线性调制
第3章
模拟线性调制系统 3.1 概述
3.1.1 调制的目的
.频谱搬移 － 适应信道传输、合并多路信号； 提高抗干扰性。
3.1.2 基本概念
基带信号：由消息直接变换成的电信号。
频带从零频开始，低频端谱能量大，不宜在信道中远距离传输。
调 制：按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程叫调制。（频谱
搬迁）
调制信号：f(t)
载 波：c(t)=Acos[ωc t+θ0]
已调信号：s(t)=m (t)·c(t) =A(t)cos[ωc t+φ(t)+θ0] 模拟调制：当调制信号为模拟基带信号m(t)，载波为
连续的正弦或余弦高频信号c(t)=Acos[ω
c t+θ0]时，称模拟调制。
3.1.3 调制的分类
数字调制
3.2 双边带调幅
一. 常规调幅
１． 时域表达式：调制信号f(t)（平均值)(t f ＝0）加直流后对载波幅度调制（称标准
或完全调幅）
s AM (t)= [A 0+f(t)]·cos[ωc t+θc ]
ωc 载波角频率， θc 载波初相位
()()()()()()()()()()???
??
?
???
?
??????
??????
?成比例变化
随常数，调相：成比例变化随常数，调频：非线性调制角度调制为常数成比例变化随线性调制幅度调制模拟调制t f t t A t f dt t d t A VSB
SSB DSB
AM t t f t A φφφ)(,
波形图3-1
当调制信号f(t)为单频信号时：f(t)= A m cos(ωm t+θ
m )
则： s AM (t)= [A 0+ A m cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ]
= A 0 [1+βAM cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ]
A A m AM =
β称调幅指数，х100%叫调制度
??
?
??><=过调幅通常取正常调幅满调幅...1-60%)-30%(...1......1AM
β ２．频域表达式
θc =0的时域表达式：s AM (t)= [A 0+ f (t)]cosωc t = A 0 cosωc t+ m (t) cosωc t
因m(t) F (ω)
A 0 cosωc t [])()(000ωωδωωδπ++-?A
注： ))((2
1cos )(t
j t
j c c c e
e
t f t t f ω
ωω-+=t
j t
j c c e
t f e
t f ωω-+
=
)(2
1)(2
1
其付氏变换为
因为根据平移
故S AM (ω) 的频域表达式为：
[])]()([2
1)()()(00000ωωωωωωδωωδπω++-+
++-=F F A S AM
频谱图：
()()
00ωωω-?F e
t f t
j ()()
002
1ωωωω++-F F []
)()(2
1cos )(00ωωωω
ω++-?
F F t t f c
频谱搬迁到适合通信系统传输的频率范围。 常规调幅中有载波和两个边带（双边带—带载波）
已调信号的带宽为基带信号最高频的2倍 W f B H AM 22== (H f W =基带信号的带宽 )
３．调幅信号的平均功率P AM
1Ω电阻上的平均功率(均方值)---信号的平均功率等于信号的均方值。
[]t t f A t S P c AM AM ω2
2
02
cos )()(+==
t t f A t f A c ω2
022
0c o s )](2)([++=
通常均值 0)(=t f 且 )2c o s 1(2
1c o s 2
t t c c ωω+=
02c o s =t c ω 则：f c AM P P t f A P +=+
=
2
)(2
2
2
0 (载波功率)+ (边带功率)
调制效率：)
()()
(2
12
1)(21
2
2
02
2
2
02
t f A t f t f A t f P P P f
c f AM +=+
=
+=
η
对单频余弦f(t)：2/)(2
2
m A t f = 2
2
2
2
02
22AM
AM
m
m
AM A A A ββη+=
+=
满调幅 1=AM β。则 3
1=
AM η 效率低，主要是载波功率大，又不携带信息所至。
例：已知一个AM 广播电台输出功率50kW ，采用单频余弦信号调幅，调幅指数为0.707 (1) 计算调制效率和载波功率
(2) 若天线用50Ω电阻负载表示，求载波的峰值幅度。 解：(1) 5
1707.02707
.022
22
2=
+=
+=
AM
AM
AM ββη
因 AM
f f
c f
AM P P P P P =+=
η 则载波功率为
)(40)5
11(50)1(kw P P P P AM AM f AM c =-
?+-=-=η
(2)载波功率与载波峰值A 的关系为
R
A
R
A P c 22/2
2
=
=
)(2000501040223
V R P A c =???=
=
二. 抑制载波的双边带调幅(DSB-SC)
调制信号中无直流分量A 。且为0，为抑载双边带调幅。 1． 时域表达式
t t f t s c D S B ωc o s )()(=
波形图如右：
2． 频域表达式
)(2
1)(2
1)(00ωωωωω++
-=F F S D S B
频谱图：
不能用包络检波解调
3． 平均功率(已调信号的均方值)
2/)(c o s )()(2
2
2
2
t f t t f t s P c D S B D S B ===ω
1=DSB η 效率高(抑制了载波)
W f B H DSB 22==
三. 调制与解调
1． 调制模型
双边带抑载调幅 常规调幅
2． 解调
(1)、相干解调原理：
t t f t t s c c DSB ωω2
cos )(cos )(=?
t t f t f c ω2cos )(2
1)(2
1+
=
低通滤波后得：)(2
1)(t f t s d =
（2）、非相干解调原理：包络检波、平方律检波（必须有载波分量才能解调）
3.2单边带调制（SSB ）
双边带信号中任一边带都含调制信号的全部信息，故单边带调制可全部传信。
一、滤波法形成单边带信号
1、 一级滤波法
c
c USB
SSB
H H
ωωω
ωωω≤???
??
?==01)()(
上
边带
c
c LSB
SSB
H
H
ωωω
ωωω≥
??
