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4 佳木斯大学信息电子技术学院
专业综实训报告
性调制系统，非相干解调一般适用幅度调制（ AM ）信号。 AM 信号 的相 干解调 ：所谓 相干解调是为了 从接受的已调信号 中，不失真地 恢复原 调 制 信 号 ， 要 求本 地 载 波和 接 收 信 号 的 载 波 保 证 同 频 同 相。 相 干 载波 的 一 般模 型 如图 4 ：
（ 9）
四．问题解决方法和仿真结果及结论
为了 验证 算法的有效 性，本文进行了大量的仿真实 验 。信号载波 频率 为 1kHz ， 采样频率为 100kHz ；调制信号为双音信号，表达式为：
g (t ) 2 cos(100 t ) cos(40 t )
(10 ）
调 制 仿 真了 3 种 情况 下 AM 信号 ， 即 满调幅 情况下 的 ，欠调幅 情况下的以 及 过 调 幅 情 况 下的 已 调 的 AM 信 号 。同 时在满 调 幅 情况 下的 AM 信号 进 行 了相 干 解调 仿真，信号 持续时间 为 0.1 秒，即每次采 集 10000 点进行处 理。加入噪声 为高 斯白 噪声，信噪 比从 -5dB 到 5dB ，步进为 1dB 。图 6 ，图 7 和图 8 分别给出 了调 制 信号 波形 以及在 满调幅情况下的， 欠调幅情 况下的以及过调 幅情况下的已调的 AM 信 号 。 图 9 给出 了 信噪比为 -5dB 时的 过调幅情况下 的 AM 信号 的相干解调结 果 。 图 10 ， 图 11 和 图 12 分 别 给 出了 满调 幅情 况 下 的 AM 信 号在 信 噪 比为 -5dB ， 0dB 和 5dB 情况下的相干解调结果。
Sm t
(t )
低通滤波
m 0 (t )
cosct
图 4 AM 信 号 的 相 干 解 调 原 理 框 图
将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得
S AM (t )cos ct A0 m(t ) cos 2 ct 1 1 A0 m(t ) A0 m(t ) cos 2ct (6) 2 2 1 1 A0 m(t ) A 2 2
3 佳木斯大学信息电子技术学院
专业综实训报告 三、步骤
1.AM 信号 的波 形和频谱 特性 虽然实际模拟基 带信号 m(t ) 是随机的，但我们还是从简单入手，先考虑 m(t ) 是 确知信号的傅氏频谱，然后在分析 m(t ) 是随机信号时调幅信号的功率谱密度。 可知
S AM A0 m (t ) cos ct A0 cos ct m (t ) cos ct
（ 8）
相 干 解 调 的 关 键 是 必 须 产 生 一 个 与 调 制 器 同 频 同 相 位 的 载 波 。 如 果 同 频同 相 位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复 。 3.AM 信号 的非相干 解调 所谓非相干解调 是在接收端解调信号时不需 要本地载波，而是利用已调信 号 中的包络信号来恢复原基带信号。因此，非相干解调一般只适用幅度调制（ AM ） 系统。忧郁包络解调器电路简单，效率高，所以几乎所有的幅度调制（ AM ）接收 机都采用这种电路。如下为串联型包络检波器的具体电路。其 利用二极管的单向 导电特性，将调幅高频信号去掉一半，再利用电容器 的充放电特性和低通滤波器 滤去高频分量，就可以得到与包络线形状相同的音频信号。
4 2 0 -2 -4 0 0.02 0.04 0.06 时 间 /s 已 调 AM信 号 0.08 0.1 调制信号
10 5 0 -5 -10 0 0.02
0.04
时 间 /s
0.06
0.08
0.1
图 6 满 调 幅 情 况 下 的 调 制 信 号 及 已 调 AM 信 号
6
佳木斯大学信息电子技术学院
专业综实训报告
10 8 6 4 2 0 -2 -4 0 原信号 解调结果
0.02
0.04
时 间 /s
通信工程专业综合实训报告
学 专 班
院 业 级
信息电子技术学院 通信工程 12 级 1 班 12109940123 陈晨 杜云明
学 籍 号 姓 名
指导教师
2016 年 01 月 06
专业综实训报告 摘要
本 文 主 要 研 究 内 容 是 利 用 MATLAB 实 现 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 对 常 用 连 续 时 间信 号 的 可视 化 表 示。 掌 握信 号与 系统的 分析方法。模拟 信号的载波调制 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 。 AM 是调 幅，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 。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 。例 如 某 中波 广 播 电台 的 频 率 为 540kHz ， 这 个 频 率 是 指 载波 的 频 率 ， 它 是 由 高 频 电 磁 振 荡 产 生 的 等 幅 正 弦 波 频 率 。 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。 关键 词：AM 信号调制与解调
2
佳木斯大学信息电子技术学院
专业综实训报告
基于 MATLAB 实现 AM 信号的调制与解调
一、 实验目的
