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1、课题四 AM 调制与解调系统的设计一、本课题的目的本课程设计课题主要研究 AM 调制与解调模拟系统的理论设计和软件仿真方法。通过完成本课题的设 计，拟主要达到以下几个目的：(1) 掌握模拟系统 AM 调制与解调的原理。(2) 掌握 AM 调制与解调模拟系统的理论设计方法；(3) 掌握应用MATLAB分析系统时域、频域特性的方法，进一步锻炼应用Matlab进行编程仿真的能力；(4) 熟悉基于 Simulink 的动态建模和仿真的步骤和过程；(5) 解基于LabVIEW虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行仿真的方法。二、课题任务设计AM调制与解调模拟系统，仿真实现相关功能。包括:可
2、实现单音调制的普通调幅方式(AM)、 抑制载波的双边带调制(DSB-SC)和单边带调制(SSB)的系统设计及仿真，要求给出系统的设计框图、 源程序代码及仿真结果，并要求给出程序的具体解释说明，记录系统的各个输出点的波形和频谱图。具体 内容为：(1) 设计实现AM调制与解调的模拟系统，给出系统的原理框图,对系统的主要参数进行设计说明。(2) 采用Matlab语言设计相关程序，实现系统的功能,要求采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab 语言编程的静态仿真方式、采用 Simulink 进行动态建模和仿真的方式。要求采用两种以上调制信号源进 行仿真，并记录系统的各个输出点的波形和频谱图。(3)
3、采用 LabVIEW 进行仿真设计,实现系统的功能,要求给出系统的前面板和框图，采用两种以上调制 信号源进行仿真，并记录仿真结果。(4) 要求对系统的时域、频域特性进行分析，并与理论设计结果进行比较分析。(5) 对系统功能进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。三、主要设备和软件(1) PC 机，一台(2) MATLAB6.5 以上版本软件，一套(3) LabVIEW7.0 以上版本软件，一套四、设计内容、步骤和要求4.1必选部分(1) 设计实现AM调制与解调的模拟系统，给出系统的原理框图，对系统的主要参数进行设计说明，具体 参数包括：载波频率、调制信号频率、载波大小、调制信号大小、滤波器参数等
4、。并对所设计的系统进行 理论分析计算。(2) 根据所设计的AM调制与解调的模拟系统，进行基于Matlab语言的静态仿真设计。分别实现单音调 制的普通调幅方式(AM)、抑制载波的双边带调制(DSB-SC)和单边带调制(SSB)的系统仿真设计，要 求给出系统的 Matlab 编程仿真程序及结果，并要求写出程序的具体解释说明，记录系统的各个输出点的波 形和频谱图。要求调制信号分别采用不同类型的信号进行仿真，至少给出两种以上调制信号源，如：单音信号、合 成复杂音信号、直接录制的模拟语音信号。（3）根据所设计的AM调制与解调的模拟系统，采用Simulink进行动态建模仿真设计。分别实现普通调 幅方式（A
5、M）、抑制载波的双边带调制（DSB-SC）和单边带调制（SSB）的系统动态仿真设计，要求包括 调制和解调的部分，并给出采用Simulink进行动态建模仿真的系统方框图，同时记录系统的各个输出点的 波形和频谱图。要求采用两种以上调制信号源进行仿真，具体参数自定。载波信号频率根据设计情况设定。（4）根据仿真结果,对系统的时域、频域特性进行分析，并与理论设计结果进行比较分析。4.2 拓展部分（1）根据所设计的AM调制与解调的模拟系统，说明具体的参数，进行基于LabVIEW环境的仿真，分 别实现普通调幅方式（AM）、抑制载波的双边带调制（DSB-SC）和单边带调制（SSB）的系统仿真设计， 要求包括调
6、制和解调的部分，给出系统的前面板和框图，并记录仿真结果。（2）要求调制信号采用不同类型的信号源，进行进一步的仿真，给出系统的前面板和框图，并记录仿真 结果，观察分析频谱的变化情况。（3）比较分析采用以上两种软件环境：Matlab与LabVIEW，进行仿真的各自的特点，分析说明不同语 言环境的各自优势。4.3 选作部分（1）根据所设计的AM调制与解调的模拟系统，采用Matlab语言设计相关程序，并且利用GUI设计图 形用户界面，完成4.1 必选部分所要求的功能。（2）分析比较采用Mat lab语言的GUI设计图形用户界面与采用LabVIEW进行设计的各自的特点。五、课程设计报告要求（1）设计报告
