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1、 通信原理课程设计课程名称: 通信原理 设计课程; DSB /AM调制器 专业年级: 通信工程 设计时间： 2010-6-11至2010-6-19学号： 姓名： DSB /AM信号调制及MATLAB仿真摘 要 在通信技术的发展中通信系统的仿真技术是一个技术重点。本文将着重讨论模拟通信系统中的调制解调系统的基本原理以及抗噪声性能，并在MATLAB软件平台上仿真实现几种常见的模拟调制方式。最常用最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。常见的调幅（AM）、双边带（DSB）、残留边带（VSB）和单边带（SSB）等调制就是幅度调制的几个典型实例；而频率调制（FM）就是角度调制中被广泛
2、采用的一种。利用MATLAB对模拟调制系统进行仿真，将结合MATALB工具箱的实现，并对仿真结果进行分析，从而更深入地掌握模拟调制系统的相关知识。度调制是一种重要的模拟调制技术, 在实际通信系统中得到了较多的应用。利用 MATLAB 可以在计算机上实现对双边带幅度调制过程仿真,从而为实际应用和设计通信系统提供了一个便捷、 直观的平台。关键字MATLAB 双边带幅度调制Title Based on MATLAB analog modulation system simulation AbstractIn the development of communication technology, c
3、ommunication system simulation technology is a technical focus. This paper will focus on simulation of communication systems in the modem system and the basic principles of anti-noise performance and MATLAB simulation software platform to achieve some common analog modulation. The most important of
4、the most commonly used analog modulation is the sine wave as a carrier perspective modulation and amplitude modulation. Common AM (AM), with bilateral (DSB), residual sideband (VSB) , so is the amplitude modulation of a few typical examples, . Modulation of the online system, the text will be AM (AM
5、), and other aspects of analysis , for example simulation and analysis. MATLAB simulation of the modulation system simulation, will combine MATALB model block toolbox the realization of the analysis and simulation results, thus better grasp of the analog modulation system knowledge. Key Words MATLAB
6、 modem现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从模拟调制到数字调制, 从二进制调制发展到多进制调制, 虽然调制方式多种多样, 但都是朝着使通信系统更高速、更可靠的方向发展。一个系统的通信质量, 很大程度上依赖于所采用的调制方式。因此对调制方式的研究直接决定着通信系统质量的好坏。实际的通信系统需要完成从信源到信宿的全部功能, 这通常是比较复杂的。对这个系统做出的任何改动 (如改变系统的结构、改变某个参数的设置等) 都可能影响整个系统的稳定性和性能。因此在设计新系统、对原有的系统做出修改或者进行相关研究时, 通常要进行
7、建模和仿真, 通过仿真结果来衡量方案的可行性, 从中选择最合理的系统配置和参数设置, 然后再应用于实际系统中。通过仿真, 可以提高研究开发工作的效率, 发现系统中潜在的问题, 优化系统整体的性能。利用 MATLAB编程系统框图建模方法,可以很方便地实现对通信信号的调制的仿真。本文主要在调制解调技术进行讨论, 在 MATLAB环境下模拟了双边带幅度调制的基本过程, 一基本调制技术1.1 DSB（1）幅度调制。DSB信号是过调幅AM波，它仍是幅度调制，但此时包络已不再与m(t) 成线性关系变化，这说明它的包络不完全载有调制信号的信息，因此它不是完全的调幅波。 (2) 幅度调制，频率未变。DSB信号