?==01
)()( 下边带
单频带频谱信号
)()()(ωωωH S S DSB SSB =
滤波器 H(ω)的衰减特性（滚降特性）： 要求B f ?≤? 滤波器方可实现 （f ?为通带到阻带的过渡带，B ?为上、下边带间隔）
定义规一化值 c
f f ?=
α c f 单边带信号载频
α 越小越难实现 要求不低于310-
-上边带
(a) (c) 下边带滤波器特性和信号频谱
-f
f 0
2、 多级滤波法
一级滤波器实现单边带调制 α值太小，难实现 例举二级滤波法：
f c2>f c1
（1） 第一级调制后上、下边带间隔L f B 21=?（f L 为调制信号最低频）第一级滤
波后得到上边带信号，且L c f f >>1
（2）第二级调制后，上、下边带间隔(以第一级调制后得到的上边带信号作为调制
信号对频率为 f c2 的信号进行双边带调幅，再由 H 2(f) 取出上边带) 112222c L c f f f B ≈+=?
合理选择f c1、1α、2α可设计出合适的单边带信号调制器
例：用单边带方式传输模拟电话信号，设载频为12MHz ，电话信号的频带为 300Hz －3400Hz ，滤波器归一化值为3
10-。试设计滤波器的方案。
解：（1）如果采用一级调制方案
)(60023002Hz f B L =?==?
过渡带相对与载频的归一化值为 5
6
10
510
12600-?=?=
?=
c
f B α 要求太高无法实现
（2） 采用二级滤波法：取第二级滤波器的22101-?=α
则)(120101210162222KHz f B c =???=≈?-α 为了得到上述2B ?则第一级调制使用的载频为
3
21101202
121??=
?=
B f c ＝60（KHz ）
那么2
6
110
110
60600-?=?=
α
两级滤波器均可实现。
必须注意：若调制信号的L f 太低（如数据信号），多级滤波法也难实现单边带调制。必
须采用部分响应技术，先改变信号频谱结构后再进行调制。
二、 用相移法实现单边带信号（以单频调制为例）
1、设单频调制信号 t A t f m m ωcos )(=
载波为 t t c c ωc o s
)(= 则双边带信号的时域表达式为t t A t s c m m DSB ωωcos cos )(=
=t A t A m c m m c m )cos(2
1)cos(2
1ωωωω-+
+
上边带调制信号为t A t s c m m USB )cos(2
)(ωω+=
=t A t t A m c m m c m ωωωωsin sin 21cos cos 2
1- 下边带调制信号为t A t t A t s m c m m c m LSB ωωωωsin sin 2
1cos cos 2
1)(+
=
移相法实现单边带信号方案：
2、希尔伯特变换
如果调制信号是一般非周期性信号，要求出单边带信号的频域表达式，则用希尔
伯特变换
设信号f （t ）的解析信号为Z(t)=f(t)+j )(?
t f （实部+虚部）
可以证明?
∞
∞
--=
ττ
τπ
d t f t f )(1
)(? ?
∞
∞
---
=ττ
τπ
d t f t f )(?1
)(
即实部和虚部有确定的对应关系，此式称希尔伯特变换
显然:t t f t f π1*
)()(?= 则 )s g n (?为正负符号函数
滤波器的传函
希尔伯特滤波器是宽带全通网络，能使每个正频率分量都移相2
π
-
)(?t f 的频域表达式 )(sgn )()()(?ωωωωωF j H F F H ==
表3.1 希尔伯特变换对 m(t) )(?t m
t c ωcos t c ωs i n t c ωsin t c ωc o s -
t t f c ωcos )( t t f c ωs i n )( t t f c ωsin )( t t f c ωc o s )(-
3、一般情况下的时域表达式 单边带信号频域表达式
)()()(ωωωSSB DSB SSB H S S =
)(ωSSB H 单边带滤波器传递函数
单边带信号时域表达式
)(*)()(t h t s t s SSB DSB SSB = )(t h SSB 单边带滤波器冲激响应
因c
c USB
SSB
H H
ωωω
ωωω≤???
??
?==01
)()( 上边带
c
c LSB
SSB
H
H
ωωω
ωωω≥
??
?==01
)()( 下边带
则对应上式冲激响应分别为
t
t
t t h c USB ωπδsin 1)()(-
=
ωπsgn 1j t
-?ω
ωsgn )(j H -=
t
t
t h c lSB ωπsin 1)(=
以下边带为例
)(*)()(t h t s t s LSB DSB LSB =
]sin 1[
*]cos )([t
t
t t f c c ωπω=
ττ
τωωτωτπ
d t t f c c c ?
∞
∞
---=
)
sin(cos )(1
τττ
ωτωτωπ
ττ
τωτωτωπ
d t f t d t f t c c c c c c ?
?
∞
∞
-∞
∞
---
-=
sin cos )(cos 1
)
cos cos )(sin 1
?
?
∞
∞
-∞
∞
--+
-=
ττ
τ
ωτπ
ωττ
τπ
ωd t f t d t f t c c c 2cos )(1
[
sin 2
1])(1
[
sin 2
1
ττ
τ
ωτπ
ωd t f t c c ?
∞
∞
---
2sin )(1
[
cos 2
1
依希尔伯特变换化简
t t t f t t t f t t f t s c c c c c LSB ωωωωωcos 2cos )(21
sin 2sin )(21sin )(?21
)(++=
=t t f t t f c c ωωsin )(?
21
cos )(21+ 同理上边带时域表达式为
t t f t t f t s c c USB ωωsin )(?2
1cos )(2
1)(-
=
则上下边带之和为双边带信号
t t f t s t s t s c USB LSB DSB ωcos )()()()(=+=
单边带相移法的一般模型
必须注意：上述方法理论上可以，但实际有困难（难对 f (t)的所有频率分量都移相π/2） 三．单边带信号的解调
2
1
)
由于单边带信号抑制了载波，故必须用相干解调法 因为
t f t s c SSB ωcos )()(=t t f c ωsin )(?
乘相干载波得 t t s t s c SSB P ωcos )()(= t t f t t f t f c c ωω2s i n )(?2
12c o s )(2
1)(21
+
=
低通滤波得 )(2
1)(t f t s d =
例: 用0-3000Hz 的信号调制频率为20.000MHz 的载波以产生单边带信号，对该信号用超外
差接收机进行解调,接收机框图如下图所示,两极混频器本机振荡频率分别为f 0和f d , 限定f o 高于输入信号频率,中频放大器的通带范围是10.000MHz-10.003MHz.
