模擬調(diào)制系統(tǒng)的研究通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告通信工程無(wú)需修改

1、通信工程專業(yè)通信原理課程設(shè)計(jì)題 目 模擬調(diào)制系統(tǒng)的研究 學(xué)生姓名 王 學(xué)號(hào)10000000670 所在院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 通 信 工 程 專 業(yè) 100 班 指導(dǎo)教師 完成地點(diǎn) 物理與電信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 2013年 3 月 22 日通信工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 通 信 工 程 專 業(yè)103班 學(xué)生姓名 王 一、課程設(shè)計(jì)題目 模擬調(diào)制系統(tǒng)的研究（am,dsb,ssb,fm的調(diào)制與解調(diào)） 二、課程設(shè)計(jì)工作自 2013 年 3 月 4 日 起至 2013 年 3 月 22 日止三、課程設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn): 物 理 與 電 信 工 程 學(xué) 院 實(shí) 驗(yàn)

2、室 四、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求：在通信技術(shù)的發(fā)展中，通信系統(tǒng)的仿真是一個(gè)技術(shù)重點(diǎn)。這次課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是模擬通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的基本原理以及仿真，并在matlab軟件平臺(tái)上的仿真實(shí)現(xiàn)幾種常見(jiàn)的模擬調(diào)制方式。最常用最重要的模擬方式是用正弦波作為載波的幅度調(diào)制。常見(jiàn)的調(diào)幅（am）,雙邊帶（dsb），單邊帶（ssb）等調(diào)制就是幅度的幾個(gè)典型實(shí)例。在線性調(diào)制系統(tǒng)中，此次課程設(shè)計(jì)主要用調(diào)幅（am）,雙邊帶（dsb）和單邊帶（ssb），調(diào)頻（fm）等調(diào)制為說(shuō)明對(duì)象，從原理等方面進(jìn)行分析闡述并進(jìn)行仿真分析，說(shuō)明其調(diào)制原理，并進(jìn)行仿真分析。利用matlab對(duì)模擬調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，結(jié)合matlab模塊和sim

3、ulink工具箱的實(shí)現(xiàn)，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，從而能夠更深入地掌握通信原理中掌握模擬調(diào)制系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí) 指 導(dǎo) 教 師 系(教 研 室) 通 信 工 程 系 接受任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行日期 2013年3月4日 學(xué)生簽名 模擬調(diào)制系統(tǒng)的研究王（xx理工學(xué)院物理與電信工程學(xué)院通信100班，陜西 ）指導(dǎo)教師： 摘 要 首先描述了調(diào)制與解調(diào), 其次詳細(xì)地介紹了線性模擬調(diào)制,再利用matlab軟件進(jìn)行線性調(diào)制和解調(diào)程序設(shè)計(jì)（包括am,dsb,ssb,fm），輸出顯示調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)以及已調(diào)信號(hào)波形，并輸出顯示三種信號(hào)頻譜圖。對(duì)產(chǎn)生波形進(jìn)行分析，并通過(guò)參數(shù)的改變，觀察波形變化，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 關(guān) 鍵 詞 線性調(diào)制；m

4、atlab；信號(hào)頻譜；解調(diào) analog modulation system research wang (grade10,class3,major of communication engineering，school of physics and telecommunication engineering of,)tutor: abstract first describes the modulation and demodulation, the second linear simulation modulation are introduced in detail, using mat

5、lab software to design linear modulation and demodulation process (including am, dsb, ssb, fm), the output display modulation signal and carrier signal and modulated signal waveform, and the output shows three kinds of signal spectrum. analyze the generated waveform, and by the changes of parameters

6、, observe the waveform changes, the analysis of experimental phenomena key words linear modulation; matlab; the signal spectrum; demodulation目錄1. 緒論11.1通信系統(tǒng)原理11.2模擬通信系統(tǒng)原理11.3調(diào)制原理21.4調(diào)制的種類21.5 matlab簡(jiǎn)介31.6 matlab仿真在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用32.模擬調(diào)制與解調(diào)5 2.1普通調(diào)幅（am）5 2.2雙邊帶調(diào)制（dsb）6 2.3單邊帶調(diào)制（ssb）7 2.4普通調(diào)頻（fm）93. 調(diào)制與解調(diào)的ma

