利用MATLAB實(shí)現(xiàn)信號(hào)的幅度調(diào)制與解調(diào)

1、 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)信號(hào)的幅度調(diào)制與解調(diào) 緒論調(diào)制在通信過程中起著極其重要的作用，無線電通信是通過空間輻射方式傳送信號(hào)的，調(diào)制過程可以將信號(hào)頻譜搬移到容易以電磁波形式輻射的較高頻率范圍，此外調(diào)制過程可以將不同的信號(hào)通過頻譜搬移托付至不同頻率的載波上實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用不致于互相干擾。振幅調(diào)制是一種應(yīng)用很廣的連續(xù)波調(diào)制方式調(diào)幅信號(hào)?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠(yuǎn)、通信容量大、傳輸質(zhì)量好。作為其關(guān)鍵技術(shù)之一的調(diào)制解調(diào)技術(shù)一直是人們研究的一個(gè)重要方向。從模擬調(diào)制到數(shù)字調(diào)制, 從二進(jìn)制調(diào)制發(fā)展到多進(jìn)制調(diào)制, 雖然調(diào)制方式多種多樣, 但都是朝著使通信系統(tǒng)更高速、更可靠的方向發(fā)展。一個(gè)系統(tǒng)的通信質(zhì)量, 很大程度上依

2、賴于所采用的調(diào)制方式。因此對(duì)調(diào)制方式的研究直接決定著通信系統(tǒng)質(zhì)量的好壞。實(shí)際的通信系統(tǒng)需要完成從信源到信宿的全部功能, 這通常是比較復(fù)雜的。對(duì)這個(gè)系統(tǒng)做出的任何改動(dòng)(如改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、改變某個(gè)參數(shù)的設(shè)置等) 都可能影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。因此在設(shè)計(jì)新系統(tǒng)、對(duì)原有的系統(tǒng)做出修改或者進(jìn)行相關(guān)研究時(shí), 通常要進(jìn)行建模和仿真, 通過仿真結(jié)果來衡量方案的可行性, 從中選擇最合理的系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置, 然后再應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)中。通過仿真, 可以提高研究開發(fā)工作的效率, 發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中潛在的問題, 優(yōu)化系統(tǒng)整體的性能。利用MATLAB編程可以很方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)通信信號(hào)的調(diào)制的仿真。本文針對(duì)模擬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行討論,介

3、紹了雙邊帶幅度調(diào)制系統(tǒng)的基本原理和使MATLAB對(duì)其進(jìn)行仿真的基本方法。在MATLAB環(huán)境下模擬了雙邊帶幅度調(diào)制的基本過程,構(gòu)建了一個(gè)雙邊帶幅度調(diào)制系統(tǒng)并進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真, 得到較為直觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 使得對(duì)調(diào)制系統(tǒng)的分析變得十分便捷。由于本文的工作只限于原理性的仿真,所以在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮噪聲、干擾和濾波等模塊的引入。同時(shí), 各個(gè)模塊的參數(shù)的設(shè)置也需要進(jìn)行嚴(yán)格的分析和計(jì)算, 以更好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的性能。1.信號(hào)幅度調(diào)制與解調(diào)在通信系統(tǒng)中從消息變換過來的原始信號(hào)所占的有效頻帶往往具有頻率較低的頻譜分量, 例如語(yǔ)音信號(hào)。如果將這種信號(hào)直接在信道中進(jìn)行傳輸, 則會(huì)嚴(yán)重影響信息傳送的有效性和可靠性,

4、因此這種信號(hào)在許多信道中均是不適宜直接進(jìn)行傳輸?shù)?。通信系統(tǒng)的發(fā)射端通常需要有調(diào)制過程, 將調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到所希望的位置上,使之轉(zhuǎn)換成適于信道傳輸或便于信道多路復(fù)用的已調(diào)信號(hào);同樣在接收端則需要有解調(diào)過程, 以恢復(fù)原來有用的信號(hào)。根據(jù)被調(diào)制的是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào), 調(diào)制技術(shù)可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。模擬調(diào)制技術(shù)在20世紀(jì)曾有廣泛的應(yīng)用, 如軍事通信、短波通信、微波中繼和無線電廣播等,在當(dāng)今通信數(shù)字化的趨勢(shì)下仍然具有一定的存在價(jià)值, 是最基本的調(diào)制技術(shù)。模擬調(diào)制主要包括頻率(FM)、相位(PM)、幅度(AM)三種基本調(diào)制方式。其中AM在無線電廣播系統(tǒng)中占有主要地位。1.1 基本調(diào)制技術(shù)1.

