模拟调幅广播系统建模与仿真
中波调幅广播传输系统仿真

中波调幅广播传输系统仿真1.1课题原理调幅(Amplitude Modulation,AM)。
调幅也就是通常说的中波,范围在530---1600KHz。
调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。
传输距离较远,但受天气因素影响较大,适合省际电台的广播。
早期VHF频段的移动通信电台大都采用调幅方式,由于信道衰落会使模拟调幅产生附加调幅,造成失真,在传输的过程中也很容易被窃听,目前已很少采用。
目前在简单通信设备中还有采用,如收音机中的AM波段就是调幅波,音质和FM波段调频波相比较差。
设载波u c(t)的表达式和调制信号uΩ(t)的表达式分别为:根据调幅的定义,当载波的振幅值随调制信号的大小作线性变化时,即为调幅信号,则已调波的波形如上图(c)所示,图(a)、(b)则分别为调制信号和载波的波形。
由图可见,已调幅波振幅变化的包络形状与调制信号的变化规律相同,而其包络内的高频振荡频率仍与载波频率相同,表明已调幅波实际上是一个高频信号。
可见,调幅过程只是改变载波的振幅,使载波振幅与调制信号成线性关系,即使U cm变为U cm+K a UΩm cosΩt,据此,可以写出已调幅波表达式为:包络检波的原理:包络检波就是从调幅信号中将低频信号解调出来的过程,同步检波器,不论哪种振幅调制信号,都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。
相干解调的原理:相干解调是指利用乘法器,输入一路与载频相干(同频同相)的参考信号与载频相乘。
将已调制信号的频率和相位,与载波分量相同的正弦振荡分别相加的幅度解调。
解调也称检波,是调制的逆过程,其作用是将已调信号中的基带调制信号恢复出来。
1.2仿真方案设计1.2.1仿真设计要求本仿真要求对中波调幅广播传输系统进行Simulink仿真,参数设定如下:1、基带信号:单音音频信号,最大幅度为1,频率范围为100Hz~6000Hz内可调;2、载波:为给定幅度的正弦波,初相为0,频率为550kHz~1605kHz可调;3、在信道中加入高斯白噪声,能控制接收端的输出信噪比大小;要求:1、接收端仿真包络检波器检波,并输出波形观察;2、接收端仿真相干解调器解调,并输出波形观察。
实验八 频分复用和调幅收音机的建模与仿真实现

实验八题目:频分复用和调幅收音机的建模与仿真实现实验目的:通过建模和仿真验证频分复用的原理,仿真验证超外差接收机原理和模型,观察信道噪声以及检波参数对解调信号的影响。
实验要求:学会应用模拟调制和解调的原理来构建一个调幅收发信系统。
理解混频和超外差接收的原理,检波原理,并以此构建出超外差接收机模型。
对调幅发信机(电台),信道以及接收机进行封装,对频分复用FDMA原理进行验证。
实验内容:(1)仿真参数设计要求:仿真步长:固定,1e-7秒。
a.调幅发射机参数:音频信号:正弦波,幅度0~1V,频率50Hz~3000Hz可调(可设置)。
表达式为:A cos 2p Ft0 <A< 150 <F< 3000载波:正弦波,幅度为1V,频率535KHz~1605KHz可设置。
表达式为:cos 2p f c t , 535000 <f c< 1605000 。
调幅输出波形表达式为:f(t )=[1 +A cos 2πFt] cos 2πf c tc.信道:利用Gain模块模拟信道衰减,信道噪声为加性白噪声,噪声均值为0,方差为0.01。
用Random Number模块实现。
d.接收机:混频器为理想乘法器,中频频率 465KHz,本振频率可调,接收频率范围是中波频段(535KHz~1605KHz),有 1 级中频放大器,1级低频放大。
采用半波检波器。
中频变压器(中周,即中频带通滤波器:中心频率 465KHz,带宽 6KHz,滤波器阶数为2 阶)。
(2)仿真结果要求:a.得出调幅发射机的发送波形图。
b.接收机检波前后的波形对比图。
c.改变噪声方差为0.1,观察输出波形有何变化?d.将3个不同载波频率的发射机发送的信号叠加起来,再用3个接收机分别接收其中的一个信号,验证频分复用的原理。
当两个发信机的载波频率靠得较近,例如相差4KHz,会产生什么现象?试解释之。
参考模型:仿真模型1仿真模型2实验报告内容和要求:(!!注意每部分得分情况!!)1.建立和封装(1)参数所要求的模型。
AM模拟调制系统的设计与仿真

AM模拟调制系统的设计与仿真AM(幅度调制)模拟调制系统是一种将模拟信号调制到载波上的技术。
设计与仿真AM模拟调制系统可以帮助我们理解AM调制原理、调制过程以及系统的性能。
以下是一个关于AM模拟调制系统的设计与仿真的详细介绍。
