ÐÎ') %%¼ÓÔëÉùºóµÄÐźÅaxis([1e-3 4e-3 -2 2]);%%´øͨÂ˲¨KSband=2*(3+1)*f0;fcutsb=[fc-KSband-2000 fc-KSband fc+KSbandfc+KSband+2000]; %%½ÓÊÕ»úÇ°¶Ë´øͨÂ˲¨magsb=[0 1 0];devsb=[0.05 0.01 0.05];[nb,Wnb,betab,ftypeb]=kaiserord(fcutsb,magsb,devsb,fs);hhb=fir1(nb,Wnb,ftypeb,kaiser(nb+1,betab),'noscale'); %´øͨÂ˲¨Æ÷£»st_pb=fftfilt(hhb,y1o);subplot(3,1,2);st_pb=st_pb/1e6;plot(t,st_pb); title('´øͨÂ˲¨Æ÷ºóµÄ²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2e-6 2e-6]);%΢·ÖÆ÷Éè¼Æfor i=1:length(t)-1 %½ÓÊÕÐźÅͨ¹ý΢·ÖÆ÷´¦Àídiff_st_pb(i)=(st_pb(i+1)-st_pb(i))/dt;endsfm=abs(hilbert(diff_st_pb));subplot(3,1,2);plot(t,[sfm*20 0]);axis([1e-3 4e-3 0 4]);%%¸ôÖ±% KSbandh=2*(3+1)*f0;fcutsh=[0.01 3000];magsh=[0 1];devsh=[0.01 0.05];[nh,Wnh,betah,ftypeh]=kaiserord(fcutsh,magsh,devsh,fs);hhh=fir1(nh,Wnh,ftypeh,kaiser(nh+1,betah),'noscale');sfm_out=fftfilt(hhh,sfm*20);subplot(3,1,3);plot(t,[sfm_out 0]);title('¸ôÖ±ºóµÄ²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2 2]);11.522.533.54x 10-3-2-1012波形-4-3-2-101234x 10400.51频谱11.522.533.54x 10-3-202加噪声后波形11.522.53 3.54x 10-302411.522.533.54x 10-3-202隔直后的波形。

基于MATLAB的模拟信号频率调制与解调分析

基于MATLAB的模拟信号频率调制与解调分析

基于MATLAB的模拟信号频率调制与解调分析信号频率调制(FM)是一种将信息信号调制到载频波形上以便在传输过程中保持信号质量的技术。

本文将基于MATLAB对信号频率调制与解调进行分析与模拟。

首先,我们需要生成一个调制信号。

以正弦信号为例,通过改变该信号的频率来模拟调制信号。

我们可以使用MATLAB的信号处理工具箱中的`fmmod(`函数来实现这一点。

以下是一个示例代码:```matlabt = 0:1/fs:1; % 时间向量fc = 2000; % 载频频率fm = 100; % 调制信号频率m = sin(2*pi*fm*t); % 调制信号modulatedSignal = fmmod(m, fc, fs); % 使用fmmod进行调频调制subplot(2,1,1);plot(t, m);title('调制信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');subplot(2,1,2);title('调制后信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');```上述代码中,我们定义了采样频率、时间向量、载频频率和调制信号频率,并生成了调制信号。

然后,我们使用`fmmod(`函数将调制信号调制到载频波形上。

最后,我们用两个子图分别显示调制信号和调制后信号。

接下来,我们将对调制后的信号进行解调以还原原始信号。

我们可以使用MATLAB的信号处理工具箱中的`fmdemod(`函数。

以下是一个示例代码:```matlabdemodulatedSignal = fmdemod(modulatedSignal, fc, fs); % 使用fmdemod进行解调subplot(2,1,1);plot(t, modulatedSignal);title('调制后信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');subplot(2,1,2);title('解调后信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');```上述代码中,我们使用`fmdemod(`函数对调制后的信号进行解调。

基于MATLAB的FM调制实现

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 dtϕ=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 ϕττ=⎰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 allts=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)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts; endkf=50;fc=250; %载波频率 Sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号Pfm=fft(Sfm)/fs; % FM 信号频谱 subplot(3,1,3);plot(f,fftshift(abs(Pfm))) % 画出已调信号频谱 title('FM 信号频谱')Pc=sum(abs(Sfm).^2)/length(Sfm) %已调信号功率 Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2) %消息信号功率fm=50;betaf=kf*max(msg)/fm % 调制指数W=2*(betaf+1)*fm % 调制信号带宽用FFT 函数进行傅利叶变换,进行傅立叶变化便分别得到调制信号与调制之后的FM 信号的频谱图如下:012345678910-225消息信号频谱-500-400-300-200-1001002003004005000200400600调制信号频谱-500-400-300-200-10001002003004005000510FM 信号频谱图2-5通过频谱图的对照比较我们可以看出FM 调制并不是使原正弦信号的频谱在原来位置上通过移动得到调制波形,调制后的波形与调制前的完全不同,这证明FM 调制并不是线性的,而是非线性的。

基于matlab的AM、FM、PM调制

基于matlab的AM、FM、PM调制

目录第1章前言 (2)第2章AM,FM,PM调制原理 (3)2.1 AM调制原理 (3)2.2 FM调制原理 (3)2.3 PM调制原理 (5)第3章几种调制方式的比较 (7)3.1 PM与FM的比较 (7)3.2 几种不同的模拟调制方式 (7)3.3 几种模拟调制的性能比较 (8)3.4 几种模拟调制的特点及应用 (9)第4章AM,FM,PM的调制仿真 (9)4.1 AM的调制仿真 (10)4.1.1理想状态下的AM调制仿真 (10)4.1.2含噪声情况下的AM调制仿真 (11)4.2 FM的调制仿真 (13)4.21理想状态下的FM调制仿真 (13)4.22含噪声情况下的FM调制仿真 (14)4.3 PM的调制仿真 (15)心得体会 (16)参考文献 (17)附录 (18)AM、FM、PM、实现及性能比较第1章前言通信系统是为了有效可靠的传输信息,信息由信源发出,以语言、图像、数据为媒体,通过电(光)信号将信息传输,由信宿接收。