7、tlab仿真12 3.1 am的框圖與仿真12 3.2 dsb的框圖與仿真14 3.3 ssb的框圖與仿真15 3.4 fm的框圖與仿真17總 結(jié)19致 謝20參考文獻(xiàn)211. 緒論1.1通信系統(tǒng)原理通信的目的是傳遞消息中所包含的信息。消息是物質(zhì)或精神狀態(tài)的一種反映，在不同時(shí)期具有不同的表現(xiàn)形式。例如，話音、文字、音樂(lè)、數(shù)據(jù)、圖片或活動(dòng)圖像等都是消息。 實(shí)現(xiàn)通信的方式和手段很多，如手勢(shì)、語(yǔ)音、消息樹(shù)，烽火臺(tái)和擊鼓傳令，以及現(xiàn)代社會(huì)的電報(bào)、電話、廣播、電視、遙測(cè)、因特網(wǎng)、數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)通信等，這些都是消息傳遞的方式和信息交流的手段。 調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。所謂調(diào)制，就是把信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在

8、信道中傳輸?shù)男问降囊环N過(guò)程。廣義的調(diào)制分為基帶調(diào)制和帶通調(diào)制（也稱載波調(diào)制）。在無(wú)線通信中和其他大多數(shù)場(chǎng)合，調(diào)制一詞均指載波調(diào)制。 載波調(diào)制，就是用調(diào)制信號(hào)去控制載波的參數(shù)的過(guò)程，即使載波的某一個(gè)或某幾個(gè)參數(shù)按照調(diào)制信號(hào)的規(guī)律而變化。調(diào)制信號(hào)是指來(lái)自信源的消息信號(hào)（基帶信號(hào)），這些信號(hào)可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。未受調(diào)制的周期性基帶信號(hào)稱為載波，它可以是正弦波，也可以是非正弦波（如周期性脈沖序列）。載波調(diào)制后稱為已調(diào)信號(hào)，它含有調(diào)制信號(hào)的全部特征。解調(diào)（也稱檢波）則是調(diào)制的逆過(guò)程，其作用是將已調(diào)信號(hào)中的調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái)。 為什么要進(jìn)行載波調(diào)制呢？基帶信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制是為了實(shí)現(xiàn)下列一個(gè)或多個(gè)目

9、標(biāo)：第一，在無(wú)線傳輸中，信號(hào)是以電磁波的形式通過(guò)天線輻射到空間的。為了獲得較高的輻射效率，天線的尺寸必須與發(fā)射線號(hào)波長(zhǎng)相比擬。而基帶信號(hào)包含的較低頻率分量的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，致使天線過(guò)長(zhǎng)而難以實(shí)現(xiàn)。第二，把多個(gè)基帶信號(hào)分別搬移到不同載頻處，以實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率。第三，擴(kuò)展信號(hào)帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾，抗衰落能力，還可實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。因此，調(diào)制對(duì)通信系統(tǒng)的有效性和可靠性有著很大的影響和作用。采用什么樣的調(diào)制方式將直接影響著通信系統(tǒng)的性能。 調(diào)制方式有很多。根據(jù)調(diào)制信號(hào)是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，載波信號(hào)是連續(xù)波還是脈沖序列，相應(yīng)的調(diào)制方式有模擬連續(xù)波調(diào)制、數(shù)字連續(xù)波調(diào)制、模擬脈沖

10、調(diào)制和數(shù)字脈沖調(diào)制等。 本次課設(shè)主要講述模擬調(diào)制的方式及其仿真結(jié)果。最常用和最重要的模擬調(diào)制方式是用正弦波作為載波的幅度調(diào)制和角度調(diào)制。常見(jiàn)的調(diào)幅（am）、雙邊帶（dsb）、單邊帶（ssb）和殘留邊帶（vsb）等調(diào)制就是幅度調(diào)制的幾個(gè)典型事例；而頻率調(diào)制（fm）是角度調(diào)制中被廣泛來(lái)用的一種。1.2模擬通信系統(tǒng)原理我們把信道中傳輸模擬信號(hào)的系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)。模擬通信系統(tǒng)的組成可由一般通信系統(tǒng)模型略加改變而成，這里，一般通信系統(tǒng)模型中的發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備分別為調(diào)制器、解調(diào)器所代替。對(duì)于模擬通信系統(tǒng)，它主要包含兩種重要變換。一是把連續(xù)消息變換成電信號(hào)（發(fā)端信息源完成）和把電信號(hào)恢復(fù)成最初的連續(xù)消

