AM调制课设.docx

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AM调制课设

1.课程设计的目的

1.掌握模拟系统AM调制和解调原理。

2.掌握模拟系统AM调制和解调的设计方法。

3.掌握用MATLAB分析系统时域、频域特性的方法，进一步锻炼应用MATLAB进行编程仿真的能力。

4.熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程。

2.课程设计的要求

利用Matlab软件进行振幅调制和解调程序设计，输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形，并输出显示三种信号频谱图。

对产生波形进行分析，并通过参数的改变，观察波形变化，分析实验现象。

3．相关知识

3.1AM调制原理

幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。

幅度调制器的一般模型如图2.1所示。

图3.1—1幅度调制模型

在图2-1中，若假设滤波器为全通网络（

＝1），调制信号

叠加直流

后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带（AM）调幅.AM调制器模型如图2-2所示

图3.1—2AM调制模型

AM信号波形的包络与输入基带信号

成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。

但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足

，否则将出现过调幅现象而带来失真。

AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。

上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。

显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。

故AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽信号带宽的两倍。

3.2相干解调

 由AM信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。

解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。

相干解调的关键是是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。

如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。

4.课程设计分析

4.1双边带幅度调制

在DSB-AM系统中，已调信号的幅度正比与消息信号。

这种调制通过使用乘法器完成，将消息信号吗m（t）与载波Accos（2πfct），如图4.1—1所示，表示为：

u（t）=Acm（t）cos（2πfct）

（1）

图4.1—1DSB-AM调制原理结构框图

其中

c（t）=Accos（2πfct）

（2）

是载波，而m（t）是消息信号。

若以单频正弦信号调制为例，那么典型波形如图4.1—2所示。

现取u（t）的傅立叶变换，可以得到DSB-AM信号的频域表示为：

（3）

其中M（f）是m（t）的傅立叶变换。

很明显可以看出，这种调制方式将消息信号的频谱进行了搬移，并在幅度上乘以Ac/2，传输带宽Br是消息信号带宽的两倍，也就是说：

Br=2W（4）

图3显示了一个典型的消息信号的频谱及其相对应的DSB-AM已调信号的频谱。

图4.1—2消息信号与DSB-AM已调信号的频谱

已调信号的功率为

（5）

其中Pm是消息信号的功率。

在DSB-AM通信系统中，信噪比SNR等于基带的SNR，也就是：

（6）

其中PR是接收到的功率（在接收端已调信号的功率），N0是噪声功率谱密度（假定为白噪声），W是信号噪声的带宽。

4.2双边带抑制载波幅度调制

4.2.1.DSB信号的表达式、频谱及带宽

在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（

＝1），调制信号

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，或称抑制载波双边带（DSB-SC）调制信号，简称双边带（DSB）信号。

DSB调制器模型如图4.2.1—1所示。

可见DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表示式分别为

图4.2.1—1DSB-SC调制模型

                                 （7）

                        （8）

DSB信号的包络不再与

成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调；除不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。

故DSB信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM信号相同，也为基带信号带宽的两倍，即

4.2.2.DSB信号的解调

DSB信号只能采用相干解调，其模型与AM信号相干解调时完全相同，此时，乘法器输出

经低通滤波器滤除高次项，得

                              （9）

即无失真地恢复出原始电信号。

抑制载波的双边带幅度调制的好处是，节省了载波发射功率，调制效率高；调制电路简单，仅用一个乘法器就可实现。

缺点是占用频带宽度比较宽，为基带信号的2倍。

 5.仿真

5.1双边带频带幅度调制的系统仿真

图5.1-1双边带频带幅度调制的系统仿真框图

图5.1-2DSBAMModulatorPassband（双边带频带幅度调制器）的主要参数

图5.1-3DBSAMDemodulatorPassband（双边带频带幅度解调器）的主要参数

图5.1-4DBSAM（双边带幅度调制）频谱仪（SpectrumScope）的主要参数

5.2双边带抑制载波幅度调制系统仿真

图5.2-1双边带抑制载波幅度调制的系统仿真框图

图5.2-2DSB-SCAM信号发生器（SignalGenerator）的主要参数

图5.2-3DSB-SCAMModualtorPassband（双边带频带抑制幅度调制器）的主要参数

图5.2-4DSB-SCAM的频谱仪（SpectrumScope）的主要参数

6.结果分析

6.1双边带频带幅度调制的系统仿真结果

图6.1-1双边带频带幅度调制后的频域图

图6.1-2双边带频带幅度调制仿真系统中示波器的波形图

6.2双边带抑制载波幅度调制系统仿真结果

图6.2-1双边带频带抑制幅度调制后调制信号的频域图

图6.2-2双边带抑制幅度调制后调制信号的时域图

7．参考文献

【1】桑林，郝建军，刘丹，【数字通信】，北京邮电大学出版社，2002

【2】苗云长等主编，【现代通信原理及应用】，电子工业出版社，2005

【3】吴伟铃，庞沁华，【通信原理】，北京邮电大学出版社，2005

【4】张圣勤，【MATLAB7.0实用教程】桑林，郝建军，刘丹，数字通信，北京邮电大学出版社，2002

【5】邵玉斌，【Matlab/Simulink通信原理建模与仿真实例分析】，清华大学出版社，2008

【6】沈伟慈。

【通信电路】，西安电子科技大学出版社，2007