通信系统又可分为数字通信与模拟通信。

基于课程设计的要求,下面简要介绍模拟通信系统。

信源是模拟信号,信道中传输的也是模拟信号的系统为模拟通信。

模拟通信系统的模型如图1所示。

图1 模拟通信系统模型调制器: 使信号与信道相匹配, 便于频分复用等。

发滤波器: 滤除调制器输出的无用信号。

收滤波器: 滤除信号频带以外的噪声,一般设N(t)为高斯白噪声,则Ni(t)为窄带白噪声。

第2章 AM ,FM,PM 调制原理2.1 AM 调制原理幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。

幅度调制器的一般模型如图2.1.1所示。

图2.1 幅度调制模型在图2.1中,若假设滤波器为全通网络(H (ω)=1),调制信号()t m 叠加直流0A 后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带(AM )调幅 .AM 调制器模型如图2.2所示:图2.2 AM 调制模型AM 信号波形的包络与输入基带信号()t m 成正比,故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。

基于MATLAB的AM信号的调制

基于MATLAB的AM信号的调制

基于MATLAB的AM信号的调制摘要: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,从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号,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。

MATLAB软件广泛用于数字信号分析,系统识别,时序分析与建模,神经网络、动态仿真等方面有着广泛的应用。

本课题利用MATLAB软件对DSB调制解调系统进行模拟仿真,分别利用300HZ正弦波和矩形波,对30KHZ正弦波进行调制,观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布,并在解调时引入高斯白噪声,对解调前后信号进行信噪比的对比分析,估计DSB调制解调系统的性能。

关键词:AM信号,调制,调制系数,功率,MATLAB引言:调制就是使一个信号(如光、高频电磁振荡等)的某些参数(如振幅、频率等)按照另一个欲传输的信号(如声音、图像等)的特点变化的过程。

用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度,使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化,这个控制过程就称为调制。

其中语言或音乐信号叫做调制信号,调制后的载波就载有调制信号所包含的信息,称为已调波[1]。

解调是调制的逆过程,它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。

对于幅度调制来说,解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。

对于频率调制来说,解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。

频率解调要比幅度解调复杂,用普通检波电路是无法解调出调制信号的,必须采用频率检波方式,如各类鉴频器电路。

关于鉴频器电路可参阅有关资料,这里不再细述。

随着电脑的发展和普及,调制与解调在电脑通信中也有着十分重要的作用。

通过称为Modem 的调制解调器,将电脑的数字信息转换成能沿着电话线传递的模拟形式,在接收端由Modem 将它转换回数字信息。

其中将数字信息转换成模拟形式称调制,将模拟形式转换回数字信息称为解调。

(完整word版)基于MATLAB的FM调制实现

(完整word版)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 dtϕ=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 ϕττ=⎰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 allts=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)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts; endkf=50;fc=250; %载波频率 Sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号Pfm=fft(Sfm)/fs; % FM 信号频谱 subplot(3,1,3);plot(f,fftshift(abs(Pfm))) % 画出已调信号频谱 title('FM 信号频谱')Pc=sum(abs(Sfm).^2)/length(Sfm) %已调信号功率 Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2) %消息信号功率fm=50;betaf=kf*max(msg)/fm % 调制指数W=2*(betaf+1)*fm % 调制信号带宽用FFT 函数进行傅利叶变换,进行傅立叶变化便分别得到调制信号与调制之后的FM 信号的频谱图如下:012345678910-225消息信号频谱-500-400-300-200-1001002003004005000200400600调制信号频谱-500-400-300-200-10001002003004005000510FM 信号频谱图2-5通过频谱图的对照比较我们可以看出FM 调制并不是使原正弦信号的频谱在原来位置上通过移动得到调制波形,调制后的波形与调制前的完全不同,这证明FM 调制并不是线性的,而是非线性的。

根据matlab的AM,FM,PM调制

根据matlab的AM,FM,PM调制

目录第1章前言 (2)第2章AM,FM,PM调制原理 (3)2.1 AM调制原理 (3)2.2 FM调制原理 (3)2.3 PM调制原理 (5)第3章几种调制方式的比较 (6)3.1 PM与FM的比较 (6)3.2 几种不同的模拟调制方式 (7)3.3 几种模拟调制的性能比较 (8)3.4 几种模拟调制的特点及应用 (8)第4章AM,FM,PM的调制仿真 (9)4.1 AM的调制仿真 (9)4.1.1理想状态下的AM调制仿真 (9)4.1.2含噪声情况下的AM调制仿真 (11)4.2 FM的调制仿真 (13)4.21理想状态下的FM调制仿真 (13)4.22含噪声情况下的FM调制仿真 (14)4.3 PM的调制仿真 (15)心得体会 (16)参考文献 (17)附录 (18)AM、FM、PM、实现及性能比较第1章前言通信系统是为了有效可靠的传输信息,信息由信源发出,以语言、图像、数据为媒体,通过电(光)信号将信息传输,由信宿接收。

