基于Matlab的AM調(diào)制

1、2016屆課程設(shè)計(jì)基于Matlab的AM調(diào)制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)生姓名 古再麗努爾.阿卜來(lái)提 學(xué) 號(hào) 5021212125 所屬學(xué)院 信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 通信工程 班 級(jí) 通信16-1班 指導(dǎo)教師 石魯珍 教師職稱(chēng) 講 師 塔里木大學(xué)教務(wù)處制塔里木大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程名稱(chēng)： 通信原理課程設(shè)計(jì) 課程所屬教研室： 逸夫樓207教室 指導(dǎo)教師： 石魯珍 學(xué)號(hào)5021212125學(xué)生姓名古再麗努爾.阿卜來(lái)提（專(zhuān)業(yè)）班級(jí)通信工程16-1設(shè)計(jì)題目基于Matlab的AM調(diào)制設(shè)計(jì)技術(shù)內(nèi)容1.掌握振幅調(diào)制原理。2.學(xué)會(huì)MATLAB仿真軟件在調(diào)制中的應(yīng)用。3.掌握參數(shù)設(shè)置方法和性能分析方法。4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)中波形的變

2、換，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。設(shè)計(jì)要求 利用MATLAB軟件進(jìn)行AM調(diào)制仿真設(shè)計(jì)，輸出顯示調(diào)制信號(hào)、已調(diào)信號(hào)以及載波信號(hào)等波形，并輸出顯示他們的頻譜圖。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。參考資料. 【1】詹亞鋒通信信號(hào)自動(dòng)制式識(shí)別及參數(shù)估計(jì)D清華大學(xué)，20042樊昌信等. 通信原理（第6版）M. 國(guó)防工業(yè)出版社，2008.33John G. proakis等著, 劉樹(shù)棠譯. 現(xiàn)代通信系統(tǒng)(Matlab版)（第1版）M, 西安交通大學(xué)出版社,4唐向宏等著.MATLAB及在電子信息類(lèi)課程中的應(yīng)用,電子工業(yè)出版社，2008年6月周次第一周第二周應(yīng)完成內(nèi)容查找有關(guān)此次課設(shè)主題的

3、書(shū)籍進(jìn)而確定課設(shè)題目。 利用MATLAB軟件進(jìn)行AM調(diào)制和解調(diào)的仿真與設(shè)計(jì)，并進(jìn)行調(diào)制。 對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析并撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字說(shuō)明：1、此表一式三份，院、學(xué)科組、學(xué)生各一份。 2、學(xué)生那份任務(wù)書(shū)要求裝訂到課程設(shè)計(jì)報(bào)告前面。目錄1.前言11.1 課題內(nèi)容21.2 設(shè)計(jì)目的21.3 設(shè)計(jì)要求21.4開(kāi)發(fā)工具22.AM調(diào)制的原理分析32.1 AM信號(hào)介紹32.2振幅調(diào)制產(chǎn)生原理32.2.1載波與調(diào)制信號(hào)32.3調(diào)幅電路方案分析43. Matlab仿真53.1 載波信號(hào)53.1.1 程序設(shè)計(jì)與運(yùn)行結(jié)果53.2 調(diào)制【4】信號(hào)73.2.1 程序設(shè)計(jì)與運(yùn)行結(jié)果73.3 已調(diào)信

4、號(hào)83.3.1 已調(diào)信號(hào)的程序設(shè)計(jì)與運(yùn)行結(jié)果84.結(jié)論與心得105.參考文獻(xiàn)11基于matlab的AM調(diào)制摘要：通信的目的是傳輸信息，如何準(zhǔn)確地傳輸信息是通信的一個(gè)重要目標(biāo)。通常從信源產(chǎn)生的原始的基帶信號(hào)具有較低頻的頻譜分量，這種信號(hào)在多信道復(fù)用，無(wú)線電傳輸?shù)葓?chǎng)合不適宜直接進(jìn)行傳輸。因此，在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常要將基帶信號(hào)調(diào)制在較高的載頻上，這就是我們要調(diào)制的原因，學(xué)習(xí)AM調(diào)制原理，AM調(diào)制就是由調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的幅度，使之隨調(diào)制信號(hào)作線性變化的過(guò)程。在波形上，幅度已調(diào)信號(hào)的幅度隨基帶信號(hào)的規(guī)律而呈正比地變化。所謂調(diào)制，就是在傳送信號(hào)的一方將所要傳送的信號(hào)附加在高頻振蕩上，再由天線發(fā)射出

