基于MATLAB的AM调制与解调说明书

1基于MATLAB的AM调制与解调洗手摘要BEEF主要研究AM的调制与解调，吃饭通过建立数学模型，吃饭运用MATLAB进行仿真，吃饭得到了AM已调波的波形图和频谱图。洗手改变调制系数M，吃饭得到了AM调制信号，吃饭验证了在振幅调制过程中为了避免产生过量调幅失真，吃饭要求调制系数M满足BEEF0M1这一工程结论，吃饭为了滤除解调出来的信号含有的高频分量，吃饭运用MATLAB的窗体函数设计了FIR低通滤波器，吃饭从而滤除了高频分量，吃饭使得解调出来的信号还原度提高。洗手洗手关键字BEEFMATLABAM调制解调洗手洗手THEMAINRESEARCHAMMODULATIONANDDEMODULATION,BYAMATHEMATICALMODEL,USINGMATLABSIMULATION,HASBEENAMMODULATEDWAVEWAVEFORMSANDFREQUENCYSPECTRUMCHANGINGTHEMODULATIONFACTORM,TOOBTAINANAMMODULATEDSIGNALINTHEAMPLITUDEMODULATIONVERIFICATIONPROCESSINORDERTOAVOIDEXCESSIVEDISTORTIONOFAMPLITUDEMODULATION,THEMODULATIONINDEXMSATISFIESTHEREQUIREMENTS0M1CONCLUSIONOFTHISPROJECT,INORDERTOFILTEROUTOFTHEDEMODULATEDSIGNALCONTAINSHIGHFREQUENCYCOMPONENTS,THEUSEOFMATLABFUNCTIONSDESIGNEDFORMFIRLOWPASSFILTER,WHICHFILTERSOUTHIGHFREQUENCYCOMPONENTS,MAKINGTHEDEMODULATEDSIGNALREDUCTIONDEGREE洗手KEYWORDSMATLABAMMODULATIONANDDEMODULATION洗手洗手洗手2洗手洗手实验原理BEEF洗手一振幅调制产生原理洗手所谓调制，吃饭就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，吃饭再由天线发射出去。洗手这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，吃饭也叫载波。洗手振幅调制，吃饭就是由调制信号去控制高频载波的振幅，吃饭直至随调制信号做线性变化。洗手在线性调制系列中，吃饭最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，吃饭简称为调幅（AM）。洗手在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；BEEF在时域中，吃饭已调波包络与调制信号波形呈线性关系。洗手洗手设正弦载波为洗手洗手COS0TAT式中，吃饭A为载波幅度；BEEF为载波角频率；BEEF为载波初始相位通常假设0洗手C00调制信号（基带信号）为。洗手根据调制的定义，吃饭振幅调制信号（已调信号）一般可以表TM示为洗手洗手COSTTATS设调制信号的频谱为，吃饭则已调信号的频谱BEEF洗手TMTMMS洗手2CCMMS二调幅电路方案分析洗手标准调幅波（AM）产生原理洗手调制信号是只来来自信源的调制信号（基带信号），吃饭这些信号可以是模拟的，吃饭亦可以是数字的。洗手为首调制的高频振荡信号可称为载波，吃饭它可以是正弦波，吃饭亦可以是非正弦波如周期性脉冲序列。洗手载波由高频信号源直接产生即可，吃饭然后经过高频功率放大器进行放大，吃饭作为调幅波的载波，吃饭调制信号由低频信号源直接产生，吃饭二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波。洗手洗手设载波信号的表达式为TCOS，吃饭调制信号的表达式为TATMMCOS，吃饭则调幅信号的表达式为洗手TTMATSCAMS0洗手洗手标准调幅波示意图洗手洗手三信号解调思路洗手TCOSTMAM0A3从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调DEMODULATION，吃饭又称为检波DETECTION。洗手对于振幅调制信号，吃饭解调DEMODULATION就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。