模擬調(diào)制系統(tǒng)的研究 通信原理課程設(shè)計報告 通信工程 無需修改

1、課 程 設(shè) 計通信工程專業(yè)通信原理課程設(shè)計題 目 模擬調(diào)制系統(tǒng)的研究 學(xué)生姓名 王 學(xué)號10000000670 所在院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級 通 信 工 程 專 業(yè) 100 班 指導(dǎo)教師 完成地點 物理與電信工程學(xué)院實驗室 2013年 3 月 22 日通信工程專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級 通 信 工 程 專 業(yè)103班 學(xué)生姓名 王 一、課程設(shè)計題目 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)計工作自 2013 年 3 月 4 日 起至 2013 年 3 月 22 日止三、課程設(shè)計進(jìn)行地點: 物 理 與 電 信 工 程 學(xué)

2、 院 實 驗 室 四、課程設(shè)計的內(nèi)容要求：在通信技術(shù)的發(fā)展中，通信系統(tǒng)的仿真是一個技術(shù)重點。這次課程設(shè)計的重點就是模擬通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的基本原理以及仿真，并在MATLAB軟件平臺上的仿真實現(xiàn)幾種常見的模擬調(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。常見的調(diào)幅（AM）,雙邊帶（DSB），單邊帶（SSB）等調(diào)制就是幅度的幾個典型實例。在線性調(diào)制系統(tǒng)中，此次課程設(shè)計主要用調(diào)幅（AM）,雙邊帶（DSB）和單邊帶（SSB），調(diào)頻（FM）等調(diào)制為說明對象，從原理等方面進(jìn)行分析闡述并進(jìn)行仿真分析，說明其調(diào)制原理，并進(jìn)行仿真分析。利用MATLAB對模擬調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，結(jié)合MATLA

3、B模塊和Simulink工具箱的實現(xiàn)，對仿真結(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 指 導(dǎo) 教 師 系(教 研 室) 通 信 工 程 系 接受任務(wù)開始執(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（包括AM,DSB,SSB,FM），輸出顯示調(diào)制信號、載波信號以及已調(diào)信號波形，并輸出顯示三種信號頻譜圖。對產(chǎn)生波形進(jìn)行分析，并通過參數(shù)的改變，觀察波形變化，分析實驗現(xiàn)象 關(guān) 鍵 詞

4、 線性調(diào)制；MATLAB；信號頻譜；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, us

5、ing Matlab 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 par

6、ameters, 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)

7、制與解調(diào)的MATLAB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，在不同時期具有不同的表現(xiàn)形式。例如，話音、文字、音樂、數(shù)據(jù)、圖片或活動圖像等都是消息。 實現(xiàn)通信的方式和手段很多，如手勢、語音、消息樹，烽火臺和擊鼓傳令，以及現(xiàn)代社會的電報、電話、廣播、電視、遙測、因特網(wǎng)、數(shù)據(jù)和計算機通信等，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

8、號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。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）。在無線通信中和其他大多數(shù)場合，調(diào)制一詞均指載波調(diào)制。 載波調(diào)制，就是用調(diào)制信號去控制載波的參數(shù)的過程，即使載波的某一個或某幾個參數(shù)按照調(diào)制信號的規(guī)律而變化。調(diào)制信號是指來自信源的消息信號（基帶信號），這些信號可以是模擬的，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，它含有調(diào)制信號的全部特征。解調(diào)（也稱檢波）則是調(diào)制的逆過程，其作用是將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來。 為什么要進(jìn)行載波調(diào)制呢？基帶信號對載波的調(diào)制是為了實現(xiàn)下

9、列一個或多個目標(biāo)：第一，在無線傳輸中，信號是以電磁波的形式通過天線輻射到空間的。為了獲得較高的輻射效率，天線的尺寸必須與發(fā)射線號波長相比擬。而基帶信號包含的較低頻率分量的波長較長，致使天線過長而難以實現(xiàn)。第二，把多個基帶信號分別搬移到不同載頻處，以實現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率。第三，擴(kuò)展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾，抗衰落能力，還可實現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。因此，調(diào)制對通信系統(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)制信號是模擬信號還是數(shù)字信號，載波信號是連續(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