首先,AM模拟调制系统的设计包括两个主要部分:调制器和解调器。
调制器负责将来自音频源的模拟信号调制到载波信号上,解调器负责从调制后的信号中恢复出原始音频信号。
在设计调制器时,首先需要确定载波频率。
一般情况下,载波频率选择在AM广播频段范围内,例如535kHz至1605kHz。
然后,选择一个适当的载波幅度,这会影响到解调过程中的恢复信号的质量。
接下来,设计一个低通滤波器,该滤波器用于去除调制过程中产生的上、下频谱区域。
最后,通过一个运放电路将调制后的信号放大到合适的水平。
在设计解调器时,需要采用一个带通滤波器来滤除载波信号和上、下频谱区域,使得只剩下原始音频信号。
然后,通过一个恢复电路将解调后的信号放大和恢复正常的幅度。
最后,通过一个扬声器将音频信号转换为可听的声音。
在进行系统的仿真时,可以使用一些仿真软件,例如MATLAB或Simulink,来模拟AM调制系统的性能。
首先,可以创建一个输入信号作为模拟音频信号源,该信号可以是音乐、语音或其他类型的声音。
然后,可以创建一个载波信号,其频率和幅度与设计中选择的相同。
接下来,使用模拟调制技术将输入信号调制到载波信号上,并通过一个示波器观察调制后的信号波形。
然后,使用带通滤波器去除载波和上、下频谱区域,并通过示波器观察解调后的信号波形。
最后,通过扬声器播放解调后的信号,以观察恢复音频信号的质量。
在仿真过程中,还可以改变不同参数的取值,例如载波频率、幅度、带宽等,以观察其对系统性能的影响。
此外,还可以添加噪声、多径传播等干扰信号,以评估系统在复杂环境下的性能。
总结来说,AM模拟调制系统的设计与仿真是一个学习和理解AM调制原理和性能的过程。
AM模拟调制系统的设计与仿真
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AM模拟调制系统的设计与仿真AM调制是一种将基带信号调制到载频上的调制技术,广泛应用于无线电通信、广播电视、音频传输等领域。
本文将介绍AM模拟调制系统的设计与仿真。
AM调制系统主要由三个部分组成:基带信号产生器、载波信号产生器和调制器。
基带信号产生器用于产生模拟调制信号,载波信号产生器用于产生载波信号,调制器将基带信号和载波信号进行调制。
通过仿真可以验证系统的正确性和性能。
首先,需要设计基带信号产生器。
基带信号可以是音频信号、语音信号或其他需要传输的信号。
可以使用软件工具如MATLAB来产生基带信号,也可以使用硬件电路如函数发生器来产生基带信号。
其次,设计载波信号产生器。
载波信号通常是一个高频正弦波信号,频率根据具体应用需求决定。
可以使用软件工具如MATLAB来产生载波信号,也可以使用硬件电路如震荡器来产生载波信号。
最后,设计调制器。
调制器主要是将基带信号和载波信号进行调制,实现信号的叠加。
调制器可以使用模拟电路如放大器和混频器来实现,也可以使用数字电路如FPGA来实现。
在调制过程中,可以选择不同的调制方式,如DSB-SC调制、SSB调制或VSB调制,根据需求选择适合的调制方式。
设计完整的调制系统后,可以进行系统的仿真。
仿真可以使用软件工具如MATLAB、Simulink或Multisim等来实现。
通过输入不同的基带信号,观察经过调制后的信号,检查是否满足要求。
可以使用示波器来显示信号的时域和频域特性,分析调制效果和系统性能。
在进行系统仿真时,可以对系统的不同参数进行调整和优化,如基带信号的频谱、带宽、载波信号的频率、调制指数等。
通过调整参数,可以优化系统性能,提高信号的质量和传输效果。
在设计和仿真过程中,需要考虑系统的线性度、功率效率、频率响应等指标。
根据具体应用需求,可以对系统进行优化和改进。
总之,AM模拟调制系统的设计与仿真是一个综合性的工程项目,需要综合考虑基带信号产生器、载波信号产生器和调制器的设计与实现。
题目AM调幅收音机的仿真与制作
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第九小组项目报告题目AM调幅收音机的仿真与制作一、选择题目的原因AM调幅收音机的各个模块与通信电子电路这门课程的内容息息相关,既减少了理解的困难又能将课本的知识与实践相结合,能更好地理解课本上的内容,因此选择了这个题目。
通信电子电路LC谐振检波电路高频放大混频电路振荡电路二、实验准备首先结合课本的知识以及网上的材料,了解调幅收音机的结构和模块组成以及每个模块的放大参数,然后进行分工,每个模块均按照给定参数进行仿真。
下图为各个模块的放大倍数数据。
三、小组分工李泽民:接收回路,高频放大,低频放大,实物制作与调试李永钰:本地振荡,混频,ppt制作张帅:检波,中频放大四、各个模块的仿真1、接收回路+高频放大实现的功能:将空气中的电磁波接收,并将电磁能量转换为电流信号,经过选频和前级放大输送给后级完成混频。
