基于matlab編程和simulink仿真的AM調制與解調.doc

東北大學秦皇島分校計算機與通信工程學院綜合課程設計設計題目專業(yè)名稱通信工程班級學號學生姓名指導教師設計時間2013.12.302014.1.15課程設計任務書專業(yè)：通信工程 學號： 學生姓名（簽名）： 設計題目：基于simulink和matlab編程的am調制與解調一、設計實驗條件am調制與解調 實驗室二、設計任務及要求1. 熟悉使用matlab和simulink軟件環(huán)境及使用方法，包括函數(shù)、原理和方法的應用；2. 熟悉am信號的調制和解調方法；3. 調制出am信號的時域波形圖和頻譜圖；4. 定性的分析高斯白噪聲對于信號波形的影響；三、設計報告的內(nèi)容1. 設計題目與設計任務am調制與解調電路的實現(xiàn)及調制性能分析2. 前言利用matlab中的建模仿真工具simulink對通信原理實驗進行仿真，隨著通信技術的發(fā)展日新月異，通信系統(tǒng)也日趨復雜，在通信通信系統(tǒng)的設計研發(fā)過程中，軟件仿真已成為不可缺少的一部分，電子設計自動化eda技術已成為電子設計的潮流。隨著信息技術的不斷發(fā)展電子eda仿真技術也在突飛猛進之中，涌現(xiàn)出了許多功能強大的電子仿真軟件，如workbeench、protel、systemview、matlab等。許多知名it企業(yè)其實在產(chǎn)品開發(fā)階段也是應用仿真軟件進行開發(fā)，虛擬實驗技術發(fā)展迅速，應用領域廣泛，一些在現(xiàn)實世界無法開展的科研項目可借助于虛擬實驗技術完成，例如交通網(wǎng)的智能控制，軍事上新型武器開發(fā)等。3. 設計主體3.1實驗步驟：（1）產(chǎn)生am調制信號；（2）對信號進行調制，產(chǎn)生調制信號；（3）繪制調制及解調時域圖、頻譜圖；（4）改變采樣頻率后，繪制調制及解調信號的時域圖、頻譜圖；（5）加上高斯噪聲，繪制調制及解調的時域圖和頻譜圖，分析噪聲對調制信號和解調信號的影響。3.2 am調制原理調制信號是指來自信源的的信號，又稱基帶信號，這些信號可以是模擬信號的也可以是數(shù)字信號。調制所使用的高頻振蕩信號成為載波，可以是正弦波，也可以是非正選波。調制信號是由低頻信號源產(chǎn)生，載波由高頻信號源產(chǎn)生，兩者經(jīng)過乘法器即可產(chǎn)生雙邊帶的條幅波。 設載波信號的表達式為,am調制波為。3.3實驗方案1：simulink實現(xiàn)am調制未調制信號：m(t)=cos(pi*t);載波：cos(wc*t)=cos(100*pi*t);調制度： a0=4;調制信號s(t)=m(t)+a0cos(10*pi*t);調制方法：解調方法：1.總體設計模塊圖2.時域仿真波形圖圖1：未調制信號-m(t)圖2：am調制信號-s(t)圖3：經(jīng)過高斯白噪聲疊加之后的am信號-s(t)圖4：經(jīng)過高斯白噪聲之后的am信號，然后經(jīng)過相干解調出來的波型圖5：am調制波，經(jīng)過相干解調出來的波形圖6：am調制波，經(jīng)過包絡檢波器出來的波形3. 頻譜圖模塊2：dsb模塊：與am模塊圖一樣，撥動換擋開發(fā)即可。未調制信號：m(t)=cos(pi*t);載波：cos(wc*t)=cos(100*pi*t);調制信號s(t)=m(t)*cos(100*pi*t); (由下圖可見dsb信號不能采取包絡檢波法)圖1：未調制信號-m(t)圖2：dsb調制信號-s(t)圖3：經(jīng)過高斯白噪聲疊加之后的dsb信號-s(t)圖4：dsb調制波，經(jīng)過相干解調出來的波形圖5：dsb調制波，經(jīng)過包絡檢波器出來的波形(有圖可見，dsb不能采用包絡建波法)模塊3：ssb模塊未調制信號：m(t)=cos(pi*t);載波：cos(wc*t)=cos(100*pi*t);調制信號s(t)=0.5*m(t)*cos(100*pi*t)+0.5*m(t)*cos(100*pi*t);調制方法：希爾伯特相移法解調方法：（略）ssb總體設計模塊：時域波形圖：圖1：未調制信號-m(t)圖2：ssb調制信號-s(t)圖3：經(jīng)過高斯白噪聲疊加之后的ssb信號-s(t)圖4：ssb調制波，經(jīng)過相干解調出來的波形頻譜圖： 3.5各個調制參量分析（以am波為例）（1）調制度：am調制度為4時1.am調制度為0.7時（2）.載波頻率載波頻率為100*pi載波頻率為500*pi（3）.示波器采樣頻率越小越好sample time:0.001時sample time:0.005時（4）頻譜儀采樣頻率sample time:0.001sample time:0.1實驗方案1：matlab編程實現(xiàn)am調制t=-1:0.00001:1;a0=10;%載波信號振幅a1=5;%調制波信號振幅a2=3;%已調信號振幅f=6000;%載波信號頻率w0=f*pi;m=0.15;%調制度ft=2000;%采樣頻率fpts=100 120;mag=1 0;dev=0.01,0.05;%帶通撥動1%，阻帶波動5%n21,wn21,beta,ftype=kaiserord(fpts,mag,dev,ft);b21=fir1(n21,wn21,kaiser(n21+1,beta);h,w=freqz(b21,1);%*載波信號*uc=a0.