用matlab实现模拟(dsb-am)调制

1、z、.前言调制就是使一个信号如光、高频电磁振荡等的某些参数如振幅、频率等按照另一个欲传输的信号如声音、图像等的特点变化的过程。用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度，使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化，这个控制过程就称为调制。其中语言或音乐信号叫做调制信号，调制后的载波就载有调制信号所包含的信息，称为已调波。解调是调制的逆过程，它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。对于幅度调制来说，解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。对于频率调制来说，解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。频率解调要比幅度解调复杂，用普通检波电路是无法解调出调制信号的，必须采用频率检波方式，如各类

2、鉴频器电路。关于鉴频器电路可参阅有关资料，这里不再细述。本课题利用MATLAB软件对DSB信号调制解调系统进展模拟仿真，分别对正弦波进展调制，观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布。第一章设计要求1调制信号m(t )1,0tt0/32,t0/3t2t0/30,其他2调制载波c(t)=cos(2fct)3设计m文件实现DSB-AMS制4设计m文件绘制消息信号与已调信号的频谱，分析其频谱特征。第二章系统组成及工作原理2.1DSB-AM系统构成在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。假设将载波抑制，只需在将直流A0去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号DSB。调制

3、过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。双边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。相干解调的原理框图如图2-2所示：2-2 DSB相干解调模型DSB信在消息信号m(t)上不加上直流分量，那么输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号，或称抑制载波双边带调制信号，简称双边带DSB调制器模型如图2-1,可见DSB信号本质上就是基带信号与载波直接相乘。SdsB(t)m(t)cos(ct)式2-1Sdsb)1/2F(c)F(c)式2-2除不再含有载频分量离散谱外，DS

4、B信号的频谱与AM信号的完全一样，仍由上下对称的两个边带组成。故DSB信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM信号一样，也为基带信号带宽的两倍，DSB信号的波形和频谱分别如图2-3:coD5BC号的时国也泮Kb)DSBft号端着相成2-3DSB调制的谱分析调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因此不能采用简单的包络检波来恢复调制信号，需采用相干解调(同步检波)。另外，在调制信号m的过零点处，高频载波相位有180°的突变。除了不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的频谱完全一样，仍由上下对称的两个

5、边带组成。所以DSB信号的带宽与AM信号的带宽一样，也为基带信号带宽的两倍。因为不存在载波分量，DSB信号的调制效率是100%,即全部功率都用于信息传输。但由于DSB信号的包络不再与m成正比，故不能进展包络检波，需采用相干解调。相干解调模型图2-2已给出。图中输入的为式2-1的DSB信号。乘法器输出为(t)SDsB(t)COS(ct)%mt)1cos2ct)式2-4经低通滤波后为mo(t)%m(t)式2-5FIR滤波器为有限脉冲响应FIR数字滤波器，其在保证幅度特性的同时，很容易做到严格的线性相位特性。在数字滤波器中，FIR滤波器的最主要特点是没有反响回路，故不存在不稳定的问题；同时，在幅度特

6、性可以任意设置的同时，保证了准确的线性相位。稳定和线性相位是FIR滤波器的突出优点。另外还有以下特点：设计方式是线性的；硬件容易实现；滤波器过渡过程具有有限区间；相对IIR滤波器而言，阶次较高，其延迟也要比同样性能的IIR滤波器大得多。第三章用matlab设计DSB系统用matlab的m文件设计的DSB系统由以下几部分构成：载波信号的产生、调制信号的产生、已调信号的产生、解调器的乘法器输出、数字低通滤波器FIR的设计、滤波后恢复的信号六大部分构成。本次设计要求的载波信号为c(t)=cos(2J),设载波频率为3000H乙那么在matlab中载波信号可表示为Uc=A0.*cos(w0*t)，代码