组成:LC并联谐振回路+高频放大电路仿真如下其中互感线圈T1的前级既充当LC谐振回路的L,又担当着天线的作用,负责接收空气中的电磁波。
LC谐振回路如下通过调节C1可以接受400K—1.1MHz的电磁波,交流分析如下2、本地震荡起初应用电容三点式震荡进行了仿真,波形调整后显示正常,但与混频模块相连接的时候,发现本地震荡输出波形不正常,受混频较大影响。
后采用电感三点式震荡进行仿真,调节反馈系数后可以做到与混频模块相连接后输出波形正常,并且可以调节输出电压大小,输出频率能够包含1M—2.1MHz。
仿真如图可以通过调整T1互感变压器两端电感值来调节输出电压,调节T2的电感值来调节反馈系数,调节C6,C7的值调节震荡频率。
3、混频模块混频原理:高频调制信号与本地震荡加到非线性元件两端,产生新的频率分量,通过中频滤波选出所需的频率相加减所得的465KHz中频。
非线性元件主要有三极管,二极管,乘法器,依次进行了仿真,但他激式晶体管变频仿真制作加调试做了近俩星期没有成功。
①三极管变频仿真下部本地震荡通过T3变压器互感输出加到上方三极管发射机,高频调制信号加到三极管基极,集电极用LC回路选频,原理是正确的,仿真图也是参照课本进行的,到最终调试不成功。
3.8.2 调幅广播系统建模与仿真[共2页]
![3.8.2 调幅广播系统建模与仿真[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/efcc8dd1eff9aef8951e06d7.png)
第3章 模拟调制系统 87输入一个时间函数()u t ,则输出为()()c c ˆ()cos 2π()sin 2πu t f t u t f t θθ++∓。
其参数有如下几项。
Carrier frequency (Hz )和Initial phase (rad )的含义与DSB AM 调制模块相同。
Sideband to modulate :传输方式设定项。
有upper 和lower 两种,分别为上边带传输和下边带传输。
Hilbert Transform filter order :设定用于希尔伯特转化的FIR 滤波器的长度。
(4)SSB AM 解调:与DSB AM 解调模块的参数项相同。
(5)DSBSC AM 调制:见DSB AM 调制模块中相应两个参数项。
(6)DSBSC AM 解调:与DSB AM 解调模块的参数项相同。
(7)FM 调制:模块中,如果输入一个时间函数()u t ,则输出为c c cos(2π2πf t K + 0()d )tu ττθ+∫。
其参数有如下几项。
Carrier frequency (Hz )和Initial phase (rad )的含义与DSB AM 相同。
Frequency deviation (Hz ):表示载波频率的频率偏移。
(8)FM 解调:其参数项如下。
Carrier frequency (Hz )和Initial phase (rad ):见DSB AM 调制模块。
Frequency deviation (Hz ):见FM 调制模块。
Hilbert Transform filter order :见SSB AM 调制模块。
(9)PM 调制:模块中,如果输入一个时间函数()u t ,则输出为c c cos(2π())f t K u t θ++。
其参数含义与FM 调制模块相同。
(10)PM 解调:与FM 解调模块的参数项相同。
3.8.2 调幅广播系统建模与仿真对中波调幅广播传输系统进行仿真,模型参数指标参照实际系统设置。
频分复用和调幅收音机的建模与仿真实现

频分复用和调幅收音机的建模与仿真实现一、实验目的1.掌握调幅模拟调制系统的原理。
2.仿真验证调幅广播系统原理和模型。
3.观察信号噪声以及检波参数对解调信号的影响。
二、实验内容用simulink建立一个调幅广播系统仿真系统,信道中加入高斯白噪声(均值为0,均方差可调),分析理解系统各个模块的功能,并通过观察示波器波形及信噪比数值,判断系统信道中的噪声情况。
三、实验原理模拟幅度调制是无线电最早的远距离传输技术。
在幅度调制中,以声音信控制高频率正弦信号的幅度,并以幅度变化的高频率正选信号放大后经过天线发射出去,成为电磁波辐射。
波动的信号要能够有效地从天线发送出去,或者有效地将信号接收过来,需要天线的长度至少达到波长的四分之一。
声音转换成电信号后其波长为15~15000km之间,实际中不能造出这样长度的天线进行有效的信号收发。
因此需要将象声音信号这样的低频信号搬到较高的频段上去,以便通过较短的天线发射出去。