通信系统又可分为数字通信与模拟通信。

基于课程设计的要求,下面简要介绍模拟通信系统。

信源是模拟信号,信道中传输的也是模拟信号的系统为模拟通信。

模拟通信系统的模型如图1所示。

图1 模拟通信系统模型调制器: 使信号与信道相匹配, 便于频分复用等。

发滤波器: 滤除调制器输出的无用信号。

收滤波器: 滤除信号频带以外的噪声,一般设N(t)为高斯白噪声,则Ni(t)为窄带白噪声。

第2章 AM ,FM,PM 调制原理2.1 AM 调制原理幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。

幅度调制器的一般模型如图2.1.1所示。

图2.1 幅度调制模型在图2.1中,若假设滤波器为全通网络(H (ω)=1),调制信号()t m 叠加直流0A 后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带(AM )调幅 .AM 调制器模型如图2.2所示:图2.2 AM 调制模型AM 信号波形的包络与输入基带信号()t m 成正比,故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。

采用Matlab编程实现FM调制和PM调制

采用Matlab编程实现FM调制和PM调制

采用Matlab 编程实现FM 调制和PM 调制(1)信息信号图,载波图,FM 信号图;调制信号(信息信号)m(t)=Amcos(Wmt)=5cos(0.3t);载波C (t )=Acos(Wc t)=10cos(10t);调频信号(FM ) SFM(t)=Acos(Wc *t+Kf* Am/Wm *sin(Wm t))=10cos(10t+2pi*5/0.3sin(0.3t));Kf 取2pi;(2)信息信号图,载波图,PM 信号图。

调相信号(PM )SPM(t)=Acos(Wc*t+Kp *Am *cos(Wm*t))=10cos(10*t+(2*pi)*5*cos(0.3*t)) ,Kp 取2pi 。

1.)>> t=[0:pi/1000:5*pi];%任取的调制信号的范围>> m=5*cos(0.3*t);%调制信号m(t)任取的一个确知信号>> plot(t,m);xlabel('t');ylabel('m(t)');title('信息信号图');grid;%画信息信号m(t)的图>> C=10*cos(10*t);figure;plot(t,C);xlabel('t');ylabel('载波C(t)');title('载波的图');grid;%画载波的图>> SFM=10*cos(10*t+(2*pi)*(5/0.3)*sin(0.3*t));%SFM(t)为调频信号>> figure; plot(t,SFM);xlabel('t');ylabel('SFM(t)');title('调频(FM )信号的波形');grid;%画调频信号的图246810121416-5-4-3-2-1012345tm (t )信息信号图246810121416-10-8-6-4-20246810t载波C (t )载波的图246810121416-10-8-6-4-20246810tS F M (t )调频(FM )信号的波形2.)>> t=[0:pi/1000:5*pi];%任取的调制信号的范围>> m=5*cos(0.3*t);%调制信号m(t)任取的一个确知信号>> plot(t,m);xlabel('t');ylabel('m(t)');title('信息信号图');grid;%画信息信号m(t)的图>> C=10*cos(10*t);figure;plot(t,C);xlabel('t');ylabel('载波C(t)');title('载波的图');grid;%画载波的图>> SPM=10*cos(10*t+(2*pi)*5*cos(0.3*t));%SPM(t)为调相信号>> figure; plot(t,SPM);xlabel('t');ylabel('SPM(t)');title('调相(PM )信号的波形');grid;%画调相信号的图246810121416-5-4-3-2-1012345tm (t )信息信号图246810121416-10-8-6-4-20246810t载波C (t )载波的图246810121416-10-8-6-4-20246810tS P M (t )调相(PM )信号的波形。

基于MATLAB的AM信号的调制

基于MATLAB的AM信号的调制

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,MATLABModulation of AM signal based on MATLABAbstract: 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引言:MATLAB软件由美国Math Works公司于1984年推出,经过不断的发展和完善,如今己成为覆盖多个学科的国际公认的最优秀的数值计算仿真软件。

基于MATLAB的AM与FM的调制系统仿真

基于MATLAB的AM与FM的调制系统仿真

总732期第三十四期2020年12月河南科技Henan Science and Technology基于MATLAB的AM与FM的调制系统仿真张博文林君(延边大学,吉林延吉133002)摘要:本文通过MATLAB进行AM信号与FM信号的调制系统仿真实验,分析了AM和FM调制的原理,观察了AM、FM信号调制过程中各环节的时域和频域波形。

最后,在仿真的基础上分析并比较了这两种调制方式的性能。

关键字:MATLAB;AM调制;FM调制;调制系统中图分类号:TN911.3文献标识码:A文章编号:1003-5168(2020)34-0037-03 Modulation System Simulation Based on MATLAB AM and FMZHANG Bowen LIN Jun(Yanbian University,Yanji Jilin133002)Abstract:In this paper,the Modulation system simulation experiment of AM signal and FM signal was carried out by MATLAB,the principle of AM and FM modulation was analyzed,and the time-domain and frequency-domain wave⁃form of each link in the modulation process of AM and FM signal was observed.Finally,the performance of the two modes was analyzed and compared on the basis of simulation.Keywords:MATLAB;AM modulation;FM modulation;modulation system通信系统包含两种调制方式,即模拟调制方式和数字调制方式[1]。

基于Matlab的模拟(AM、FM、PM)调制系统仿真

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 )。

基于Matlab的数字通信系统调制解调研究毕业论文设计

基于Matlab的数字通信系统调制解调研究毕业论文设计

基于Matlab的数字通信系统调制解调研究毕业论文设计成一些子系统,再利用这些子系统来构造整个系统。

Simulink模块库包含有Sources(输入源)、Sinks(输出方式)、Linear(线性环节)、Nonlinear(非线性环节)等具有不同功能的SIMULINK库模块,而且每个子模型库中包含相应的功能模块,用户可以根据特定的需要创建自己的模块。