5、去。這里高頻振蕩波就是攜帶信號(hào)的運(yùn)載工具，也叫載波。振幅調(diào)制，就是由調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的振幅，直至隨調(diào)制信號(hào)做線性變化。在線性調(diào)制系列中，最先應(yīng)用的一種幅度調(diào)制是全調(diào)幅或常規(guī)調(diào)幅，簡(jiǎn)稱(chēng)為調(diào)幅（AM）?，F(xiàn)在的社會(huì)越來(lái)越發(fā)達(dá)，科學(xué)技術(shù)不斷地在更新，在信號(hào)和模擬電路里面經(jīng)常要用到調(diào)制，而AM調(diào)制是最基本的，也是經(jīng)常用到的。利用Matlab仿真建立AM調(diào)制的通信系統(tǒng)模型，用Matlab仿真程序畫(huà)出調(diào)制信號(hào)、載波、已調(diào)信號(hào)、相干解調(diào)之后信號(hào)的波形以及功率頻譜密度，分析所設(shè)計(jì)系統(tǒng)性能。關(guān)鍵詞：AM信號(hào)，調(diào)制，Matlab仿真1.前言現(xiàn)在的社會(huì)越來(lái)越發(fā)達(dá)，科學(xué)技術(shù)不斷地在更新，在信號(hào)和模擬通信中的問(wèn)題是

6、要把載有消息的信號(hào)經(jīng)系統(tǒng)加工處理后，送入信道進(jìn)行傳送，從而實(shí)現(xiàn)消息的相互傳遞。信號(hào)傳遞過(guò)程受到外來(lái)干擾的影響還受到設(shè)備元器件的限制，為了克服這些缺點(diǎn)通過(guò)調(diào)制技術(shù)把基帶信號(hào)變?yōu)榫哂幸欢◣挼倪m合于信道傳輸?shù)念l帶信號(hào)。調(diào)制的過(guò)程就是對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移的過(guò)程。模擬信號(hào)的載波調(diào)制里面經(jīng)常要用到調(diào)制，二AM調(diào)制是最基本的。也是經(jīng)常用到的。AM是調(diào)幅（Amplitude Modulation）【1】，用AM調(diào)制可以在電路里面實(shí)現(xiàn)很多功能，制造出很多有用又實(shí)惠的電子產(chǎn)品，為我們的生活帶來(lái)便利。我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫氖找魴C(jī)也是采用了AM調(diào)制方式，而且在軍事和民用領(lǐng)域都有十分重要的研究課題。1.1 課題內(nèi)容1.設(shè)計(jì)

7、AM信號(hào)實(shí)現(xiàn)的Matlab程序，輸出調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)以及已調(diào)信號(hào)波形以及頻譜圖，并改變參數(shù)觀察信號(hào)變化情況，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。2.設(shè)計(jì)AM信號(hào)解調(diào)實(shí)現(xiàn)的Matlab程序，輸出并觀察解調(diào)信號(hào)波形，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。1.2 設(shè)計(jì)目的1.掌握振幅調(diào)制原理。2.學(xué)會(huì)Matlab仿真軟件在振幅調(diào)制中的應(yīng)用。3.掌握參數(shù)設(shè)置方法和性能分析方法。4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)中波形的變換，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。1.3 設(shè)計(jì)要求利用Matlab軟件進(jìn)行振幅調(diào)制程序設(shè)計(jì)，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。1.4開(kāi)發(fā)工具 計(jì)算機(jī)、Matla

8、b軟件、相關(guān)資料2.AM調(diào)制的原理分析2.1 AM信號(hào)介紹通信的目的是傳輸信息，如何準(zhǔn)確地傳輸信息是通信的一個(gè)重要目標(biāo)。通常從信源產(chǎn)生的原始的基帶信號(hào)具有較低的頻譜分量，這種信號(hào)在多信道復(fù)用、無(wú)線電傳輸?shù)葓?chǎng)合不適宜直接進(jìn)行傳輸。因此。在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常要將基帶信號(hào)調(diào)制在較高的載頻上，而在接收端則需要有相反的過(guò)程-解調(diào)。根據(jù)調(diào)制前的信號(hào)是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，可以把信號(hào)調(diào)制方式分為模擬調(diào)制方式和數(shù)字調(diào)制方式。模擬調(diào)制【2】方式是載頻信號(hào)的幅度、頻率或相位隨著欲傳輸?shù)哪M輸入基帶信號(hào)的變化而相應(yīng)發(fā)生變化的調(diào)制方式，包括：幅度調(diào)制（AM）、頻率調(diào)制（FM）、相位調(diào)制（PM）三種。幅度調(diào)制是用調(diào)制