11、息（收端信宿完成）。由信源輸出的電信號(hào)（基帶信號(hào)）由于它具有頻率較低的頻譜分量，一般不能直接作為傳輸信號(hào)而送到信道中去。因此，模擬通信系統(tǒng)里常有第二種變換，即將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成其適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，這一變換由調(diào)制器完成；在收端同樣需經(jīng)相反的變換，它由解調(diào)器完成。經(jīng)過(guò)調(diào)制后的信號(hào)通常稱為已調(diào)信號(hào)。已調(diào)信號(hào)有三個(gè)基本特性：一是攜帶有消息，二是適合在信道中傳輸，三是頻譜具有帶通形式，且中心頻率遠(yuǎn)離零頻。因而已調(diào)信號(hào)又常稱為頻帶信號(hào)。必須指出，從消息的發(fā)送到消息的恢復(fù)，事實(shí)上并非僅有以上兩種變換，通常在一個(gè)通信系統(tǒng)里可能還有濾波、放大、天線輻射與接收、控制等過(guò)程。對(duì)信號(hào)傳輸而言，由于上面兩種變換對(duì)信號(hào)形

12、式的變化起著決定性作用，它們是通信過(guò)程中的重要方面。而其它過(guò)程對(duì)信號(hào)變化來(lái)說(shuō)，沒(méi)有發(fā)生質(zhì)的作用，只不過(guò)是對(duì)信號(hào)進(jìn)行了放大和改善信號(hào)特性等，因此，這些過(guò)程我們認(rèn)為都是理想的，而不去討論它1.3調(diào)制原理調(diào)制: 將各種數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成適于信道傳輸?shù)臄?shù)字調(diào)制信號(hào)(已調(diào)信號(hào)或頻帶信號(hào))； 時(shí)域定義：調(diào)制就是用基帶信號(hào)去控制載波信號(hào)的某個(gè)或幾個(gè)參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號(hào)傳輸，而解調(diào)是調(diào)制的反過(guò)程，通過(guò)具體的方法從已調(diào)信號(hào)的參量變化中將恢復(fù)原始的基帶信號(hào)。 頻域定義：調(diào)制就是將基帶信號(hào)的頻譜搬移到信道通帶中或者其中的某個(gè)頻段上的過(guò)程，而解調(diào)是將信道中來(lái)的頻帶信號(hào)恢復(fù)為基帶信號(hào)的反過(guò)程. 根據(jù)

13、所控制的信號(hào)參量的不同，調(diào)制可分為： 調(diào)幅，使載波的幅度隨著調(diào)制信號(hào)的大小變化而變化的調(diào)制方式。 調(diào)頻，使載波的瞬時(shí)頻率隨著調(diào)制信號(hào)的大小而變，而幅度保持不變的調(diào)制方式。 調(diào)相，利用原始信號(hào)控制載波信號(hào)的相位。 調(diào)制的目的是把要傳輸?shù)哪M信號(hào)或數(shù)字信號(hào)變換成適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，這就意味著把基帶信號(hào)（信源）轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)基帶頻率而言頻率非常高的代通信號(hào)。該信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)，而基帶信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)。調(diào)制可以通過(guò)使高頻載波隨信號(hào)幅度的變化而改變載波的幅度、相位或者頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)制過(guò)程用于通信系統(tǒng)的發(fā)端。在接收端需將已調(diào)信號(hào)還原成要傳輸?shù)脑夹盘?hào)，也就是將基帶信號(hào)從載波中提取出來(lái)以便預(yù)定的接受者（信宿

14、）處理和理解的過(guò)程。該過(guò)程稱為解調(diào)。1.4調(diào)制的種類調(diào)制的種類很多，分類方法也不一致。按調(diào)制信號(hào)的形式可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。用模擬信號(hào)調(diào)制稱為模擬調(diào)制；用數(shù)據(jù)或數(shù)字信號(hào)調(diào)制稱為數(shù)字調(diào)制。按被調(diào)信號(hào)的種類可分為脈沖調(diào)制、正弦波調(diào)制和強(qiáng)度調(diào)制(如對(duì)非相干光調(diào)制)等。調(diào)制的載波分別是脈沖，正弦波和光波等。正弦波調(diào)制有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種基本方式，后兩者合稱為角度調(diào)制。此外還有一些變異的調(diào)制，如單邊帶調(diào)幅、殘留邊帶調(diào)幅等。脈沖調(diào)制也可以按類似的方法分類。此外還有復(fù)合調(diào)制和多重調(diào)制等。不同的調(diào)制方式有不同的特點(diǎn)和性能。1.5matlab簡(jiǎn)介matlab是mathworks公司開(kāi)發(fā)的一種跨