*cos(w0*t); subplot(5,2,1);plot(t,uc);title(載波信號);axis(0,0.01,-15,15);t1=10*fft(uc);subplot(5,2,2);plot(abs(t1);title(載波信號的頻譜);axis(5800,6200,0,10000000);%*調制信號*mes=a1*cos(0.001*w0*t); subplot(5,2,3);plot(t,mes);title(調制信號);t2=fft(mes);subplot(5,2,4);plot(abs(t2);title(調制信號的頻譜);axis(198000,202000,0,2000000);%*am已調信號*uam=a2*(1+m*mes).*cos(w0.*t); subplot(5,2,5);plot(t,uam);title(已調信號);t3=fft(uam);subplot(5,2,6);plot(abs(t3);title(已調信號頻譜);axis(5950,6050,0,500000);%*對am信號進行解調：濾波前*dam=uam.*cos(w0*t); subplot(5,2,7);plot(t,dam);title(濾波前的am解調信號波形);t4=fft(dam);subplot(5,2,8);plot(abs(t4);title(濾波前的am解調器信號頻譜);axis(187960,188040,0,200000);%*對am信號進行解調：濾波后*z21=fftfilt(b21,dam); %fir低通濾波subplot(5,2,9);plot(t,z21);title(濾波后的am解調信號的波形);t5=fft(z21);subplot(5,2,10);plot(abs(t5);title(濾波后的am信號的頻譜);axis(198000,202000,0,200000);*最終演示結果：*37常見問題解答（1）頻率示波器參數(shù)設置：4. 結束語通過本次課程設計，讓我們熟悉了matlab下用simulink進行通信仿真的過程，對一些過去沒有弄懂或認識模糊的概念、理論有了正確的認識，為以后的工作和學習打下基礎。本次設計所仿真的內(nèi)容都是通信仿真中非?；A的實驗，通過對這些實驗的演示，可幫助我們把一些抽象的概念、理論具體化，進而加深對這些概念、原理的理解?？傮w來講，通過此次課程設計不僅對原來通信原理知識得到了鞏固，而且還學會了許多原來不會的東西，增強了在通信系統(tǒng)設計方面的動手能力與自學能力，鍛煉了增強分析問題，解決問題的能力。所以，這次課程設計對我的幫助很大，更有著深刻的意義。5. 參考資料1 樊昌信 通信原理國防工業(yè)出版社 第五版2 曹志剛 錢亞現(xiàn)代通信原理清華大學出版社3 韓利竹 王華 matlab電子仿真與應用國防工業(yè)出版社4 郭文彬通信原理基于matlab的計算機仿真北京郵電大學出版社 四、設計時間與安排1、設計時間： 2周2、設計時間安排： 熟悉實驗設備、收集資料： 3 天設計圖紙、實驗、計算、程序編寫調試： 7 天編寫課程設計報告： 7 天答辯： 1 天課程設計報告格式及要求1. 版面格式：版面：a4紙，單面打印，左側裝訂。頁邊距：上2.5厘米、下2.5厘米、左3.5厘米、右2.5厘米。2. 報告封面及設計任務格式2.1 課程設計報告封面格式（見給出的示例）：學校及系名稱行楷、一號字加粗、居中；課程設計名稱宋體、一號字、居中；設計題目宋體、二號字、居中；專業(yè)名稱、班級學號、學生姓名、指導教師、設計時間黑體、小三號字。2.2 設計任務書格式（見給出的示例）設計任務書由指導教師給出，學生姓名必須由學生簽名。3. 設計報告內(nèi)容格式3.1 各級標題標題采用阿拉伯數(shù)字編號，一級標題：宋體、四號字加粗、左對齊；二級標題：宋體、小四號字、加粗，左對齊。3.2 正文正文：宋體、小四號字、兩端對齊、首行縮進2字符、1.5倍行間距。3.3 插圖與表格圖1 串口及modem接口圖插圖：居中；圖中字體：宋體、五號字。圖標題放在插圖下面，圖標題格式：宋體、五號字、居中，圖標題采用“圖1、圖2”等樣式編號。插圖樣式如圖1。設計報告中的圖必須采用繪圖軟件進行繪制，禁止直接從參考資料中粘貼圖片。表格：居中，表中字體：宋體、五號字。表格標題放在表格上面，表格標題格式：宋體、五號字、居中，表格標題采用“表1、表2”等樣式編號。表格樣式如表1。表1 成績統(tǒng)計表姓名通信原理數(shù)字信號處理單片機電磁場設計報告內(nèi)容格式可參考本格式要求所采用的樣式。4. 參考文獻格式 參考文獻格式：采用加方括號的阿拉伯數(shù)字編號，如1，2，格式：宋體、五號字、在對齊。具體要求