5、1.1 模擬調(diào)制技術(shù)調(diào)制就是使一個(gè)信號(hào)（如光、高頻電磁振蕩等）的某些參數(shù)（如振幅、頻率等）按照另一個(gè)欲傳輸?shù)男盘?hào)（如聲音、圖像等）的特點(diǎn)變化的過程。例如某中波廣播電臺(tái)的頻率為 540kHz ，這個(gè)頻率是指載波的頻率，它是由高頻電磁振蕩產(chǎn)生的等幅正弦波頻率。用所要傳播的語(yǔ)言或音樂信號(hào)去改變高頻振蕩的幅度，使高頻振蕩的幅度隨語(yǔ)言或音樂信號(hào)的變化而變化，這個(gè)控制過程就稱為調(diào)制。其中語(yǔ)言或音樂信號(hào)叫做調(diào)制信號(hào)，調(diào)制后的載波就載有調(diào)制信號(hào)所包含的信息，稱為已調(diào)波。幅度調(diào)制往往是線性調(diào)制。常用的線性調(diào)制方法包括雙邊帶幅度調(diào)制(DSB-AM)、常規(guī)幅度調(diào)制和單邊幅度調(diào)制(SSB-AM)。AM是調(diào)幅（Ampl

6、itude Modulation），用AM調(diào)制與解調(diào)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，為我們的生活帶來便利。在我們?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)域都是十分重要的。幅度調(diào)制的特點(diǎn)是載波的頻率始終保持不變，它的振幅卻是變化的。其幅度變化曲線與要傳遞的低頻信號(hào)是相似的。它的振幅變化曲線稱之為包絡(luò)線，代表了要傳遞的信息，見圖1。 幅度調(diào)制在中、短波廣播和通信中使用甚多。幅度調(diào)制的不足是抗干擾能力差，因?yàn)楦鞣N工業(yè)干擾和天電干擾都會(huì)以調(diào)幅的形式疊加在載波上，成為干擾和雜波。tt包絡(luò)線調(diào)制信號(hào)調(diào)幅波載波圖1 幅度調(diào)制原理波形1.1.2 幅度調(diào)制產(chǎn)生原

7、理 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)稱為調(diào)幅(AM)。為了提高傳輸?shù)男剩€有載波受到抑制的雙邊帶調(diào)幅波（DSB和單邊帶調(diào)幅波（SSB)。在頻域中已調(diào)波頻譜是基帶調(diào)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。主要由調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)兩部分組成。用調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的幅度，使其隨調(diào)制信號(hào)呈線性變化的過程。如果載波信號(hào)是單頻正弦波，調(diào)制器輸出的已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)與輸入調(diào)制信號(hào)為線性關(guān)系。以常規(guī)雙邊帶調(diào)幅為例，輸出已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)與輸入調(diào)制信號(hào)成正比。信號(hào)的調(diào)制原理模型如圖所示： m(t) s(t) C(t)圖 2 信號(hào)的調(diào)制原理模型其中m(t)

8、為基帶調(diào)制信號(hào)，它可以是確知信號(hào)，也可以是隨機(jī)信號(hào)，但通常認(rèn)為它的平均值為0。其時(shí)域表達(dá)式為: (1) (2)式中，為載波振幅，為載波角頻率為載波的初始相位。1.1.3 信號(hào)的波形和頻譜特性雙邊帶幅度調(diào)制(DSB-AM), 又稱抑制載波調(diào)幅, 其特點(diǎn)是已調(diào)制信號(hào)頻譜中包含兩個(gè)邊帶(上、下邊帶), 且這兩個(gè)邊帶包含相同的信息。在DSB-AM中已調(diào)信號(hào)的時(shí)域表示如式子（2）:雙邊帶幅度調(diào)制的輸出包含了載頻和上下邊帶的成分。在式子（1）中，令A(yù)0 =1,=0。可得 (3) 設(shè)m(t)的頻譜為M(w），由Fourier變換的理論可得已調(diào)信號(hào)頻譜 (4)信號(hào)的波形和相應(yīng)的頻譜圖如圖3所示：圖3 已調(diào)信號(hào)