15、平臺(tái)的，用于矩陣數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)單高效的數(shù)學(xué)語(yǔ)言，與其它計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言如c，c+，fortran，basic，pascal等相比，matlab語(yǔ)言編程要簡(jiǎn)潔得多，編程語(yǔ)句更加接近數(shù)學(xué)描述，可讀性好，其強(qiáng)大的圖形功能和可視化數(shù)據(jù)處理能力也是其它高級(jí)語(yǔ)言望塵莫及的。對(duì)于具有任何一門高級(jí)語(yǔ)言基礎(chǔ)的讀者來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)matlab十分容易。但是，要用好matlab卻不是在短時(shí)間就可以達(dá)到的。這并不是因?yàn)閙atlab語(yǔ)言復(fù)雜難懂，而是實(shí)際問(wèn)題的求解往往更多的是需要使用者具備數(shù)學(xué)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。matlab使得人們擺脫了常規(guī)計(jì)算機(jī)編程的繁瑣，讓人們能夠?qū)⒋蟛糠志ν度氲窖芯繂?wèn)題的數(shù)學(xué)建模上?？梢哉f(shuō)，應(yīng)用matlab

16、這一數(shù)學(xué)計(jì)算和系統(tǒng)仿真的強(qiáng)大工具，可以使科學(xué)研究的效率得以成百倍的提高。 目前，matlab已經(jīng)廣泛用于理工科大學(xué)從高等數(shù)學(xué)到幾乎各門專業(yè)課程之中，成為這些課程進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的有效工具。在科研部門，matlab更是極為廣泛地得到應(yīng)用，成為全球科學(xué)家和工程師進(jìn)行學(xué)術(shù)交流首選的共同語(yǔ)言。在國(guó)內(nèi)外許多著名學(xué)術(shù)期刊上登載的論文，大部分的數(shù)值結(jié)果和圖形都是借助matlab來(lái)完成的。 與其它高級(jí)語(yǔ)言相比較，matlab具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)： (1) matlab是一種跨平臺(tái)的數(shù)學(xué)語(yǔ)言。 (2) matlab是一種超高級(jí)語(yǔ)言。 (3) matlab語(yǔ)法簡(jiǎn)單，編程風(fēng)格接近數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述，是數(shù)學(xué)算法開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證的最佳工具。

17、 (4) matlab計(jì)算精度很高。 (5) matlab具有強(qiáng)大的繪圖功能。 (6) matlab具有串口操作、聲音輸入輸出等硬件操控能力。 (7) matlab程序可以直接映射為dsp芯片可接受的代碼，大大提高了現(xiàn)代電子通信設(shè)備的研發(fā)效率。 (8)matlab的程序執(zhí)行效率比其它語(yǔ)言低。1.6 matlab仿真技術(shù)在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用隨著通信系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,傳統(tǒng)的手工分析與電路板試驗(yàn)等分析設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需要,通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)日益顯示出其巨大的優(yōu)越性.。計(jì)算機(jī)仿真是根據(jù)被研究的真實(shí)系統(tǒng)的模型,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一種方法.它具有利用模型進(jìn)行仿真的一系列優(yōu)點(diǎn),如費(fèi)用低

18、,易于進(jìn)行真實(shí)系統(tǒng)難于實(shí)現(xiàn)的各種試驗(yàn),以及易于實(shí)現(xiàn)完全相同條件下的重復(fù)試驗(yàn)等。matlab仿真軟件就是分析通信系統(tǒng)常用的工具之一。matlab是一種交互式的、以矩陣為基礎(chǔ)的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,它用于科學(xué)和工程的計(jì)算與可視化。matlab的編程功能簡(jiǎn)單,并且很容易擴(kuò)展和創(chuàng)造新的命令與函數(shù)。應(yīng)用matlab可方便地解決復(fù)雜數(shù)值計(jì)算問(wèn)題。matlab具有強(qiáng)大的simulink動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境,可以實(shí)現(xiàn)可視化建模和多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。simulink支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng),也支持多種采樣速率的多速率系統(tǒng);simulink為用戶提供了用方框圖進(jìn)行建模的圖形接口,它與傳統(tǒng)的仿真軟件包

