通信原理實驗一

HUNAN UNIVERSITY 通信原理課程實驗報告 題 目： 模擬調制已調信號的波形和頻譜 學生姓名： 學生學號： 專業(yè)班級： 指導老師： 杜青松 目 錄1.實驗目的12.實驗原理12.1AM調制12.2DSB調制12.3SSB調制22.4FM調制33.實驗內容與要求34.實驗方法與實驗步驟84.1仿真基本參數(shù)84.2生成調制信號84.3 載波信號94.4對調制信號進行AM調制94.5對調制信號進行DSB調制104.6對調制信號進行SSB調制104.7對調制信號進行FM調制115.實驗結果與分析135.1調制信號135.2載波信號波形135.3 AM調制信號波形和頻譜145.4 DSB調制信號波形和頻譜145.5 SSB調制信號波形和頻譜155.6 FM調制信號波形和頻譜156.心得與體會15歡迎下載1.實驗目的1、通過實驗深入理解常見模擬調制樣式AM、DSB、SSB、FM的調制原理及已調信號的波形和頻譜；2、掌握繪制通信信號的頻譜圖形的方法；3、練習根據(jù)理論分析自行設計實驗方法的能力。2.實驗原理2.1AM調制2.2DSB調制DSB調制器模型如圖 2 所示。在幅度調制的一般模型中，若假設濾波器為全通網絡 (H(W)=1），調制信號m(t) 中無直流分量，則輸出的已調信號就是無載波分量的雙邊帶調制信號 （DSB）。每當信源信號極性發(fā)生變化時，調制信號的相位都會發(fā)生一次突變 。調制的目的就是進行頻譜搬移， 調制的目的就是進行頻譜搬移， 使有用的低頻信號搬移到高頻上去，從而提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)挠行院涂煽啃?。其時域和頻域的表達式如下：2.3SSB調制產生單邊帶信號的最簡單方法，就是先產生雙邊帶。然后讓它通過一個邊帶濾波器，只傳送雙邊帶信號中的一個邊帶，這種產生單邊帶信號的方法稱為濾波法。根據(jù)濾除方法的不同，產生SSB信號的方法有：濾波法和相依法。濾波法即SSB信號的頻域表示：產生 SSB 信號最直觀的方法是，先產生一個雙邊帶信號，然后讓其通過一個邊帶濾波 器，濾除不要的邊帶，即可得到單邊帶信號。 我們把這種方法稱為濾波法， 他是最簡單也是 最常用的方法。單邊帶濾波器的傳輸函數(shù)具有如下理 想高通特性：其中：2.4FM調制3.實驗內容與要求調制信號和載波信號的時間分辨率為0.0001s，時間 t的取值范圍為0st20s。1、產生調制信號m(t)=sin6t，畫出調制信號的時域波形圖及其頻譜圖形。要求1：時域波形圖顯示的橫坐標時間范圍為01s，縱坐標范圍為-1.1V1.1V。實驗結果應該如下圖所示。要求2：頻譜圖顯示的橫坐標時間范圍為-1010Hz。實驗結果應該如下圖所示。2、產生載波信號c(t)=cos120t，畫出載波信號的時域波形圖。要求顯示的橫坐標時間范圍為01s，縱坐標范圍為-1.1V1.1V。實驗結果應該如下圖所示。3、對調制信號進行AM調制，產生AM已調制信號Sam(t)= A0+m(t)c(t)，自行選擇A0的值，使得已調信號不產生過載。畫出AM已調信號的時域波形圖及頻譜圖。要求：實驗結果應該如下兩圖所示。4、對調制信號進行DSB調制，產生DSB已調制信號SDSB(t)= m(t)c(t)。畫出DSB已調信號的時域波形圖及頻譜圖。要求：實驗結果應該如下兩圖所示。5、對調制信號進行SSB調制，產生SSB已調制信號SSSB(t)。畫出SSB已調信號的時域波形圖及頻譜圖。要求：上單邊帶實驗結果應該如下兩圖所示。6、對調制信號進行FM調制，產生FM已調制信號SFM(t)。畫出FM已調信號的時域波形圖及頻譜圖。要求：實驗結果應該如下兩圖所示。4.實驗方法與實驗步驟本仿真利用MATLAB自帶函數(shù)仿真了AM、DSB、SSB、FM等常見模擬調制樣式，生成并記錄了調制信號的波形和頻譜。4.1仿真基本參數(shù)系統(tǒng)仿真前定義仿真具體參數(shù)。具體如下：%-T = 20; %仿真的總時間長度20s Ts = 0.0001; %采樣時間間隔 t = 0:Ts:T; %定義時間矢量 N = length(t); %得到總采樣點數(shù)Fs = 1/Ts; %采樣頻率 df = Fs/N; %計算頻率分辨率 f = -Fs/2:df:Fs/2-df; %定義頻率矢量（頻譜圖的橫坐標）4.2生成調制信號生成調制信號并繪制時域波形圖以及調制信號的幅頻特性。