双边带调制与解调Word文件下载.docx

1、双边带波形；调制；解调高频电子线路任务书 1摘 要 2目 录 3第一章设计的目的及意义 41.1设计内容 41.2设计要求 4第二章设计原理 52.1双边带信号调制 5.2.2双边带信号解调 6.第三章设计详细步骤 7.3.1信号f（t）及其频谱的生成 7.3.2载波cos2二fct及其频谱的生成 73.3DSB调制信号及其频谱 73.4DSB调制信号的功率谱密度 73.5相干解调后的信号波形 7第4章设计结果 84.1 matlab软件介绍 84.2设计所得结果 8总 结 15参考文献 16附录源程序清单 17答辩记录及评分表 19第一章设计的目的及意义1.1设计内容c =200Hz）,用抑

2、制载波的双边带调幅实现对信号进行调制和解调 1.2设计要求1.给出DSB的硬件电路结构图并介绍其原理2.采用matlab或者其它软件工具实现对信号进行抑制载波双边带调幅（ DSB和解 调，并且绘制：（1）f（t）信号及其频谱；（2）载波 cos2 二 fct ；（3）DSB调制信号及其频谱；（4）DSB调制信号的功率谱密度；第二章设计原理2.1双边带信号调制信号的调制主要是在时域上乘上一个频率较高的载波信号，实现频率的搬移，使有用信 号容易被传播。调制在通信过程中起着极其重要的作用：无线电通信是通过空间辐射方式 传输信号的，调制过程可以将信号的频谱搬移到电磁波形式辐射的较高频范围；此外，调 制

3、过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上，实现多路复用，不至于 互相干扰。振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。调幅信号s（t）主要有调制信号和载 波信号组成其中载波信号c（t）用于搭载有用信号，其频率较高。幅度调制信号 g（t）含有有用 信息，频率较低。运用MATLAB信号s（t）处理工具箱的有关函数可以对信号进行调制。 对于 信号f（t）,通信系统就可以有效而可靠的传输。调制原理图如下图2.1所示：图2.1双边带信号调幅原理图2.2双边带信号解调在接收端，分析已调信号的频谱，进而对它进行解调，以恢复原调制信号。对于调制解调的过程以及其中所包含的对于信号的频谱分析均可以通过

4、MATLAB的相关函数实现。解调原理图如下图2.2所示：图22 双边带信号解调原理图第三章设计详细步骤3.1信号f（t）及其频谱的生成根据f（t）表达式sinc（200t） It |兰t0f（t） 0 ,t=2s由于函数是辛格函数，故利用时间t与f（t）的关系0 其它再利用subplot函数实现子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度。根据 f（t） 的表达式，通过求傅立叶变换来实现信号的频谱，具体可以取 40000个点来实现。并且运用算法 yw=2* 二 /40000*abs（fftshift（yk）， fw=-25000:24999/50000*fs 这样再利用subplot函数实现

5、子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度。3.2载波cos2二fct及其频谱的生成由给定的载波为cos2二fct，仁=200Hz，的出余弦信号的画法，这样再利用 subplot函数实现子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度，时间。3.3DSB调制信号及其频谱；由调制信号知：抑制载波双边带调幅的调制过程实际上就是调制信号与载波的相乘运算。此时将上述两个信号相乘，就可以得出已调信号 y4,y4=sinc（t.*200）.*cos（2*二.*fc3.*t）这样再利用subplot函数实现子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度，时间。根据已调信号的表达示，提高求傅立叶变换来实现

6、信号的频谱，具体可以取4000个点来实现。并且运用算法yw，算法fw,这样再利用subplot 函数实现子图的画法，并且对所画的图做标识，如标题，幅度。3.4DSB调制信号的功率谱密度通信中，调制信号通常是平稳随机过程。其功率谱密度与自相关函数之间是一对付 氏变换关系。此时先求调制信号的自相关函数，禾用命令 c,lags=xcorr（y4,20）以及plot（lags/fs,c）就可以实现调制信号的自相关函数，此时将自相关函数求付氏变换。利用 SDSBp=fft（c,5000）;由算法yw，算法fw，即可实现，此时用figure和subplot可以在另 一页画出自相关函数波形和功率谱密度波形。

7、3.5相干解调后的信号波形由抑制载波双边带调幅的解调过程实际上实际是将已调信号乘上一个同频同相的载波。即 y7=sinc（t7*200）.*cos（2* 二 *fc3*t7）.*cos（2* 二 *fc3*t3）此时，解调图形如图 4.8再 用一个低通滤波器就可以恢复原始的调制信号，这种调制方法称为相干解调。主要程序 语句为n,Wn=ellipord（Wp,Ws,Rp,Rs） ; b,a=ellip（n,Rp,Rs,Wn）；这样可以实现求取阶数 n 和传递函数的分子分母 b,a； Wp=40/100; Ws=45/100;这时的100是最高频率的一半，而 40则是在100/二和45之间。Xl=

8、5*filter（b,a,y7）。通过这样可以使滤波后的波形失真更小。 此时可得相干解调后的信号波形。第四章设计结果4.1 matlab软件介绍MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程 序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态 系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工 程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很 大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如 C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和Math

9、ematics、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件 中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、 创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处 理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分 相似，故用MATLAB来解算问题要比用C, FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多， 并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的学习软件。4.2设计所得结果编写程序由matlab软件运行后得到如

10、下结果；（1）编写信号的程序语句，如下：t=-2:0.001:2y1=s in c（t*200）subplot（2,3,1）,plot（t,y1）title（已知信号）（具体程序见附录）已知信号波形如图4.1所示：1已知信号时间：s已知信号的频谱4.1已知信号波形编写已知信号的频谱，引用程序语句如下：xlabel（s）；ylabel （幅度grid ； xlim（-0.1,0.1）；fs=3000 % （具体程序见附录）已知信号波形的频谱如图4.2所示：-3图4.2已知信号波形的频谱（2）编写载波信号的程序，取适当的单位及间距，如下: t1=-2:0.0001:2;y1仁sinc（t1*200