(1) 如果是上边带信号,试确定f o 和f d (2) 如果是下边带信号,重复(1)
解：(1)上边带信号频率范围为20.000MHz--20.003MHz. f o 高于输入信号频率, f o 和输入信号混频后必须取下边带才能调到中频范围，所以
000.10~003.10)003.20~000.20(0=-f MHz
故 Z
MH
f 000.300=
f d 减去中频信号频率应为基带信号频率即:
Z d MH f 003.0~0)000.10~003.10(=-
故 Z
d MH
f 003.10=
(2)下边带信号频率范围为20.000MHz ～19.997MHz. f o 和信号混频后取下边带 才能调到中频范围. 所以
Z
MH
f 003.10~000.10)997.19~000.20(0=-
则 Z
MH
f 000.300=
中频信号减去f d 应为基带信号频率。
即 Z d MH f 003.0~0)003.10~000.10(=- 故 Z
d MH f 000.10=
3.3残留边带调制(VSB)
VSB 的传输带宽介于单、双边带调制之间 VSB 避免了SSB 实现上的困难 一、 残留边带信号的产生
常用滤波法(抑制了载波)
频域表达式
)]()()[(2
1)(C C VSB VSB F F H S ωωωωωω++-=
时域表达式
)(*)()(t h t s t s USB DSB VSB =
二、 残留边带信号的解调
VSB 抑制了载波,故要用相干解调
t t s t c t s t s c VSB d VSB P ωcos )()()()(==
时域乘余弦函数等效于频域里频率搬移
)]()([2
1)(c VSB c VSB P S S S ωωωωω++-=
也就是对)(ωVSB S 进行频率搬移,即
)]()2()[(4
1)(ωωωωωωF F H S C C VSB P +--=
)]2()()[(4
1C C VBS F F H ωωωωω++++
)]()()[(4
1C VSB C VSB H H F ωωωωω++-=
)]2()()2()([41C C VBS C C VBS F H F H ωωωωωωωω+++--+
低通滤波器后
)]()()[(4
1)(c VSB c VSB d H H F S ωωωωωω++-=
式中，若调制信号最高频为H ω.为保证解调后信号不失真,必须 =++-)()(c VSB c VSB H H ωωωω常数 H ωω≤|| 残留半边带滤波器的衰减特性又叫滚降特性:
3.4 线性调制和解调的一般模型
一 、线性调制信号的一般模型
线性调制:已调型号的频谱与调制信号的频谱有线性对应关系其频谱搬移符合线性叠加原理
已调信号频域表达式
)]()()[(2
1)(c c F F H S ωωωωωω++-=
)(ωF :调制信号f(t)的频谱 )(ωH :滤波器的传递函数
已调制信号时域表达式 )(*]cos )([)(t h t t f t s c ω= ?
∞
∞---=
ττωττd t t f h c )(cos )()( = ?
?
∞
∞
-∞
∞
--+
-ττωωττττωωττd t t f h d t t f h c c c c sin sin )()(cos cos )()(
设 t t h t h c I ωcos )()(= t t h t h c Q ωsin )()(=
t t f t h t t f t h t s c Q c I ωωsin )](*)([cos )](*)([)(+=
令)(*)()(t f t h t s I I = 同相分量幅度 )(*)()(t f t h t s Q Q = 正交分量幅度 则 t t s t t s t s c Q c I ωωsin )(cos )()(+= 因 )()(ωH t h ?→← 调制滤波器
)(cos )(ωωI c H t t h ?→←
同相滤波器 )(sin )(ωωQ c H t t h ?→←
正交滤波器 可得相移法线性调制一般模型
:
讨论:
①1)(=ωI H 0)(=ωQ H 双边带调制;
基带滤波器?
??
②1)(=ωI H )()(ωωH Q H H =
（)(ωH H 为希尔伯特滤波器传函） 单边带调制 ③1)(=ωI H )(ωQ H 为正交滤波器, 残留边带调制
④无论哪种调制)(t s I 均正比于调制信号.故解调就是无失真的恢复)(t s I .
三、 线性调制信号解调的一般模型
??
?
??
载波插入法解调非相干解调相干解调线性调制信号解调
1、相干解调
t s t s c
P ωcos )()(=
t t s t t s c
c Q c I ωωωcos ]sin )(cos )([+=
t
t s t t s t s c Q c I I ωω2sin )(2
12cos )(2
1)(2
1+
+
=
低通
)
()(2
1)(t f t s t s I d ∝=
相干解调适应所有线性调制，解调的关键是接收端要产生与调制载波同频同相的本地载波。 2、非相干的解调----包络检波
只适应于常规调幅，简单而有效
3、载波插入法解调----包络检波 常规调幅以外的各种线性调制中不含载波，不能用包络检波，但插入一个足够大的载波就可用包络检波。
(t)s(t)(t)s d a c +=
A t t s t d c Q ωωωcos sin )((t)cos s C I ++=t t s t A t s C Q C d I ωωsin )(cos ])([++=
)](cos[)(t t t A C θω+= t A t c C d d ωc o s )(=
式中：2
1
2
22
)]
()(2)([)(t s t s A t s A t A Q I d I d
+++=
)]}(/[)({)(t s A t s arctg t I d Q +=θ
由于插入载波的幅度远大于信号幅度，即
)()(2
2
t s t s A Q I d +>>
则 2
1
2
/12
]
)(21[)]
(2)(d
I d I d d
A t s A t s A A t A +
=+≈
利用幂级数展开，上式近似为
)(])(1[)(t s A A t s A t A I d d
I d +=+
≈