我们可以通过Matlab命令来打开Simulink模型并进行仿真。

在Matlab命令窗口中,使用open lizila.mdl,然后使用sim(lizila.mdl)就可以启动对模型lizila.mdl的仿真,实现Simulink仿真的自动化[5]。

Matlab提供了许多途径用于与Simulink的数据交互,从而实现Matlab编程与Simulink模型相结合的综合仿真,使仿真更为人性化,满足使用者的不同需求[6]。

第三章数字通信系统3.1数字通信系统的概念数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统,相比模拟通信系统,具有频谱利用率高,能够提供多种业务服务,抗噪声、抗干扰、抗多径衰落能力强,能实现更加有效、灵活的网络管理和控制,便于实现通信的安全保密,可降低设备成本以及减小用户手机的体积和重量等优点[7]。

因此,数字通信的发展速度已明显超过模拟通信,成为当代通信技术的主流。

数字通信设计主要有信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等许多技术问题。

3.2数字通信系统的组成1.信源的作用是把各种消息转换成原始的电信号,模拟信源输出的是连续的模拟信号,数字信源输出的是离散的数字信号,模拟信源送出的信号经数字化处理后可变为数字信号。

2.信源编码有提高信息传输的有效性和完成模/数(A/D)转换两个基本功能。

提高信息传输有效性即通过其中一种数据压缩技术减少码元数目和降低码元速度,完成模/数转换即信源编码器将信源给出的模拟信号转换成数字信号。

基于matlab和simulink的AM调制系统的仿真系统的研究课程设计论文

基于matlab和simulink的AM调制系统的仿真系统的研究课程设计论文

基于matlab和simulink的AM调制系统的仿真系统的研究基于matlab和simulink的AM调制系统的仿真系统的研究摘要学习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。

通过信号的功率谱密度的公式,得到功率谱密度。

利用Matlab和Matlab-Simulink仿真建立AM调制的通信系统模型,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。

用Matlab-Simulink仿真建立基于相干解调的AM仿真模型,详细叙述模块参数的设置,分析仿真结果。

关键词:AM调制相干解调 Matlab仿真 Matlab-Simulink仿真- I -目录摘要 (I)1.Matlab/Simulink简介........................................................................................................... - 1 -1.1 Matlab简介................................................................................................................. - 1 -1.2 Matlab下的simulink简介..................................................................................... - 1 -2. AM的基本原理....................................................................................................................... - 2 -2.1 AM信号介绍................................................................................................................. - 2 -2.2 AM调制原理................................................................................................................. - 3 -2.2.1 幅度调制原理.......................................................................................................... - 3 -2.2.2 标准调幅AM调制原理............................................................................................ - 3 -2.2.3 AM调制原理框图................................................................................................... - 4 -1.3 AM解调原理................................................................................................................. - 5 -3.1 AM信号的调制仿真..................................................................................................... - 5 -3.1.1建立仿真模型................................................................................................... - 5 -3.1.2 参数设置.......................................................................................................... - 6 -3.1.3 仿真波形图...................................................................................................... - 8 -3.2 AM信号的解调仿真................................................................................................... - 10 -3.2.1 建立相干解调仿真模型................................................................................ - 10 -3.2.3 仿真波形图.................................................................................................... - 11 -3.2.4 相干解调抗噪声性能分析............................................................................ - 12 -4.Matlab仿真........................................................................................................................... - 13 -4.1 载波信号的分析...................................................................................................... - 13 -4.2 AM调制..................................................................................................................... - 14 -4.3 滤波前AM解调信号波形........................................................................................ - 16 -4.3 AM调制信号解调..................................................................................................... - 17 - 总结 ....................................................................................................................................... - 21 - 参考文献.............................................................................................................................. - 22 - 附录 Matlab编程................................................................................................................... - 23 -- II -1.Matlab/Simulink简介1.1 Matlab简介MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

实验四--基于matlab的FM调制与解调.wps

实验四--基于matlab的FM调制与解调.wps

FM 解调模型
4.3.2 解调过程分析 输入调频信号为
解调模型
设相干载波为
uFM t Uc cos
0t k f
t 0
u
t
dt
ct cos2 pi fct
乘法器的作用是把调频信号变成有多种频率的波的混合,乘法器输出为
sp
t
1 2
sin
2ct
1 2
K
f
m
t
dt
1
cos
2ct
经低通滤波器后取出器低频分量为
diff_nsfm1(i)=(nsfm1(i+1)-nsfm1(i))./dt;
end
diff_nsfmn=abs(hilbert(diff_nsfm1)); %hilbert 变换,求绝对值得到瞬
时幅度(包络检波)
zero=(max(diff_nsfmn)-min(diff_nsfmn))/2;
subplot(2,1,2);
plot((1:length(diff_nsfmn3))./1000,diff_nsfmn3./400,'r'); xlabel('时间 t'); title('含高斯噪声条件下解调信号的时域图');
五.实验结果:
调制结果:
高斯白噪声:
解调图形
实验总结:
通过这次的通信原理实验,我对系统的调制与解调有个详细而且深刻的认识,这使得我对通 信原理这门课程有了全新的理解。在实验中遇到了许多问题,通过网上查阅资料,在老师同 学的帮助下,完成了这次的实验。通过个 bask,pcm 等调制方式,我加深了对调制的认识。 并在 fm 解调方式中明白了解调的方式与方法。谢谢老师的悉心指导与同学的帮助。

基于MATLAB的模拟信号频率调制(FM)与解调分析

基于MATLAB的模拟信号频率调制(FM)与解调分析

课程设计任务书学生姓名:杨刚专业班级:电信1302指导教师: 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的模拟信号频率调制(FM)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模拟频率(FM)调制与解调,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2013系主任(或责任教师)签名: 2013 年7月2日指导教师签名:目录1 Simulink 简介 (1)1.1 Matlab简介.................................... 错误!未定义书签。

1.2 Simulink介绍 .................................. 错误!未定义书签。

2原理分析........................................... 错误!未定义书签。

2.1通信系统....................................... 错误!未定义书签。

2.1.1通信系统的一般模型........................ 错误!未定义书签。

2.1.2模拟通信系统 (3)2.2 FM调制与解调原理............................. 错误!未定义书签。

基于MATLAB的模拟信号频率调制(FM)与解调分析.