10、調(diào)制、模擬脈沖調(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)制的幾個典型事例；而頻率調(diào)制（FM）是角度調(diào)制中被廣泛來用的一種。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（發(fā)端信息源完成）和把電信號恢復(fù)

11、成最初的連續(xù)消息（收端信宿完成）。由信源輸出的電信號（基帶信號）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，即將基帶信號轉(zhuǎn)換成其適合信道傳輸?shù)男盘枺@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)過調(diào)制后的信號通常稱為已調(diào)信號。已調(diào)信號有三個基本特性：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)信號又常稱為頻帶信號。必須指出，從消息的發(fā)送到消息的恢復(fù)，事實上并非僅有以上兩種變換，通常在一個通信系統(tǒng)里可能還有濾波、放大、天線輻射與接收、控制等過程。對信號傳輸而言，由于上面兩

12、種變換對信號形式的變化起著決定性作用，它們是通信過程中的重要方面。而其它過程對信號變化來說，沒有發(fā)生質(zhì)的作用，只不過是對信號進(jìn)行了放大和改善信號特性等，因此，這些過程我們認(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)字基帶信號轉(zhuǎn)換成適于信道傳輸?shù)臄?shù)字調(diào)制信號(已調(diào)信號或頻帶信號)； 時域定義：調(diào)制就是用基帶信號去控制載波信號的某個或幾個參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號傳輸，而解調(diào)是調(diào)制的反過程，通過具體的方法從已調(diào)信號的參量變化中將恢復(fù)原始的基帶信號。 頻域定義：調(diào)制就是將基帶信號的頻譜搬移到信道通帶中或者其中的某個頻段上的過程，而解調(diào)是將信道中來的頻帶信號恢復(fù)為基帶信號的

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

14、的接受者（信宿）處理和理解的過程。該過程稱為解調(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)制信號的形式可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。用模擬信號調(diào)制稱為模擬調(diào)制；用數(shù)據(jù)或數(shù)字信號調(diào)制稱為數(shù)字調(diào)制。按被調(diào)信號的種類可分為脈沖調(diào)制、正弦波調(diào)制和強度調(diào)制(如對非相干光調(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和性能。1.5MATLAB簡介MATLAB是MathWorks公

15、司開發(fā)的一種跨平臺的，用于矩陣數(shù)值計算的簡單高效的數(shù)學(xué)語言，與其它計算機高級語言如C，C+，F(xiàn)ortran，Basic，Pascal等相比，MATLAB語言編程要簡潔得多，編程語句更加接近數(shù)學(xué)描述，可讀性好，其強大的圖形功能和可視化數(shù)據(jù)處理能力也是其它高級語言望塵莫及的。對于具有任何一門高級語言基礎(chǔ)的讀者來說，學(xué)習(xí)MATLAB十分容易。但是，要用好MATLAB卻不是在短時間就可以達(dá)到的。這并不是因為MATLAB語言復(fù)雜難懂，而是實際問題的求解往往更多的是需要使用者具備數(shù)學(xué)知識和專業(yè)知識。MATLAB使得人們擺脫了常規(guī)計算機編程的繁瑣，讓人們能夠?qū)⒋蟛糠志ν度氲窖芯繂栴}的數(shù)學(xué)建模上?？梢哉f，應(yīng)

16、用MATLAB這一數(shù)學(xué)計算和系統(tǒng)仿真的強大工具，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)行虛擬實驗的有效工具。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)交流首選的共同語言。在國內(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來完成的。 與其它高級語言相比較，MATLAB具有獨特的優(yōu)勢： (1) MATLAB是一種跨平臺的數(shù)學(xué)語言。 (2) MATLAB是一種超高級語言。 (3) MATLAB語法簡單，編程風(fēng)格接近數(shù)學(xué)語言描述，是數(shù)學(xué)算法開發(fā)和驗

17、證的最佳工具。 (4) MATLAB計算精度很高。 (5) MATLAB具有強大的繪圖功能。 (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等分析設(shè)計方法已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需要,通信系統(tǒng)計算機模擬仿真技術(shù)日益顯示出其巨大的優(yōu)越性.。計算機仿真是根據(jù)被研究的真實系統(tǒng)的模型,利用計算機進(jìn)行實驗研究的一種方法.它具有利用模型進(jìn)行仿真的一系列