7、书包括内容：课程设计题目，设计目的和意义，设计方案，详细设计步骤，设计结果（原 理图等），测试和仿真结果（图形或数据）及其分析，结论，参考文献等。（2）提交课程设计报告时应同时提交相关设计和仿真分析材料（电路图、程序、结果等）的电子版。六、参考文献1 信号与系统课程组. 信号与系统课程设计指导. 2007.102 吴大正. 信号与线性系统分析（第四版） . 高等教育出版社， 2005.83 谢嘉奎. 电子线路非线性部分（第四版）. 高等教育出版社，2003,24 黄永安等.Matlab7.0/Simulink6.0建模仿真开发与高级工程应用清华大学出版社，2005.125 陈垚光等.精通MAT
8、LAB GUI设计.电子工业出版社，2011.016 江建军. LabVIEW 程序设计教程. 电子工业出版社, 2008.03七、附录设计原理附录：设计原理1. AM调制解调的原理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 信号具有较低频率的频谱分量，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。本 次设计只考虑模拟调制方式。模拟调制方式是载频信号的幅
9、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。振幅调制分为三种方式:普通调幅方式(AM)、抑制载波的双边带调制(DSB-SC)和单边带调制(SSB)。 所得的已调信号分别称为调幅波信号、双边带信号和单边带信号。设载波信号为v (t)二V cos( t)，二2兀f，调制信号为v (t)二V cs()，则输出调幅电 cmocccQQ m压为:v (t) = V (a + m cos(
10、Qt)cos(2兀 f t + 0)(1-1)om0ac式中a是输入信号偏移，当a = 1，为普通调幅波，当a =0时，为抑制载波的双边带调制波。0是初始 相位(设0 = 0 )， m为调制指数(或称为调幅度，m 1 )。aa1.1 普通调幅波在单一频率信号作为调制信号时，调幅波的表达式为：u (t) = U (1+ m cosQt)cosw t(1-2)AMcm ac若调制信号为非正弦波，其表达式为：u (t) =U (1+m f(t)cosw t(1-3)AMcm ac在上两式中m为调幅度或调制度，m Continuous (连续模块)库 Discrete (离散模块)库 函数与表格模块库
11、 Math (数学模块)库 Sinks （信号输出模块）库：常用模块为Scope （示波器模块）、XYGraph （二维信号显示模块）、 Display （显示模块） Sources （信号源模块）库（如图4-1所示），常见模块有：Constants输入常数模块）、Signal Generator（信号源发生器模块）。Signal Generator用于产生不同的信号波形，其中包括：正弦波、方波、锯齿波信号oSources （信号源 模块）还包括其它常用模块：Ramp （斜坡输入信号）、Sine Wave （正弦波输入信号）、Step （阶跃输入信 号）、Clock （时间信号）、Pulse
12、（脉冲信号）等。2.2调制解调模块库简介Communications Blockset （通信模块集）中包含了通信仿真模块，要打开通信工具箱的模块库，可以 在 Matlab 的命令窗口输入以下命令：commlib 此时，系统会打开工具箱模块库的窗口，模块库中包括子模块库时，用鼠标双击就可以打开下级子库。要 查看通信工具箱中的函数名称和内容列表，可以在Matlab的命令窗口输入以下命令：help comm.如通信模块集（Communications Blockset）中的 Modulation （调制库）。Modulation/Demodulation.ademod- Analog passband demodulator.（通带模拟解调）ademodce- Analog baseband demodulat