9、的時(shí)域波形及其頻譜由圖可以看出，第一：已調(diào)信號(hào)的頻譜與基帶信號(hào)的頻譜呈線性關(guān)系，只是將基帶信號(hào)的頻譜搬移，并沒有產(chǎn)生新的頻譜成分，因此此調(diào)制屬于線性調(diào)制；第二：已調(diào)信號(hào)波形的包絡(luò)與基帶信號(hào)成正比，所以信號(hào)的解調(diào)即可以采用相干解調(diào)，也可以采用非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）。第三：信號(hào)的頻譜中含有載頻和上，下兩個(gè)邊帶，無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，故已調(diào)波形的帶寬為原基帶信號(hào)帶寬的兩倍，即 （5）其中為調(diào)制信號(hào)的最高頻率 1.2 幅度解調(diào)原理及方式 通信系統(tǒng)中從消息變換過來的原始信號(hào)所占的有效頻帶往往具有頻率較低的頻譜分量, 如果將這種信號(hào)直接在信道中進(jìn)行傳輸, 則會(huì)嚴(yán)重影響信息傳送

10、的有效性和可靠性, 因此這種信號(hào)在許多信道中均是不適宜直接進(jìn)行傳輸?shù)?。通信系統(tǒng)的發(fā)射端通常需要有調(diào)制過程, 將調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到所希望的位置上,使之轉(zhuǎn)換成適于信道傳輸或便于信道多路復(fù)用的已調(diào)信號(hào);同樣在接收端則需要有解調(diào)過程, 以恢復(fù)原來有用的信號(hào)。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。而解調(diào)是調(diào)制的逆過程，是將位于載波的信號(hào)頻譜再搬回來，并且不失真的恢復(fù)出原始基帶信號(hào)。對(duì)于幅度調(diào)制來說，解調(diào)是從它的幅度變化提取調(diào)制信號(hào)的過程。解

11、調(diào)的方式有兩種：相干解調(diào)與非相干解調(diào)。相干解調(diào)適用于各種線性調(diào)制系統(tǒng)，非相干解調(diào)一般適用幅度調(diào)制信號(hào)。這里主要講信號(hào)的相干解調(diào)。所謂相干解調(diào)是為了從接受的已調(diào)信號(hào)中，不失真地恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)，要求本地載波和接收信號(hào)的載波保證同頻同相。相干載波的一般模型如圖4：低通濾波器圖4 信號(hào)的相干解調(diào)原理圖將已調(diào)信號(hào)乘上一個(gè)與調(diào)制器同頻同相的載波，得 (6) （7）由(7)式可知，只要用一個(gè)低通濾波器，就可以將第1項(xiàng)與第2項(xiàng)分離，無失真的恢復(fù)出原始的調(diào)制信號(hào) （8）相干解調(diào)的關(guān)鍵是必須產(chǎn)生一個(gè)與調(diào)制器同頻同相位的載波。如果同頻同相位的條件得不到滿足，則會(huì)破壞原始信號(hào)的恢復(fù)。由(8)式可以看出，相干解調(diào)后得到

12、的波形幅度為原始調(diào)制信號(hào)波形幅度的一半，而且，相干解調(diào)后得到的頻譜幅度也是原始調(diào)制信號(hào)頻譜幅度的一半。信號(hào)的波形及頻譜如圖5所示：圖5 調(diào)制與解調(diào)信號(hào)的時(shí)域波形及其頻譜由圖可以看出，第一，低通濾波后得到的解調(diào)信號(hào)波形與基帶信號(hào)成正比關(guān)系，所以調(diào)制信號(hào)采用相干解調(diào)后，解調(diào)波形的幅度為原調(diào)制信號(hào)幅度的一半，與理論計(jì)算相同。第二，解調(diào)信號(hào)波形的頻譜與調(diào)制信號(hào)的頻譜呈正比關(guān)系，只是將調(diào)制信號(hào)的頻譜縮減。由此可見完好的恢復(fù)出了原始調(diào)制信號(hào)。2. MATLAB軟件HYPERLINK /doc/5365830.html#5365830-5601522-1介紹2.1 MATLAB軟件簡(jiǎn)介 MATLAB（矩陣實(shí)

13、驗(yàn)室）是MATrix LABoratory的縮寫，是一款由美國(guó)The MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件。MATLAB是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境。除了矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)/數(shù)據(jù)圖像等常用功能外，MATLAB還可以用來創(chuàng)建用戶界面及與調(diào)用其它語(yǔ)言（包括C，C+和FORTRAN）編寫的程序。盡管MATLAB主要用于數(shù)值運(yùn)算，但利用為數(shù)眾多的附加工具箱（Toolbox）它也適合不同領(lǐng)域的應(yīng)用，例如控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析、圖像處理、信號(hào)處理與通訊、金融建模和分析等。另外還有一個(gè)配套軟件包Simulink，提供了一個(gè)可視化開發(fā)環(huán)境，常用于系統(tǒng)模擬、