19、用差分方程和微分方程建模相比,更直觀、方便和靈活。用戶可以在matlab和simulink兩種環(huán)境下對(duì)自己的模型進(jìn)行仿真、分析和修改。用于實(shí)現(xiàn)通信仿真的通信工具包(communication toolbox,也叫commlib,通信工具箱)是matlab語(yǔ)言中的一個(gè)科學(xué)性工具包,提供通信領(lǐng)域中計(jì)算、研究模擬發(fā)展、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的功能,可以在matlab環(huán)境下獨(dú)立使用,也可以配合simulink使用。另外，matlab的圖形界面功能gui（graphical user interface）能為仿真系統(tǒng)生成一個(gè)人機(jī)交互界面，便于仿真系統(tǒng)的操作。因此，matlab在通信系統(tǒng)仿真中得到了廣泛應(yīng)用，本文

20、也選用該工具對(duì)線性調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。2.模擬調(diào)制與解調(diào)2.1普通調(diào)幅（am）設(shè)調(diào)制信號(hào)m(t)疊加直流分量a后與載波相乘，濾波器為全通濾波器，就形成了am（調(diào)幅）信號(hào)。am調(diào)制器模型如下圖所示。圖2.1 am調(diào)制器模型am信號(hào)的時(shí)域和頻域表達(dá)式分別為 （2-1） （2-2）式中，為外加的直流分量；m(t)可以是確知信號(hào)也可以是隨機(jī)信號(hào)，但通常認(rèn)為其平均值為0，即。am信號(hào)的典型波形和頻譜分別如下圖2.2所示，圖中假定調(diào)制信號(hào)m(t)的上限頻率為。顯然，調(diào)制信號(hào)m(t)的帶寬為。圖2.2 am信號(hào)的典型波形和頻譜圖由圖2.2可見(jiàn)，am信號(hào)波形的包絡(luò)與輸入基帶信號(hào)m(t)成正比，故用包絡(luò)檢波的方法

21、很容易恢復(fù)原始調(diào)制信號(hào)。 但為了保證包絡(luò)檢波時(shí)不發(fā)生失真，必須滿足 ，否則將出現(xiàn)過(guò)調(diào)幅現(xiàn)象而帶來(lái)失真。由它的頻譜圖可知，am信號(hào)的頻譜是由載頻分量和上、下兩個(gè)邊帶組成（通常稱頻譜中畫(huà)斜線的部分為上邊帶，不畫(huà)斜線的部分為下邊帶）。上邊帶的頻譜與原調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。顯然，無(wú)論是上邊帶還是下邊帶，都含有原調(diào)制信號(hào)的完整信息。故am信號(hào)是帶有載波的雙邊帶信號(hào)，它的帶寬為基帶信號(hào)帶寬的兩倍，即 式中，為調(diào)制信號(hào)m(t)的帶寬，為調(diào)制信號(hào)的最高頻率。am信號(hào)解調(diào)調(diào)制過(guò)程的逆過(guò)程叫做解調(diào)。am信號(hào)的解調(diào)是把接收到的已調(diào)信號(hào)還原為調(diào)制信號(hào)。 am信號(hào)的解調(diào)方法有兩種：相干解調(diào)和包絡(luò)

22、檢波解調(diào)。2.2雙邊帶調(diào)制（dsb）在幅度調(diào)制的一般模型中，若假設(shè)濾波器為全通網(wǎng)絡(luò)，調(diào)制信號(hào)m(t)中無(wú)直流分量，則輸出的已調(diào)信號(hào)就是無(wú)載波分量的雙邊帶調(diào)制信號(hào)，或稱抑制載波雙邊帶（dsb）調(diào)制信號(hào)，簡(jiǎn)稱雙邊帶（dsb）信號(hào)。dsb調(diào)制器模型如圖2.3所示。可見(jiàn)dsb信號(hào)實(shí)質(zhì)上就是基帶信號(hào)與載波直接相乘，其時(shí)域和頻域表示式分別為圖2.3 dsb調(diào)制模型器圖 （2-3） （2-4）可見(jiàn) ，dsb信號(hào)的包絡(luò)不再與m(t)成正比，故不能進(jìn)行包絡(luò)檢波，需采用相干解調(diào)；除不再含有載頻分量離散譜外，dsb信號(hào)的頻譜與am信號(hào)的完全相同，仍由上下對(duì)稱的兩個(gè)邊帶組成。故dsb信號(hào)是不帶載波的雙邊帶信號(hào)，它的帶