洗手解调DEMODULATION是调制的逆过程。洗手洗手可利用乘积型同步检波器实现振幅的解调，吃饭让已调信号与本地恢复载波信号相乘并通过低通滤波可获得解调信号。洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手MATLAB仿真洗手载波信号与调制信号分析洗手洗手T10000011BEEF洗手A010BEEF载波信号振幅洗手F6000BEEF载波信号频率洗手W02FPIBEEF洗手UCA0COSW0TBEEF载波信号洗手FIGURE1BEEF洗手SUBPLOT2,1,1BEEF洗手PLOTT,UCBEEF洗手TITLE载频信号波形BEEF洗手AXIS0,001,15,15BEEF洗手SUBPLOT2,1,2BEEF洗手Y1FFTUCBEEF对载波信号进行傅里叶变换洗手PLOTABSY1BEEFTITLE载波信号频谱BEEF洗手AXIS5800,6200,0,1000000BEEF洗手洗手洗手4洗手图1洗手分析BEEF给出一个载波信号，吃饭载波是一个高频信号这里取F6000,并且对其进行傅里叶变换，吃饭分别得到了载波信号波形和载波信号频谱。洗手洗手洗手调制信号洗手程序代码BEEF洗手T10000011BEEF洗手A15BEEF调制信号振幅洗手F6000BEEF载波信号频率洗手W02FPIBEEF洗手MESA1COS0001W0TBEEF调制信号洗手SUBPLOT2,1,1BEEF洗手PLOTT,MESBEEF洗手XLABELT,TITLE调制信号BEEF洗手SUBPLOT2,1,2BEEF洗手Y2FFTMESBEEF对调制信号进行傅里叶变换洗手PLOTABSY2BEEF洗手TITLE调制信号频谱BEEF洗手AXIS198000,202000,0,1000000BEEF洗手洗手洗手洗手5图2洗手分析BEEF定义一个单频调制信号，吃饭调制信号相对于载波是一个低频信号，吃饭对其进行傅里叶变换，吃饭同时得到调制信号波形和调制信号频谱。洗手6AM已调信号洗手T10000011BEEF洗手A010BEEF载波信号振幅洗手A15BEEF调制信号振幅洗手A23BEEF已调信号振幅洗手F3000BEEF载波信号频率洗手W02FPIBEEF洗手M015BEEF调制度洗手MESA1COS0001W0TBEEF调制信号洗手UAMA21MMESCOSW0TBEEFAM已调信号洗手SUBPLOT2,1,1BEEF洗手PLOTT,UAMBEEF洗手GRIDONBEEF洗手TITLEAM调制信号波形BEEF洗手SUBPLOT2,1,2BEEF洗手Y3FFTUAMBEEF对AM已调信号进行傅里叶变换洗手PLOTABSY3,GRIDBEEF洗手TITLEAM调制信号频谱BEEF洗手AXIS5950,6050,0,500000BEEF洗手洗手洗手洗手洗手图3M015洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手7洗手洗手图4M1洗手图5M100洗手洗手分析BEEF根据已学知识，吃饭建立已调AM信号的数学方程，吃饭调制系数M015，吃饭对AM已调信号进行傅里叶变换，吃饭同时得到已调AM的波形和频谱如图3。洗手由频谱图可知，吃饭单频调幅波并不是一个简单的正弦波，吃饭其中包含三个频率分量，吃饭即载波分量6000，吃饭上边频分量5996，吃饭下变频分量6006。洗手上下边频分量对于载波是对称的，吃饭每个边频分量的振幅是调幅波的一半。洗手由此可见，吃饭单频调幅实质是把低频信号的频谱搬移到载波的上下边频，吃饭调幅过程实质是一个频谱的线性搬移。洗手洗手由图可以看出调幅波的特点BEEF调幅波的振幅随调制信号变化，吃饭而且包络的变化规律与调制信号一致，吃饭表明调制信号的信息记录在调幅波的包络中。洗手洗手当改变调制系数M1时，吃饭此时包络振幅的最小值0；BEEF当M100时，吃饭如图5，吃饭已调波的包络形状与调制信号不一样，吃饭产生了严重的包络失真，吃饭这种情况称为过量调幅。洗手因此在振幅调制过程中为了避免产生过量调幅失真，吃饭要求调制系数M满足BEEF0M1洗手洗手洗手洗手洗手洗手二设计FIR数字低通滤波器洗手FIR滤波器采用间接法，吃饭常用的方法有窗函数法、BEEF频率采样法和切比雪夫等波纹逼近法。洗手对于线性相位滤波器，吃饭经常采用FIR滤波器。洗手洗手对于数字高通、BEEF带通滤波器设计，吃饭通用方法为双线性变换法。