11、）（具体程序见附录）载波信号图形如图4.3所示：载波信号图4.3载波信号（3）调制信号为一余弦信号，编写 DSB调制信号的程序语句，如下:y3=cos（2*pi*200*t）；subplot（2,3,3）,plot（t,y3）；载波信号DSB调制信号如图4.4所示；-0.50.05已调信号度 幅-0.05rt 11 j7 “ v Vir|J0.5图4.4 DSB调制信号编写频谱的程序语句如下：ylabel（）： grid;xlim（-0.05,0.05）；fs仁1000 （具体程序见附录） 其频谱如图4.5所示：已调信号的频谱hz图4.5 DSB调制信号频谱（4）编写DSB调制信号的自相关函数

12、的程序语句：c,lags=xcorr（y4,200）Figuresubplot（211）plot（lags/fs,c）DSB信号自相关函数DSB调制信号的自相关函数如图4.6 :DSB信号自相关函数图4.6 DSB调制信号的自相关函数 编写功率谱密度程序语句：SDSBp=fft（c,5000）；fw=-2500:2499/5000*fs1 ； yw=2*pi/4000*abs（fftshift（SDSBp）；subplot（212）; plot（fw,yw）；DSB信号功率谱）（具体程序见附录） 功率谱密度如图4.7所示：图4.7 DSB调制信号的功率谱密度（5）编写解调后的程序如下：y7=y

13、4.*y3figuresubplot（211）, plot（t,y7）解调信号）（具体程序见附录） 相干解调后的信号波形如图4.8所示:图4.8 解调后信号波形由图4.8可知解调波形与图4.1即已知信号波形相同，故双边带波形的调制与解调 得到实现。本次设计，首先对题目进行分析，将所涉及的波形，频谱及相应函数做了研究，大体 能够把握了设计的流程以及思路。再通过查阅相关资料，能对相关的知识做了正确的记录, 一边随时查看。在问题的分析阶段中，就原始信号的频率和载波信号的频率做了比较，确 定了具体的方案，在针对 matlab中的有关画图处理函数进行学习和分析，这样就提高了学 习的针对性，同时节约了时间

14、。设计过程中，通过查看函数的用法以及例句，可以正确的 实现本设计的部分函数编写。同时本设计中所运用的高频电子钟的相关函数与功率密度函 数的知识也在设计过程中的了正确的理解，并且成功的实现了图形的绘制。在此次设计中，我们将课本理论知识与实际应用联系起来，按照书本上的知识和老师 讲授的方法，首先分析此次高频电子课程设计任务和要求，然后按照分析的结果进行实际 编程操作，检测和校正，再进一步完善程序。再其中遇到一些不解和疑惑的位置，还有一 些出现的位置问题，我们都认真分析讨论，然后对讨论出的结果你进行实际检测校正，对 一些疑难问题我们也认真的想老师询问请教，和老师一起探讨解决。通过此次高频电子课 程设

15、计，我们加深了对课本知识的认识理解，对 Matlab语言有了更深的认识。参考文献1林旭梅 MATLAB实用教程.中国石油大学出版社，2010.32程佩青.数字信号处理教程（第三版）.清华大学出版社，2007.23张小虹信号与系统.（第二版）.西安电子科技大学，2008.84余成波.数字信号处理及其MATLAB实现.清华大学出版社，1995 张肃文.高频电子线路北京高等教育出版社，19846沈伟慈.通信电路.西安电子科技大学出版社，2011.9附录：源程序清单subplot（2,3,1）,plot（t,y1） % 画出原始信号） ylabel（gridxlim（-0.1,0.1）fs=3000

16、%信号频谱t仁-2:y1 仁 si nc（t1*200）yk=fft（y11,50000） %对信号做傅立叶变换yw=2*pi/40000*abs（fftshift（yk） %频谱搬移fw=-25000:24999/50000*fs subplot（2,3,2）,plot（fw,yw）已知信号的频谱频率：hzxlim（-30,30）y3=cos（2*pi*200*t） %载波信号subplot（2,3,3）,plot（t,y3）y4=si nc（t*200）*cos（2*pi*200*t） %已调信号subplot（2,3,4）,plot（t,y4,r-已调信号xlim（-0.05,0.05）

17、fs仁1000 %已调信号频谱yk=fft（y4,5000） %对信号做傅立叶变换yw=2*pi/4000*abs（fftshift（yk） %频谱搬移2499/5000*fs1subplot（2,3,5）,plot（fw,yw,已调信号的频谱xlim（-400,400）c,lags=xcorr（y4,200） %DSB 信号自相关函数Figure %200表示自相关函数时间 tt）;Rxx（t）SDSBp=fft（c,5000） %DSB 功率谱 fw=-2500:2499/5000*fs1 yw=2*pi/4000*abs（fftshift（SDSBp） %频谱搬移subplot（212）plot（fw,yw）w） ；y7=y4.*y3 %解调信号 ylabel（幅度%滤波后的f（t）信号%信号衰减幅度%通带截止频率%阻带截止频率,100为载波频率的一半%阶数n%传递函数分子分母b,aRp=0.1;Rs=80;Wp=40/100;Ws=45/100;n, Wn=ellipord（Wp,Ws,Rp,Rs）;b,a=ellip（ n,Rp,Rs,Wn）;Xl=5*filter（b,a,y7）;figure;subplot（211）; plot（t,Xl）;滤波后的f（t）信号 xlabel（时间单位:grid;xlim（-0.1,0.1