14、動(dòng)態(tài)/嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等方面。MATLAB和HYPERLINK /doc/3102369.htmlMathematica、Maple并稱為三大HYPERLINK /doc/5343249.html數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行HYPERLINK /doc/5351907.html矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)HYPERLINK /doc/2758411.html算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他HYPERLINK /doc/538266.html編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、HYPERLINK /doc/838176.h

15、tml圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，HYPERLINK /doc/3863934.htmlFORTRAN，C+，HYPERLINK /doc/2886868.htmlJAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一

16、些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。2.2 MATLAB軟件特點(diǎn)MATLAB由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著MATLAB的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級(jí)，MATLAB的用戶界面也越來越精致，更加接近Windows的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡(jiǎn)單。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。簡(jiǎn)單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過編譯就可以直接運(yùn)行，而且能

17、夠及時(shí)地報(bào)告出現(xiàn)的錯(cuò)誤及進(jìn)行出錯(cuò)原因分析。MATLAB是一個(gè)包含大量計(jì)算HYPERLINK /doc/2758411.html算法的集合。其擁有600多個(gè)工程中要用到的HYPERLINK /doc/5343249.html數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種計(jì)算功能。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計(jì)算中的最新研究成果，而前經(jīng)過了各種優(yōu)化和容錯(cuò)處理。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語(yǔ)言，如C和C+ 。在計(jì)算要求相同的情況下，使用MATLAB的編程工作量會(huì)大大減少。MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡(jiǎn)單最基本的函數(shù)到諸如HYPERLINK /doc/5351907.html矩陣，特征向量

18、、快速傅立葉變換的復(fù)雜函數(shù)。函數(shù)所能解決的問題其大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏HYPERLINK /doc/3717743.html微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏矩陣運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、HYPERLINK /doc/5350859.html三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿真等。其特點(diǎn)如下：1) 高效的數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能，能使用戶從繁雜的HYPERLINK /doc/5343249.html數(shù)學(xué)運(yùn)算分析中解脫出來；2) 具有完備的圖形處理功能,實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和編程的可視化;3) 友好的用戶界面及接近數(shù)學(xué)

19、表達(dá)式的自然化語(yǔ)言，使學(xué)者易于學(xué)習(xí)和掌握；4) 功能豐富的應(yīng)用工具箱(如信號(hào)處理工具箱、通信工具箱等) ,為用戶提供了大量方便實(shí)用的處理工具。3. MATLAB仿真3.1 調(diào)制信號(hào)與頻譜的MATLAB仿真調(diào)制信號(hào)為一正弦信號(hào)f(t)=sin(40*pi*t)，由傅里葉變換計(jì)算可得： (9)又 ，所以可得出頻譜在f=20和f=-20處有幅度。利用MATLAB軟件對(duì)其進(jìn)行編程及仿真。程序及波形圖和頻譜圖如下所示：T=0.001; %采樣周期fs=1/T; %采樣頻率Tp=1;%觀察時(shí)間N=Tp/T;%采樣點(diǎn)n=0:N-1;t=n*T;Yi=sin (40*pi*t); %調(diào)制信號(hào)subplot (

20、211);plot (t,Yi);xlabel(t);ylabel(幅度);title(調(diào)制信號(hào));axis(0,.5,-1,1);grid;Yk=fft (Yi,2048) ;%對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換Yw=2*pi/N*abs (fftshift (Yk) ;Fw=-1024:1023 /2048*fs;subplot (212);plot (Fw,Yw);xlabel(頻率/hz);ylabel(調(diào)制信號(hào)頻譜幅度);title(調(diào)制信號(hào)頻譜); axis(-40,40,0,.3);grid;圖6所示的調(diào)制信號(hào)頻譜圖與計(jì)算值相同，MATLAB軟件很好的完成了仿真。圖6 調(diào)制信號(hào)波形及頻譜3

21、.2 載波信號(hào)與頻譜的MATLAB仿真令載波為c(t)=cos(w0*t) 其中w0=2*pi*f0 給定f0=100。則載波信號(hào)為cos(200*pi*t)。利用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)的程序及波形圖和頻譜圖如下所示：T=0.001; %采樣周期fs=1/T; %采樣頻率Tp=1;%觀察時(shí)間N=Tp/T;%采樣點(diǎn)n=0:N-1;t=n*T;y1=cos(200*pi*t); %載波信號(hào) subplot(211);plot(t,y1); xlabel(t);ylabel(幅度);title(載波信號(hào));axis(0,.1,-1,1);fm=20;fs=1000;N=512;Y2=fft(y1,N)