9、信號(hào)去控制高頻載波的振幅，使其按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，其它參數(shù)不變。是使高頻載波的振幅載有傳輸信息的調(diào)制方式。振幅調(diào)制分為三種方式：普通調(diào)幅方式（AM）、抑制載波的雙邊帶調(diào)制（DSB-SC）和單邊帶調(diào)制（SSB）。所得的已調(diào)信號(hào)分別稱(chēng)為調(diào)幅波信號(hào)、雙邊帶信號(hào)和單邊帶信號(hào)。2.2振幅調(diào)制產(chǎn)生原理所謂調(diào)制，就是在傳送信號(hào)的一方將所要傳送的信號(hào)附加在高頻振蕩上，再由天線發(fā)射出去。這里高頻振蕩波就是攜帶信號(hào)的運(yùn)載工具，也叫載波。振幅調(diào)制，就是由調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的振幅，直至隨調(diào)制信號(hào)做線性變化。在線性調(diào)制系列中，最先應(yīng)用的一種幅度調(diào)制是全調(diào)幅或常規(guī)調(diào)幅，簡(jiǎn)稱(chēng)為調(diào)幅（AM）。在頻域中已調(diào)波頻譜是基帶調(diào)

10、制信號(hào)頻譜的線性位移；在時(shí)域中，已調(diào)波包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)波形呈線性關(guān)系。2.2.1載波與調(diào)制信號(hào)載波的作用： 在調(diào)制的通信系統(tǒng)中，載波只起一個(gè)裝載和運(yùn)送信號(hào) 的作用，相當(dāng)于“運(yùn)載工具”，而調(diào)制信號(hào)才是真正需要傳送的對(duì)象。設(shè)正弦載波為式中，A為載波幅度；為載波角頻率；為載波初始相位(通常假設(shè)=0).調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)）為。根據(jù)調(diào)制的定義，振幅調(diào)制信號(hào)（已調(diào)信號(hào)）一般可以表示為 設(shè)調(diào)制信號(hào)的頻譜為，則已調(diào)信號(hào)的頻譜： 2.3調(diào)幅電路方案分析標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波（AM）產(chǎn)生原理 ：調(diào)制信號(hào)是只來(lái)來(lái)自信源的調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)），這些信號(hào)可以是模擬的，亦可以是數(shù)字的。為首調(diào)制的高頻振蕩信號(hào)可稱(chēng)為載波，它可以是正弦波，

11、亦可以是非正弦波(如周期性脈沖序列)。載波由高頻信號(hào)源直接產(chǎn)生即可，然后經(jīng)過(guò)高頻功率放大器進(jìn)行放大，作為調(diào)幅波的載波，調(diào)制信號(hào)由低頻信號(hào)源直接產(chǎn)生，二者經(jīng)過(guò)乘法器后即可產(chǎn)生雙邊帶的調(diào)幅波【3】。 設(shè)載波信號(hào)的表達(dá)式為，調(diào)制信號(hào)的表達(dá)式為 ，則調(diào)幅信號(hào)的表達(dá)式為圖2-3標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波示意圖3. Matlab仿真3.1 載波信號(hào)3.1.1 程序設(shè)計(jì)與運(yùn)行結(jié)果t=-1:0.00001:1; A0=10; %載波信號(hào)振幅f=6000; %載波信號(hào)頻率w0=f*pi;Uc=A0*cos(w0*t); %載波信號(hào)figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,Uc);title(載頻信號(hào)波形)

12、;axis(0,0.01,-15,15);subplot(2,1,2);Y1=fft(Uc); %對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換 plot(abs(Y1);title(載波信號(hào)頻譜);axis(5800,6200,0,1000000); 1.1.載波信號(hào)波形圖：橫坐標(biāo)是時(shí)間t (單位：s),縱坐標(biāo)是載波信號(hào) uc (單位：V)載波信號(hào)頻譜圖：橫坐標(biāo)是載波信號(hào)頻率f （單位：HZ），縱坐標(biāo)是電壓振幅 （單位：V/ HZ） 圖3.1 載波信號(hào)3.2 調(diào)制【4】信號(hào)3.2.1 程序設(shè)計(jì)與運(yùn)行結(jié)果t=-1:0.00001:1; A1=5; %調(diào)制信號(hào)振幅f=6000; %載波信號(hào)頻率w0=f*pi;mes=

13、A1*cos(0.001*w0*t); %調(diào)制信號(hào)subplot(2,1,1);plot(t,mes);xlabel(t),title(調(diào)制信號(hào)); subplot(2,1,2);Y2=fft(mes); % 對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換 plot(abs(Y2);title(調(diào)制信號(hào)頻譜);axis(198000,202000,0,1000000);調(diào)制信號(hào)圖：橫坐標(biāo)為時(shí)間t（單位：秒s），縱坐標(biāo)為調(diào)制信號(hào)U（t）調(diào)制信號(hào)頻譜圖：橫坐標(biāo)是載波信號(hào)頻率f（單位：HZ），縱坐標(biāo)是電壓振幅 （單位：V/ HZ） 圖3.2 調(diào)制信號(hào)3.3 已調(diào)信號(hào)3.3.1 已調(diào)信號(hào)的程序設(shè)計(jì)與運(yùn)行結(jié)果t=-1:0.0

