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基于matlab的高频信号调制Word格式文档下载.doc

1、 可见,单一频率信号调制的调幅波包含三个频率分量, 由三个高频正弦波叠加而成。 调制信号的幅度及频率信息只含在边频分量中。 对于多频调制信号而言,调制电压为,则相应的调幅波表示为3. 双边带信号 在调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘得到,其表示式为。 单边带(SSB)信号是由DSB信号经边带滤波器滤除一个边带或在调制过程中,直接将一个边带抵消而成。单频调制时,。上边带为,下边带为.二、实验过程分析1. 单频信号的调制分析设单频调制信号u=2cos(wt),w=2*pi*f,f=300Hz,载波信号uc=4*cos(wct),wc=2*pi

2、*fc,fc=10kHz.m 为调制深度,k为比例常数,一般由调制电路的参数决定。当m 取不同的值时,AM调幅波的包络图不同。具体分析如下:在matlab 中编写程序如图2-1-1所示fc=100000; %载波频率f=300; %调制信号频率m=(填写); %调制指数t=0:1e-7:0.02; %采样间隔U=2*cos(2*pi*f.*t); %调制信号Uc=4*cos(2*pi*fc.*t); %载波信号Uam=(1+m*(U/2).*Uc; %已调波信号subplot(2,1,1);plot(t,U);title(调制信号);grid;subplot(2,1,2);plot(t,Uam

3、);已调信号 图2-1-1当m=0时,实验结果如图2-1-2所示; 图2-1-2当m=0.5时,实验结果如图2-1-3所示 图2-1-3当m=0.9时,实验结果如图2-1-4所示 图2-1-4当m=1时,实验结果如图2-1-5所示; 图2-1-5当m=1.2时,实验结果如图2-1-6所示 图2-1-6当m=2时,实验结果如图2-1-7所示; 图2-1-7实验结果分析:调制系数m反映了调幅的强弱程度,一般m的值越大调幅深度越深。当m=0时,表示未调幅,即无调副作用;当m=1时,调制系数的百分比达到100%,包络振幅Um=Uc,此时包络振幅的最小值Uam|min=0;当m1时,已调波的包络形状与调

4、制信号不一样,产生了严重的包络失真,这种情况我们称为过量调幅,实际应用中必须尽量避免。当0m1时,已调波波形的包络与调制信号的波形一致,表明调制信号记载在调幅波的包络中。因此,在振幅调制过程中为了避免产生过量调幅失真,保证已调波的包络真实地反映出调制信号的变化规律,要求调制系数m必须满足:01。在载波为,调制电压为时,且满足,可以得到调幅信号的表达式为。在接下来研究多个频率的调制信号的振幅调制时,将严格注意m的取值,确保已调波波形不失真的输出。实验过程中发现的问题:由于载波信号频率很大,使得在绘图过程中每个周期的时间很短,这样得到的图形是一条蓝带,看不出明显的余弦波。当0.951时,其已调信号

5、的波形基本就和m=1时的已调信号波形一致,分析原因是因为载波信号频率过大,时间周期太短,当时间间隔精度不是很高时,就会看到一段Uam为零的时间段,这样会影响对m有效范围的确定。2. 多频信号的调制分析 实际的调制信号比较复杂,是含有多个频率的限带信号。接下来将会对多频信号进行振幅调制与频谱的分析。(1)多频信号的振幅调制 源程序 fc=10000; %载波频率 f1=300;f2=200;f3=150; %各调制信号频率 A1=20;A2=15;A3=30; %各调制信号振幅 m1=0.3;m2=0.5;m3=0.65; %各调制信号调制指数 ts=0.000001; %时间间隔 t=-0.0

6、2:ts: %时间范围取值 Uc=40*cos(2*pi*fc.*t); %载波 U1=A1*cos(2*pi*f1.*t); %调制信号U1 U2=A2*cos(2*pi*f2.*t); %调制信号U2 U3=A3*cos(2*pi*f3.*t); %调制信号U3 U=U1+U2+U3; %总的调制信号 Uam=(1+m1*(U1/A1)+m2*(U2/A2)+m3*(U3/A3).*Uc; %已调信号 subplot(2,1,1); %绘制调制信号 plot(t,U); xlabel(t(s) ylabel(U grid; %绘制已调信号xlabel(ylabel(Uam 图2-2-1 实

7、验结果如图2-2-1在各调制信号的调制深度m均满足01时,多频信号已调波的包络形状与调制信号一致。这一结论与单频信号的调制相同。对于多频调制信号而言,调制电压为,则相应的调幅波表示为已调信号信号关于x轴上下对称,说明上下包络相位相差180度。已调信号还关于载波已调信号对称,呈现镜像对称。实验中发现的问题:在实验程序的设计中,我们发现对于时间 t 的取值范围以及时间间隔ts的设置都会对实验结果产生影响。所以在确定 t 的取值范围时,我们选取-0.02,0.02,时间间隔ts的取值也尽量取小一点,但是不超过matlab的存储范围。这样使得图像扫描更精确。对于多频载波,其各个频率对应的调制波的m值不

8、同,已调信号的表达式可归纳为。对于各个调制信号m的取值,要综合考虑其频率以及振幅对m的影响,使其所有频率的调制不会引起过量调幅失真。例如,若此处将m1、m2、m3的值设为m1=0.65;m2=0.75;m3=0.85,则此时图像会产生失真。所以在设置m的值时应该多方面考虑频率和振幅对它的影响。3.多频信号调制频谱分析利用matlab中傅立叶函数fft()对多频信号的频率谱线进行分析。源程序: %各调制信号频率 %各调制信号振幅 %各调制信号调制指数 ts=0.00001; %时间间隔 t=-1:1; %时间范围取值 %载波 %调制信号U1 %调制信号U2 %调制信号U3 y1=fft(Uc);

9、 %载波傅里叶变换 y2=fft(U); %调制信号傅里叶变换 y3=fft(Uam); subplot(3,1,1); %绘制载波频谱 plot(abs(y1);w title(载波频谱 axis(18000 22000 0 5e6); subplot(3,1,2); %绘制调制信号频谱 plot(abs(y2);调制信号频谱 axis(0 1000 0 5e6); subplot(3,1,3); %绘制已调信号频谱 plot(abs(y3);已调波信号频谱 axis(19100 20800 0 5e6); %已调信号傅里叶变换实验结果如图,图2-3-1显示的分别是载波与调制信号的频谱,图2-3-2显示的是已调波信号的频 图2-3-1 图2-3-2 实验结果分析:利用傅立叶函数得到的频率谱线,横轴为角频率w=2*pi*f,纵轴为信号最大振幅。在已调波信号中,中心谱线为载波的谱线,

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