基于MATLAB的模拟信号频率调制(FM)与解调分析.

课程设计任务书学生姓名:专业班级:电信指导教师: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的模拟信号频率调制(FM)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模拟频率(FM)调制与解调,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: 2013 年 7月 2 日系主任(或责任教师)签名: 2013年 7月 2日目录1 Simulink简介 (1)1.1 Matlab简介······················································错误!未定义书签。

基于matlab的 AM,FM调制与解调报告

基于matlab的 AM,FM调制与解调报告

AM调制与解调100%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=1;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×');fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 105012x 106信息信号频谱11.0005 1.001-101载波信号-505x 105012x 106载波信号频谱11.00051.001-202已调信号-55x 105012x 106已调信号频谱2.52.50052.501-4-2024添加噪声后信号波形-505x 105051015x 105添加噪声后信号频谱2.52.50052.501-2024带通滤波后信号波形-55x 10500.511.526带通滤波后信号频谱50%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-1012相乘信号-5-4-3-2-1012345x 1050510155相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.501-0.500.51解调信号-5-4-3-2-1012345x 1050510155解调信号频谱a0=2;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×'); fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 1050126信息信号频谱11.0005 1.001-101载波信号-505x 1050126载波信号频谱11.00051.001-505已调信号-55x 105024x 106已调信号频谱2.52.50052.501-505添加噪声后信号波形-505x 1050123x 106添加噪声后信号频谱2.52.50052.501-4-2024带通滤波后信号波形-55x 105012346带通滤波后信号频谱2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-10123相乘信号-5-4-3-2-1012345x 10501236相乘信号频谱0%% AMµ÷ÖÆfigure('Name','Ðźŵ÷Öƹý³ÌÖв¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off')a0=10^100;f0=2000;fc=20000;fs=1000000;t=[1:0.000001:4];am1=0*cos(2*pi*f0*t); %µ÷ÖÆÐźÅam=a0+am1;t1=cos(2*pi*fc*t); %Ôز¨s_am=am.*t1;AM1=fft(am1); T1=fft(t1); S_AM=fft(s_am);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(3,2,1); plot(t(1:1000),am1(1:1000)); title('ÐÅÏ¢ÐźŲ¨ÐÎ');subplot(3,2,2); plot(f,fftshift(abs(AM1))); title('ÐÅÏ¢ÐźÅƵÆ×');2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.50100.511.5解调信号-5-4-3-2-1012345x 10501236解调信号频谱subplot(3,2,3); plot(t(1:1000),t1(1:1000)); title('Ôز¨ÐźÅ');subplot(3,2,4); plot(f,fftshift(abs(T1))); title('Ôز¨ÐźÅƵÆ×');subplot(3,2,5); plot(t(1:1000),s_am(1:1000)); title('Òѵ÷ÐźÅ');subplot(3,2,6); plot(f,fftshift(abs(S_AM))); title('Òѵ÷ÐźÅƵÆ×');%²úÉúÔëÉùfigure('Name','Ìí¼ÓÔëÉù¼°´øͨÂ˲¨¹ý³Ì²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off ');snr=5;y=awgn(s_am,snr);fcuts=[16000 17500 22500 24000];mags=[0 1 0];devs=[0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh,1,1024,fs);st_p=fftfilt(hh,y);Q=fft(st_p);Y=fft(y);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,2,1);plot(t(1500001:1501000),y(1500001:1501000));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,2);plot(f,fftshift(abs(Y)));title('Ìí¼ÓÔëÉùºóÐźÅƵÆ×');subplot(2,2,3);plot(t(1500001:1501000),st_p(1500001:1501000));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźŲ¨ÐÎ');subplot(2,2,4); plot(f,fftshift(abs(Q)));title('´øͨÂ˲¨ºóÐźÅƵÆ×');%½âµ÷figure('Name','Ïà¸É½âµ÷ËùµÃ²¨Ðμ°ÆäƵÆ×','NumberTitle','off');ss_am=st_p.*t1;SS_AM=fft(ss_am)f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;subplot(2,1,1);plot(t(1500001:1503000),ss_am(1500001:1503000));title( 'Ïà³ËÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(SS_AM)));title('Ïà³ËÐźÅƵÆ×'); fcuts1=[2500,30000];mags1=[1 0];devs1=[0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts1,mags1,devs1,fs);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');[H,f]=freqz(hh1,1,1024,fs);m0=fftfilt(hh1,ss_am);M0=fft(m0);f=(0:3000000)*fs/3000001-fs/2;figuresubplot(2,1,1);plot(t(1500001:1501000),m0(1500001:1501000));title('½âµ÷ÐźÅ');subplot(2,1,2); plot(f,fftshift(abs(M0)));title('½âµ÷ÐźÅƵÆ×');11.0005 1.001-101信息信号波形-505x 1050126信息信号频谱1 1.0005 1.001-101载波信号-505x 1050126载波信号频谱11.00051.001-101x 10100已调信号-55x 105012x 10106已调信号频谱2.52.5005 2.501-1-0.500.51x 10100添加噪声后信号波形-505x 105051015x 10105添加噪声后信号频谱2.52.5005 2.501-2-1012x 10100带通滤波后信号波形-55x 1051x 10106带通滤波后信号频谱FM 调制与解调%%FMfigure('Name','FMµ÷ÖƲ¨ÐÎÓëƵÆ×')2.5 2.5005 2.501 2.5015 2.502 2.5025 2.503 2.5035-50510x 1099相乘信号-5-4-3-2-1012345x 105051015105相乘信号频谱2.52.50012.50022.50032.50042.50052.50062.50072.50082.5009 2.5013.93.913.923.93x 1099解调信号-1-0.500.51x 105123105解调信号频谱f0=2000; fc=20000; fs=1000000; Am=1; kf=0.5; Tc=8; Ta=0.001; dt=0.000001;t=[0:1/fs:3];f=(0:length(t)-1)*fs/(length(t))-fs/2;fm0=cos(2*pi*f0*t);mt=fm0;%»ý·ÖÆ÷Éè¼Æw1=0;w2=0;for m=1:length(t)w1=mt(m)+w2;w2=mt(m)+w1;fi(m)=w1/(2*fs);endfi=fi*2*pi/max(abs(fi));I=cos(kf*fi);Q=sin(kf*fi);y1=Am*cos(2*pi*fc*t).*I-Am*sin(2*pi*fc*t).*Q;subplot(2,1,1);plot(t,y1);title('²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2 2]);Y1=fft(y1);subplot(2,1,2);plot(f,fftshift(abs(Y1))/1e6); title('ƵÆ×') %%Ôز¨ÆµÆ×axis([-4e4 4e4 0 1]);figure('Name','FMµ÷Öƺó¼ÓÔëÉù²¨ÐÎÓë½âµ÷ºó²¨ÐÎÒÔ¼°Â˳ýÖ±Á÷·ÖÁ¿ºóµÄ²¨ÐÎ')y1o=awgn(y1,40);subplot(3,1,1);plot(t,y1o); title('¼ÓÔëÉùºó²¨ÐÎ') %%¼ÓÔëÉùºóµÄÐźÅaxis([1e-3 4e-3 -2 2]);%%´øͨÂ˲¨KSband=2*(3+1)*f0;fcutsb=[fc-KSband-2000 fc-KSbandfc+KSbandfc+KSband+2000]; %%½ÓÊÕ»úÇ°¶Ë´øͨÂ˲¨magsb=[0 1 0];devsb=[0.05 0.01 0.05];[nb,Wnb,betab,ftypeb]=kaiserord(fcutsb,magsb,devsb,fs);hhb=fir1(nb,Wnb,ftypeb,kaiser(nb+1,betab),'noscale'); %´øͨÂ˲¨Æ÷£»st_pb=fftfilt(hhb,y1o);subplot(3,1,2);st_pb=st_pb/1e6;plot(t,st_pb); title('´øͨÂ˲¨Æ÷ºóµÄ²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2e-6 2e-6]);%΢·ÖÆ÷Éè¼Æfor i=1:length(t)-1 %½ÓÊÕÐźÅͨ¹ý΢·ÖÆ÷´¦Àídiff_st_pb(i)=(st_pb(i+1)-st_pb(i))/dt;endsfm=abs(hilbert(diff_st_pb));subplot(3,1,2);plot(t,[sfm*20 0]);axis([1e-3 4e-3 0 4]);%%¸ôÖ±% KSbandh=2*(3+1)*f0;fcutsh=[0.01 3000];magsh=[0 1];devsh=[0.01 0.05];[nh,Wnh,betah,ftypeh]=kaiserord(fcutsh,magsh,devsh,fs);hhh=fir1(nh,Wnh,ftypeh,kaiser(nh+1,betah),'noscale');sfm_out=fftfilt(hhh,sfm*20);subplot(3,1,3);plot(t,[sfm_out 0]);title('¸ôÖ±ºóµÄ²¨ÐÎ')axis([1e-3 4e-3 -2 2]);11.522.533.54x 10-3-2-1012波形-4-3-2-101234x 10400.51频谱11.522.533.54x 10-3-202加噪声后波形11.522.53 3.54x 10-302411.522.533.54x 10-3-202隔直后的波形。