洗手可以借助于模拟滤波器的频率转换设计一个所需类型的过渡模拟滤波器，吃饭再经过双线性变换将其转换成那个所需的数字滤波器。洗手具体设计步骤如下BEEF洗手（1）确定所需类型数字滤波器的技术指标。洗手洗手（2）将所需类型数字滤波器的边界频率转换成相应的模拟滤波器的边界频率，吃饭转换公式为2/TTAN05洗手3将相应类型的模拟滤波器技术指标转换成模拟低通滤波器技术指标。洗手洗手（4）设计模拟低通滤波器。洗手洗手（5）通过频率变换将模拟低通转换成相应类型的过渡模拟滤波器。洗手洗手（6）采用双线性变换法将相应类型的过渡模拟滤波器转换成所需类型的数字滤波器。洗手洗手8我们知道，吃饭脉冲响应不变法的主要缺点是会产生频谱混叠现象，吃饭使数字滤波器的频响偏离模拟滤波器的频响特性。洗手为了克服之一缺点，吃饭可以采用双线性变换法。洗手洗手下面我们介绍用窗函数法设计FIR滤波器的步骤。洗手如下BEEF洗手（1）根据对阻带衰减及过渡带的指标要求，吃饭选择串窗数类型（矩形窗、BEEF三角窗、BEEF汉宁窗、BEEF哈明窗、BEEF凯塞窗等），吃饭并估计窗口长度N。洗手先按照阻带衰减选择窗函数类型。洗手原则是在保证阻带衰减满足要求的情况下，吃饭尽量选择主瓣的窗函数。洗手洗手（2）构造希望逼近的频率响应函数。洗手洗手（3）计算HN。洗手洗手（4）加窗得到设计结果。洗手洗手接下来，吃饭我们根据语音信号的特点给出有关滤波器的技术指标BEEF洗手低通滤波器的性能指标BEEF洗手通带边界频率FP300HZ，吃饭阻带截止频率FC320HZ，吃饭阻带最小衰减AS100DB,通带最大衰减AP1DB洗手在MATLAB中，吃饭可以利用函数FIR1设计FIR滤波器，吃饭利用函数BUTTER,CHEBY1和ELLIP设计IIR滤波器，吃饭利用MATLAB中的函数FREQZ画出各步步器的频率响应。洗手HNFIR1M，吃饭WC，吃饭WINDOW，吃饭可以指定窗函数向量WINDOW。洗手如果缺省WINDOW参数，吃饭则FIR1默认为哈明窗。洗手其中可选的窗函数有RECTANGULARBARLRTTHAMMINGHANNBLACKMAN窗，吃饭其相应的都有实现函数。洗手洗手MATLAB信号处理工具箱函数BUTTPBUTTORBUTTER是巴特沃斯滤波器设计函数，吃饭其有5种调用格式，吃饭本课程设计中用到的是N,WCBUTTERN,WC,RP,AS,S,该格式用于计算巴特沃斯模拟滤波器的阶数N和3DB截止频率WC。洗手洗手MATLAB信号处理工具箱函数CHEBLAP,CHEBLORD和CHEEBY1是切比雪夫I型滤波器设计函数。洗手我们用到的是CHEEBY1函数，吃饭其调用格式如下BEEF洗手B,ACHEBY1N,RP,WPO,FTYPR洗手B,ACHEBY1N,RP,WPO,FTYPR,S函数BUTTER,CHEBY1和ELLIP设计FIR滤波器时都是默认的双线性变换法，吃饭所以在设计滤波器时只需要代入相应的实现函数即可。洗手下面是FIR数字滤波器的主要程序。洗手洗手FT2000BEEF采样频率洗手FPTS100120通带边界频率FP100HZ，吃饭阻带截止频率FS120HZ洗手MAG10BEEF洗手DEV001005BEEF通带波动1，吃饭阻带波动5洗手N21,WN21,BETA,FTYPEKAISERORDFPTS,MAG,DEV,FTBEEFKAISERORD估计采用凯塞窗设计的FIR滤波器的参数洗手B21FIR1N21,WN21,KAISERN211,BETABEEF由FIR1设计滤波器洗手H,WFREQZB21,1BEEF得到频率响应洗手PLOTW/PI,ABSHBEEF洗手GRIDON洗手TITLEFIR低通滤波器BEEF洗手9洗手图6洗手滤波前AM解调信号洗手T10000011BEEF洗手A010BEEF载波信号振幅洗手A15BEEF调制信号振幅洗手A23BEEF已调信号振幅洗手F3000BEEF载波信号频率洗手W02FPIBEEF洗手M015BEEF调制度洗手K05BEEFDSB前面的系数洗手MESA1COS0001W0TBEEF调制信号洗手UAMA21MMESCOSW0TBEEFAM已调信号洗手DAMUAMCOSW0TBEEF对AM调制信号进行解调洗手SUBPLOT2,1,1BEEF洗手PLOTT,DAMBEEF洗手GRIDONBEEF洗手TITLE滤波前AM解调信号波形BEEF洗手SUBPLOT2,1,2BEEF洗手Y5FFTDAMBEEF对AM解调信号进行傅里叶变换洗手PLOTABSY5,GRIDBEEF洗手TITLE滤波前AM解调信号频谱BEEF洗手AXIS187960,188040,0,200000BEEF洗手洗手10洗手图7洗手洗手分析BEEF解调是调制的逆过程，吃饭是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的过程，吃饭也被称为检波。