23、寬與am信號(hào)相同，也為基帶信號(hào)帶寬的兩倍， 即 （2-5）式中，為調(diào)制信號(hào)帶寬，為調(diào)制信號(hào)的最高頻率。 dsb信號(hào)解調(diào)dsb信號(hào)只能運(yùn)用相干解調(diào)，其模型與am信號(hào)相干解調(diào)時(shí)完全相同，如圖2.3所示。此時(shí)，乘法器輸出 （2-6）經(jīng)低通濾波器濾除高次項(xiàng)，得（2-7）即無(wú)失真地恢復(fù)出原始電信號(hào)。抑制載波的雙邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調(diào)制效率高；調(diào)制電路簡(jiǎn)單，僅用一個(gè)乘法器就可實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是占用頻帶寬度比較寬，為基帶信號(hào)的2倍。dsb信號(hào)的特點(diǎn)：1、由時(shí)間波形可知，dsb信號(hào)的包絡(luò)不再與調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律一致，因而不能采用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波來(lái)恢復(fù)調(diào)制信號(hào)，需采用相干解調(diào)(同步檢波)。2、在調(diào)

24、制信號(hào)m(t)的過(guò)零點(diǎn)處，高頻載波相位有180的突變。3、由頻譜圖可知，dsb信號(hào)節(jié)省了載波功率，功率利用率提高了，但它的頻帶寬度仍是調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍，與am信號(hào)帶寬相同。由于dsb信號(hào)的上、下兩個(gè)邊帶是完全對(duì)稱的，它們都攜帶了調(diào)制信號(hào)的全部信息，因此僅傳輸其中一個(gè)邊帶即可，這就是單邊帶調(diào)制能解決的問(wèn)題2.3單邊帶調(diào)制（ssb）由于dsb信號(hào)的上、下兩個(gè)邊帶是完全對(duì)稱的，皆攜帶了調(diào)制信號(hào)的全部信息，因此，從信息傳輸?shù)慕嵌葋?lái)考慮，僅傳輸其中一個(gè)邊帶就夠了。這就又演變出另一種新的調(diào)制方式單邊帶調(diào)制（ssb）。ssb信號(hào)調(diào)制：產(chǎn)生ssb信號(hào)的方法很多，其中最基本的方法有濾波法和相移法。（1）用濾波

25、法形成ssb信號(hào)用濾波法實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制的原理圖如圖所示，圖中的為單邊帶濾波器。產(chǎn)生ssb信號(hào)最直觀方法的是，將設(shè)計(jì)成具有理想高通特性或理想低通特性的單邊帶濾波器，從而只讓所需的一個(gè)邊帶通過(guò)，而濾除另一個(gè)邊帶。產(chǎn)生上邊帶信號(hào)時(shí)即為，產(chǎn)生下邊帶信號(hào)時(shí)即為。顯然，ssb信號(hào)的頻譜可表示為 (2-8)圖2.4 ssb信號(hào)的濾波法產(chǎn)生用濾波法實(shí)現(xiàn)ssb信號(hào)，原理框圖簡(jiǎn)潔、直觀，但存在的一個(gè)重要問(wèn)題是單邊帶濾波器不易制作。這是因?yàn)?，理想特性的濾波器是不可能做到的，實(shí)際濾波器從通帶到阻帶總有一個(gè)過(guò)渡帶。濾波器的實(shí)現(xiàn)難度與過(guò)渡帶相對(duì)于載頻的歸一化值有關(guān)，過(guò)渡帶的歸一化值愈小，分割上、下邊帶就愈難實(shí)現(xiàn)。而一般調(diào)

26、制信號(hào)都具有豐富的低頻成分，經(jīng)過(guò)調(diào)制后得到的dsb信號(hào)的上、下邊帶之間的間隔很窄，要想通過(guò)一個(gè)邊帶而濾除另一個(gè)，要求單邊帶濾波器在附近具有陡峭的截止特性即很小的過(guò)渡帶，這就使得濾波器的設(shè)計(jì)與制作很困難，有時(shí)甚至難以實(shí)現(xiàn)。為此，實(shí)際中往往采用多級(jí)調(diào)制的辦法，目的在于降低每一級(jí)的過(guò)渡帶歸一化值，減小實(shí)現(xiàn)難度。 可以證明，ssb信號(hào)的時(shí)域表示式為 （2-9）式中，“”對(duì)應(yīng)上邊帶信號(hào)，“+”對(duì)應(yīng)下邊帶信號(hào)；表示把的所有頻率成分均相移稱是 的希爾伯特變換。根據(jù)上式可得到用相移法形成ssb信號(hào)，如圖2.5所示。圖中，為希爾伯特濾波器，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)寬帶相移網(wǎng)絡(luò)，對(duì)中的任意頻率分量均相移。圖2.5 相移法形

