am調(diào)制與解調(diào)

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1、沈陽理工大學(xué)通信系統(tǒng)課程設(shè)計報告1課程設(shè)計目的：掌握am調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的理論設(shè)計和軟件仿真方法，掌握應(yīng)用matlab分析時域頻域特性的方法。通過MATLAB仿真，加深對AM系統(tǒng)的理解；鍛煉運用所學(xué)知識，獨立分析問題、解決問題的綜合能力2課程設(shè)計要求：運用通信原理的基本理論和專業(yè)知識，對AM系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、仿真（仿真用程序?qū)崿F(xiàn)），要求用程序畫出調(diào)制信號，載波，已調(diào)信號、相干解調(diào)之后信號的的波以及已調(diào)信號的功率譜密度。用matlab產(chǎn)生一個頻率為1HZ、功率為1的余弦信源，設(shè)載波頻率為10HZ，A=2，試畫出：調(diào)制信號，AM信號，載波，解調(diào)信號及已調(diào)信號的功率譜密度。3相

2、關(guān)知識：AM調(diào)制信號波形圖：AM調(diào)制也稱普通調(diào)幅波，已調(diào)波幅度將隨調(diào)制信號的規(guī)律變化而線性變化，但載波頻率不變。設(shè)載波是頻率為ωc的余弦波：uc(t)=Ucmcosωct,調(diào)制信號為頻率為Ω的單頻余弦信號，即UΩ(t)=UΩmcosΩt(Ωωc),則普通調(diào)幅波信號為:uAM(t)=(Ucm+kUΩmcosΩt)cosωct=Ucm(1+MacosΩt)cosωct（1）——式中：Ma＝kUΩm/Ucm，稱為調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度AM調(diào)制信號波形如圖1所示：8沈陽理工大學(xué)通信系統(tǒng)課程設(shè)計報告圖1.普通調(diào)幅波形顯然AM波正負(fù)半周對稱時：MaUcm＝Umax－Ucm＝Ucm

3、－Umin，調(diào)幅度為：Ma=(Umax－Ucm)∕Ucm=(Ucm－Umin)∕Ucm。Ma＝0時，未調(diào)幅狀態(tài)Ma＝1時，滿調(diào)幅狀態(tài)（100％），正常Ma值處于0～1之間。Ma>1時，普通調(diào)幅波的包絡(luò)變化與調(diào)制信號不再相同，會產(chǎn)生失真，稱為過調(diào)幅現(xiàn)象。所以，普通調(diào)幅要求Ma必須不大于1。圖2所示為產(chǎn)生失真時的波形。8沈陽理工大學(xué)通信系統(tǒng)課程設(shè)計報告圖2.Ma>1時的過調(diào)制波形4課程設(shè)計分析4.1AM調(diào)制原理：AM調(diào)制就是由調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使之隨調(diào)制信號作線性變化的過程。在波形上，幅度已調(diào)信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律而呈正比地變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完

4、全是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移（精確到常數(shù)因子）。由于這種搬移是線性的，因此，幅度調(diào)制通常又稱為線性調(diào)制。AM是指調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使其隨調(diào)制信號呈線性變化的過程。AM信號的調(diào)制原理模型如下[6]：調(diào)制模型m(t)為基帶信號，它可以是確知信號，也可以是隨機(jī)信號，但通常認(rèn)為它的平均值為0.載波為（2.3.1）8沈陽理工大學(xué)通信系統(tǒng)課程設(shè)計報告上式中，A為載波振幅，w為載波角頻率為載波的初始相位。解調(diào)方法利用相干解調(diào)。解調(diào)就是實現(xiàn)頻譜搬移，通過相乘器與載波相乘來實現(xiàn)。相干解調(diào)時，接收端必須提供一個與接受的已調(diào)載波嚴(yán)格同步的本地載波，它與接受的已調(diào)信號相乘

5、后，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，得到原始的基帶調(diào)制信號。相干解調(diào)的一般模型如下：圖1AM信號的相干解調(diào)原理框圖將已調(diào)信號乘上一個與調(diào)制器同頻同相的載波，得解調(diào)框圖由上式可知，只要用一個低通濾波器，就可以無失真的恢復(fù)出原始的調(diào)制信號。通過信號的功率譜密度的公式，得到功率譜密度。4.2AM解調(diào)原理：振幅解調(diào)是振幅調(diào)制的逆過程，從頻譜的角度看就是將有用信號從高頻段搬到低頻段。而要完成頻譜搬移（有新頻率產(chǎn)生），電路中必須要有非線性器件。一般情況下，AM波采用包絡(luò)檢波即峰值檢波的方式實現(xiàn)解調(diào)。即包絡(luò)檢波就是從AM波中還原出原調(diào)制信號的過程。設(shè)輸入普通調(diào)幅信號uAM（t）如（1）

6、式所示，圖4中非線性器件工作在開關(guān)狀態(tài)，則非線性器件輸出電流為：io(t)=guAM(t)·K1（ωct）=gUcm(1+MacosΩt)cosωct·式中：g——非線性器件伏安特性曲線斜率。8沈陽理工大學(xué)通信系統(tǒng)課程設(shè)計報告可見io中含有直流，Ω，ωc，ωc±Ω以及其它許多組合頻率分量，其中的低頻分量是gUm(1+MscosΩt)∕Π。用低通濾波器取出io中這一低頻分量，濾除ωc-Ω及其以上的高頻分量，就可以恢復(fù)與原調(diào)制信號U（t）成正比的單頻信號了。圖4.解調(diào)原理圖圖4中（a）圖為包絡(luò)檢波電路的組成模型，（b）圖則為包絡(luò)檢波還原信號的波形變化過程和頻譜的變化情況

7、。5仿真：clearclccloseall;t=0:0.01:2*pi;y0=2^(1/2)*cos(2*pi*t);y1=5+2^(1/2)*cos(2*pi*t);%信源頻率為1Hz的余弦y2=cos(2*pi*10*t);%載波10Hzy3=y1.*y2;%已調(diào)信號y4=y3.*y2;%同步解調(diào)，與載波相乘figure(1);[b,a]=cheby1(12,0.5,100/500);%切比雪夫濾波器y5=filter(b,a,y4);%濾波8沈陽理工大學(xué)通信系統(tǒng)課程設(shè)計報告figure(1);subplot(5,1,1);plot(y0);%畫出信源的圖形