洗手建立数学模型，吃饭得到AM解调信号波形图和频谱图，吃饭从频上看，吃饭解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，吃饭是将高频载波端边信号带信号的频谱线性搬移到低频端，吃饭与调制过程正好相反。洗手检波器的输入为振幅调制信号UAMA21MMESCOSW0TBEEF为了解调出调制频率为的调制信号，吃饭检波器必须包含非线性电路，吃饭以便调制信号通过它产生新的频率分量（其中包含所需的分量）。洗手但是此时由图可以观察到解调出来的信号仍然含有不需要的高频分量，吃饭因此需要低通滤波器滤掉高频，吃饭取出所需要的调制信号洗手。洗手洗手洗手洗手AM解调信号FIR滤波洗手T10000011BEEF洗手A010BEEF载波信号振幅洗手A15BEEF调制信号振幅洗手A23BEEF已调信号振幅洗手F6000BEEF载波信号频率洗手W0FPIBEEF洗手M015BEEF调制度洗手UCA0COSW0TBEEF载波信号洗手SUBPLOT5,2,1BEEF洗手PLOTT,UCBEEF洗手11TITLE载波信号BEEF洗手AXIS0,001,15,15BEEF洗手T1FFTUCBEEF傅里叶变换洗手SUBPLOT5,2,2BEEF洗手PLOTABST1BEEF洗手TITLE载波信号频谱BEEF洗手AXIS5800,6200,0,1000000BEEF洗手洗手MESA1COS0001W0TBEEF调制信号洗手SUBPLOT5,2,3BEEF洗手PLOTT,MESBEEF洗手TITLE调制信号BEEF洗手T2FFTMESBEEF洗手SUBPLOT5,2,4BEEF洗手PLOTABST2BEEF洗手TITLE调制信号频谱BEEF洗手AXIS198000,202000,0,2000000BEEF洗手洗手洗手UAM1A21MMESCOSW0TBEEFAM已调信号洗手PLOTT,UAM1BEEF洗手TITLE已调信号BEEF洗手T3FFTUAM1BEEF洗手SUBPLOT5,2,6BEEF洗手PLOTABST3BEEF洗手TITLE已调信号频谱BEEF洗手AXIS5950,6050,0,500000BEEF洗手洗手洗手SN120BEEF信噪比洗手DB1A12/210SN1/10BEEF计算对应噪声方差洗手N1SQRTDB1RANDNSIZETBEEF生成高斯白噪声洗手UAMN1UAM1BEEF洗手洗手DAMUAMCOSW0TBEEF对AM已调信号进行解调洗手SUBPLOT5,2,7BEEF洗手PLOTT,DAMBEEF洗手TITLE滤波前的AM解调信号波形BEEF洗手T4FFTDAMBEEF求AM信号的频谱洗手SUBPLOT5,2,8BEEF洗手PLOTABST4BEEF洗手TITLE滤波前的AM解调信号频谱BEEF洗手AXIS187960,188040,0,200000BEEF洗手洗手洗手12Z21FFTFILTB21,DAMBEEFFIR低通滤波洗手SUBPLOT5,2,9BEEF洗手PLOTT,Z21,RBEEF洗手TITLE滤波后的AM解调信号波形BEEF洗手T5FFTZ21BEEF求AM信号的频谱洗手SUBPLOT5,2,10BEEF洗手PLOTABST5,RBEEF洗手TITLE滤波后的AM解调信号频谱BEEF洗手AXIS198000,202000,0,200000BEEF洗手洗手洗手洗手洗手图8洗手分析BEEF解调AM信号经过FIR低通滤波器滤掉了不需要的高频分量，吃饭从而解调出AM信号。洗手在设计FIR低通滤波器的时候，吃饭通带边界频率设定为载波信号频率FPF，吃饭阻带截止频率FSF20,采样频率FT8F；BEEF在设计FIR低通滤波器的时候，吃饭通带边界频率设定为FPF50，吃饭阻带截止频率FSF，吃饭采样频率FT10F。洗手这样设定后，吃饭在改变载波信号频率的时候就有可能使滤波器无法进行正常的滤波，吃饭从而得不到正确的结果。洗手载波频率F可以选的高一些，吃饭在设计的时候时间采样T的间隔就要大一些。洗手洗手洗手通过比较AM调制与解调前后，吃饭调制信号的频谱和时域，吃饭能明显的感觉到AM调制后AM解调与原始的调制信号有明显的不同,设