基于Matlab的AM调制解调

基于Matlab的AM调制解调

基于Matlab的AM调制解调基于Matlab 的AM 调制解调⼀、AM 的调制原理AM 是指对信号进⾏幅度调制[2]。

⼀般做法是先在原信号上叠加⼀个直流信号,以保证信号0)(>+A t f ,然后乘上⼀个⾼频的余弦信号,即得到)]cos()([)(t A t f t g ω+=。

在频域上的效果就是将原信号的域谱移动到W 处,以适合信道传输的最佳频率范围g(t)的包络线即A t f +)(,⽤⼀个简单的包络检测电路就可以接收并还原信号了。

图2.1 仿真原理图调制信号ft t m 2sin )(= (2.1)载波信号t f t c c 2s i n )(= (2.2)调幅信号的时域表达式)()}({0)(t c t m A s t m += (2.3)满⾜条件c f f A t m ≤≤0)( (2.4)幅度调制是⽤调制信号去控制⾼频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程[3]。

幅度调制器的⼀般模型如图2.2所⽰。

)(t S mc 图2.2幅度调制模型在图2.2中,若假设滤波器[4]为全通⽹络( H(ω)=1),调制信号mt 叠加直流A 0后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带(AM )调幅.AM 调制器模型如图2.3所⽰:)(tA 0 )c o s (t c ω图2.3 AM 调制模型AM 信号波形的包络与输⼊基带信号mt 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,须满⾜max 0)(t m A ≥,否则将出现过调幅现象⽽带来失真。