A d 直流分量，故A(t) 近似为s a (t)的包络。对s a (t)包络检波并滤去直流得：
)()()(t f t s t s I d ∝=
必须注意，载波在接收和发射端都可以插入，但只一个发射机而有多个接收机时，为减化接收机, 要在发射端插入载波（如电视系统）
3.5线性调制系统的抗噪声性能
一、 通信系统抗噪声性能的分析模型
将加性干扰中的高斯白噪声作研究对象
噪声只对已调信号的接收产生影响，故对通信系统的抗噪声性能研究，可只考虑解调器的抗噪声性能。 1. 分析模型
s o (t )相同
高斯分布
选频 窄带噪声N i ≠N 0 抑制带外噪声
2. 窄带高斯噪声
)](cos[)()(0t t t V t n i θω+= 为带通滤波中心频率0ω)
t t t V t t t V 00sin )(sin )(cos )(cos )(ωθωθ-= t t n t t n Q I 00sin )(cos )(ωω-=
式中)(cos )()(t t V t n I θ= 同相分量
(sin )()(t t V t n Q θ= 正交分量
3. 窄带噪声功率i N
因)(t n i 、)(t n I 、)(t n Q 都是均值为零的随机过程。则
0)()()(===t n t n t n Q I i
且方差（平均功率）相等
[
][
][
]
)()()(2
2
2
t n E t n E t n E N Q I i i === 若高斯白噪声的双边带功率谱密度为
2
o
n ，带通滤波器如下图
滤波器输出噪声功率为 B n B n N i 0022
=?=
为使信号不失真，又最大限 0f - 0 0f 度抑制噪声，B 应等于已调信号带宽。 4. 信噪比（通信系统的抗噪声性能）
输出信噪比
率
解调器输出噪声平均功
均功率解调器输出有用信号平=
N S O
声音信号 20～40dB 图象信号 40～60dB 输入信噪比
率
解调器输入噪声平均功
均功率解调器输入有用信号平=
i
i N S
信噪比增益 i
i N S N S G 00= G 越高，抗噪声性能越好。
二、
线性调制相干解调的抗噪声性能 分析模型
t t c C d ωc o s
)(= )()()()(t n t s t n t s i i i +=+
1． 双边带调制相干解调的抗噪声性能
双边带信号接收机中, 带通滤波器中心频率0ω与调制载波C ω相同 窄带噪声 t t n t t n t n C Q C I i ωωsin )(cos )()(-= 而t t n t s C i ωcos )]()([+
t t t n t t n t t f C C Q C I C ωωωωcos ]sin )(cos )(cos )([-+=
t t t n t t n t t f C C Q C I C ωωωωcos sin )(cos )(cos )(2
2-+=
t t n t t n t n t t f t f C Q C i i C ωωω2sin )(2
12cos )(2
1)(212cos )(2
1)(21-
+
+
+
=低通滤波
得：
)(21)(21)()(00t n t f t n t s I +
=
+
平稳随机过程f(t)均值为零，带宽W ，则 有用信号平均功率 )]([4
1)(412
2
0t f E t f S ==
输出
噪声平均功率 W n B n t n N DSB I 002
0214
1)(4
1=
=
=
输出信噪比
W
n t f E N S 02
02)]([=
输入已调信号平均功率)]([2
1)(2
1cos )(2
2
2
2
t f
E t f
t t f S C i ===ω
输入噪声平均功率 W n B n N o DSB i 20== 输入信噪比
W
n t f E N S i
i 02
4)]([=
信噪比增益 200==
i
i D S B N S N S G
2． 单边带调制相干解调的抗噪声性能
讨论上边带调制，则带通滤波器中心频率0ω，载波频率C ω与带宽W 的关系为
2
20W C
=
-π
ωω
窄带噪声的表达式为
t t n t t n t n Q I i 00sin )(cos )()(ωω-= C 0而解调器的输入和相干载波相乘后得
t t n t s C i ωcos )]()([+
t
t t n t t n t t t f C Q I C
C t f ωωωω
ωcos ]sin )(cos )(sin 2
1cos )(2
1[
00)(-+-
=∧
t
t n t t t f t f C I C C t f )cos()(2
12sin 4
12cos )(4
1)(4
10)(ωωωω-+
-
+
=
∧
)sin()(2
1)sin()(2
1)cos()(2
1000t t t n t t n t t n C Q C Q C I ωωωωωω+-
--++
低通滤波后
)sin()(2
1)cos()(2
1)(41)()(00Wt t n Wt t n t f t n t s Q I ππ-
+
=
+
输出有用信号平均功率 []
)(161)(412
2
t f E t f S O
=??
????=
输出噪声平均功率
2
)sin()(21)cos()(21
??
?
???-=Wt
t n Wt t n N Q I ππ []
)(2sin )()()(sin )()(cos )(4
12
222Wt t n t n Wt t n Wt t n
Q I Q I
πππ-+=
[]
)(41)(21)(2141
2
22t n E t n t n E I Q I =??
????+=
W n B n SSB 004
14
1=
=
则
[
]W
n t f E N S 02
04)(=
输入上边带信号平均功率 2
sin 21cos )(2
1)(??
?
???-
=∧
t t t f S C C i t f
ωω
4
1=
[
t t t f t f C
C t f t f ω
ω2cos 2
2
12
2
12cos )(2
1)(2
1)()(2
2
∧
∧
-
+
+
]2sin
)
()(t t f C t f ω∧
-
[]
???
??
??
?
+=∧
)(2
81
)(81
2
t f
E t f E
根据希尔伯特变换 []
???
?
??
?