22、;% 對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換 yw=abs(fftshift(Y2);fw=-255:256/N*fs;subplot(212); plot(fw,yw); xlabel(頻率/hz);ylabel(載波信號(hào)頻譜幅度);title(載波信號(hào)頻譜); axis(-200,200,0,100);圖7 載波信號(hào)及頻譜3.3 已調(diào)信號(hào)波形和頻譜的MATLAB仿真使用MATLAB對(duì)DSB-AM進(jìn)行仿真:雙邊帶幅度調(diào)制的過程以及對(duì)其中所包含的對(duì)信號(hào)的頻譜的分析均可通過MATLAB中的相關(guān)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。假設(shè)用信號(hào) 以DSB-AM方式調(diào)制載波 , 所得到的已調(diào)制信號(hào)記為s(t), 并將采樣頻率定為fs=100

23、0, 則可在MATLAB中設(shè)計(jì)程序?qū)υ摲日{(diào)制的結(jié)果進(jìn)行仿真。在MATLAB中運(yùn)行下述程序可得到調(diào)制后的信號(hào)波形和頻譜如下所示。T=0.001; %采樣周期fs=1/T; %采樣頻率Tp=1;%觀察時(shí)間N=Tp/T;%采樣點(diǎn)n=0:N-1;t=n*T;Yi=sin (40*pi*t).*cos(200*pi*t); %調(diào)制后信號(hào)subplot (211);plot (t,Yi);xlabel(t);ylabel(幅度);title(已調(diào)波形); axis(0,.3,-1,1);grid;Yk=fft (Yi,2048) ;%對(duì)調(diào)制后信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換Yw=2*pi/N*abs (fftshif

24、t (Yk) ;Fw=-1024:1023 /2048*fs;subplot (212);plot (Fw,Yw);xlabel(頻率/hz);ylabel(已調(diào)信號(hào)頻譜幅度);title(DSB已調(diào)頻譜); axis(-200,200,0,1);grid;圖8 已調(diào)信號(hào)波形和頻譜3.4 解調(diào)信號(hào)和頻譜的MATLAB仿真在MATLAB中運(yùn)行下述程序可得到解調(diào)的信號(hào)波形和頻譜如圖所示T=0.001; %采樣周期fs=1/T; %采樣頻率Tp=1;%觀察時(shí)間N=Tp/T;%采樣點(diǎn)n=0:N-1;t=n*T;y6=sin (40*pi*t).*cos(200*pi*t).*cos(200*pi*t)

25、;Rp=0.1;Rs=30;wp=0.03;ws=0.1;n11,wn11=buttord(wp,ws,Rp,Rs,s); %求低通濾波器的階數(shù)和截止頻率 b11,a11=butter(n11,wn11,low); %求S域的頻率響應(yīng)的參數(shù) x1=filter(b11,a11,y6);subplot(223);plot(t,x1);xlabel(t);ylabel(幅度);title(解調(diào)波形); axis(0,.5,-1,1);grid;x2=fft(x1,2048);%對(duì)調(diào)制后信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換x3=2*pi/N*abs (fftshift (x2) ;fw3=-1024:1023 /20

26、48*fs;subplot (224);plot (fw3,x3);xlabel(頻率/hz);ylabel(解調(diào)信號(hào)頻譜幅度)title(解調(diào)頻譜); axis(-40,40,0,1);grid;圖9 解調(diào)信號(hào)和頻譜4. 總結(jié)體會(huì)經(jīng)過一學(xué)期的學(xué)習(xí)，在忙碌之余我也有很大的收獲。雖然我們的課節(jié)不是很多，但在這有限的時(shí)間里，老師盡其所能的將自己所知道的知識(shí)傳授給大家，讓大家真正的有所學(xué)、有所悟。由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及組員的支持，想要完成這個(gè)是難以想象的。在這里，我首先要感謝任景英老師在我有疑問的時(shí)候給我解惑，才讓我更好的完成論文。其實(shí)，任何一門學(xué)科