27、成ssb信號(hào)的模型相移法形成ssb信號(hào)的困難在于寬帶相移網(wǎng)絡(luò)的制作，該網(wǎng)絡(luò)要對(duì)調(diào)制信號(hào)的所有頻率分量嚴(yán)格相移，這一點(diǎn)即使近似達(dá)到也是困難的。ssb信號(hào)解調(diào)：從ssb信號(hào)調(diào)制原理圖中不難看出，ssb信號(hào)的包絡(luò)不再與調(diào)制信號(hào)成正比，因此ssb信號(hào)的解調(diào)也不能采用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波，需采用相干解調(diào)，如圖所示。圖:2.6 ssb信號(hào)的相干解調(diào)此時(shí)，乘法器輸出 （2-10）經(jīng)低通濾波后的解調(diào)輸出為（2-11）綜上所述，單邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調(diào)制效率高；頻帶寬度只有雙邊帶的一半，頻帶利用率提高一倍。缺點(diǎn)是單邊帶濾波器實(shí)現(xiàn)難度大ssb信號(hào)的實(shí)現(xiàn)比am、dsb要復(fù)雜，但ssb調(diào)制方式在傳輸信

28、息時(shí)，不僅可節(jié)省發(fā)射功率，而且它所占用的頻帶寬度為，比am、dsb減少了一半。hssbfb=ssb調(diào)制已成為短波通信中一種重要的調(diào)制方式。ssb信號(hào)的解調(diào)和dsb一樣，不能采用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波，因?yàn)閟sb信號(hào)也是抑制載波的已調(diào)信號(hào)，其包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號(hào)的變化，所以能需采用相干解調(diào)。2.4普通調(diào)頻（fm）在調(diào)制時(shí)，調(diào)制信號(hào)的頻率去控制載波的頻率的變化，載波的瞬時(shí)頻偏隨調(diào)制信號(hào)成正比例變化，即 （2-12）式中，為調(diào)頻靈敏度（）。這時(shí)相位偏移為 （2-13）則可得到調(diào)頻信號(hào)為 （2-14）fm信號(hào)解調(diào)：調(diào)制信號(hào)的解調(diào)分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種。相干解調(diào)僅僅適用于窄帶調(diào)頻信號(hào)，且需同步信號(hào)，故

29、應(yīng)用范圍受限；而非相干解調(diào)不需同步信號(hào)，且對(duì)于nbfm信號(hào)和wbfm信號(hào)均適用，因此是fm系統(tǒng)的主要解調(diào)方式。在本仿真的過(guò)程中我們選擇用非相干解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)。 圖2.7 fm解調(diào)模型非相干解調(diào)器由限幅器、鑒頻器和低通濾波器等組成，其方框圖如圖2.7所示。限幅器輸入為已調(diào)頻信號(hào)和噪聲，限幅器是為了消除接收信號(hào)在幅度上可能出現(xiàn)的畸變；帶通濾波器的作用是用來(lái)限制帶外噪聲，使調(diào)頻信號(hào)順利通過(guò)。鑒頻器中的微分器把調(diào)頻信號(hào)變成調(diào)幅調(diào)頻波，然后由包絡(luò)檢波器檢出包絡(luò)，最后通過(guò)低通濾波器取出調(diào)制信號(hào)。設(shè)輸入調(diào)頻信號(hào)為微分器的作用是把調(diào)頻信號(hào)變成調(diào)幅調(diào)頻波。微分器輸出為 （2-15）包絡(luò)檢波的作用是從輸出信號(hào)的

30、幅度變化中檢出調(diào)制信號(hào)。包絡(luò)檢波器輸出為 （2-16）稱為鑒頻靈敏度（），是已調(diào)信號(hào)單位頻偏對(duì)應(yīng)的調(diào)制信號(hào)的幅度，經(jīng)低通濾波器后加隔直流電容，隔除無(wú)用的直流，得 （2-17） 3調(diào)制與解調(diào)的matlab仿真3.1 am的框圖與仿真am的調(diào)制框圖根據(jù)公式2-1連接各種器件形成如下框圖仿真結(jié)果圖1加了噪聲的調(diào)制波形圖2不加噪聲的調(diào)制波形圖3噪聲波形am解調(diào)框圖仿真結(jié)果圖1調(diào)制信號(hào)的波形圖2包絡(luò)檢波波形圖3同步檢波波形通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)am的同步檢波比包絡(luò)檢波的波形好3.2 dsb的框圖與仿真調(diào)制仿真結(jié)果解調(diào)仿真結(jié)果圖1調(diào)制信號(hào)的波形圖2包絡(luò)檢波波形圖3同步檢波波形通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)同步檢波的波形好3.3 ss