8、的频率仍与载波相同，没有受到调制。 (3) 有反相点。DSB信号在调制信号的过零点处出现了反相点，调制指数大于1的AM信号在调制信号过零点处出现反相点。所以有反相点出现，是因为调制信号在过零点前后取值符号是相反的。 (4) 上、下边带均包含调制信号的全部信息；幅度减半，带宽加倍，调制与解调:通信系统中从消息变换过来的原始信号所占的1.2 AM： (1) 此种调制方式占用频带较宽,已调信号的频带宽度是调制信号的频带的两倍； (2) 由于被调信号的包络就是调制信号叠加一个直流，所以容易实现峰值包络解调； (3) 含有正弦载波分量，即有部分功率耗用在载波上，而没有用于信息的传送； (4) 从效率上看
9、，常规调幅调制方式效率较低，但调制和解调过程简单有效频带往往具有频率较低的频谱分量, 如果将这种信号直接在信道中进行传输, 则会严重影响信息传送的有效性和可靠性。 因此这种信号在许多信道中均是不适宜直接进行传输的。通信系统的发射端通常需要有调制过程, 将调制信号的频谱搬移到所希望的位置上,使之转换成适于信道传输或便于信道多路复用的已调信号; 同样在接收端则需要有解调过程, 以恢复原来有用的信号。理想信道DSB调制解调模块图理想信道AM调制解调模块图DSB信号解调器电路图1.3模拟调制技术:根据被调制的是模拟信号还是数字信号, 调制技术可以分为模拟调制和数字调制。模拟调制技术在 20 世纪曾有广
10、泛的应用, 如军事通信、短波通信、微波中继和无线电广播等,在当今通信数字化的趋势下仍然具有一定的存在价值, 是最基本的调制技术。模拟调制主要包括频率 ( FM)、相位 ( PM)、幅度 (AM)三种基本调制方式。其中 AM在无线电广播系统中占有主要地位。如果载波信号是单频正弦波, 调制器输出的已调信号的包络与输入调制信号为线性关系。以常规双边带调幅为例, 输出已调信号的包络与输入调制信号成正比, 其时域表达式为:Sam（t）=【m (t)）+ mo】cos（wct+F）式中 mo 为外加的直流分量; m (t) 为基带调制信号, 通常认为其平均值为 0。 w波的角频率, F的初始相位。典型的幅
11、度调制波形如图 ：典型的幅度调制波形二双边带幅度调制及其 MATLAB 仿真2.1 双边带幅度调制:幅度调制往往是线性调制。常用的线性调方法包括双边带幅度调制 (DSB- AM)、常规幅度调制和单边幅度制 ( SSB- AM) 。双边带幅度调制 ( DSB- AM) , 又称抑制载波调幅其特点是已调制信号频谱中包含两个边带 (上、下边带) , 且这个边带包含相同的信息。在 DSB- AM中已调信号的时域表示：U（t）=m（t）c（t）双边带幅度调制的输出包含了载频和上下边带的成分。2.2 使用 MATLAB 对 DSB- AM进行仿真:双边带幅度调制的过程及对其中所包含的对信号的频谱的分析均可
12、通过 MATLAB中的 M句及相关函数来实现。假设用信号m (t)=cos（wt）以 DSB- AM 方式，调制载波c（t）= cos（2wt）, 所得到的已调制信号记为 y (t), 并将采样率定为f=100khz , 则可在 MATLAB中设计程序对该幅度调制的结果进行仿真, 绘制已调信号波形和频谱并分析。基本 M程序如下:T=0.01; /采样周期fs=1/T; /采样频率Tp=10;N=Tp/T;n=0:N- 1;t=n*T;Yi=cos (pi*t) .*cos (20*pi*t) ; /调制后信号subplot (211)plot (t,Yi)gridYk=fft (Yi,2048
13、) /对调制后信号进行傅立叶变换Yw=2*pi/N*abs (fftshift (Yk) ;Fw= - 1024:1023 /2048*Fs;subplot (212)plot (Fw,Yw)grid在 MATLAB6.5 中运行上述程序可得到调制后的信号波形和频谱2, 较好的实现的双边带幅度调制的仿真。三使用 Simul ink 构建仿真 DSB 系统在应用 MATLAB对 DSB的基本实现进行仿真的同时, 还可以在 Simulink 环境中进行可视化设计, 建立双边带幅度调制解调系统并实现对它的动态仿真, 系统框图如下所示。本例中的仿真系统由信源模块、调制和解调模块、模拟示波器、零阶保持器
14、和频谱示波器等构成。信源为幅度为 0.7 , 频率为 8Hz 的正弦信号; 调制和解调模块采用 Simulink 中的 DSB AM Modulator Pass-band 和 DSBSC AM Demodulator Passband 模块; 零阶保持器用于实现一个以规定的速率进行采样的保持器; 最后的结果在两个示波器中实现出来, Constant ( 常数) 赋值 2 0 2.8 , 可将三个波形分开。在幅度调制仿真中, 频谱仪参数设置通常是使输入采样时间的倒数是调制载频的 4 倍, 这样载频可以位于频谱仪显示窗的中心位置, 两旁的谱线也便于观测。下图 给出了双边带幅度调制后信号的波形和频谱图, 模拟示波器显示的波形从上到下依次是解调波形、原始波形、调制波形, 而从频谱示波器的结果中可以看出载频旁边的边带成分。如下图:四，实验总结本文介绍了双边带幅度调制系统的基本原理和使用 MATLAB对其进行仿真的基本方法。通过在 MATLAB中编程能够实现对信号的调制, 在 MATLAB环境中可以通过构建可视化系统进行动态的仿真, 得到较为直观的实验结果, 使得对调制系统的分析变得十分便捷。由于本文的工作只限于原理性的仿真,所以在实际系统设计中还应考虑噪声、干扰和滤波等模块的引入。同时, 各个模块的参数的设置也需要进行严格的分析和计算, 以更好的实现系统的性能。通过实验设计，我对D