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,它的带宽信号带宽的两倍。

从图中可知发送信号m(t)和直流分量0A 叠加后乘以⾼频载波)(t COS C ω后即可形成AM 调制信号。

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目录第1章前言 (2)第2章 AM,FM,PM调制原理 (3)2.1 AM调制原理 (3)2.2 FM调制原理 (3)2.3 PM调制原理 (5)第3章几种调制方式的比较 (7)3.1 PM与FM的比较 (7)3.2 几种不同的模拟调制方式 (7)3.3 几种模拟调制的性能比较 (8)3.4 几种模拟调制的特点及应用 (9)第4章 AM,FM,PM的调制仿真 (10)4.1 AM的调制仿真 (10)4.1.1理想状态下的AM调制仿真 (10)4.1.2含噪声情况下的AM调制仿真 (11)4.2 FM的调制仿真 (13)4.21理想状态下的FM调制仿真 (13)4.22含噪声情况下的FM调制仿真 (14)4.3 PM的调制仿真 (15)心得体会 (16)参考文献 (17)附录 (18)AM、FM、PM、实现及性能比较第1章前言通信系统是为了有效可靠的传输信息,信息由信源发出,以语言、图像、数据为媒体,通过电(光)信号将信息传输,由信宿接收。

通信系统又可分为数字通信与模拟通信。

基于课程设计的要求,下面简要介绍模拟通信系统。

信源是模拟信号,信道中传输的也是模拟信号的系统为模拟通信。

模拟通信系统的模型如图1所示。

图1 模拟通信系统模型调制器: 使信号与信道相匹配, 便于频分复用等。

发滤波器: 滤除调制器输出的无用信号。

收滤波器: 滤除信号频带以外的噪声,一般设N(t)为高斯白噪声,则Ni(t)为窄带白噪声。

第2章 AM ,FM,PM 调制原理2.1 AM 调制原理幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。

幅度调制器的一般模型如图2.1.1所示。

图2.1 幅度调制模型在图2.1中,若假设滤波器为全通网络(H (ω)=1),调制信号()t m 叠加直流0A 后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带(AM )调幅 .AM 调制器模型如图2.2所示:图2.2 AM 调制模型AM 信号波形的包络与输入基带信号()t m 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()max 0t m A ≥,否则将出现过调幅现象而带来失真。

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,它的带宽信号带宽的两倍。

2.2 FM 调制原理频率调制的一般表达式[1]为:(2-1)FM 和PM 非常相似,如果预先不知道调制信号的具体形式,则无法判断已调信号是调频信号还是调相信号。

m图 2.3 直接调频法()()()FM m t dt PM S t →•→→⎰ 图 2.4 间接调频法图2.3所示的产生调频信号的方法称为直接调频法,图2.4所示的产生调频信号的方法称为间接调频法[4]。

由于实际相位调制器的调节围不可能超出,因而间接调频的方法仅适用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制情形,而直接调频则适用于宽带调制情形。

根据调制后载波瞬时相位偏移的大小,可将频率调制分为宽带调频(WBFM )与窄带调频(NBFM )。

宽带与窄带调制的区分并无严格的界限,但通常认为由调频所引起的最大瞬时相位偏移远小于30°时,(2-2)称为窄带调频。

否则,称为宽带调频。

为方便起见,无妨假设正弦载波的振幅A =1,则由式(2-1)调频信号的一般表达式,得()cos[()]t FM c F S t t K m t d -∞=ω+τ⎰=cos cos[()]sin sin[()]ttc F c F t K md K m d -∞-∞ωττ-ωττ⎰⎰(2-3) 通过化解,利用傅立叶变化公式可得NBFM 信号的频域表达式:(2-4)在NBFM 中,由于下边频为负,因而合成矢量不与载波同相,而是存在相位偏移,当最大相位偏移满足式(2-2)时,合成矢量的幅度基本不变,这样就形成了FM 信号。

图2.5 NBFM 信号频谱2.3 PM 调制原理在模拟调制中,一个连续波有三个参数可以用来携带信息而构成已调信号。

当幅度和频率保持不变时,改变载波的相位使之随未调信号的大小而改变,这就是调相的概念。

角度调制信号的一般表示形式为: S m(t)=Acos[ωCt+φ(t)](2-5)式中,A 是载波的恒定振幅;[ωC t+φ(t)]是信号的瞬时相位,而φ(t)称为瞬时相位偏移;d[ωC t+φ(t)]/dt 为信号的瞬时频率,而dφ(t)/dt 称为瞬时频率偏移,即相对于ωC 的瞬时频率偏移。

设高频载波为u c =U cm cosωc t ,调制信号为UΩ(t),则调相信号的瞬时相位 φ(t)=ωct +K p UΩ(t)瞬时角频率 ω(t)=dt(t)d=ωc +K p dt)t (du Ω调相信号 u PM =U cm cos [ωc t+K p uΩ(t)]将信号的信息加在载波的相位上则形成调相信号,调相的表达式为: S PM(t)=Acos[ωCt+KPMf(t)+φ](2-6)这里K PM 称为相移指数,这种调制方式,载波的幅度和角频率不变,而瞬时相位偏移是调制信号f(t)的线性函数,称为相位调制。

调相与调频有着相当密切的关系,我们知道相位与频率有如下关系式:ω=dtt d )(=ωC +K PM f(t)φ(t)=⎰=dtωC t+KPMdtt⎰)(f所以在调相时可以先将调制信号进行微分后在进行频率调制,这样等效于调相,此方法称为间接调相,与此相对应,上述方法称为直接调相。