幅度调制的特点 是载波的频率始终保持不变 ，它的振幅却是变化的。其幅 度 变化曲线与要传递的低频信号是相似的。它的振幅变化曲线称之为包络线，代表 了要传递的信息，见图 1。 幅度调制在中、短波广播和通信中使用甚多 。幅度调 制的不足是抗干扰能力差，因为各种工业干扰和天电干扰都会以调幅的形式叠加 在载波上，成为干扰和杂波。
1
O O
t t
H
O
H
S AM (t )
O t
SAM
A0
c
1 2
A0
c
O
图 3 AM 信 号 的 时 域 波 形 及 其 频 谱
可以看出，第一 ：AM 的频谱与基带信 号的频谱呈线性关系，只是将基带信号 的频谱搬移，并没有产生新的频谱成分，因此 AM 调制属于线性调制；第二 ：AM 信 号波形的包络与基带信号成正比，所以 AM 信号的解调即可以采用相干解调，也可 以采用非相干解调（包络检波） 。第三： AM 的频谱中含有载频和上，下两个边带， 无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息，股已调波形的带宽为 原基带信号带宽的两倍，即
t/s
图 9 信 噪 比 为 -5dB 时 过 调 幅 AM 信 号 的 相 干 解 调 结 果
8 原信号 解调结果 6
4
2
0
-2
-4 0
0.02
0.04
时 间 /s
0.06
0.08
0.1
图 10 信 噪 比 为 -5dB 时 满 调 幅 AM 信 号 相 干 解 调 结 果
8
佳木斯大学信息电子技术学院
S AM (t )cos t A0 m(t ) cos 2 t
（7）
由(6)、 (7)式 可 知， 只 要 用 一 个 低 通 滤 波 器， 就 可 以 将 第 1项 与 第 2项 分 离 ， 无 失
1 真的恢复出原始的调制信号 ：M 0 (T ) [ A0 M (T )] 2
(3)
设 m(t) 的频谱为 M(w ） ，由傅氏变换的理论可得已调信号
S AM ( ) A0 ( c ) ( c ) 1 M ( c ) M ( c ) 2
(4)
AM 的波形和相应的 频谱图如图 3 所示 ：
M ( )
O t
S AM (t )
D
RC
5
m0 (t )
佳木斯大学信息电子技术学院
图 5 AM 信 号 的 非 相 干 解 调 原 理
专业综实训报告
当 RC 满足条件 1 w c RC 1 w h 时， 包络检波 器的输出基本与输入信 号的包络变化 呈线性关系，即
m0 (t ) A0 m(t )
其中， A0 m（t） 。隔去直流后就 得到原信号 m(t ) 。 max
均值为 0.载波为 c
C (t ) A0 cos ct 0 S AM (t ) A0 c c 1 M c M c 2
(1) (2)
(1)、(2)式中， A0 为载波振幅， c 为载波角频率 0 为载波的初始相位。
0.04
5
0.06 t/s 已 调 AM信 号
0.08ຫໍສະໝຸດ Baidu
0.1
0
-5 0
0.02
0.04
t/s
0.06
0.08
0.1
图 8 调 制 信 号 与 过 调 幅 情 况 下 的 已 调 AM 信 号
7
佳木斯大学信息电子技术学院
专业综实训报告
6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 原信号 已 调 AM信 号
BAM 2 f
H
（5）
其中 f H 为调制信号的最高频率 2.AM 信号 的解调原 理及方式 解 调 是 调 制 的 逆 过 程 ， 解 调 是 将位 于 载 波 的 信 号 频 谱 再 搬 回 来， 并 且 不 失 真 的 恢 复 出 原 始 基带 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 。 解 调 的方 式 有 两 种 ： 相 干 解 调 与 非 相干 解 调 。相 干 解 调 适用 于 各 种线
专业综实训报告
调制信号
4 2 0 -2 -4 0 0.02
0.04
10 5 0 -5 -10 0 0.02
0.06 t/s 已 调 AM信 号
0.08
0.1
0.04
t/s
0.06
0.08
0.1
图 7 调 制 信 号 与 欠 调 幅 情 况 下 的 已 调 AM 信 号
调制信号
4 2 0 -2 -4 0 0.02
1
佳木斯大学信息电子技术学院
专业综实训报告 前言
模拟信号的载波 调制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。 AM 是调 幅 ，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。 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。例如某中 波广播电台的频率为 540kHz ，这个频率是指载波的频率，它是由高频电磁振荡 产生的等幅正弦波频率。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。
音 频
包
t t
载
调
图 1 幅度调制原理
二、工作原理与计算
AM 是指调制信号去 控制高频载波的幅度 ， 使其随调制信号呈线性变化的过程。 AM 信号的调制原理模型如图 2：
m (t )
A0
S AM (t )
cos c t 0 图 2 AM 信号的调 制原理模型 m(t ) 为基带信号，它可以是确知信号，也可以是随机信号，但通常认为它的 平
专业综实训报告
性调制系统，非相干解调一般适用幅度调制（ AM ）信号。 AM 信号 的相 干解调 ：所谓 相干解调是为了 从接受的已调信号 中，不失真地 恢复原 调 制 信 号 ， 要 求本 地 载 波和 接 收 信 号 的 载 波 保 证 同 频 同 相。 相 干 载波 的 一 般模 型 如图 4 ：
（ 9）