31、b的框圖與仿真調(diào)制仿真結(jié)果解調(diào)仿真結(jié)果圖1包絡(luò)檢波波形圖2同步檢波波形通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)同步檢波波形好3.4 fm的框圖與仿真調(diào)制仿真結(jié)果解調(diào)仿真結(jié)果總結(jié)為期三周的通信原理課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，由于我對(duì)于matlab這款軟件的使用比較生疏。再者對(duì)于通信原理的理論知識(shí)也已經(jīng)忘記了很多，部分細(xì)節(jié)都不能記得起來(lái)。所以一開(kāi)始接受這個(gè)任務(wù)時(shí)心里不免有幾分畏懼。很是羨慕使用quartus ii做設(shè)計(jì)的同學(xué)。畢竟任務(wù)已經(jīng)下來(lái)，逃避終歸不是辦法，老師布置好任務(wù)之后，就讓我們回去查資料。我先是在網(wǎng)上搜了一些資料。感覺(jué)還是摸不著頭腦，下午又去圖書(shū)館借了相關(guān)資料，又看matlab基礎(chǔ)入門。 萬(wàn)事開(kāi)頭難啊，一開(kāi)始的學(xué)習(xí)確實(shí)讓

32、我費(fèi)了不少力，也走了不少?gòu)澛?，在和?duì)友的討論下，我還是慢慢的摸索出了一點(diǎn)頭緒。 在運(yùn)行matlab軟件仿真的過(guò)程中，我對(duì)matlab的相關(guān)知識(shí)及其應(yīng)用也一定的了解，初步了解學(xué)習(xí)了matlab編程語(yǔ)言，從而達(dá)到了各類調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn)。這次設(shè)計(jì)中接觸了很多新的知識(shí)，擴(kuò)展了我的知識(shí)面，更加鍛煉了我的動(dòng)手能力，使我受益匪淺。 本次的課程設(shè)計(jì)到此暫時(shí)結(jié)束了，設(shè)計(jì)中仍存在很多的瑕疵與不足，由于時(shí)間倉(cāng)促，我學(xué)習(xí)的能力也有限，沒(méi)能夠做到盡善盡美，例如，matlab仿真軟件還有很多的功能沒(méi)能很好的運(yùn)用，對(duì)最后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)可以再使系統(tǒng)新能更優(yōu)，希望在未來(lái)的日子我有機(jī)會(huì)改善這些。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們遇到了很多

33、問(wèn)題，大大小小的，大家不懂的互相討論，這次實(shí)訓(xùn)不僅讓我學(xué)到了很多知識(shí)，同時(shí)也加深了我們同學(xué)之間共同解決問(wèn)題的默契，這就是團(tuán)隊(duì)精神吧。我很開(kāi)心很滿足！致謝這次能夠勉強(qiáng)完成任務(wù)，主要是在靠我們指導(dǎo)老師老師的幫助，在此感謝老師。當(dāng)然，還有和我共同解決困難的同組同學(xué)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們遇到了很多問(wèn)題，在我們解決不了時(shí)都是我們的指導(dǎo)老師細(xì)心解答，讓我們的問(wèn)題得以解決，才使課設(shè)順利進(jìn)行。本次的試驗(yàn)設(shè)計(jì)使我受益匪淺。每次的實(shí)訓(xùn)都像是在給我補(bǔ)充能量。感謝學(xué)校給我們提供這么好的機(jī)會(huì)！再次感謝我們的指導(dǎo)老師！參考文獻(xiàn)【1】通信原理大學(xué)出版社【2】王聰,周勝軍.設(shè)計(jì)模式在通信系統(tǒng)仿真軟件中的應(yīng)用j.系統(tǒng)仿真報(bào),20

34、04,4【3】張志涌,劉瑞楨,楊祖櫻.掌握和精通matlab.北京:北京航空航天出版社,1997【4】周開(kāi)利.基于matlab/simulink的模擬通信系統(tǒng)仿真j.信息技術(shù),2003,12 內(nèi)部資料，請(qǐng)勿外傳！6a*cz7h$dq8kqqfhvzfedswsyxty#&qa9wkxfyeq!djs#xuyup2knxprwxma&ue9aqgn8xp$r#͑gxgjqv$ue9wewz#qcue%&qypeh5pdx2zvkum>xrm6x4ngpp$vstt#&ksv*3tngk8!z89amywpazadnu#kn&muwfa5uxy7jnd6ywrrwwcvr9cpbk!z

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