?=∧
)(2
)(2
t f
E t f E
故 ()[
]t f
E S i 2
4
1=
输入噪声平均功率为 W n B n N SSB i 00==
则
[
]W
n t f E N S i
i 02
4)(=
那么100
==
i
i
SSB N S N S G
必须注意：2=DSB G ，而1=SSB G ，并不能说明双边带调制抗噪声性能优于单边带调制。因为上述讨论中双边带的平均功率是单边带信号的2倍。如果在i S 、o n 、W 都在相同的条件下比较，二者信噪比相等。
三、常规调幅包络检波的抗噪声性能
1、 输入信噪比
因 t t f A t s C i ωc o s
)]([)(0+= 输入已调信号平均功率
)(2
12
1cos )]([)(2
2
2
02
t f
A t t f A t s S C i i +
=
+==ω
)]([2
1212
20t f E A +
=
输入噪声t t n t t n t n C Q C I i ωωsin )(cos )()(-= 滤波器中心频率与载波相同
输入噪声平均功率W n B n N AM i 002== （W 为调制信号带宽W B AM 2=）
输入信噪比 W
n t f E A N S i
i 02
2
04)]
([+=
２．输出信噪比
解调器的输入为
t n t t n t t f A t n t s C Q C I C i i ωωωsin )(cos )(cos )]([)()(0-++=+
t t n t t n t f A C Q C I ωωsin )(cos )]()([0-++=
)](cos[)(t t t A C ?ω+=
模拟线性调制解调仿真系统设计
通信与信息工程学院 课程设计论文 设计题目：模拟线性调制解调仿真系统设计 指导教师：张鸣 班级：通信工程0701 小组组长：李雅华 小组成员：张坤李冬 侯超晁向阳
摘要 Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。 本文主要是以simulink为基础平台，对AM、DSB、SSB信号的仿真。文章第一章内容是对simulink的简单介绍和通信技术的目前发展和未来展望；第二章是对AM、DSB、SSB信号基本原理的简单说明以及对各信号利用simulink软件进行系统设计和模块设计；第三章是进行一个总结，包括结论以及这次课程设计的任务分配和组员的完成情况。本文的主要目的是对simulink的熟悉和对模拟通信理论的更加深化和理解。 关键词：AM，DSB，SSB，simulink,调制，解调
目录 第一章绪论 (4) 1.1 前言 (4) 1.2 工程概括 (5) 第二章正文 (5) 2.1 设计说明 (5) 2.2 AM的基本原理和调制解调实现 (5) 2.2.1 基本原理 (6) 2.2.2 simulink实现 (6) 2.2.3 利用communication模块进行仿真 (9) 2.3 DSB的基本原理和调制解调实现 (13) 2.3.1 基本原理 (13) 2.3.2 simulink实现 (13) 2.3.3 利用communication模块进行仿真 (16) 2.4 SSB的基本原理和调制解调实现 (19) 2.4.1 基本原理 (19) 2.4.2 simulink实现 (19) 2.4.3 利用communication模块进行仿真 (23) 第三章总结 (26) 3.1 结论 (26) 3.2 任务分配以及组长对成员的评价 (26) 参考文献 (27)
模拟线性调制系统实验1
电子科技大学通信学院 《通信原理及同步技术系列实验一》模拟线性调制系统实验 班级 学生 学号 教师
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 的余 c 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。 本实验利用平衡调制方式进行模拟连续波的调制与解调。可分别组成AM、DSB、SSB、VSB、QAM五种调制方式的产生原理。 1. 调幅（AM）信号 调幅的原理是基带信号() m t去控制高频载波的幅度，使已调信号() Sam t的包络随基本信号成正比例的变化。
模拟线性调制系统
课程设计报告 课程设计名称：通信系统原理 系：三系 学生姓名：刘亮 班级：13通信工程2班 学号：20130306221 成绩： 指导教师：吴琼 开课时间：2015-2016学年一学期
一、设计任务书 (3) 二、课程设计选题 (5) 三、具体要求 (5) 四、进度安排及成绩评定 (6) 五、课程设计内容 (6) 5.1普通调幅（AM） (6) 5.1.1 AM信号调制 (6) 5.1.2 AM信号波形特点 (7) 5.1.3 AM信号解调 (7) 5.2双边带调制（DSB） (8) 5.2.1 DSB信号调制 (8) 5.2.2 DSB信号解调： (8) 5.2.3 DSB信号的特点： (9) 5.3单边带调制（SSB） (9) 5.3.1 SSB信号调制： (9) 5.3.2 SSB信号解调： (10) 5.4普通调频（FM） (11) 5.4.1 FM信号的调制 (11) 5.4.2 FM信号解调： (11) 5.5.MATLAB 仿真及程序调制 (12) 5.5.1 AM波形仿真 (12) 5.5.2 DSB波形仿真 (13) 5.5.3 SSB波形仿真 (14) 5.5.4 FM波形仿真 (15) 六、运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (16) 七、总结和展望 (17) 八、参考文献17
一、设计任务书
二、课程设计选题 选题一：模拟调制系统的设计与性能分析 （1）AM信号的调制解调与性能分析； （2）DSB信号的调制解调与性能分析； （3）SSB信号的调制解调与性能分析； （4）FM信号的调制解调与性能分析。 三、具体要求 a.设计具体部分：仿真出AM信号的波形、分析其频谱、带宽、平均功率，计算调制 效率、解调方法，性能评价； b.仿真出DSB信号的波形、分析其频谱、带宽、平均功率，计算调制效率、解调方法， 性能评价； c.仿真出SSB信号的波形、分析其频谱、带宽、平均功率，计算调制效率、解调方法， 性能评价； d.仿真出FM信号的波形、分析其频谱、带宽、平均功率，计算调制效率、解调方法， 性能评价；
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
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
模拟调制系统的设计
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）。
线性调制
第3章 模拟线性调制系统 3.1 概述 3.1.1 调制的目的 .频谱搬移 － 适应信道传输、合并多路信号； 提高抗干扰性。 3.1.2 基本概念 基带信号：由消息直接变换成的电信号。 频带从零频开始，低频端谱能量大，不宜在信道中远距离传输。 调 制：按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程叫调制。（频谱 搬迁） 调制信号：f(t) 载 波：c(t)=Acos[ωc t+θ0] 已调信号：s(t)=m (t)·c(t) =A(t)cos[ωc t+φ(t)+θ0] 模拟调制：当调制信号为模拟基带信号m(t)，载波为 连续的正弦或余弦高频信号c(t)=Acos[ω c t+θ0]时，称模拟调制。 3.1.3 调制的分类 数字调制 3.2 双边带调幅 一. 常规调幅 １． 时域表达式：调制信号f(t)（平均值)(t f ＝0）加直流后对载波幅度调制（称标准 或完全调幅） s AM (t)= [A 0+f(t)]·cos[ωc t+θc ] ωc 载波角频率， θc 载波初相位 ()()()()()()()()()()????? ??????????????????成比例变化随常数，调相：成比例变化随常数，调频：非线性调制角度调制为常数成比例变化随线性调制幅度调制模拟调制t f t t A t f dt t d t A VSB SSB DSB AM t t f t A φφφ)(,