例如:移动通信所使用的900MHz频率段上的电磁波信号长度约为0.33米,其收发天线的尺寸应为波长的四分之一,即约8cm左右。
而调幅广播中波范围为550~1605kHz,短波约为3·30MHz,其波长范围在几十米到几百米,相应的天线要长一些。
人耳可闻的声音信号通过话筒转化为波动的电信号,其频率范围为20~20kHz。
大量实验发现,人耳对语音频率敏感区域约为300~3400Hz,为了节约频带带宽资源,国际标准中将电话通信的传输频带规定为300~3400Hz。
调幅广播除了传输语音之外,还要播送音乐节目,这就需要更宽的频带。
一般而言,调幅广播的传输频率范围约为100~6000Hz。
四、实验步骤一、试对中波调幅广播传输系统进行仿真,模型参数指标参照实际系统设置。
1.基带信号:音频,最大幅度为1。
基带测试信号频率在100Hz到6000Hz内可调。
2. 载波:给定幅度的正弦波,为简单起见初相位设为0,频率为550KHz 到1605KHz 可调。
调频立体声广播系统的建模与仿真

研究内容及要求(】)熟态调频发射系统、调频接收系统的基本原理和组成;(2)利用Mulisim仿真平台仿真实现发射系统中的直接週频电路、振荡电路、功率放大器,接收系统中的小信号放大器、混频电路、鉴频器等单元电路:(3)建立调频通信系统.并把整机系统调试仿真;(4)对伪真站果进仃分析;(5)最后完成外文胡译,文档编写;1慨述 (1)2设计耍求........................................... 错谋!未主义书签.2.1调频立休声广播的调制.......................... 错谋!未定义书签.2.2调频立体声的書湘「解调........................ 错谋!未定义书签。
3址讣方案........................................... 错谋!未宦义书签.3.1发射机设计方案................................ 错谋!未定义书签。
3.2接收机设计方案................................ 错谋!未定艾节签。
4总结 (11)5致谢 (112)6参考文僦 (112)1概述本设汁是调频广播系纯是小劝率无线调频广播播发系纯的开路无线旳广播具右效果好.成木低.便川便捷.维修力便等特点.小功率无线广播系统是由发射和接收两部分组成"发射与援收rnttlfe优劣决足看调荻广播的收听效果。
山名条声盲信息通道來传输声咅信息,使还嫌时呈现空间声像的广播技术。
常川的为二通道。
山丁比休声信号荻带窒,信号质呈要求岛,通常采川调频方式代倫。
收听时也需配蛋两个通道・tt至采川环绕卢喇叭.可获得右空间绘次的立体声效果。
2设il要求2・1渕頻立体声广播的调制在单应道传输职按收机的每个扬声器都再牛岀耐一个伯息。
虽然可以川需殊的扬声器将信息烦率分开.但是不能在空间卜将改声道声音分开。
模拟频率调制系统的Matlab仿真

实验三:模拟频率调制系统的Matlab仿真
实验内容
1、构建一个FM系统,要求:
信号:100Hz
载波:10000Hz
调频指数:自定
信道SNR:15dB
观察出:
(1)FM信号调制输出波形
(2)FM信号调制输出的功率
(3)FM信号调制输出的频谱图
(4)加入噪声的功率测量值
(5)加入噪声后的FM波形和频谱图
2、设计并采用锁相环的进行FM解调,设计并实验锁相环解调模型。
写出设计原理和参数配置。
实验过程
1、FM系统如下
(1)FM信号调制输出波形
(2)FM信号调制输出的功率
(3)FM信号调制输出的频谱图
(4)加入噪声的功率测量值
(5)加入噪声后的FM波形和频谱图
频谱:
3、设计并采用锁相环的进行FM解调,设计并实验锁相环解调模型。
写出设计原理和参数配置。
设计原理:
模型:
参数配置:
遇到的问题和解决办法
1、MATLAB版本与实验室不一样,有些模块参数不会配置
2、FM工作原理不知道,通过查阅资料,再结合课件,建立出模型
实验总结
通过本次实验学习了FM调制系统的波形仿真,和一般系统的调制与解调;用simulink模块库中调制和解调模块搭建系统。
模拟调幅广播系统建模与仿真

摘要:本文使用MATLAB软件下的Simulink对调幅广播进行建模与仿真,在简要介绍MATLAB及Simulink的建模环境的基础上,通过对调幅广播信号的调制与解调,对调幅广播系统系进行了仿真和分析,给出了具体的仿真模型和并仿真波形进行了分析说明,结合希尔伯特变换给出了单边带调制的优化方法。
最后提出加入超窄带调制技术,使得模拟调幅广播数字化,能够在不改变载波包络传输模拟音频的基础上利用载波相位实现数字信息的传输,无需进行频谱调整,并且新的频率规划可以实现模拟广播到数字广播平滑过渡。