18、優(yōu)點,如費用低,易于進(jìn)行真實系統(tǒng)難于實現(xiàn)的各種試驗,以及易于實現(xiàn)完全相同條件下的重復(fù)試驗等。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)的軟件開發(fā)環(huán)境,它用于科學(xué)和工程的計算與可視化。Matlab的編程功能簡單,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)值計算問題。Matlab具有強大的Simulink動態(tài)仿真環(huán)境,可以實現(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

19、統(tǒng)的仿真軟件包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)境下對自己的模型進(jìn)行仿真、分析和修改。用于實現(xiàn)通信仿真的通信工具包(Communication toolbox,也叫Commlib,通信工具箱)是Matlab語言中的一個科學(xué)性工具包,提供通信領(lǐng)域中計算、研究模擬發(fā)展、系統(tǒng)設(shè)計和分析的功能,可以在Matlab環(huán)境下獨立使用,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)生成一個人機交互界面，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

20、廣泛應(yīng)用，本文也選用該工具對線性調(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。AM調(diào)制器模型如下圖所示。圖2.1 AM調(diào)制器模型AM信號的時域和頻域表達(dá)式分別為 （2-1） （2-2）式中，為外加的直流分量；m(t)可以是確知信號也可以是隨機信號，但通常認(rèn)為其平均值為0，即。AM信號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m(t)的上限頻率為。顯然，調(diào)制信號m(t)的帶寬為。圖2.2 AM信號的典型波形和頻譜圖由圖2.2可見，AM信號波形的包絡(luò)與輸入基帶信號m(t)成正比，故用

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

22、相干解調(diào)和包絡(luò)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m(t)中無直流分量，則輸出的已調(diào)信號就是無載波分量的雙邊帶調(diào)制信號，或稱抑制載波雙邊帶（DSB）調(diào)制信號，簡稱雙邊帶（DSB）信號。DSB調(diào)制器模型如圖2.3所示?？梢奃SB信號實質(zhì)上就是基帶信號與載波直接相乘，其時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 ，DSB信號的包絡(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信號的頻譜與AM信號的完全相同，仍由上下對稱的兩個邊帶組成。故DSB信號是不帶載波的雙邊

23、帶信號，它的帶寬與AM信號相同，也為基帶信號帶寬的兩倍， 即 （2-5）式中，為調(diào)制信號帶寬，為調(diào)制信號的最高頻率。 DSB信號解調(diào)DSB信號只能運用相干解調(diào)，其模型與AM信號相干解調(diào)時完全相同，如圖2.3所示。此時，乘法器輸出 （2-6）經(jīng)低通濾波器濾除高次項，得（2-7）即無失真地恢復(fù)出原始電信號。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)制電路簡單，僅用一個乘法器就可實現(xiàn)。缺點是占用頻帶寬度比較寬，為基帶信號的2倍。DSB信號的特點：1、由時間波形可知，DSB信號的包絡(luò)不再與調(diào)制信號的變化規(guī)律一致，因而不能采用簡單的包絡(luò)檢波來恢復(fù)調(diào)制信號，需采用相干解調(diào)(同步檢

24、波)。2、在調(diào)制信號m(t)的過零點處，高頻載波相位有180的突變。3、由頻譜圖可知，DSB信號節(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)制信號帶寬的兩倍，與AM信號帶寬相同。由于DSB信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，它們都攜帶了調(diào)制信號的全部信息，因此僅傳輸其中一個邊帶即可，這就是單邊帶調(diào)制能解決的問題2.3單邊帶調(diào)制（SSB）由于DSB信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，皆攜帶了調(diào)制信號的全部信息，因此，從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤]，僅傳輸其中一個邊帶就夠了。這就又演變出另一種新的調(diào)制方式單邊帶調(diào)制（SSB）。SSB信號調(diào)制：產(chǎn)生SSB信號的方法很多，其中最基本的方法有濾波法和相移法