波形图3-1 当调制信号f(t)为单频信号时：f(t)= A m cos(ωm t+θm ) 则： s AM (t)= [A 0+ A m cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ] = A 0 [1+βAM cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ] 0A A m AM =β称调幅指数，х100% 叫调制度 ?? ???><=过调幅通常取正常调幅满调幅...1-60%)-30%(...1......1AM β ２．频域表达式 θc =0的时域表达式：s AM (t)= [A 0+ f (t)]cosωc t = A 0 cosωc t+ m (t) cosωc t 因m(t) F (ω) A 0 cosωc t [])()(000ωωδωωδπ++-?A 注： ))((21cos )(t j t j c c c e e t f t t f ωωω-+= t j t j c c e t f e t f ωω-+=)(21)(21 其付氏变换为 因为根据平移 故S AM (ω) 的频域表达式为： [])]()([2 1)()()(00000ωωωωωωδωωδπω++-+ ++-=F F A S AM 频谱图： ()() 00ωωω-?F e t f t j ()()0021ωωωω++-F F [])()(2 1cos )(00ωωωωω++-? F F t t f c
基于MATLAB的模拟线性调制
基于MATLAB 的模拟调制实验报告 一、实验目的 1.进一步学习调制的知识，掌握调频与调角两种模拟调制技术。 2.进一步学习MATLAB 的编程，熟练使用MATLAB 进行作图。 二、实验原理 1.调制的概念 调制（modulation ）就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适 合 于信道传输的形式的过程，是使载波随信号而改变的技术。 一般，用来传送消息的信号()t u c 叫作载波或受调信号，代表所欲传送消息的信 号叫作调制信号，调制后的信号()t u 叫作已调信号。用调制信号()t u Ω控制载波的某些参数，使之随()t u Ω而变化，就可实现调制。 2.调制的目的 频谱变换 当所要传送的信号的频率或者太低，或者频带很宽，对直接采用电磁波的形 式进行发送很不利，需要的天线尺寸很大，而且发射和接受短的天线与谐振回路的参数变化范围很大。为了信息有效与可靠传输，往往需要将低频信号的基带频谱搬移到适当的或指定的频段。这样可以提高传输性能，以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。 实现信道复用 为了使多个用户的信号共同利用同一个有较大带宽的信道，可以采用各种复用技术。如模拟电话长途传输是通过利用不同频率的载波进行调制。将各用户话音每隔4 kHz 搬移到高频段进行传输。 提高抗干扰能力 不同的调制方式，在提高传输的有效性和可靠性方面各有优势。如调频广播系统，它采用的频率调制技术，付出多倍带宽的代价，由于抗干扰性能强，其音质比只占10 kHz 带宽的调幅广播要好得多。扩频通信就是以大大扩展信号传输带宽，以达到有效抗拒外部干扰和短波信道多径衰落的特殊调制方式。 3.调制的种类 根据()t u Ω和()t u c 的不同类型和完成调制功能的调制器传递函数不同，调制分为以下多种方式： （1）．按调制信号()t u Ω的类型分为： ● 模拟调制：调制信号()t u Ω是连续变化的模拟量，如话音与图像信号。 ● 数字调制：调制信号是数字化编码符号或脉冲编码波形。 （2）．按载波信号()t u c 的类型分： ● 连续波调制：载波信号为连续波形，通常以正弦波作为载波。
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 c y 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()22 c a c a a c c c c y t U m t t m m y 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。
实验一 各种模拟调制系统的信号分析
实验一各种模拟调制系统的信号分析 一、实验目的 熟悉Systenview软件的使用，掌握各种模拟调制系统的基本原理，学会用Systenview软件对各种模拟调制系统进行建模并对信号进行分析。 二、实验原理 1、AM调制 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(ωct+θ0)，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(ωct+θ0) 常规的AM调制系统框图 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。ωc=2πfc为载波信号的角频 率，θ0为载波信号的起始相位，为简便起见，通常设为0。 2、双边带调幅（DSB） 在标准调幅时，由于已调波中含有不携带信息的载波分量，故调制效率较低。为了提高调制效率，在标准调幅的基础
上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中。这种调制方式称为抑制载波双边带调制，简称双边带调制(DSB)。 双边带调制信号的时域表达式： SDSB(t)=f(t)cosωct 双边带调制信号的频域表达式： SDSB(ω)=[F(ω+ωc)+F(ω－ωc)]/2 实现双边带调制就是完成调制信号与载波信号的相乘运算。原则上，可以选用很多种非线性器件或时变参量电路来实现乘法器的功能，如平衡调制器或环形调制器。通常采用的平衡调制器的电路简单、平衡性好，并可将载波分量抑制到-30~-40dB。双边带调制节省了载波功率，提高了调制效率，但已调信号的带宽仍与调幅信号一样，是基带信号带宽的两倍。 3、单边带信号调制（SSB） 双边带信号虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍是基带信号带宽的2倍，而且上、下边带是完全对称的，它们所携带的信息完全相同。因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输就可以了。我们把这种只传输一个边带的调制方式称为单边带抑制载波调制，简称为单边带调制(SSB)。采用单边带调制，除了节省载波功率，还可以节省一半传输频带，仅传输双边带信号的一个边带(上边带或下边带)。因此产生单边带信号的最简单方法，就是先产生双边带。然后让它通过一个边带滤波器，只传送双边带信号中的一个边带，这种产生单边带信号的方法称为滤波法。由于理想的滤波器特性是不可能作到的，实际的边带滤波器从带通到带阻总是有一个过渡带，随着载波频率的增加，采用一级载波调制的滤波法将无法实现。这时可采用多级调制滤波的办法产生单边带信号。即采用多级频率搬移的方法实现：先在低频处产生单边
模拟线性调制系统实验
模拟线性调制系统实验指导书 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 的余 c 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。 本实验利用平衡调制方式进行模拟连续波的调制与解调。可分别组成AM、DSB、SSB、VSB、QAM五种调制方式的产生原理。 1. 调幅（AM）信号 调幅的原理是基带信号() Sam t的包 m t去控制高频载波的幅度，使已调信号()
模拟线性调制系统的matlab实现