四．问题解决方法和仿真结果及结论
为了 验证 算法的有效 性，本文进行了大量的仿真实 验 。信号载波 频率 为 1kHz ， 采样频率为 100kHz ；调制信号为双音信号，表达式为：
g (t ) 2 cos(100 t ) cos(40 t )
(10 ）
调 制 仿 真了 3 种 情况 下 AM 信号 ， 即 满调幅 情况下 的 ，欠调幅 情况下的以 及 过 调 幅 情 况 下的 已 调 的 AM 信 号 。同 时在满 调 幅 情况 下的 AM 信号 进 行 了相 干 解调 仿真，信号 持续时间 为 0.1 秒，即每次采 集 10000 点进行处 理。加入噪声 为高 斯白 噪声，信噪 比从 -5dB 到 5dB ，步进为 1dB 。图 6 ，图 7 和图 8 分别给出 了调 制 信号 波形 以及在 满调幅情况下的， 欠调幅情 况下的以及过调 幅情况下的已调的 AM 信 号 。 图 9 给出 了 信噪比为 -5dB 时的 过调幅情况下 的 AM 信号 的相干解调结 果 。 图 10 ， 图 11 和 图 12 分 别 给 出了 满调 幅情 况 下 的 AM 信 号在 信 噪 比为 -5dB ， 0dB 和 5dB 情况下的相干解调结果。
Sm t
(t )
低通滤波
m 0 (t )
cosct
图 4 AM 信 号 的 相 干 解 调 原 理 框 图
将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得
S AM (t )cos ct A0 m(t ) cos 2 ct 1 1 A0 m(t ) A0 m(t ) cos 2ct (6) 2 2 1 1 A0 m(t ) A 2 2
3 佳木斯大学信息电子技术学院
专业综实训报告 三、步骤
1.AM 信号 的波 形和频谱 特性 虽然实际模拟基 带信号 m(t ) 是随机的，但我们还是从简单入手，先考虑 m(t ) 是 确知信号的傅氏频谱，然后在分析 m(t ) 是随机信号时调幅信号的功率谱密度。 可知
S AM A0 m (t ) cos ct A0 cos ct m (t ) cos ct
（ 8）
相 干 解 调 的 关 键 是 必 须 产 生 一 个 与 调 制 器 同 频 同 相 位 的 载 波 。 如 果 同 频同 相 位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复 。 3.AM 信号 的非相干 解调 所谓非相干解调 是在接收端解调信号时不需 要本地载波，而是利用已调信 号 中的包络信号来恢复原基带信号。因此，非相干解调一般只适用幅度调制（ AM ） 系统。忧郁包络解调器电路简单，效率高，所以几乎所有的幅度调制（ AM ）接收 机都采用这种电路。如下为串联型包络检波器的具体电路。其 利用二极管的单向 导电特性，将调幅高频信号去掉一半，再利用电容器 的充放电特性和低通滤波器 滤去高频分量，就可以得到与包络线形状相同的音频信号。
4 2 0 -2 -4 0 0.02 0.04 0.06 时 间 /s 已 调 AM信 号 0.08 0.1 调制信号
10 5 0 -5 -10 0 0.02
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图 6 满 调 幅 情 况 下 的 调 制 信 号 及 已 调 AM 信 号
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10 8 6 4 2 0 -2 -4 0 原信号 解调结果
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通信工程专业综合实训报告
学 专 班
院 业 级
信息电子技术学院 通信工程 12 级 1 班 12109940123 陈晨 杜云明
学 籍 号 姓 名
指导教师
2016 年 01 月 06
专业综实训报告 摘要
本 文 主 要 研 究 内 容 是 利 用 MATLAB 实 现 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 对 常 用 连 续 时 间信 号 的 可视 化 表 示。 掌 握信 号与 系统的 分析方法。模拟 信号的载波调制 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 。 AM 是调 幅，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 。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 。例 如 某 中波 广 播 电台 的 频 率 为 540kHz ， 这 个 频 率 是 指 载波 的 频 率 ， 它 是 由 高 频 电 磁 振 荡 产 生 的 等 幅 正 弦 波 频 率 。 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。 关键 词：AM 信号调制与解调
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专业综实训报告
基于 MATLAB 实现 AM 信号的调制与解调
一、 实验目的
幅度调制的特点 是载波的频率始终保持不变 ，它的振幅却是变化的。其幅 度 变化曲线与要传递的低频信号是相似的。它的振幅变化曲线称之为包络线，代表 了要传递的信息，见图 1。 幅度调制在中、短波广播和通信中使用甚多 。幅度调 制的不足是抗干扰能力差，因为各种工业干扰和天电干扰都会以调幅的形式叠加 在载波上，成为干扰和杂波。