关键词:调幅;调制;解调;希尔伯特变换;超窄带;Abstract: This paper use MATLAB software Simulink for the modeling and simulation of am radio, the brief introduction of the MATLAB and Simulink modeling environment, on the basis of through the am broadcast signal modulation and demodulation, the am broadcast system is the simulation and analysis, gives a detailed simulation model and simulation waveforms are analyzed, and optimization of single side-band modulation are given with Hilbert transform method. Finally proposed to join the ultra narrow band modulation technology, makes the simulation am broadcast digital, analog audio transmission can not change the carrier envelope on the basis of the use of digital information transmission on the carrier phase, the need for spectrum, and the new frequency planning can realize analog to digital broadcasting and smooth transition.Key words:amplitude modulation; Modulation; Demodulation; The Hilbert transform;UNB;目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)2 MATLAB及Simulink建模环境介绍 (2)2.1 MA TLAB简介 (2)2.2 Matlab下的simulink简介 (2)3 AM标准调幅系统的建模和仿真 (3)3.1 AM调制 (4)3.1.1 AM调制原理 (4)3.1.2 AM调制原理分析 (4)3.2 AM调制仿真 (5)3.2.1 载波信号分析 (5)3.2.2 AM调制 (7)3.3.2 仿真结果 (8)3.3 AM解调 (10)3.3.1 AM解调原理 (10)3.3.2 AM解调原理框图 (11)3.4 AM解调仿真 (12)3.4.1AM调制信号解调 (12)3.4.2 仿真结果 (14)4 调幅广播系统的建模和仿真 (15)4.1 调幅广播系统介绍 (15)4.2 模型参数指标 (15)4.3 仿真参数设计 (15)4.4 系统中仿真模块参数的设置 (18)4.5 仿真图形分析 (19)5 希尔伯特变换的应用 (20)5.1 希尔伯特变换 (20)5.2 基于希尔伯特变换的单边带调制 (21)结论与展望 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 绪论1.1 课题研究的背景广播是靠声音来传播的。
实验八频分复用和调幅收音机建模与仿真实现

实验八频分复用和调幅收音机建模与仿真实现实验八题目:频分复用和调幅收音机的建模与仿真实现实验目的:通过建模和仿真验证频分复用的原理,仿真验证超外差接收机原理和模型,观察信道噪声以及检波参数对解调信号的影响。
实验要求:学会应用模拟调制和解调的原理来构建一个调幅收发信系统。
理解混频和超外差接收的原理,检波原理,并以此构建出超外差接收机模型。
对调幅发信机(电台),信道以及接收机进行封装,对频分复用FDMA 原理进行验证。
实验内容:(1)仿真参数设计要求:仿真步长:固定,1e-7 秒。
a. 调幅发射机参数:音频信号:正弦波,幅度0~1V,频率50Hz~3000Hz 可调(可设置)。
表达式为:A cos 2pFt 0 A 1 50 F 3000 载波:正弦波,幅度为1V ,频率535KHz~1605KHz 可设置。
表达式为:cos 2pfc t , 535000 fc 1605000 。