模拟线性调制系统的Matlab实现 1、实验目的 通过对AM、DSB、SSB、VSB几种模拟线性调制系统的Matlab 实现，学习如何使用Matlab描述一个模拟通信系统。 2、实验内容 选取VSB方法，给出模拟调制的波形及解调方法，其中输入信号频率、载波频率以及信号时长自定义。 输出结果包括：1）输入信号波形；2）载波波形；3）VSB信号波形；4）相干解调后的信号波形；5）VSB信号功率谱。 3、ＶＳＢ原理描述 残留边带是介于双边带和单边带之间的一种调制方式，它保留了一个边带和另一边带的一部分。用滤波法调制的原理如图所示。 m(t) H VSB(w) c(t) = cos(w c t) 图中H VSB(w)为残留边带滤波器。为了相干解调时无失真得到调制信号，残留边带滤波器的传递函数在载频附近必须具有互补对称特性。 相干解调的原理如图所示。 S VSB(t)S p(t)S d(t) LPF cos(w c t)
4、matlab程序及注释 %自己写的残留边带调制与解调function [] = VSB() f0 = 1; %调制信号频率 Ts = 0.02; fs = 1/Ts; %50Hz采样率符合采样定理t = 0:Ts:4; N = length(t); y = cos(2*pi*f0*t); figure; plot(t,y); %调制信号波形 fc = 8.5; %载波频率 y = cos(2*pi*fc*t); figure; plot(t,y); %载波波形 %滤波法实现VSB vsb = cos(2*pi*fc*t).*cos(2*pi*f0*t); fre = fft(vsb); n = [1:N]; f = -25+fs*n/N; %修改坐标使符合习惯
线性调制
第3章 模拟线性调制系统 3.1 概述 3.1.1 调制的目的 .频谱搬移 － 适应信道传输、合并多路信号； 提高抗干扰性。 3.1.2 基本概念 基带信号：由消息直接变换成的电信号。 频带从零频开始，低频端谱能量大，不宜在信道中远距离传输。 调 制：按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程叫调制。（频谱 搬迁） 调制信号：f(t) 载 波：c(t)=Acos[ωc t+θ0] 已调信号：s(t)=m (t)·c(t) =A(t)cos[ωc t+φ(t)+θ0] 模拟调制：当调制信号为模拟基带信号m(t)，载波为 连续的正弦或余弦高频信号c(t)=Acos[ω c t+θ0]时，称模拟调制。 3.1.3 调制的分类 数字调制 3.2 双边带调幅 一. 常规调幅 １． 时域表达式：调制信号f(t)（平均值)(t f ＝0）加直流后对载波幅度调制（称标准 或完全调幅） s AM (t)= [A 0+f(t)]·cos[ωc t+θc ] ωc 载波角频率， θc 载波初相位 ()()()()()()()()()()??? ?? ? ??? ? ?????? ?????? ?成比例变化 随常数，调相：成比例变化随常数，调频：非线性调制角度调制为常数成比例变化随线性调制幅度调制模拟调制t f t t A t f dt t d t A VSB SSB DSB AM t t f t A φφφ)(,
波形图3-1 当调制信号f(t)为单频信号时：f(t)= A m cos(ωm t+θ m ) 则： s AM (t)= [A 0+ A m cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ] = A 0 [1+βAM cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ] A A m AM = β称调幅指数，х100%叫调制度 ?? ? ??><=过调幅通常取正常调幅满调幅...1-60%)-30%(...1......1AM β ２．频域表达式 θc =0的时域表达式：s AM (t)= [A 0+ f (t)]cosωc t = A 0 cosωc t+ m (t) cosωc t 因m(t) F (ω) A 0 cosωc t [])()(000ωωδωωδπ++-?A 注： ))((2 1cos )(t j t j c c c e e t f t t f ω ωω-+=t j t j c c e t f e t f ωω-+ = )(2 1)(2 1 其付氏变换为 因为根据平移 故S AM (ω) 的频域表达式为： [])]()([2 1)()()(00000ωωωωωωδωωδπω++-+ ++-=F F A S AM 频谱图： ()() 00ωωω-?F e t f t j ()() 002 1ωωωω++-F F [] )()(2 1cos )(00ωωωω ω++-? F F t t f c
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******* figure subplot(211); plot(t,AM); title('AM调制'); xlabel('t'); ylabel('S(t)'); snr=10; %定义信噪比为10 y=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); figure subplot(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***************
实验1 模拟信号光调制和光接收
实验一模拟信号光调制和光接收 一实验目的 1、了解发送光端机的发光管特性和光检测器的原理 2、掌握如何在光纤信道中高性能传输模拟信号 3、掌握发送光端机中传输模拟信号驱动电路的设计 二实验仪器 1、ZH7002型光纤通信多功能综合实验系统一台 2、20MHz双踪示波器一台 3、低频信号源一台 4、光功率计一台 5、万用表一台 6、光纤跳线一根 三预备知识 1、光端机发光管特性； 2、信道的非线性； 3、光电转换特性； 4、弱信号检测； 四实验原理 1、模拟光纤传输系统的主要技术指标 模拟光纤传输系统有两个关键性的质量指标： （1）信噪比S/N （2）信道线性度（非线性失真度） 信噪比S/N与信道线性度分别表达噪声大小和线性好坏，这两个指标的数值依据传输的实际用途而定。一般地说高质量的电视传输（例如演播室图像传输）要求信噪比S/N达到56Db,差分增益△G=0.3dB(差分增益是用于表示在不同输入信号电平上所引起增益的差值，即通道的线性度)。对于数字载波传输系统（模拟信号传输），所需信噪比S/N和通道线性度一般比这要求低，可根据实际系统指标的分配决定。 2、模拟光纤传输系统的噪声来源 噪声问题是模拟光纤传输系统最重要的问题之一，系统的任何组成部分包括有源器件和无源器件都可产生噪声，并叠加在传输信号之上。在模拟传输系统中，主要有光发射机、传输光纤、光接收机和各类连接器所组成。在光接收机中光检测器又由光检二极管和前置放大器组成。 模拟光纤传输链路中的噪声主要来源于以下几个方面： （1）光发射机中激光器光强的涨落，即相对强度噪声。在模拟光纤系统中，激光器的直流偏置点是至于线性范围的中间，即在高于激光器阈值电流Ith的某一电流I 处。相对强度噪声随着激光器的偏置不同而变化，在阈值附近，其达到最大，随 着偏置增加，即激光器输出功率增加，其会下降。相对强度噪声和激光器的工作 频率亦有关系，一般在低频时较小，而在高频时相对强度噪声则明显增加。 （2）由光纤链路中光纤连接器（活接头）、固定连接点（死接头）、光纤耦合端面产生
基于MATLAB模拟线性调制系统