调相信号的产生如图2.6所示:图2.6 PM调相信号的产生实现相位调制的基本原理是使角频率为ωc 的高频载波uc(t)通过一个可控相移网络, 此网络产生的相移Δφ受调制电压uΩ(t)控制, 满足Δφ=KpuΩ(t)的关系, 所以网络输出就是调相信号,可控相移网络调相原理图如图2.3.2所示:图2.7 可控相移网络调相原理图第3章几种调制方式的比较3.1 PM与FM的比较表3.1 PM与FM的比较FM(1)瞬时频率:)()(tuktFoΩ+=ωω(2)瞬时相位:otFodttukttϕωϕ++=⎰Ω0)()((3)最大频偏:ΩΩ==∆UktukFFm max|)(|ω(4)最大相位:max|)(|⎰Ω=∆=tFmfdttukmϕΩ=ΩUkF⑸表达式:)(cos)(tUtuFMϕ=])(cos[0otfodttuktUϕω++=⎰Ω]sincos[ofotUktUϕω+ΩΩ+=Ω]sincos[ofotmtUϕω+Ω+=PMdttduktpo)()(Ω+=ωωopotukttϕωϕ++=Ω)()(Ω==∆ΩΩUkdttdukppm max|)(|ωmax|)(|tukmpmpΩ=∆=ϕΩ=Ukp)(cos)(tUtuPMϕ=])(cos[opotuktUϕω++=Ω]coscos[opotUktUϕω+Ω+=Ω]coscos[opotmtUϕω+Ω+=3.2几种不同的模拟调制方式假定所有调制系统在接收机输入端具有相等的信号功率,且加性噪声都是均值为0、双边功率谱密度为/2的高斯白噪声,基带信号带宽为,在所有系统都满足例如,为正弦型信号。

综合前面的分析,可总结各种模拟调制方式的信号带宽、制度增益、输出信噪比、设备(调制与解调)复杂程度、主要应用等如表3.2.0所示。

表中还进一步假设了AM为100%调制。

表 3.23.3 几种模拟调制的性能比较就抗噪性能而言,WBFM最好,DSB、SSB、VSB次之,AM最差。

NBFM与AM接近。

示出了各种模拟调制系统的性能曲线,图中的圆点表示门限点。

门限点以下,曲线迅速下跌;门限点以上,DSB、SSB的信噪比比AM高4.7dB以上,而 FM(=6)的信噪比比AM高22dB。

就频带利用率而言,SSB最好,VSB与SSB接近,DSB、AM、NBFM次之,WBFM最差。

3.4 几种模拟调制的特点及应用AM调制的优点是接收设备简单;缺点是功率利用率低,抗干扰能力差,信号带宽较宽,频带利用率不高。

因此,AM制式用于通信质量要求不高的场合,目前主要用在中波和短波的调幅广播中。

DSB调制的优点是功率利用率高,但带宽与AM相同,频带利用率不高,接收要求同步解调,设备较复杂。

只用于点对点的专用通信及低带宽信号多路复用系统。

SSB调制的优点是功率利用率和频带利用率都较高,抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM,而带宽只有AM的一半;缺点是发送和接收设备都复杂。

SSB制式普遍用在频带比较拥挤的场合,如短波波段的无线电广播和频分多路复用系统中。

VSB调制性能与SSB相当,原则上也需要同步解调,但在某些VSB系统中,附加一个足够大的载波,形成(VSB+C)合成信号,就可以用包络检波法进行解调。

这种(VSB+C)方式综合了AM、SSB和DSB三者的优点。

所以VSB在数据传输、商用电视广播等领域得到广泛使用。

FM波的幅度恒定不变,这使得它对非线性器件不甚敏感,给FM带来了抗快衰落能力。

利用自动增益控制和带通限幅还可以消除快衰落造成的幅度变化效应。

这些特点使得NBFM对微波中继系统颇具吸引力。

WBFM的抗干扰能力强,可以实现带宽与信噪比的互换,因而WBFM广泛应用于长距离高质量的通信系统中,如空间和卫星通信、调频立体声广播、短波电台等。

WBFM的缺点是频带利用率低,存在门限效应,因此在接收信号弱、干扰大的情况下宜采用NBFM,这就是小型通信机常采用NBFM的原因。

第4章 AM,FM,PM的调制仿真4.1 AM的调制仿真4.1.1理想状态下的AM调制仿真图4.1 调制信号的时域波形图图4..2 载波的时域和频谱图图4..3 理想状态下的已调信号的时域和频谱图4.1.2含噪声情况下的AM调制仿真图4.4 高斯白噪的时域和频谱图图4.5 叠加噪声以后的已调信号的的时域和频谱图图4.6 经过低通滤波器以后的已调信号的时域和频谱图4.2 FM的调制仿真4.21理想状态下的FM调制仿真图4.7 调制信号、载波以及已调信号的时域波形图图4.8 调制信号和已调信号的频谱图图4.9 调制信号、无噪声情况下的已调信号和解调信号时域图4.22含噪声情况下的FM调制仿真小信噪比为10,大信噪比为30图 4.10 调制信号、含小信噪比高斯白噪声情况下的已调信号和解调信号时域图图4.11 调制信号、含大信噪比高斯白噪声情况下的已调信号和解调信号时域图4.3 PM的调制仿真图4.12 调制信号、已调信号和解调信号的时域和频谱图第5章心得体会通过这一次课程设计,我了解很多关于专业的知识,以前每次学这些知识时,总是不知道这些东西具体拿来有什么用,现在才知道,几个短短输入信号,在有了一个简单的电路流程后,就能仿真成我们生活中很多常见的东西。

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