7、如下：t=-1:0.00001:5;A0=10;%载波信号振幅f=3000;%载波信号频率w0=2*f*pi;Uc=A0.*cos(w0*t);%载波信号subplot(5,2,1);plot(t,Uc);title('载波信号');axis(0,0.01,-15,15);T1=fft(Uc);%fft变化形成载波信号频谱subplot(5,2,2);plot(abs(T1);title('载波信号频谱');axis(17800,18200,0,1000000);本次设计中，用rectpuls函数形成要求中的调制信号，rectpuls函数可产生一个关于原点对称、

8、宽度为1的矩形脉冲。详细函数如下：functionmes=mm(t0)g=-1:0.00001:5;m1=rectpuls(g-0.5,t0/3);%形成0-t0/3之间的矩形脉冲信号m2=-2*rectpuls(g-0.5-t0/3,t0/3);%形成t0/3-2t0/3之间的矩形脉冲信号mes=m1+m2;在主函数中调用该函数即可，代码如下：mes=mm(3);%调制信号subplot(5,2,3);plot(t,mes);title('调制信号');T2=fft(mes);subplot(5,2,4);plot(abs(T2);title('调制信号频谱'

9、);axis(0,200,0,200000);由DSBS制原理可知，已调信号即为调制信号与载波信号相乘即可，设计代码如下：Udsb=mes.*Uc;%DSB已调信号subplot(5,2,5);plot(t,Udsb);title('DSB已调波形');subplot(5,2,6);T3=fft(Udsb);%对DSB已调信号进展傅里叶变换plot(abs(T3);title('DSB已调频谱');axis(17800,18200,0,1000000);DSBf目干解调器由乘法器及低通滤波器构成，为保证能得到原是信号，相干解调要求输入的本地载波必须与调制载波严格

10、的同频同相。详细代码如下：Ddsb=Udsb.*cos(w0*t);%对DSB调制信号进展解调subplot(5,2,7);plot(t,Ddsb);title('滤波前的DSB解调信号波形');T4=fft(Ddsb);%求DSB解调信号的频谱subplot(5,2,8);plot(abs(T4);title('滤波前的DSB解调信号频谱');axis(0,37000,0,200000);3.5FIR数字低通滤波器的设计FIR滤波器为线性相位滤波器。用窗函数法设计FIR滤波器的步骤。如下： 1根据对阻带衰减及过渡带的指标要求，选择串窗数类型矩形窗、三角窗、汉宁

11、窗、哈明窗、凯塞窗等，并估计窗口长度No先按照阻带衰减选择窗函数类型。原那么是在保证阻带衰减满足要求的情况下，尽量选择主瓣的窗函数。 2构造希望逼近的频率响应函数。 3计算h(n).。 4加窗得到设计结果。本次设计中选用哈明窗作为窗函数、采样频率为2000Hz通带边界频率为100HZ,阻带截至频率为120HZ,通带与阻带波动分别为1欢5%代码如下：Ft=2000;%采样频率fpts=100120;%通带边界频率fp=100Hz，阻带截止频率fs=120Hzmag=10;dev=0.010.05;%通带波动1%，阻带波动5%n21,wn21,beta,ftype=kaiserord(fpts,m

12、ag,dev,Ft);%kaiserord估计采用凯塞窗设计的FIR滤波器的参数b21=fir1(n21,wn21,kaiser(n21+1,beta);%由fir1设计滤波器将乘法器的输出信号通过低通滤波即可恢复原始信号，本次设计中用fftfilt函数来进展FIR的滤波，详细代码如下：z21=fftfilt(b21,Ddsb);%FIR低通滤波subplot(5,2,9);plot(t,z21,'r');title('滤波后的DSB解调信号波形');T5=fft(z21);%求DSB信号的频谱subplot(5,2,10);plot(abs(T5),'

13、r');title('滤波后的DSB解调信号频谱');axis(0,200,0,1300000);第四章实验调试及结果分析解调端乘法器的输出信号经过FIR低通滤波器，无法完全滤波。进步采样频率后,可以实现滤波。采样频率的不同，滤波器采样点数不同，频率越高，点数密集程度越大，滤波效果也越好。FIR低通滤波器1h111«iiliij>1II|ia.11-J0-1-411一J11!_J_J_i111ciiaHi<>1II9*1'1i11IIIi广.1、i1Iiii1iliiI|1l|pil|ii00.10.2030.4050.60.70.8