14、0001:1; A0=10; %載波信號(hào)振幅A1=5; %調(diào)制信號(hào)振幅A2=3; %已調(diào)信號(hào)振幅f=3000; %載波信號(hào)頻率w0=2*f*pi;m=0.15; %調(diào)制度mes=A1*cos(0.001*w0*t); %消調(diào)制信號(hào)Uam=A2*(1+m*mes).*cos(w0).*t); %AM 已調(diào)信號(hào) subplot(2,1,1);plot(t,Uam);grid on;title(AM調(diào)制信號(hào)波形);subplot(2,1,2);Y3=fft(Uam); % 對(duì)AM已調(diào)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換 plot(abs(Y3),grid;title(AM調(diào)制信號(hào)頻譜);axis(5950,6050,

15、0,500000); 圖3.3.1 已調(diào)AM信號(hào)的波形圖4.結(jié)論與心得通過(guò)這一課程設(shè)計(jì)，我掌握了獨(dú)立搜集資料、思考分析問(wèn)題的能力和獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，使自己無(wú)論在今后的學(xué)習(xí)中還是工作中遇到困難的時(shí)候都能自己將其解決。同時(shí)，對(duì)書(shū)理論知識(shí)有了更深刻的了解。本實(shí)驗(yàn)將Matlab 7.0 軟件引入信號(hào)處理課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓我掌握利用Matlab 軟件進(jìn)行信號(hào)的調(diào)制分析的方法，將比較抽象的概念和計(jì)算以圖形的形式直觀地顯示出來(lái)，從中可以了解和掌握基本的調(diào)制原理，本實(shí)驗(yàn)將枯燥的理論轉(zhuǎn)化為形象生動(dòng)的實(shí)際操作效果，通過(guò)對(duì)這課程的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)，觀察和分析，增強(qiáng)了我對(duì)課程中抽象理論的認(rèn)識(shí)和理解，鍛煉了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的

16、能力，同事激發(fā)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣，激勵(lì)我的創(chuàng)造性思維。通過(guò)這次AM調(diào)制設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)達(dá)到了一些目的：1.掌握振幅調(diào)制原理。2.學(xué)會(huì)MATLAB仿真軟件在調(diào)制中的應(yīng)用。3.掌握參數(shù)設(shè)置方法和性能分析方法。4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)中波形的變換，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。用AM調(diào)制可以在電路里面實(shí)現(xiàn)很多功能，制造出很多有用又實(shí)惠的電子產(chǎn)品，為我們的生活帶來(lái)便利。我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫氖找魴C(jī)也是采用了AM調(diào)制方式，而且在軍事和民用領(lǐng)域都有十分重要的用途。5.參考文獻(xiàn)【1】詹亞鋒通信信號(hào)自動(dòng)制式識(shí)別及參數(shù)估計(jì)D清華大學(xué)，20042樊昌信等. 通信原理（第6版）M. 國(guó)防工業(yè)出版社，2008.33John G. proakis等著,

17、劉樹(shù)棠譯. 現(xiàn)代通信系統(tǒng)(Matlab版)（第1版）M, 西安交通大學(xué)出版社,4唐向宏等著.MATLAB及在電子信息類(lèi)課程中的應(yīng)用,電子工業(yè)出版社，2008年6月課程設(shè)計(jì)驗(yàn)收鑒定表學(xué)號(hào)5021212125學(xué)生姓名古再麗努爾.阿卜來(lái)提（專(zhuān)業(yè)）班級(jí)通信工程16-1班設(shè)計(jì)題目基于Matlab的AM調(diào)制指導(dǎo)教師石魯珍一、 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：任務(wù)：1.學(xué)習(xí)振幅調(diào)制原理。2.學(xué)習(xí)MATLAB仿真軟件在調(diào)制中的應(yīng)用。3.學(xué)會(huì)參數(shù)設(shè)置方法和性能分析方法并用Matlab軟件設(shè)計(jì)AM調(diào)制。4.通過(guò)設(shè)計(jì)的AM調(diào)制實(shí)驗(yàn)中波形的變換，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。要求：1、學(xué)會(huì)使用Matlab軟件和仿真振幅調(diào)制仿真。2、能完成AM調(diào)制的設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行仿真分析。3、完成本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程記錄，對(duì)所設(shè)計(jì)的AM調(diào)制及其仿真的結(jié)果進(jìn)行源文件保存。4、完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，詳細(xì)闡述課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想及其過(guò)程。指導(dǎo)教師簽名_ 年 月 日二、 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師簽名_ 年 月 日三、 成績(jī)及等級(jí): 學(xué)院驗(yàn)收蓋章 年 月 日塔里木大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見(jiàn)表學(xué)號(hào)：5021212125 姓名： 古再麗努爾.阿卜來(lái)提 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：平時(shí)成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日?qǐng)D面及其