振幅调制及解调综述Word格式.docx
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在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM）。
为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（DSB）和单边带调幅波（SSB）。
在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；
在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
AM调制与解调
首先讨论单频信号的调制情况。
如果设单频调制信号，载波,那么调幅信号（已调波）可表示为
式中，为已调波的瞬时振幅值。
由于调幅信号的瞬时振幅与调制信号成线性关系，即有
=
由以上两式可得
包络检波是指检波器的输出电压直接反应输入高频调幅波包络变化规律的一种检波方式。
由于AM信号的包络与调制信号成正比，因此包络检波只适用与AM波的解调，其原理方框图如图1：
图1包络检波原理图
包络检波器的输入信号为振幅调制信号,其频谱由载频和边频，组成，载频与上下边频之差就是。
因而它含有调制信号的信息。
DSB调制与解调
在AM调制过程中，如果将载波分量抑制掉，就可形成抑制载波双边带信号。
双边带信号可以用载波和调制信号直接相乘得到，即
式中，常数k为相乘电路的相乘系数。
如果调制信号为单频信号,载波，则
同步检波分为乘积型与叠加型两种方式，这两种检波方式都需要接收端恢复载波支持。
乘积型同步检波是直接把本地回复的借条载波和接收信号相乘，然后用低通滤波器将低频信号提取出来。
在这种检波器中，要求本地的解调载波和发送端的调制载波同频同相。
如果其频率或相位有一定的偏差，将会使恢复出来的调制信号产生失真。
图2示出了乘积型同步检波的原理方框图。
设输入已调波信号,本地解调载波,则两信号相乘后的输出为
式中，k为乘法器的相乘系数。
令,且低通滤波器的传输系数为1，则经低通滤波器后的输出信号为
当恢复的本地载波与发射端的调制载波同步（同频，同相），即，时，有即表明同步检波器能无失真地将调制信号恢复出来。
图2乘积型同步检波原理图
SSB调制与解调
对双边带调幅信号，只要取出其中的任一个边带部分，即可成为单边带调幅信号。
其单频调制时的表示式为
上边带信号
下边带信号）=
单边带信号的频谱宽度，仅为双边带振幅信号的一半，从而提高了频带使用率。
由于只发射一个频带，因此大大节省了发射功率。
本文选用下边带信号进行解调，采用乘积型同步检波方式。
设输入已调波信号为,本地解调载波,则两信号相乘后的输出为
二、MATLAB程序、仿真及分析
一．AM调制与解调
源程序：
clear;
%将工作空间数据清空
ma=0.3;
%调制系数
omega_c=2*pi*8000;
omega=2*pi*400;
t=0:
5/400/1000:
5/400;
u_cm=1;
fam=1;
fcm=1;
fc=fcm*cos（omega_c*t）;
%高频载波
fa=fam*（cos（omega*t）+cos（2*omega*t））;
%调制信号
u_am=u_cm*（1+ma*fa）.*fc;
%已调信号
U_c=fft（fc,1024）;
%对高频载波进行傅里叶变换
U_o=fft（fa,1024）;
%对调制信号进行傅里叶变换
U_am=fft（u_am,1024）;
%对已调信号进行傅里叶变换
figure
（1）;
subplot（3,2,1）;
plot（t,fa,'
k'
）;
title（'
调制信号'
grid;
axis（[02/400-2.52.5]）;
xlabel（'
t'
ylabel（'
fa'
subplot（3,2,3）;
plot（t,fc,'
高频载波'
axis（[02/400-1.51.5]）;
fc'
subplot（3,2,5）;
plot（t,u_am,'
已调信号'
axis（[02/400-33]）;
u_am'
fs=5000;
w1=（0:
511）/512*（fs/2）/100;
subplot（3,2,2）;
plot（w1,abs（U_o（1:
512）'
）,'
调制信号频谱'
axis（[070500]）;
X10^4w（Hz）'
abs（H（jw）'
subplot（3,2,4）;
plot（w1,abs（U_c（1:
高频载波频谱'
subplot（3,2,6）;
plot（w1,abs（U_am（1:
已调信号频谱'
fa_o=abs（hilbert（u_am））;
%对u_am进行hilbert变换，求绝对值得到瞬时幅度
fa_o2=（fa_o-1）*10/3;
%调整已调波振幅使其与调制信号一致
figure
（2）;
subplot（2,1,1）;
w=（0:
1000）/1000*5/400;
subplot（2,1,2）;
plot（w,fa_o2,'
已解调信号'
fa_o2'
图3AM调制及解调
DSB调制
u_m=1;
k=1;
fc=u_cm*cos（omega_c*t）;
fa=u_m*cos（omega*t）;
u_am=k*fc.*fa;
图4DSB调制
DSB解调
u_om=1;
%相乘系数
%二阶低通滤波器
r=1.0e4;
c=1.0e-8;
omega_d=1:
（250000-1）/511:
250000;
m=r*c*omega_d;
h_=（m.*m+1）;
hh=ones（1,512）;
h=hh./h_;
%二阶低通滤波器滤波特性方程
%载波
u_i=k*fc.*fa;
%已调波信号
u_o=u_om*cos（omega_c*t）;
%解调载波
u_am=k*u_i.*u_o;
%载波信号与已调波信号相乘，k为相乘系数
U_i=fft（u_i,1024）;
%对已调波信号进行傅里叶变换
U_o=fft（u_o,1024）;
%对解调载波进行傅里叶变换
%对相乘信号进行傅里叶变换
U_o2=[h.*abs（U_am（1:
512））h（512:
-1:
1）.*abs（U_am（513:
1024））];
%低通滤波输出
subplot（4,2,1）;
plot（t,u_i,'
已调波信号'
u_i'
subplot（4,2,3）;
plot（t,u_o,'
本地解调载波'
u_o'
subplot（4,2,5）;
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