调幅输出波形表达式为:f (t ) = [1 + A cos 2p Ft ] cos 2p f c t c. 信道:利用Gain模块模拟信道衰减,信道噪声为加性白噪声,噪声均值为0,方差为0.01。
用Random Number模块实现。
d. 接收机:混频器为理想乘法器,中频频率465KHz,本振频率可调,接收频率范围是中波频段(535KHz~1605KHz),有 1 级中频放大器,1级低频放大。
采用半波检波器。
中频变压器(中周,即中频带通滤波器:中心频率465KHz,带宽6KHz,滤波器阶数为2 阶)。
(2)仿真结果要求:a. 得出调幅发射机的发送波形图。
b. 接收机检波前后的波形对比图。
c. 改变噪声方差为0.1,观察输出波形有何变化?d. 将3 个不同载波频率的发射机发送的信号叠加起来,再用 3 个接收机分别接收其中的一个信号,验证频分复用的原理。
当两个发信机的载波频率靠得较近,例如相差4KHz,会产生什么现象?试解释之。
matlab课程设计——调幅广播系统的仿真设计
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调幅信号的时域分析
信号波形观察
1
观察信号的幅度变化
包络线分析
2
确定信号的调制深度
频率成分分析
3
辨别信号的载波频率 通过对调幅信号进行时域分析,可以直观地观察信号波形,并提取关键信息。通过观察信号的幅度变化,可以判断信号是否被 有效调制。分析信号的包络线,可以确定信号的调制深度,即调制信号对载波信号的影响程度。此外,还可以通过分析信号的 频率成分,确定信号的载波频率,以及是否存在其他频率成分。
信号调幅的信噪比分析
信噪比(SNR)是信号功率与噪声功率的比值,用于衡量调幅信号质量。高 信噪比表示信号清晰,噪声微弱。
调幅信号的信噪比受多种因素影响,包括发射功率、噪声水平、调制深 度等。在MATLAB仿真中,可以分析不同信噪比条件下调幅信号的性能。
信噪比(dB) 10 20 30
信号质量 较差 中等 良好
在实际应用中,为了保证调制信号的传输质量,调幅信号的带宽通常会 比理论计算值更大一些,以留出一定的裕量。调幅信号的带宽也会受到 调制指数的影响。调制指数越大,调幅信号的带宽就越大。
信号调幅的调制指数分析
调制指数是衡量调幅信号中载波幅度变化程度的关键参数。它表示调幅 信号的峰值幅度与载波幅度的比值,反映了调幅信号的深度。
信号调幅的MATLAB仿真
MATLAB是一种强大的数值计算软件,在信号处理领域应用广泛。 通过编写MATLAB代码,可以模拟调幅信号的生成和传输过程。 仿真可以帮助我们理解调幅原理,分析信号特性,并优化系统参数。
调幅信号的波形显示
使用MATLAB软件对调幅信号进行仿真。通过编写程序,可以生成调幅信 号的时域波形。显示结果可以直观地观察到调幅信号的幅度、频率、相 位等参数的变化情况。
基于Simulink的调幅广播系统的仿真与分析
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基于Simulink的调幅广播系统的仿真与分析随着信息科学技术的发展,原本应用于研发、测试的仪器更新速度也相应加快,计算机仿真可以广泛用于大部分电子信息工程、现代通信技术和通信系统的实验研究工作。
Simulink是MATLAB中的其中一种可视化仿真工具。
Simulink 是一种用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。
本课题设计是使用MATLAB/Simulink的计算机仿真,它包含有经济、安全、可靠、编程简易以及试验周期短等优点。
本论文主要的工作是调幅广播系统的建模与仿真,主要从调制与解调两方面来对本系统加以论述。
目录第一章引言 (2)1.1设计的目的 (2)1.2设计的内容与要求 (2)第二章调幅广播系统的模型及仿真环境 (2)2.1MATLAB及SIMULINK建模环境的简介 (2)2.2调幅广播系统的介绍 (3)2.3仿真参数的设计 (4)第三章调幅广播系统的建立与仿真 (5)3.1建立系统的模拟仿真图 (5)3.2调幅广播系统中仿真模块的参数设置 (5)3.3仿真结果与分析 (7)第四章调幅包络检波和相干解调的建立与仿真 (8)4.1建立模拟仿真图 (8)4.2仿真模块的参数设置 (9)4.3仿真结果与分析 (11)第五章脚本程序 (12)5.1脚本程序 (12)5.2性能曲线 (12)第六章总结与体会 (13)第一章引言通信就是从一个地方到另一地方的传递和交换消息。
消息是由信息源产生的,是信息的物理表现,主要由模拟消息(语音、图像)和数字消息(数据、文字)组成。
所有的消息必须先转换成电信号(简称信号)后才可以在通信系统中传输。
