AM波调制与解调仿真.docx

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AM波调制与解调仿真

题目一

摘要本实验利用Simulink仿真，模拟产生AM调制信号，并使该调制信号通过白噪声信道。

利用相干解调法进行解调，最终还原出基带信号。

关键词Simulink；MATLAB；AM

1引言

本实践周以自学为主，熟悉并基本掌握了Simulink的使用方法，重点结合原有知识对AM波的产生与解调进行了仿真与调试。

1.1目的

（1）熟悉MATLAB、Simulink的使用方法，包括函数、原理和方法的应用。

（2）增强在通信系统设计方面的动手能力与自学能力。

（3）进一步熟悉AM波的产生与相干解调的原理和方法。

（4）分析噪声在信号传输中的影响

1.2步骤

（1）利用信号发生器生成基带信号，并叠加直流信号与载波相乘后产生AM信号；

（2）将调制信号通过相干解调方法进行解调。

（3）绘制基带信号、AM信号和解调输出信号的时域图，频谱图；

（4）改变采样频率后，绘制基带信号、AM信号和解调输出信号时域图，频谱图；

（5）加上高斯噪声，绘制基带信号、AM信号和解调输出信号时频图，分析噪声对解调后信号的影响。

2调幅与解调原理简述

2.1调幅波产生原理

使载波（被调制信号）振幅按照调制信号改变的调制方式叫调幅。

经过调幅的电波叫调幅波。

它保持着高频载波的频率特性，但包络线的形状则和调制信号波形相似。

调幅波的振幅大小，由调制信号的强度决定。

调幅波用英文字母AM表示。

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2.1幅度调制模型

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。

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2.2AM调制模型

2.2调幅波的解调

AM波的解调常用的主要有包络检波和相干解调等。

相干解调是将调幅信号与一本地载波信号相乘以得出调制信号分量。

这个本地载波信号是在接收设备内产生的，并且与调幅信号中的载波相干，或者说是同步的，即本地载波与调幅信号中载波的频率相同，二者的相位也应相同或有很小的相位差，所以这种解调方法又称同步解调。

 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。

3利用Simulink对AM波的产生及解调仿真

3.1AM波的生成

图3.1AM波产生框图

3.2AM波的相干解调

图3.2AM波的相干解调框图

4实验分析

4.1不同调幅度对AM波的影响

调幅度为0.5时的调幅波形

图4.1调幅度为0.5时的调幅波形

图4.2调幅度为1时的调幅波形

图4.3调幅度大于1时的调幅波形

由以上对比可知，当ma>1时为过调制，解调时不能较好恢复出原信号，实际应用中应避免过调制状态。

4.2、实验中各关键点时域、频域波形

图4.4各关键点时域波形（基带信号、AM波、加噪声的AM波、解调后基带信号）

图4.5基带信号频域波形

图4.6AM波的频域波形

图4.7解调后基带信号频域波形

由以上波形可知，调幅波实际上是对调制信号频谱进行线性搬移；解调过程与调制过程原理相似，本实验中采用带通滤波器，对解调后的信号进行滤波，留下需要的基带信号。

4.3、噪声功率对信号接收的影响

不同噪声功率情况下解调后波形对比：

图4.8噪声功率较小时各关键点时域波形

图4.9噪声功率较大时各关键点时域波形

由以上图形可知，信道噪声功率的不同，解调出的基带信号失真程度也不同:

噪声越大，解调出波形失真越大，噪声越小，失真也越小。

5结束语

通过此次实践周不仅对原来所学的调制与解调相关知识进行巩固，还基本掌握了Simulink通信系统仿真的基本方法和步骤，对于后续的通信原理等课程的学习必将带来很大的好处。

同时，由于没有很好地利用时间，第二个题目只对两部分进行了单独调试，没能做出完整的系统仿真，只能下去再继续完成。

总之，本次实践周收获很多！

参考文献

[1]邵玉斌.MATLAB/SIMULINK通信系统建模与仿真实例分析.清华大学出版社