27、都有其特有的功能和價(jià)值，對(duì)于我們電子專業(yè)來說，MATLAB語(yǔ)言是十分重要的，它是一門工具學(xué)科，在我們以后的學(xué)習(xí)和工作中有很多的應(yīng)用。比如在力學(xué)的受力分析中，在平時(shí)實(shí)驗(yàn)的誤差分析中，在數(shù)學(xué)公式的求導(dǎo)中等等。這一學(xué)科貫穿于我們各個(gè)學(xué)科中，起著至關(guān)重要的作用。通過這一段時(shí)間的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，使我更加清楚的明白的信號(hào)調(diào)幅的調(diào)制與解調(diào)的具體過程及方法，使我對(duì)整個(gè)過程有了更加深刻的了解，同時(shí)也進(jìn)一步了解了MATLAB的基礎(chǔ)應(yīng)用知識(shí)，使我的知識(shí)有了更加深刻的理解。在課程設(shè)計(jì)的過程中我遇到了很多問題，使我明白了自己的知識(shí)到底有多欠缺。通過查資料及和同學(xué)們共同討論分析最終解決了問題，這也使我明白了團(tuán)隊(duì)的重要性，我們

28、大家都是一個(gè)團(tuán)隊(duì)，我們個(gè)人的能力是很微小，很渺茫，我們只有和大家一起，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的力量，我們才可能更效率的解決問題，迎接各種考驗(yàn)，只有那些靠團(tuán)隊(duì)的集團(tuán)才才能解決各種困難，才可能真正取得成功。同時(shí)，我們?cè)诿鎸?duì)各種問題的時(shí)候，我們不能驚慌，只有通過查資料，來慢慢的查找解決問題的方法才可能真正的解決問題，因此我們學(xué)習(xí)學(xué)的不僅僅是書面上的知識(shí)，更是解決問題的方法與思路。不僅在這門學(xué)科中是這樣，在其他學(xué)科中也是一樣的。 由于自己的選題疏忽，有些東西自己沒有學(xué)過，這樣做起來就更困難了，不得不請(qǐng)教高年級(jí)的學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐以及不斷地從網(wǎng)上查找相關(guān)的資料。我知道這就是自己學(xué)習(xí)的過程。雖然自己做的不是非常完美，但我想以

29、自己現(xiàn)在的水平做到這樣我還是很滿意的。凡事都要經(jīng)歷從不會(huì)到會(huì)的過程，我曾經(jīng)以為自己做不了，但是最后自己還是做好了，因此我知道：有些事只要自己肯做并認(rèn)真的去做就一定可以實(shí)現(xiàn)！我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)和生活中更加努力的去提高自己，應(yīng)用自己所學(xué)的知識(shí)解決更多的問題！參考文獻(xiàn)1陳后金. 信號(hào)與系統(tǒng)M.北京：高等教育出版社，2007.07.2張潔.雙邊帶幅度調(diào)制及其 MATLAB 仿真J.科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2006.93陳潔，焦振宇. 基于MATLAB7.0 的信號(hào)調(diào)制與解調(diào)分析J. 山西電子技術(shù). 2006(5).4徐明遠(yuǎn), 邵玉斌.MATLAB仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 2

30、005.5張森, 張正亮.MATLAB仿真技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例教程.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.6劉敏毅.基于MATLAB的調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì).現(xiàn)代計(jì)算機(jī), 2005.7.附錄程序1 調(diào)制信號(hào)與已調(diào)信號(hào)的波形及頻譜T=0.001; %采樣周期fs=1/T; %采樣頻率Tp=10;N=Tp/T;n=0:N-1;t=n*T;Yi=sin (40*pi*t); %調(diào)制信號(hào)subplot (221);plot (t,Yi);xlabel(t);ylabel(幅度);title(調(diào)制信號(hào));axis(0,.5,-1,1);grid;Yk=fft (Yi,2048) ;%對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換Yw=2*

31、pi/N*abs (fftshift (Yk) ;Fw=-1024:1023 /2048*fs;subplot (222);plot (Fw,Yw);xlabel(頻率/hz);ylabel(調(diào)制信號(hào)頻譜幅度);title(調(diào)制信號(hào)頻譜); axis(-40,40,0,1);grid;Yi=sin (40*pi*t).*cos(200*pi*t); %調(diào)制后信號(hào)subplot (225);plot (t,Yi);xlabel(t);ylabel(幅度);title(已調(diào)波形); axis(0,.3,-1,1);grid;Yk=fft (Yi,2048) ;%對(duì)調(diào)制后信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換Yw=2*