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SAM
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图 3 AM 信 号 的 时 域 波 形 及 其 频 谱
可以看出，第一 ：AM 的频谱与基带信 号的频谱呈线性关系，只是将基带信号 的频谱搬移，并没有产生新的频谱成分，因此 AM 调制属于线性调制；第二 ：AM 信 号波形的包络与基带信号成正比，所以 AM 信号的解调即可以采用相干解调，也可 以采用非相干解调（包络检波） 。第三： AM 的频谱中含有载频和上，下两个边带， 无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息，股已调波形的带宽为 原基带信号带宽的两倍，即
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图 9 信 噪 比 为 -5dB 时 过 调 幅 AM 信 号 的 相 干 解 调 结 果
8 原信号 解调结果 6
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S AM (t )cos t A0 m(t ) cos 2 t
（7）
由(6)、 (7)式 可 知， 只 要 用 一 个 低 通 滤 波 器， 就 可 以 将 第 1项 与 第 2项 分 离 ， 无 失
1 真的恢复出原始的调制信号 ：M 0 (T ) [ A0 M (T )] 2
(3)
设 m(t) 的频谱为 M(w ） ，由傅氏变换的理论可得已调信号
S AM ( ) A0 ( c ) ( c ) 1 M ( c ) M ( c ) 2
(4)
AM 的波形和相应的 频谱图如图 3 所示 ：
M ( )
O t
S AM (t )
D
RC
5
m0 (t )
佳木斯大学信息电子技术学院
图 5 AM 信 号 的 非 相 干 解 调 原 理
专业综实训报告
当 RC 满足条件 1 w c RC 1 w h 时， 包络检波 器的输出基本与输入信 号的包络变化 呈线性关系，即
m0 (t ) A0 m(t )
其中， A0 m（t） 。隔去直流后就 得到原信号 m(t ) 。 max
均值为 0.载波为 c
C (t ) A0 cos ct 0 S AM (t ) A0 c c 1 M c M c 2
(1) (2)
(1)、(2)式中， A0 为载波振幅， c 为载波角频率 0 为载波的初始相位。
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0.06 t/s 已 调 AM信 号
0.08ຫໍສະໝຸດ Baidu
0.1
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图 8 调 制 信 号 与 过 调 幅 情 况 下 的 已 调 AM 信 号
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专业综实训报告
6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 原信号 已 调 AM信 号
BAM 2 f
H
（5）
其中 f H 为调制信号的最高频率 2.AM 信号 的解调原 理及方式 解 调 是 调 制 的 逆 过 程 ， 解 调 是 将位 于 载 波 的 信 号 频 谱 再 搬 回 来， 并 且 不 失 真 的 恢 复 出 原 始 基带 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 。 解 调 的方 式 有 两 种 ： 相 干 解 调 与 非 相干 解 调 。相 干 解 调 适用 于 各 种线
专业综实训报告
调制信号
4 2 0 -2 -4 0 0.02
0.04
10 5 0 -5 -10 0 0.02
0.06 t/s 已 调 AM信 号
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图 7 调 制 信 号 与 欠 调 幅 情 况 下 的 已 调 AM 信 号
调制信号
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佳木斯大学信息电子技术学院
专业综实训报告 前言
模拟信号的载波 调制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。 AM 是调 幅 ，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。 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。例如某中 波广播电台的频率为 540kHz ，这个频率是指载波的频率，它是由高频电磁振荡 产生的等幅正弦波频率。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。
音 频
包
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载
调
图 1 幅度调制原理
二、工作原理与计算
AM 是指调制信号去 控制高频载波的幅度 ， 使其随调制信号呈线性变化的过程。 AM 信号的调制原理模型如图 2：
m (t )
A0
S AM (t )
cos c t 0 图 2 AM 信号的调 制原理模型 m(t ) 为基带信号，它可以是确知信号，也可以是随机信号，但通常认为它的 平