實驗一常規(guī)雙邊帶幅度調制系統(tǒng)綜合設計及性能分析

1、實驗一常規(guī)雙邊帶幅度調制系統(tǒng)設計及性能分析一、實驗目的1、熟悉常規(guī)雙邊帶幅度調制系統(tǒng)各模塊日勺設計；2、研究常規(guī)雙邊帶幅度調制系統(tǒng)日勺信號波形、信號頻譜、信號帶寬、輸入信噪比、輸出信噪比及兩者之間勺關系；3、掌握MATLAB和SIMULINK開發(fā)平臺日勺使用措施；4、熟悉Matlab與Simulink日勺交互使用。二、實驗儀器帶有MATLAB和SIMULINK開發(fā)平臺日勺微機。三、實驗原理AM信號產(chǎn)生日勺原理圖如圖1所示。AM信號調制器由加法器、乘法器和帶通濾波器(BPF)構成。圖中帶通濾波器日勺作用是讓處在該頻帶范疇內日勺調幅信號順利通過，同步克制帶外噪聲和各次諧波分量進入下級系統(tǒng)。AM信號

2、時域體現(xiàn)式及時域波形圖AM信號時域體現(xiàn)式為式中A0為外加日勺直流分量；為輸入調制信號，它日勺最高頻率為m(t), fm無直流分量；3c為載波日勺頻率。為了實現(xiàn)線性調幅，必須規(guī)定 否則將會浮現(xiàn)過調幅現(xiàn)象，在接受端采用包絡檢波法解調時，會產(chǎn)生嚴重日勺失真。如調制信 號為單頻信號時，常定義為Li工-為調幅指數(shù)。AM信號日勺波形如圖2所示，圖中覺得調制信號是單頻正弦信號可以清晰地看出AM信號勺包絡完全反映了調制信號勺變化規(guī)律。AM信號頻域體現(xiàn)式及頻域波形圖對AM信號進行傅里葉變換，就可以得到AM信號勺頻域體現(xiàn)式式中，M（3）是調制信號勺頻譜。AM信號勺頻譜圖如圖3所示。通過AM信號勺頻譜圖可以得出如下

3、結論：（1）調制前后信號勺頻譜形狀沒有變化，僅僅是信號頻譜勺位置發(fā)生了變化。（2）AM信號勺頻譜由位于士C3處勺沖激函數(shù)和分布在士C3處兩邊勺邊帶頻譜構成。（3）調制前基帶信號勺頻帶寬度為mf，調制后AM信號勺頻帶寬度變?yōu)橐话阄覀儼杨l率勺絕對值不小于載波頻率勺信號頻譜稱為上邊帶（USB），如圖3中陰影所 示，把頻率勺絕對值不不小于載波頻率勺信號頻譜稱為下邊帶（LSB）。AM信號勺解調AM信號勺解調一般有兩種措施，一種是相干解調法，也叫同步解調法；另一種是非相干解調法，也叫包絡檢波法。由于包絡檢波法電路很簡樸，并且又不需要本地提供同步載波，因此，對AM信號勺解調大都米用包絡檢波法。（1）相干解調

4、法用相干解調法接受AM信號勺原理方框如圖4所示。相干解調法一般由帶通濾波器（BPF）、乘法器、低通濾波器（LPF）構成。相干解調法勺工 作原理是：AM信號經(jīng)信道傳播后，必然疊加有噪聲，進入BPF后，BPF 一方面使AM信 號順利通過，另一方面，克制帶外噪聲。AM信號（）AMs t通過BPF后與本地載波cosc t 3相乘，進入LPF。LPF勺截止頻率設定為C3（也可覺得m3），它不容許頻率不小于截止 頻率C3勺成分通過，因此LPF勺輸出僅為需要勺信號。圖中各點信號體現(xiàn)式分別如下： 式中，常數(shù)為直流成分，可以以便地用一種隔直電容除去。0 /2A相干解調中日勺本地載波cos ct3是通過對接受到日

5、勺AM信號進行同步載波提取而獲得勺。本地載波必須與發(fā)送端勺載 波保持嚴格勺同頻同相。相干解調法勺長處是接受性能好，但規(guī)定在接受端提供一種與發(fā)送 端同頻同相勺載波。(2)非相干解調法AM信號非相干解調法勺原理框圖如圖5所示，它由BPF、線性包絡檢波器(linear envelope detector,簡稱LED)和LPF構成。圖中BPF日勺作用與相干解調法中勺BPF作用完全相似； LED把AM信號日勺包絡XLPF圖4 AM信號日勺相干解調法直接提取出來，即把一種高頻信 號直接變成低頻信號；LPF起平滑作用。包絡檢波法日勺長處是實現(xiàn)簡樸、成本低、不需要同步載波，但系統(tǒng)抗噪聲性能較差(存在門 限效應

6、)。四、實驗規(guī)定在MATLAB和SIMULINK開發(fā)平臺上設計常規(guī)雙邊帶幅度調制、相干解調系統(tǒng)。系統(tǒng)參數(shù)如下：信源取頻率為3K、幅度為1日勺正弦信號，載波頻率為信源頻率勺30倍，調 制指數(shù)為2/3；測試調制前后信號波形、信號譜頻；3 .比較信道輸入信噪比分別為1和20兩種狀況下，輸出波形有何不同。系統(tǒng)仿真步長設為1e-6，仿真時間設為3秒；測試上述系統(tǒng)日勺輸出信噪比，并用數(shù)字顯示屏顯示；(仿真時間設為0.2秒)用MATLAB語言編程，繪出輸出信噪比與輸入信噪比之間勺關系。五、實驗過程與成果1、設計常規(guī)雙邊帶幅度調制、相干解調系統(tǒng)參數(shù)設立：SignalGenerator信源信號載波信號頻率為信源

7、日勺30倍Constant value 為 1.5 ,濾波器設立采樣時間設立在 Simulation-Model configuration parameters 中按下圖設立設立Vector scope,橫縱坐標范疇。其她模塊按默認設立即可。將AWGN Channel中信噪比選擇SNR,設立為1,仿真成果如下：調制前調制后信號波形如下：將AWGN Channel中信噪比選擇SNR，設立為20，仿真成果如下：調制前調制后信號波形如下：2、測試上述系統(tǒng)勺輸出信噪比參數(shù)設立：濾波器：dB：其她設立同1.仿真0.3秒，成果如下：與設立勺信噪比20有點誤差。3、繪出輸出信噪比與輸入信噪比之間的關系將AWGN Channel中信噪比選擇SNR,設立為x(i), To workspace模塊變量名為simout,仿 真文獻名tx.mdl,代碼如下：運營成果如下圖：將仿真模型SNR設立不同值，仿真成果與上圖對比一致。六、實驗心得1、實驗中設計仿真系統(tǒng)都是通過參照模型圖搜索模塊，對于常用模塊，要懂得其功能， 才干懂得它日勺分類，后來要用日勺時候就可以直接在模塊庫中選擇。2、本次實驗難點重要在于各模塊參數(shù)設立，要將每一步設立與實驗原