32、pi/N*abs (fftshift (Yk) ;Fw=-1024:1023 /2048*fs;subplot (222);plot (Fw,Yw);xlabel(頻率/hz);ylabel(已調(diào)信號(hào)頻譜幅度);title(DSB已調(diào)頻譜); axis(-200,200,0,1);grid;程序2 調(diào)制信號(hào)與解調(diào)信號(hào)的波形及頻譜T=0.001; %采樣周期fs=1/T; %采樣頻率Tp=10;N=Tp/T;n=0:N-1;t=n*T;Yi=sin (40*pi*t); %調(diào)制信號(hào)subplot (221);plot (t,Yi);xlabel(t);ylabel(幅度);title(調(diào)制信號(hào))

33、;axis(0,.5,-1,1);grid;Yk=fft (Yi,2048) ;%對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換Yw=2*pi/N*abs (fftshift (Yk) ;Fw=-1024:1023 /2048*fs;subplot (222);plot (Fw,Yw);xlabel(頻率/hz);ylabel(調(diào)制信號(hào)頻譜幅度);title(調(diào)制信號(hào)頻譜); axis(-40,40,0,1);grid;y6=sin (40*pi*t).*cos(200*pi*t).*cos(200*pi*t);Rp=0.1;Rs=30;wp=0.03;ws=0.1;n11,wn11=buttord(wp,ws,R

34、p,Rs,s); %求低通濾波器的階數(shù)和截止頻率 b11,a11=butter(n11,wn11,low); %求S域的頻率響應(yīng)的參數(shù) x1=filter(b11,a11,y6);subplot(223);plot(t,x1);xlabel(t);ylabel(幅度);title(解調(diào)波形); axis(0,.5,-1,1);grid;x2=fft(x1,2048);%對(duì)調(diào)制后信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換x3=2*pi/N*abs (fftshift (x2) ;fw3=-1024:1023 /2048*fs;subplot (224);plot (fw3,x3);xlabel(頻率/hz);ylabe

35、l(調(diào)制信號(hào)頻譜幅度)title(解調(diào)頻譜); axis(-40,40,0,1);grid;附錄資料：MATLAB的30個(gè)方法1 內(nèi)部常數(shù)pi 圓周率 exp(1)自然對(duì)數(shù)的底數(shù)ei 或j 虛數(shù)單位Inf或 inf 無窮大 2 數(shù)學(xué)運(yùn)算符a+b 加法a-b減法a*b矩陣乘法a.*b數(shù)組乘法a/b矩陣右除ab矩陣左除a./b數(shù)組右除a.b數(shù)組左除ab 矩陣乘方a.b數(shù)組乘方-a負(fù)號(hào) 共軛轉(zhuǎn)置.一般轉(zhuǎn)置3 關(guān)系運(yùn)算符=等于大于=大于或等于=不等于4 常用內(nèi)部數(shù)學(xué)函數(shù) 指數(shù)函數(shù)exp(x)以e為底數(shù)對(duì)數(shù)函數(shù)log(x)自然對(duì)數(shù)，即以e為底數(shù)的對(duì)數(shù)log10(x)常用對(duì)數(shù)，即以10為底數(shù)的對(duì)數(shù)log2

36、(x)以2為底數(shù)的x的對(duì)數(shù)開方函數(shù)sqrt(x)表示x的算術(shù)平方根絕對(duì)值函數(shù)abs(x)表示實(shí)數(shù)的絕對(duì)值以及復(fù)數(shù)的模三角函數(shù)（自變量的單位為弧度）sin(x)正弦函數(shù)cos(x)余弦函數(shù)tan(x)正切函數(shù)cot(x)余切函數(shù)sec(x)正割函數(shù)csc(x)余割函數(shù)反三角函數(shù) asin(x)反正弦函數(shù)acos(x)反余弦函數(shù)atan(x)反正切函數(shù)acot(x)反余切函數(shù)asec(x)反正割函數(shù)acsc(x)反余割函數(shù)雙曲函數(shù) sinh(x)雙曲正弦函數(shù)cosh(x)雙曲余弦函數(shù)tanh(x)雙曲正切函數(shù)coth(x)雙曲余切函數(shù)sech(x)雙曲正割函數(shù)csch(x)雙曲余割函數(shù)反雙曲函數(shù)