与之相应的可分为模拟信号和数字信号。
通信的目的就是为了传递信息。
1.1 设计的目的(1)学会使用仿真的方法对通信传输系统的基本理论、基本算法进行仿真验证;(2)熟练使用MA TLAB语言及工具箱进行基本信号的分析与处理的方法;(3)培养同学们的合作精神和独立分析解决问题的能力,通过传输系统仿真来加深了解对通信传输系统理论的理解;(4)使用MA TLAB语言和Simulink仿真设计完成中波调幅广播系统的仿真。
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摘要:本文使用MATLAB软件下的Simulink对调幅广播进行建模与仿真,在简要介绍MATLAB及Simulink的建模环境的基础上,通过对调幅广播信号的调制与解调,对调幅广播系统系进行了仿真和分析,给出了具体的仿真模型和并仿真波形进行了分析说明,结合希尔伯特变换给出了单边带调制的优化方法。
最后提出加入超窄带调制技术,使得模拟调幅广播数字化,能够在不改变载波包络传输模拟音频的基础上利用载波相位实现数字信息的传输,无需进行频谱调整,并且新的频率规划可以实现模拟广播到数字广播平滑过渡。
关键词:调幅;调制;解调;希尔伯特变换;超窄带;Abstract: This paper use MATLAB software Simulink for the modeling and simulation of am radio, the brief introduction of the MATLAB and Simulink modeling environment, on the basis of through the am broadcast signal modulation and demodulation, the am broadcast system is the simulation and analysis, gives a detailed simulation model and simulation waveforms are analyzed, and optimization of single side-band modulation are given with Hilbert transform method. Finally proposed to join the ultra narrow band modulation technology, makes the simulation am broadcast digital, analog audio transmission can not change the carrier envelope on the basis of the use of digital information transmission on the carrier phase, the need for spectrum, and the new frequency planning can realize analog to digital broadcasting and smooth transition.Key words:amplitude modulation; Modulation; Demodulation; The Hilbert transform;UNB;目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)2 MATLAB及Simulink建模环境介绍 (2)2.1 MA TLAB简介 (2)2.2 Matlab下的simulink简介 (2)3 AM标准调幅系统的建模和仿真 (3)3.1 AM调制 (4)3.1.1 AM调制原理 (4)3.1.2 AM调制原理分析 (4)3.2 AM调制仿真 (5)3.2.1 载波信号分析 (5)3.2.2 AM调制 (7)3.3.2 仿真结果 (8)3.3 AM解调 (10)3.3.1 AM解调原理 (10)3.3.2 AM解调原理框图 (11)3.4 AM解调仿真 (12)3.4.1AM调制信号解调 (12)3.4.2 仿真结果 (14)4 调幅广播系统的建模和仿真 (15)4.1 调幅广播系统介绍 (15)4.2 模型参数指标 (15)4.3 仿真参数设计 (15)4.4 系统中仿真模块参数的设置 (18)4.5 仿真图形分析 (19)5 希尔伯特变换的应用 (20)5.1 希尔伯特变换 (20)5.2 基于希尔伯特变换的单边带调制 (21)结论与展望 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 绪论1.1 课题研究的背景广播是靠声音来传播的。