模拟线性调制系统(DSB 含调制和解调) 实验目的】 1、 了解MATLAB 在通信原理中有哪些应用 2、 学会用MATLAB 模拟分析通信原理中的模拟调制，数字调制，增量调制，最佳基带传输等过程，加深对该课程的理解。 3、 初步了解MATLAB 中如何使用SIMULINK 去搭建实现通信系统中的一些简单模块 【实验要求】 0、对选中的题目，分别用Simulink 和编程序两种方式实现。 1、 写明实验原理 2、 课程设计的构思 3、 附程序及显示结果，并要求结合理论，进行分析。 4、 心得，总结 一、 设计原理 在AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。 AM 调制模型中将直流分量去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式——抑制载波双边带信号，即双边带信号（DSB ）。 DSB 信号的时域表示式 频谱： DSB 的时域波形和频谱如图所示： 时域 频域 DSB 调制时、频域波形 t t m t s c D SB ωcos )()(=)]()([2 1)(c c DSB M M S ωωωωω-++=()DSB s t t t t ωH ωH ω-()M ω()DSB S ωc ω-c ωω
二、Simulink建模 调制信号：频率5 HZ ，振幅1 ，载波：频率50HZ ，振幅1 三、仿真结果 图一是输入信号，图二是已调信号加白噪声，图三是相干解调的乘载波后的波形，图四是解调后的波形 四、结果分析 从仿真结果可以看出，恢复出的调制信号在幅度上减小，波形上较输入信号有一定的变化。
在系统中我添加了均值为0，方差为0.1的高斯白噪声来模拟通信信道，从结果中可以看出该系统基本恢复了原信号。 五，程序实现方法
实验报告_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。 三、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。 四、实验步骤 1、线性调制 1) 假定调制信号为()cos 2πm m t f t =，载波()cos 2πc c t f t =，m f =1kHz ，c f =10kHz ； 绘制调制信号和载波的时域波形(保存为图1-1)。 00.0010.0020.0030.004 0.005 0.0060.0070.0080.0090.01 -1 1 调制信号 t (s)0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0050.006 0.007 0.008 0.009 0.01 -1-0.500.5 1载波 t (s) 2) 进行DSB 调制，DSB ()()()s t m t c t =?；进行AM 调制，[]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)。
00.0010.0020.0030.004 0.0050.0060.0070.0080.0090.01 -2 2DSB 已调信号 t (s) 00.0010.0020.0030.004 0.0050.0060.0070.0080.0090.01 -2 2AM 已调信号 t (s)00.0010.0020.0030.004 0.0050.0060.0070.0080.0090.01 -2 2 调制信号 t (s) 3) 用相移法进行SSB 调制，分别得到上边带和下边带信号， SSB 11 ?()()()()()22 Q s t m t c t m t c t =??，?()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)。
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。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 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 c （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
课程设计一、模拟线性调制系统-标准的AM调制
《高频电子线路》课程设计说明书设计题目：模拟线性调制系统-标准的AM调制 学院：贵州大学明德学院 专业：电子信息工程 班级：电信11151 学号：肖行行112003110141 肖博112003110140 汪家栋112003110135 学生姓名：肖行行肖博汪家栋 指导教师：宁阳 2013年12月12日
《高频电子线路课程设计》任务书 一、课程设计的目的 高频电子线路课程设计是专业实践环节之一，是学习完《高频电子线路》课程后进行的一次全面的综合练习。其目的让学生掌握模拟通信系统的基本原理极其构造和运用，特别是理论联系实践，提高学生的综合应用能力。 二、课程设计的内容与任务 1.内容： 课程设计一、模拟线性调制系统-标准的AM调制 课程设计二、模拟线性调制系统-DSB-VC 课程设计三、模拟线性调制系统-SSB-VC 课程设计四、模拟线性调制系统-大信号包络检波 课程设计五、模拟线性调制系统-相干检波 课程设计六、模拟角度调制-FM直接调制 课程设计七、模拟角度调制-FM间接调制 课程设计八、模拟角度调制-相位鉴频 课程设计九、模拟角度调制-比例鉴频 2.任务：学生自由组合，3-4人为一组，任选一个课题为自己的课程设计题目，各组所选题目不能重复，各组独立完成自己的任务。 三、课程设计的要求 1、通过资料查阅和学习，了解模拟通信系统的基本原理极其构造的一般方法。 2、参考和研究一些公司的规划和配置方案，结合《高频电子线路》课程中所学知识，积极完成设计任务。 3、对于课程设计完成所需的软件进行必要的学习和操作，确定课题实现的方案配置并进行仿真实现。 4、认真按时完成课程设计说明书。 四、课程设计的时间 2013-2014年度第一学期教学第17周，共 1周（5个工作日） 五、课程设计的说明书撰写规范 1、在完成任务书中所要求的课题外，要撰写课程设计说明书1份 (不少于3000字，10-15页)， 逻辑清楚，文字通顺，版面整洁，图表规范。课程设计说明书须每组一份，独立完成。
实验三matlab的数字调制系统仿真实验(参考)
成都理工大学实验报告 课程名称：数字通信原理 姓名：__________________学号：______________ 成绩：____ ___ 实验三 Matlab的数字调制系统仿真实验（参考） 1 数字调制系统的相关原理 数字调制可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是二进制调制的推广，主要讨论二进制的调制与解调，简单讨论一下多进制调制中的差分相位键控调制（M-DPSK）。 最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控（2-ASK）、移频键控（2-FSK）和移相键控（2-PSK 和2-DPSK）。下面是这几种调制方式的相关原理。 二进制幅度键控（2-ASK） 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1 或0 的控制下通或断，在信号为1 的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0 的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1 和0。 幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的，其最简单的形式是，载波在二进制调制信号控制下通断，此时又可称作开关键控法(OOK)。多电平MASK 调制方式是一种比较高效的传输方式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其是抗衰落的能力不强，因而一般只适宜在恒参信道下采用。 2-ASK 信号功率谱密度的特点如下： （1）由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定； （2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。 二进制频移键控（2-FSK） 数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控