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：

Lowpass filter numerator(低通渗滤器分子) [4.75 9.14 4.75]*0.01 Lowpass filter denominator(低通渗滤器分母) [1 -1.3108 0.4936] Sample time(采样间隔) 0.001

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。

各模块的参数设置：

结果显示：

AM幅度调制后信号的频域图：（可见载频两旁的边带成分）

AM幅度调制后信号的时域图：

系统仿真中示波器的波形图：（分别为调解波形、原始波形和调制波形）

2.双边带调制

原理介绍：

即：双边带抑制载波幅度调制，为了提高调制效率，在双边带幅度调制的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中，这样就形成了双边带抑制载波幅度调制。公式①中α=1表示保留载波，若α=0，就变成了双边带抑制载波幅度调制。

参数说明：

DSB SC AM Modulator Passband(双边带频带抑制幅度调制器)的主要参数

参数名称参数值

Input signal offset(输入信号偏移) 15

Initial phase(rad)(初始相位) Pi/2

Sample time(采样时间) 1/60

Signal Generator(信号发生器)的主要参数

参数名称参数值

Wave form(波形) Sawtooth

Amplitude(幅度) 1

Frequency(频率) Pi

Unit(单位) Rad/sec

系统仿真框图：

各模块参数设置：

双边带抑制载波调制后频域图：

结果显示：

双边带抑制载波调制后时域图：

3.单边带调制：

原理介绍：

双边带抑制载波调制虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍然是基带信号宽带的2倍，而且完全对称，他们携带的信息完全相同。因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输传输就可以了。

单边带幅度调制SSB AM(Signal-SideBand Amplitude Modulation)中，发送端只传输频带幅度调制信号的上边带或下边带，它使用的宽带只有双边带调制信号的一半，因而具有更高的频率利用率。

参数说明：

参数名称参数值

Input signal offset(输入信号偏移) 1

Carrier frequency(载波频率) 1000

Initial phase(rad)(初始相位) 0

参数名称参数值

Design method(设计方法) Butterworth(巴特沃斯)

filter type(滤波器类型) Bandpass(带通)

Filter order(滤波器阶数) 9

990*2*pi Lower passband edge frequency (rad/sec)

(通带低端频率)

Upper passband edge frequency(rad/sec)

1110*2*pi

(通带高端频率)

系统仿真框图：

关于各模块参数设置：

结果显示：

单边带调制频域图：

单边带调制时域图：

二、非线性调制

1、FM频率调制

频带频率调制器（FM Modulator Passband ）对输入的实信号实施频率调制，产生采样形式的信号。假设输入信号为u(t),输出信号为y(t)，则输出信号与输入信号u(t)满足关系式：

()cos(22())c c t y t f t K u d ππττθ=+⎰+

其中，t ⎰是载波频率，θ是初始相位，c K 是调整常数。

FM Demodulator Passband 从输入的基带频率信号中解调出原始的信息序列。频带频率调解器的输入信号是采样形式的标量信号，输出信号是一维的标量信号。基带频率解调器使用了低通滤波器，这个低通滤波器由参数Lowpass filter numerator 和Lowpass filter denominator 确定。 参数说明：

系统仿真框图：