14、0.9FIR低通滤波的设计：4-1FIR低通滤波由上图可知，该设计符合设计要求载波信号：蒙波信号.釉wMiwy删00 002 0 0040.006 D 008 C 01载波信号频谱178179181811824-2载波信号载波信号频率3000Hz,其傅立叶变换后应在23即18000附近，信号频谱符合理论要求调制信号：4-3调制信号根据设计要求，调制信号应由两个不同的门函数构成，调制信号频率几乎为0,由门函数的傅立叶变换波形为Sa函数，可知调制信号的频谱应为Sa函数的叠加与移位。观察调制信号频谱，符合要求。已调信号：4-4已调信号已调信号为载波与调制信号相乘，DSB信号的频谱为调制信号频谱的线性

15、搬移，存在上下边频，不存在载频。已调信号波形，包络为调制信号波形的绝对值。观察波形及频谱，符合要求。滤波后的波形：4-5滤波后信号滤波后的信号，应与原始信号的波形上一致，幅值上会有所不同。实验结果与分析一致。第五章总结调制与解调技术是通信电子线路课程中一个重要的环节，也是实现通信必不可少的一门技术，也是通信专业学生必须掌握的一门技术。课题在这里是把要处理的信号当做一种特殊的信号，即一种“复杂向量来对待。也就是说，课题更多的还是表达了数字信号处理技术。从课题的中心来看，课题“基于Matlab的DSBM制系统仿真是希望将DSB调制与解调技术应用于某一实际领域，这里就是指对信号进展调制。作为存储于计

16、算机中的调制信号，其本身就是离散化了的向量，我们只需将这些离散的量提取出来，就可以对其进展处理了。这一过程的实现，用到了处理数字信号的强有力工具MATLAB通过MATLAB!几个命令函数的调用，很轻易的在调制信号与载波信号的理论之间搭了一座桥。课题的特色在于它将调制信号看作一个向量，于是就把调制信号数字化了。那么，就可以完全利用数字信号处理和通信电子线路的知识来解决DSB调制问题。我们可以像给一般信号做频谱分析一样，来对调制信号做频谱分析，也可以较容易的用数字滤波器来对解调信号进展滤波处理。通过比较DSB®制与解调前后，调制信号的频谱和时域，能明显的感觉到DSBWI制后DSBW调与原

17、始的调制信号有明显的不同,设计部同的滤波器得到的结果页是不同的，通过仿真可以看到FIR低通滤波器要比IIR低通滤波器要滤的好。由此可见，调制信号主要分布在低频段，而载波信号主要分布在高频段。参考文献1 樊昌信.通信原理.北京：国防工业出版社，2021.2 郝文.MATLAB图形图像处理应用教程.北京：中国水利水电出版社，2002.3 徐金明.MATLAB实用教程.北京：清华大学出版社，2003.4 达新宇.通信原理实验与课程设计.北京：北京邮电大学出版社，2003.附录一t=-1:0.00001:5;A0=10;%载波信号振幅f=3000;%载波信号频率w0=2*f*pi;Uc=A0.*cos

18、(w0*t);%载波信号subplot(5,2,1);plot(t,Uc);title('载波信号');axis(0,0.01,-15,15);T1=fft(Uc);subplot(5,2,2);plot(abs(T1);title('载波信号频谱');axis(17800,18200,0,1000000);mes=mm(3);%调制信号subplot(5,2,3);plot(t,mes);title('调制信号');T2=fft(mes);subplot(5,2,4);plot(abs(T2);title('调制信号频谱');axis(0,200,0,200000);Udsb=mes.*Uc;%DSB已调信号subplot(5,2,5);plot(t,Udsb);title('DSB已调波形');subplot(5,2,6);T3=fft(Udsb);%对DSB已调信号进展傅里叶变换plot(abs(T3);title('DSB已调频谱');axis(17800,18200,0,1000000);Ddsb=Udsb.*c