声音的魅力在于,它不仅传播了信息,还对这些信息融进了传播方的认识,从而对人们理解、接受信息提供帮助,加以引导。
主持人主持节目的风格,对节目的把握,能大大增强节目的吸引力。
他们对稿件的再创造、再提高,能对听众认识、理解、接受信息产生很大的影响。
无论受众年龄大小,文化程度高低,广播适合所有的人。
广播还有可移动性和便携性。
人们可以随时、随地,很方便地从广播中了解最新的信息。
无论是其自身的运行成本,还是受众的接收成本,广播的各种费用都是最低的,最经济的。
广播的传播速度是快捷的。
速度是网络的一大优势,对于一般的信息处理来说,互联网要快于广播。
但是,对重大事件、重要新闻,广播的传播速度要快于互联网。
移动电话的普及,大大提高了广播节目的时效性。
目前中国已经在地面电视、卫星电视、有线电视的数字化技术研究和设备改造等方面进行了长期的工作并取得了突出的成绩,近阶段也启动了对调频频段模拟广播数字化和产业化的研究,但是在模拟调幅(AM)广播数字化方面还没有开展相关的研究工作。
传统的模拟调幅广播被各国作为主要信息传播手段已有近90年的历程,由于其覆盖范围广,接收工具简单、价格低廉,至今仍是世界上使用最普遍的广播媒体之一。
1.2 课题研究的目的和意义调幅是二十世纪主要的广播技术,至二十一世纪的现在仍然广泛地使用中。
美国中央情报局CIA统计全世界约有16,265个调幅广播电台。
调幅广播始于1906由Reginald Fessenden建立的实验,直到第一次世界大战成为地方性的广播电台。
在接下来的十年,调幅广播技术大幅度的成长。
第一家商业调幅电台始于1920年代。
调幅技术远比调频技术及数位广播技术简单。
一个调幅广播接收机只需要侦测特定频率信号的电压振幅变化,此动作称为检波,再将此电压变化经放大后驱动扬声器。
所以研究调幅广播的技术显得尤为重要。
本文使用MATLAB软件下的Simulink对调幅广播进行建模与仿真,首先叙述广播的背景及在现实生活中的意义,简要介绍了MATLAB及Simulink的建模环境,详细的阐述了AM标准调幅系统的调制与解调原理,并且进行了仿真研究。
最后设计了一个调幅广播系统,进行仿真研究,最后提出了改进措施。
2 MATLAB及Simulink建模环境介绍2.1 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。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB 成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JA V A 的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载使用。
[1-3]2.2 Matlab下的simulink简介Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。
对各种时变系统,包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统,Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。
构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能,也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。
Simulink与MATLAB紧密集成,可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
[4-6]3 AM标准调幅系统的建模和仿真通信的目的是传输信息,如何准确地传输信息是通信的一个重要目标。
通常从信源产生的原始的基带信号具有较低的频谱分量,这种信号在多信道复用、无线电传输等场合不适宜直接进行传输。
因此。
在通信系统的发送端通常要将基带信号调制在较高的载频上,而在接收端则需要有相反的过程,即解调。
根据调制前的信号是模拟信号还是数字信号,可以把信号调制方式分为模拟调制方式和数字调制方式。
模拟调制方式是载频信号的幅度、频率或相位随着欲传输的模拟输入基带信号的变化而相应发生变化的调制方式,包括:幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)三种。
幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅,使其按调制信号的规律变化,其它参数不变。
是使高频载波的振幅载有传输信息的调制方式。