37、asinh(x)反雙曲正弦函數(shù)acosh(x)反雙曲余弦函數(shù)atanh(x)反雙曲正切函數(shù)acoth(x)反雙曲余切函數(shù)asech(x)反雙曲正割函數(shù)acsch(x)反雙曲余割函數(shù)求角度函數(shù)atan2(y,x)以坐標(biāo)原點(diǎn)為頂點(diǎn)，x軸正半軸為始邊，從原點(diǎn)到點(diǎn)（x，y）的射線為終邊的角，其單位為弧度，范圍為（ ， 數(shù)論函數(shù)gcd(a,b)兩個(gè)整數(shù)的最大公約數(shù)lcm(a,b)兩個(gè)整數(shù)的最小公倍數(shù)排列組合函數(shù)factorial(n)階乘函數(shù)，表示n的階乘 復(fù)數(shù)函數(shù) real(z)實(shí)部函數(shù)imag(z)虛部函數(shù)abs(z)求復(fù)數(shù)z的模angle(z)求復(fù)數(shù)z的輻角，其范圍是（ ， conj(z)求復(fù)數(shù)z

38、的共軛復(fù)數(shù)求整函數(shù)與截尾函數(shù)ceil(x)表示大于或等于實(shí)數(shù)x的最小整數(shù)floor(x)表示小于或等于實(shí)數(shù)x的最大整數(shù)round(x)最接近x的整數(shù)最大、最小函數(shù)max(a，b，c，)求最大數(shù)min(a，b，c，)求最小數(shù)符號(hào)函數(shù) sign(x)5 自定義函數(shù)-調(diào)用時(shí)：“返回值列=M文件名（參數(shù)列）”function 返回變量=函數(shù)名（輸入變量） 注釋說明語(yǔ)句段（此部分可有可無）函數(shù)體語(yǔ)句 6進(jìn)行函數(shù)的復(fù)合運(yùn)算compose(f,g) 返回值為f(g(y)compose(f,g,z) 返回值為f(g(z)compose(f,g,x,.z) 返回值為f(g(z)compose(f,g,x,y,z

39、) 返回值為f(g(z)7 因式分解syms 表達(dá)式中包含的變量 factor(表達(dá)式) 8 代數(shù)式展開syms 表達(dá)式中包含的變量 expand(表達(dá)式)9 合并同類項(xiàng)syms 表達(dá)式中包含的變量 collect(表達(dá)式，指定的變量)10 進(jìn)行數(shù)學(xué)式化簡(jiǎn)syms 表達(dá)式中包含的變量 simplify(表達(dá)式)11 進(jìn)行變量替換syms 表達(dá)式和代換式中包含的所有變量 subs(表達(dá)式，要替換的變量或式子，代換式)12 進(jìn)行數(shù)學(xué)式的轉(zhuǎn)換調(diào)用Maple中數(shù)學(xué)式的轉(zhuǎn)換命令，調(diào)用格式如下：maple(Maple的數(shù)學(xué)式轉(zhuǎn)換命令) 即：maple(convert(表達(dá)式，form)將表達(dá)式轉(zhuǎn)換成for

40、m的表示方式 maple(convert(表達(dá)式，form, x) 指定變量為x，將依賴于變量x的函數(shù)轉(zhuǎn)換成form的表示方式（此指令僅對(duì)form為exp與sincos的轉(zhuǎn)換式有用） 13 解方程solve(方程，變?cè)? 注：方程的等號(hào)用普通的等號(hào)： = 14 解不等式調(diào)用maple中解不等式的命令即可，調(diào)用形式如下： maple(maple中解不等式的命令)具體說，包括以下五種：maple( solve（不等式）) maple( solve（不等式，變?cè)?) maple( solve（不等式，變?cè)?) maple( solve（不等式，變?cè)?) maple( solve（不等式，變?cè)?/p>

41、 )15 解不等式組調(diào)用maple中解不等式組的命令即可，調(diào)用形式如下： maple(maple中解不等式組的命令) 即：maple( solve（不等式組，變?cè)M） )16 畫圖方法：先產(chǎn)生橫坐標(biāo)的取值和相應(yīng)的縱坐標(biāo)的取值，然后執(zhí)行命令： plot(x,y) 方法2：fplot(f(x)，xmin,xmax) fplot(f(x)，xmin,xmax,ymin,ymax) 方法3：ezplot(f(x) ezplot(f(x) ,xmin,xmax) ezplot(f(x) ,xmin,xmax,ymin,ymax) 17 求極限（1）極限：syms x limit(f(x), x, a) （2）單側(cè)極限：左極限：syms x limit(f(x), x, a,left)右極限：syms x limit(f(x), x, a,right) 18 求導(dǎo)數(shù)diff(f(x) diff(