25、。（1）用濾波法形成SSB信號用濾波法實現(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信號最直觀方法的是，將設(shè)計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邊帶通過，而濾除另一個邊帶。產(chǎn)生上邊帶信號時即為，產(chǎn)生下邊帶信號時即為。顯然，SSB信號的頻譜可表示為 (2-8)圖2.4 SSB信號的濾波法產(chǎn)生用濾波法實現(xiàn)SSB信號，原理框圖簡潔、直觀，但存在的一個重要問題是單邊帶濾波器不易制作。這是因為，理想特性的濾波器是不可能做到的，實際濾波器從通帶到阻帶總有一個過渡帶。濾波器的實現(xiàn)難度與過渡帶相對于載頻的歸一化值有關(guān)，過渡帶的歸一化值愈小，分割上、下邊帶就愈難

26、實現(xiàn)。而一般調(diào)制信號都具有豐富的低頻成分，經(jīng)過調(diào)制后得到的DSB信號的上、下邊帶之間的間隔很窄，要想通過一個邊帶而濾除另一個，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渡帶，這就使得濾波器的設(shè)計與制作很困難，有時甚至難以實現(xiàn)。為此，實際中往往采用多級調(diào)制的辦法，目的在于降低每一級的過渡帶歸一化值，減小實現(xiàn)難度。 可以證明，SSB信號的時域表示式為 （2-9）式中，“”對應(yīng)上邊帶信號，“+”對應(yīng)下邊帶信號；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，如圖2.5所示。圖中，為希爾伯特濾波器，它實質(zhì)上是一個寬帶相移網(wǎng)絡(luò)，對中的任意頻率分量均相移。圖2

27、.5 相移法形成SSB信號的模型相移法形成SSB信號的困難在于寬帶相移網(wǎng)絡(luò)的制作，該網(wǎng)絡(luò)要對調(diào)制信號的所有頻率分量嚴(yán)格相移，這一點即使近似達(dá)到也是困難的。SSB信號解調(diào)：從SSB信號調(diào)制原理圖中不難看出，SSB信號的包絡(luò)不再與調(diào)制信號成正比，因此SSB信號的解調(diào)也不能采用簡單的包絡(luò)檢波，需采用相干解調(diào)，如圖所示。圖:2.6 SSB信號的相干解調(diào)此時，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。缺點是單邊帶濾波器實現(xiàn)難度大SSB信號的實現(xiàn)比AM、DSB要復(fù)雜，但SSB調(diào)

28、制方式在傳輸信息時，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信號的解調(diào)和DSB一樣，不能采用簡單的包絡(luò)檢波，因為SSB信號也是抑制載波的已調(diào)信號，其包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號的變化，所以能需采用相干解調(diào)。2.4普通調(diào)頻（FM）在調(diào)制時，調(diào)制信號的頻率去控制載波的頻率的變化，載波的瞬時頻偏隨調(diào)制信號成正比例變化，即 （2-12）式中，為調(diào)頻靈敏度（）。這時相位偏移為 （2-13）則可得到調(diào)頻信號為 （2-14）FM信號解調(diào)：調(diào)制信號的解調(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，且

29、需同步信號，故應(yīng)用范圍受限；而非相干解調(diào)不需同步信號，且對于NBFM信號和WBFM信號均適用，因此是FM系統(tǒng)的主要解調(diào)方式。在本仿真的過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)頻信號和噪聲，限幅器是為了消除接收信號在幅度上可能出現(xiàn)的畸變；帶通濾波器的作用是用來限制帶外噪聲，使調(diào)頻信號順利通過。鑒頻器中的微分器把調(diào)頻信號變成調(diào)幅調(diào)頻波，然后由包絡(luò)檢波器檢出包絡(luò)，最后通過低通濾波器取出調(diào)制信號。設(shè)輸入調(diào)頻信號為微分器的作用是把調(diào)頻信號變成調(diào)幅調(diào)頻波。微分器輸出為 （2-15）包絡(luò)檢波的作用

30、是從輸出信號的幅度變化中檢出調(diào)制信號。包絡(luò)檢波器輸出為 （2-16）稱為鑒頻靈敏度（），是已調(diào)信號單位頻偏對應(yīng)的調(diào)制信號的幅度，經(jīng)低通濾波器后加隔直流電容，隔除無用的直流，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)制信號的波形圖2包絡(luò)檢波波形圖3同步檢波波形通過實驗發(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)制信號的波形圖2包絡(luò)檢波波形圖3同步檢波波形通過實驗發(fā)現(xiàn)同步檢波的波形好3.3