利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调..

课程设计论文

姓名：***

学院：机电与车辆工程学院

专业：电子信息工程2班

学号：**********

安徽科技学院学年第学期《》课程···················装···············订················线···················专业级班姓名学号

内容摘要：

教师评语：

利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调

专业：电子信息工程（2）班姓名：姜勇学号：1665090208

一、设计摘要：

现代通信系统要求通信距离远、信道容量大、传输质量好。在信号处理里面经常要用到调制与解调，而信号幅度调制与解调是最基本，也是经常用到的。用AM调制与解调可以实现很多功能，制造出很多的电子产品。本设计主要研究内容是利用MATLAB实现对正弦信)

fπ

=进行双边带幅度调制，载波信号频率为100Hz，在MATLAB中

t

sin(

(t

40

)

显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。并对已调信号解调，比较了解调后的信号与原信号的区别。信号幅度调制与解调及MATLAB 中信号表示的基本方法及绘图函数的调用，实现了对连续时间信号的可视化表示。本文采用MATLAB对信号的幅度进行调制和解调。

二、关键词：幅度、调制、解调、 MAT LAB

三、设计内容

1. 调制信号

调制信号是原始信息变换而来的低频信号。调制本身是一个电信号变换的过程。调制信号去改变载波信号的某些特征值（如振幅、频率、相位等），导致载波信号的这个特征值发生有规律的变化，这个规律是调制信号本身的规律所决定的。

1.1 matlab实现调制信号的波形

本设计的调制信号为正弦波信号)

fπ

=，通过matlab仿真显示出其波形图

t

(t

sin(

)

40

如图1-1所示

图1-1调制信号

1.2 matlab实现调制信号的频谱

连续傅里叶变换是一个特殊的把一组函数映射为另一组函数的线性算子。傅里叶变换就是把一个函数分解为组成该函数的连续频率谱。在数学分析中，信号f(t)的傅里叶变换被认为是处在频域中的信号。

离散傅里叶变换的一种快速算法,简称FFT。为了节省电脑的计算时间，实现数字信号的实时处理，减少离散傅里叶变换（DFT）的计算量。

快速傅里叶变换（FFT），并不是一种新的傅立叶分析理论，而是减少DFT计算量的算法设计思想和DFT各种快速算，为计算机处理数据节省了时间。对已知信号进行快速傅里叶变换其抽样频率为100hz，matlab仿真频谱如图1-2

图1-2 已知信号的频谱

1.3 matlab实现载波的仿真

载波是被调制以传输信号的波形，一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，使传输信号失真。

我们一般需要发送的数据的频率是低频的，如果按照本身的数据的频率来传输，不利于接收和同步。使用载波传输，我们可以将数据的信号加载到载波的信号上，接收方按照载波的频率来接收数据信号，有意义的信号波的波幅与无意义的信号的波幅是不同的，将这些信号提取出来就是我们需要的数据信号。

本实验的载波频率为100hz，起波形图如图1-3所示

图1-3 载波波形图

2. 信号的幅度调制

本章对信号的幅度调制原理作详细的解释，并通过matlab对已调信号进行仿真，并显示出已调信号的时域与频域的波形。

2.1 信号的调制

调制，就是把信号转化成适合在信道中传输的形式的一种。广义的调制分为基带调

制和带通调制（也称载波调制）。载波调制，就是用调制信号区控制载波参数的过程，即使载波的某一个或几个参数按照调制信号的亏率而变化。调制信号时指来自信源的消息信号。未受调制的周期性振荡信号称为载波，载波调制后称为已调信号，它含有调制信号的全部特征。

2.2 幅度调制原理

1． 信号的幅度调制原理

幅度调制是用调制信号去控制高频载波的幅度，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所示，载波信号)cos()(0Φ+=t w A t c c ，其中A0为外加信号。

图2-1

t w t m A t S c m cos )]([)(0+= (2.1)

)]

()()[2/1()]()([)(0C C C C AM M M A S ωωωωωωδωωδπω-+++-++=

(2.2)

由频谱可以看出，AM 信号的频谱由载波分量，上边带，下边带三部分组成。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。因此AM 信号时带有载波分量的双边带调制信号，它的带宽是基带信号带宽fH 的2倍。 2. 双边带幅度调制

在AM 调制模型中将直流A0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（DSB —SC ），简称双边带信号DSB （如图2-2）。其时域表达式为：

图2-2 DSB 信号的调制

其时域表达式为：

t w t m t S c DSB cos )()(= (2.3)

其频域相应为：)]

()([21

)(c c AM w w M w w M w S -++= (2.4)

与先前幅度调节相比,只是少了直流分量，相应的少了)]()([0c c w w w w A -++δδπ，也就是在)(w M 的c w ±处少了冲击响应，与AM 信号比较，因为不存在载波分量，DSB 信号的调制效率为100%。DSB 信号解调时需要采用相干解调，也称同步检波。

2.3 matlab 实现双边带幅度调制

本节主要通过matlab 软件把调制信号)40sin()(t t f π=调制到载波信号

)200cos()(t t fs π=上，使载波的幅度按照调制信号的规律进行变化。其波形如图2-3所

示