通信原理实验一.doc
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《通信原理》课程实验报告
HUNANUNIVERSITY
通信原理
课程实验报告
题目：
模拟调制已调信号的波形和频谱
学生姓名：
龙景强
学生学号：
201308080228
专业班级：
物联2班
指导老师：
杜青松
目录
1.实验目的 2
2.实验要求 2
3.实验原理 2
3.1AM调制 2
3.2DSB解调 3
3.3SSB解调..................................................................................................................................3
3.4FM解调...................................................................................................................................4
4.实验方法与实验步骤 5
4.1仿真基本参数 5
4.2生成调制信号 5
4.3生成载波信号 6
4.4AM调制 6
4.5DSB调制................................................................................................................................7
4.6SSB调制.................................................................................................................................8
4.7FM调制..................................................................................................................................9
5.实验结果与分析 10
5.1调制信号波形和频谱 11
5.2载波信号波形和频谱 12
5.3AM信号波形和频谱 13
5.4DSB信号波形和频谱 14
5.5SSB信号波形和频谱 14
5.6FM信号波形和频谱.............................................................................................................15
6.心得与体会 15
第13页
1.实验目的
1、通过实验深入理解常见模拟调制样式AM、DSB、SSB、FM的调制原理及已调信号的波形和频谱；
2、掌握绘制通信信号的频谱图形的方法；
3、练习根据理论分析自行设计实验方法的能力。
2.实验要求
1、用Word撰写实验报告，并提交电子文档（电子文档请发送邮件到sztxyl2010@）；
2、实验原理必须论述清楚；
3、实验报告中列出所有的Matlab源程序；
4、实验报告上写上自己的学号和姓名；
5、严禁抄袭。
3.实验原理
3.1AM调制
图1AM调制模型
图1显示给出了AM调制的原理模型。
从图中可知发送信号和直流分量叠加后乘以高频载波后即可形成AM调制信号。
具体时域表波形为：
（1）
对应的频谱波形为：
（2）
3.2DSB调制
图2DSB调制模型
DSB调制器模型如图2所示。
在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（H（W）=1），调制信号m（t）中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号（DSB）。
每当信源信号极性发生变化时，调制信号的相位都会发生一次突变π。
调制的目的就是进行频谱搬移，调制的目的就是进行频谱搬移，使有用的低频信号搬移到高频上去，从而提高系统信息传输的有效性和可靠性。
其时域和频域的表达式如下：
3.3SSB调制
产生单边带信号的最简单方法，就是先产生双边带。
然后让它通过一个边带滤波器，只传送双边带信号中的一个边带，这种产生单边带信号的方法称为滤波法。
根据滤除方法的不同，产生SSB信号的方法有：
滤波法和相依法。
滤波法即SSB信号的频域表示：
产生SSB信号最直观的方法是，先产生一个双边带信号，然后让其通过一个边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。
我们把这种方法称为滤波法，他是最简单也是最常用的方法。
Ｈ（错误！
未找到引用源。
）为单边带滤波器的传输函数，若它具有如下理想高通特性：
则可以滤除下边带,保留上边带（USB）:
否则可以滤除上边带,保留下边带（LSB）. 因此,SSB信号的频谱可以表示为：
滤波法的技术难点是边带滤波器的制作。
因为实际滤波器都不具有（2.6）或（2.7）所描述的理想特性，即在载频错误！
3.4FM调制
调制信号的一般表达式为
式中：
A为载波的恒定振幅；为信号的瞬时相位，记为；为相对于载波相位的瞬时相位偏移；是信号的瞬时角频率，记为；而称为相对于载频的瞬时频偏。
所谓频率调制（FM），是指瞬时频率偏移随调制信号成比例变化，即
试中：
为调频灵敏度。
这时相位偏移为：
，代入角度调制信号的一般表达式，可得调频信号为：
4.实验方法与实验步骤
本仿真利用MATLAB自带函数调制样式AM、DSB、SSB、FM的调制原理及已调信号的波形和频谱。
4.1仿真基本参数
系统仿真前定义总时间T，采样间隔Ts,时间矢量t，总采样点数N,采样频率Fs,和频率矢量。
具体如下：
%----------------------------------------------------------------
T=20;%仿真的总时间长度20s
Ts=0.0001;%采样时间间隔
t=0:
Ts:
T;%定义时间矢量
N=length（t）;%得到总采样点数
Fs=1/Ts;%采样频率
df=Fs/N;%计算频率分辨率
f=-Fs/2:
df:
Fs/2-df;%定义频率矢量（频谱图的横坐标）
4.2生成调制信号
产生调制信号m（t）=sin6πt，时域波形图显示的横坐标时间范围为0~1s，纵坐标范围为-1.1V~1.1V，画出调制信号的时域波形图及其频谱图形。
%----------------------------------------------------------------
figure
（1）;%定义1号画图窗口
mt=sin（6*pi*t）;%产生调制信号
plot（t,mt）;gridon;%画调制信号的时域波形图
axis（[01-1.11.1]）;
xlabel（'时间（s）'）;ylabel（'电压（V）'）;
title（'调制信号m（t）=sin6πt'）
figure
（2）;
fmt=fft（mt）;
fmt=fftshift（fmt）;
fmt=abs（fmt）;
plot（f,fmt）;gridon;
minF=min（abs（fmt））;
maxF=max（abs（fmt））;
axis（[-1010minFmaxF]）;
xlabel（'频率（Hz）'）;ylabel（'频率幅度值'）;
title（'调制信号幅频特性'）;
4.3产生载波信号
产生载波信号c（t）=cos120πt，要求显示的横坐标时间范围为0~1s，纵坐标范围为-1.1V~1.1V，画出载波信号的时域波形图。
%----------------------------------------------------------------
figure（3）;
mt=cos（120*pi*t）;
plot（t,mt）;gridon;
axis（[01-1.11.1]）;
xlabel（'时间（s）'）;ylabel（'电压值（V）'）;
title（'载波信号c（t）=cos120πt'）;
4.4AM调制
对调制信号进行AM调制，产生AM已调制信号Sam（t）=[A0+m（t）]c（t），自行选择的值，使得已调信号不产生过载，画出AM已调信号的时域波形图及频谱图。
%----------------------------------------------------------------
figure（4）;
A0=1.5;
mt=[A0+sin（6*pi*t）].*[cos（120*pi*t）];
plot（t,mt）;gridon;
axis（[01-2.52.5]）;
xlabel（'时间（s）'）;ylabel（'电压（V）'）;
title（'AM已调信号s（t）=（A0+sin6πt）*cos120πt'）;
figure（5）;
fmt=fft（mt）;
fmt=fftshift（fmt）;
fmt=abs（fmt）;
plot（f,fmt）;gridon;
minF=min（abs（fmt））;
maxF=max（abs（fmt））;
axis（[-6565minFmaxF]）;
xlabel（'频率（Hz）'）;ylabel（'频率幅度值'）;
title（'AM已调信号幅频特性'）;
4.5DSB调制
对调制信号进行DSB调制，产生DSB已调制信号SDSB（t）=m（t）c（t）。
画出DSB已调信号的时域波形图及频谱图。
%----------------------------------------------------------------
figure（6）;
mt=[sin（6*pi*t）].*[cos（120*pi*t）];
plot（t,mt）;gridon;
axis（[01-1.01.0]）;
xlabel（'时间（s）'）;ylabel（'电压（V）'）;
title（'DSB已调信号s（t）=sin6πt*cos120πt'）;
figure（7）;
fmt=fft（mt）;
fmt=fftshift（fmt）;
fmt=abs（fmt）;
plot（f,fmt）;gridon;
minF
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