am 調(diào)制 解調(diào) 仿真

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1、實(shí)踐周學(xué)習(xí)報告摘要本題目用Matlab中的建模仿真工具Simulink對通信原理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為模擬信號的線性調(diào)制解調(diào)(AM)過程。文中講述了Matlab的基礎(chǔ)知識、Simulink仿真操作方法以及在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，對被仿真實(shí)驗(yàn)的基本原理也進(jìn)行了簡要介紹。通過本設(shè)計對構(gòu)造通信原理虛擬實(shí)驗(yàn)室這一課題進(jìn)行了初步的探索。關(guān)鍵詞Simulink；MATLAB；噪聲;AM調(diào)制解調(diào)第２０頁共20頁1．引言本實(shí)踐周開設(shè)的通信仿真課程為軟件仿真，利用matlab中的建模仿真工具Simulink對通信原理實(shí)

2、驗(yàn)進(jìn)行仿真。隨著通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，通信系統(tǒng)也日趨復(fù)雜，在通信系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)過程中，軟件仿真已成為必不可少的一部分，電子設(shè)計自動化EDA技術(shù)已成為電子設(shè)計的潮流。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電子EDA仿真技術(shù)也在突飛猛進(jìn)之中。涌現(xiàn)出了許多功能強(qiáng)大的電子仿真軟件，如Workbeench、Protel、Systemview、Matlab等。許多知名IT企業(yè)其實(shí)在產(chǎn)品開發(fā)階段也是應(yīng)用仿真軟件進(jìn)行開發(fā)。虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，一些在現(xiàn)實(shí)世界無法開展的科研項(xiàng)目可借助于虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)完成，例如交通網(wǎng)的

3、智能控制、軍事上新型武器開發(fā)等。1.1目的（1）熟悉MATLAB、Simulink軟件環(huán)境及使用方法，包括函數(shù)、原理和方法的應(yīng)用。（2）熟悉AM信號的調(diào)制及相干解調(diào)過程。（3）增強(qiáng)在通信系統(tǒng)設(shè)計方面的動手能力與自學(xué)能力。（4）鍛煉自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)分析問題、解決問題的能力。第２０頁共20頁1.2步驟（1）產(chǎn)生AM調(diào)制信號，；（2）對信號進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)制信號；（3）繪制調(diào)制及解調(diào)時域圖、頻譜圖；（4）改變采樣頻率后，繪制調(diào)制及解調(diào)信號的時域圖、頻譜圖；（5）加上高斯噪聲，繪制調(diào)制及解調(diào)的時域圖和頻譜

4、頻圖，分析噪聲對調(diào)制信號和解調(diào)信號的影響。第２０頁共20頁2.理論與方法AM調(diào)制與解調(diào)任意的AM已調(diào)信號可以表示為Sam(t)=c(t)m(t)，當(dāng)m(t)=A0+f(t);c(t)=cos(ωct+θ0)，且A0不等于0時，稱為常規(guī)調(diào)幅，其時域表達(dá)式為：Sam(t)=c(t)m(t)=[A0+f(t)]cos(ωct+θ0)其中A0是外加的直流分量，f(t)是調(diào)制信號AM信號可用相干解調(diào)和包絡(luò)檢波兩種方法解調(diào)，若用不同的方法解調(diào)，解調(diào)器輸出端將可能有不同的信噪比。實(shí)際中，AM信號的解調(diào)器通常采用簡

5、單的包絡(luò)解調(diào)法，此時解調(diào)器為一線性包絡(luò)檢波器，它的輸出電壓正比于輸入信號的包絡(luò)變化。參數(shù)設(shè)置為，將濾波頻率設(shè)為與調(diào)制信號相同的頻率，即相干頻率，再通過低通濾波器，則可恢復(fù)出原調(diào)制信號。第２０頁共20頁3.設(shè)計方案3.1利用Scope觀察對比輸入、輸出信號Simulink實(shí)現(xiàn)如圖：3.2參數(shù)設(shè)置信號源的幅度為分別為a=1和a=0.5，頻率為2π*1000rad/s。載波的幅度為1，頻率為rad/s(10Hz)。相干本地載波的幅度為1，頻率為2π*10000rad/s；直流分量為常數(shù)1；示波器輸入信號個

6、數(shù)為6個;為了盡快查看結(jié)果，設(shè)置仿真始末時間為0到2秒。步長及算法，這些參數(shù)在Simulink菜單下的“Parameters”命令中設(shè)置，采用默認(rèn)設(shè)置。第２０頁共20頁3.3觀察仿真結(jié)果左邊為調(diào)制信號幅度為1，右邊為調(diào)制信號幅度為2.第一路為余弦信號；第二路為載波（相干信號）；第三路已調(diào)信號；第四路為加入高斯白噪聲后的已調(diào)信號；第五路為解調(diào)信號；第六路為加入白噪聲的已調(diào)信號解調(diào)后的信號。Zoom-x-axis之后便于觀察信號變化。第２０頁共20頁4.結(jié)論與分析4.1結(jié)論與分析1）由波形可明顯看出，調(diào)

7、制信號幅度分別為1和0.5時有明顯不同。a=1時，已調(diào)信號處于臨界調(diào)制狀態(tài)；a=0.5時，已調(diào)信號處于欠調(diào)制狀態(tài)。2）可以觀察出，解調(diào)過程能夠還原出原調(diào)制信號，還原出的調(diào)制幅度幅度和原調(diào)制信號幅度相等。3）加入高斯白噪聲后，觀察波形可得出，高斯白噪聲對調(diào)制解調(diào)信號的影響都不大。4）頻譜分析為余弦信號的頻譜為已調(diào)信號的頻譜為加入高斯白噪聲后的已調(diào)信號解調(diào)信號的頻譜為加入高斯白噪聲后的已調(diào)信號解調(diào)出的信號采樣頻率為0.01第２０頁共20頁采樣頻率為0.001第２０頁共20頁采樣頻率為0.0001第２０頁

8、共20頁第２０頁共20頁分析：由頻譜圖看觀察到，頻率采樣率較低時，高斯白噪聲對調(diào)制和解調(diào)信號的頻譜影響明顯。隨著采樣率提高，高斯白噪聲對調(diào)制信號頻譜影響變得非常小。第２０頁共20頁4．2出現(xiàn)的問題及解決方法（分析）simulink使用上的問題起初使用simulink中的scope觀察信號波形時，波形x軸過于密集，不便于觀察。經(jīng)過摸索和與他人討論，學(xué)會了使用Zoom-x-axis按鈕，熟悉了simulink用法。參數(shù)設(shè)置問題起初用scope觀察波形時，波形有明顯的錯誤，