%-figure(1); mt = sin(6*pi*t); %調制信號plot(t,mt);grid on; %時域波形圖 axis(0 1 -1.1 1.1);xlabel( 時間(s) );ylabel( 電壓 (V) );title( 調制信號 ) figure(2);fmt = fft(mt);fmt = fftshift(fmt);fmt = abs(fmt);plot(f,fmt);grid on;%幅頻特性minF=min(abs(fmt);maxF=max(abs(fmt);axis(-10 10 minF maxF);xlabel(頻率(Hz);ylabel(頻率幅度值);title(調制信號幅頻特性);4.3 載波信號產生載波信號并生成時域波形圖：%-mt = cos(120*pi*t); plot(t,mt);grid on; axis(0 1 -1.1 1.1); xlabel(時間(s);ylabel(電壓值(V); title(載波信號c(t)=cos120t );4.4對調制信號進行AM調制選擇A0值為1.5，進行AM調制：%-figure(1); A0=1.5; mt = A0+sin(6*pi*t).*cos(120*pi*t); plot(t,mt);grid on; axis(0 1 -2.5 2.5); xlabel(時間(s);ylabel(電壓(V); title(AM已調信號s(t)=(A0+sin6t)*cos120t);figure(2);fmt = fft(mt); fmt = fftshift(fmt); fmt = abs(fmt); plot(f,fmt);grid on; minF=min(abs(fmt); maxF=max(abs(fmt); axis(-65 65 minF maxF); xlabel(頻率(Hz);ylabel( 頻率幅度); title(AM已調信號幅頻特性);4.5對調制信號進行DSB調制%-figure(1); mt = sin(6*pi*t).*cos(120*pi*t); plot(t,mt);grid on; axis(0 1 -1.0 1.0); xlabel(時間(s);ylabel(電壓(V); title(DSB已調信號s(t)=sin6t*cos120t);figure(2); fmt = fft(mt); fmt = fftshift(fmt); fmt = abs(fmt); plot(f,fmt);grid on; minF=min(abs(fmt); maxF=max(abs(fmt); axis(-65 65 minF maxF); xlabel(頻率(Hz);ylabel(頻率幅度值); title(DSB已調信號幅頻特性);4.6對調制信號進行SSB調制%-figure(1); mt1 = sin(6*pi*t);mt2 = -cos(6*pi*t); ct1 = cos(120*pi*t); ct2 = sin(120*pi*t); mt = 0.5.*mt1.*ct1+0.5.*mt2.*ct2; plot(t,mt);grid on; axis(0 1 -0.5 0.5); xlabel(時間(s);ylabel(電壓 (V); title(SSB上單邊帶已調信號);figure(2); fmt = fft(mt); fmt = fftshift(fmt); fmt = abs(fmt); plot(f,fmt);grid on; minF=min(abs(fmt); maxF=max(abs(fmt); axis(-65 65 minF maxF); xlabel(頻率(Hz);ylabel(頻率幅度值); title(SSB上單邊帶已調信號幅頻特性);4.7對調制信號進行FM調制%-figure(1); kf = 50; fc = 60; mt = sin(6*pi*t); int_m=zeros(1,length(t); for i=1:length(t)-1 int_m(i+1)=int_m(i)+mt(i)*Ts; endst=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_m);plot(t,st);grid on; minS=min(st); maxS=max(st); axis(0 1 minS maxS); xlabel(時間(s);ylabel(電壓值(V); title(FM已調信號);figure(2); fmt = fft(st); fmt= fftshift(fmt); fmt = abs(fmt); plot(f,fmt); grid on; minF=min(abs(fmt); maxF=max(abs(fmt); axis(-200 200 minF maxF); xlabel(頻率(Hz