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1、1实验报告册实验报告册课课 程程: : 通信原理基础教程 实实 验验: : 模拟信号调制实验 班班 级级: : 09 电子信息工程 1 班 姓姓 名名: : 王皇 学学 号号: : 20090662129 指导老师指导老师: : 邱思杰 日日 期期: 2012/3/20 评语:评语:成绩:成绩:签名:日期:2)(tmtfc2cos)(tsDSB图4.2.6 DSB调制器模型实验一:模拟信号的调制实验实验一:模拟信号的调制实验一、实验目的:一、实验目的: 1 1、根据 AM/DSB 调幅波的调制和解调原理 2 2、通过仿真模型实现这两种调制技术的已调信号波形的观察,及实现其调制和解调过 程 3
2、3、同时了解不同频率信号调制与叠加的区别。 二、实验原理:二、实验原理:所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数,使这个参数随调制信号的变化而变化。调幅就是正弦载波的幅度随调制信号变化的过程。1.1. AMAM调制解调调制解调通常,AM 调制系统可用如图所示的调制器模型来实现。设调制信号为m(t),正弦载波为:c(t) = cos2fct则任意的 AM 已调信号时域表达式可以为:其中 A0 是外加的直流分量, fc 是载波信号的频率。实验中 AM 信号采用相干解调,相干解调模型如下图:AM 信号与本地载波相乘之后就含有高频成分和低频成分,经过低通滤波器之后,输出信号只有低频成分,解调
3、器的输出可以正确解调出 AM 信号。2.DSB2.DSB调制解调调制解调DSB 信号是 AM 信号抑制载波分量后的信号,因此 DSB 调制系统可用如图所示的调制器模型来实现:设调制信号为m(t),正弦载波为:c(t) = cos2fctDSB 已调信号时域表达式可以为:)(tmtfc2cos)(tsAM图4.2.2 调制器模型0AtftmtfAtftmAtscccAM 2cos)(2cos2cos)()(00 cos2fct输入 带通滤波器相乘器低通滤波器抽样输出相干解调模型tftmtscDSB2cos)()(3DSB 信号只能采用相干解调(同步解调):相干解调需要一个与接收 DSB 信号同频
4、同相的载波 C(t),称为本地载波 。 DSB 信号相干解调模型如下图:)(tsDSB)(tn )(tsDSB)(tnitftcc2cos)()(tmo)(tno带通滤波 器低通 滤波器DSB信号解调器DSB 信号 与本地载波相乘之后为含有高频成分和低频成分,经过低通滤波器之后,输出信号 mo(t)=0.5m(t),显然,解调器的输出与调整信号 m(t)呈正比。说明解调器可以正确解调出 DSB 信号。 三、实验内容:三、实验内容: %一、产生输入信号(调制信号) fs=50000; %取样频率 50KHz,(载波频率为 4KHz,取样频率要保证远大于 4KHz) T=1/fs; n=0:499
5、; %取样点 500 个 t=n*T; %生成时间轴 X1=sin(2*pi*1000*t); %sinwt X2=rand(size(t); X2=X2-mean(X2)*ones(size(t); %(-0.5,0.5)的输入白噪声 X=X1+X2; %时域图 subplot(4,1,1); plot(t,X); %频谱图 Xw=abs(fftshift(fft(X,512); %fft 求频谱后数据与频率不对应,用 fftshift 调 整 w=fs/512*-256:255; %生成频率轴 subplot(4,1,2); plot(w,Xw); axis(-5000 5000 0 40
6、0); %周期图法求功率谱密度 Px=Xw.2/512; subplot(4,1,3); plot(w,Px); axis(-5000 5000 0 200); title(功率谱密度 ); %自相关函数曲线tftmtscDSB2cos)()(tftmtmtftmcc4cos)(21)(212cos)(24Cx,l=xcorr(X); %Cx 为自相关函数,l 向量为自相关函数的时间(差)轴 subplot(4,1,4); plot(l/fs,Cx); title(自相关函数 );%噪声分析 %画概率密度曲线 p,x = ksdensity(X2); figure(1); subplot(2,
7、1,1); plot(x,p); title(输入噪声概率密度 ); %频谱图 Xw=abs(fftshift(fft(X2,512); subplot(2,1,2); plot(w,Xw); title(频谱图 ); %功率谱密度 Px=Xw.2/512; subplot(2,1,1); plot(w,Px); title(功率谱密度 ); %自相关函数 Cx,l=xcorr(X2); subplot(2,1,2); plot(l/fs,Cx); title(自相关函数 );%二、产生载波信号和相干载波信号 ct=cos(2*pi*4000*t); %载波信号 pt=ct=0; %用于解调的
8、相干载波信号,为与 ct 同频同向的方波信号 subplot(2,1,1); plot(t,ct); title(载波信号 c(t) ); axis(0 0.005 -1.5 1.5); subplot(2,1,2); plot(t,pt); title(相干载波信号 p(t) ); axis(0 0.005 -1.5 1.5);%三、调制,生成已调信号 Xc=X.*ct; %已调信号%四、解调,生成解调信号 Xp=Xc.*pt; %解调信号5四、实验数据:四、实验数据: 1 产生输入信号 取采样频率为 50KHz(载波频率为 4KHz,采样频率应远高于 4KHz),采样点 500 个,产生调
9、制信号 X1 和高斯白噪声 X2,合为输入信号 X。用 matlab 画出其时域图、 频谱图、功率谱密度、自相关函数如下图:对输入噪声进行分析:用 matlab 画出其概率密度、频谱图、功率谱密度、自相关函数 如图:62产生载波信号和相关载波信号 解调器的载波 p(t)是与调制载波 c(t)同频同向的方波。p(t)由 c(t)变化而来。当0,判为“1”,当0,判为“0”。零点的判别导致 p(t)不是严格的方波。载波信号及相干载波信号时域图:3调制,生成已调信号 采用双边带调幅,直接用载波信号乘以调制信号即可实现调制。用 matlab 画出已调信 号的时域图、频谱图、功率谱密度、自相关函数如下图
10、:74 解调,生成解调信号 双边带调幅信号,直接用相干载波信号与已调信号相乘即可实现解调。五、实验结论分析:五、实验结论分析: (1)从运行结果可以看出:接受端的带通滤波器对信道中的噪声有很大的抑制作用。 低通滤波器滤除输入信号中的高频成分,使波形更平滑。解调后的信号与原调制信号 基本一致。 改变加入的直流信号,可以改变 AM 信号的调制程度。(2)AM 信号调制器与 DSB 信号调制器可以互为转换,当 AM 信号调制器所加直流信号为 0 时,AM 信号调制器就可以当成 DSB 信号调制器。(3)AM 信号可以采用包络检波,也可以采用相干检波。而 DSB 信号只能采用相干检波。带通滤波器对信道
11、中的噪声有很大的抑制作用。(4)低通滤波器可以滤除输入信号中的高频成分,使波形更平滑。(5)当选择的电路参数不同,产生的信号频率和幅值大小会不同。8六、实验问答题:六、实验问答题: 要成功地观察到调制信号应注意什么?(1)在实验中,低通滤波器的最高频率设为 10Hz 时,解调信号与原信号有较大的差别,低通滤波器的最高频率其改为 15Hz 时,解调信号与原信号基本相同。(2)载波信号的频率至少是调制信号频率的 10 倍以上, 20 到 30 倍较好;载波信号与调制信号的幅值大小选择适当。(3)实验过程一旦发生一点点的小差错,哪怕是点点的差错,比如中英文标点符号打错了,实验将不能够运行,不管咋样根本输不出图形来。所以,该项实验需要有耐心和细心才能完成。