实验三 模拟线性调制系统实验.docx
实验三模拟线性调制系统实验一、实验目的1、掌握模拟线性调制AM、DSB、SSB的原理。2、掌握模拟线性调制AM、DSB、SSB的仿真方法。3、掌握模拟线性调制AM、DSB、SSB的性能。二、实验原理：1、幅度调制幅度调制信号(已调信号)一般可表示成：s (t) = Am(t)cost。式中，m(t)基带调制信号设调制信号m(t)的频谱为M (o)，则已调信号的频谱为S ()=Am(+)+ M一)2、调幅(AM)调制调幅信号：s (t) = A + m(t)cos t = A cos t + m(t)cos t式中m(t)-调制信号均值为° A。-常数表示叠加的直流分量。Sm (t)A0cos o t若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为：1，、-S (o)=兀A 8(o+o ) + 8(-)+ -M(o + o ) + M(-)其中A是一个常数。可以将调幅信号看成一个余弦载波加抑制载波双边带调幅信号， 当A>m(t)时，称此调幅信号欠调幅；A<m(t)时，为过调幅。当m(t)的频宽远小于载波频率 时，欠调幅信号可以用包络检波的方法解调，而过调幅信号只能通过相干解调。调制后的波形及频谱：2、双边带(DSB)调制(1)原理：调制信号m(t)没有直流分量时，得到DSB信号Sdsb(t) = m(t)cos oj。oo H-oHDSBrrrr.o0oc一oc(2)频谱c , 、1、-S ()= M (+)+ M (-)两个边带包含相同的信息。上、下边带均包含调制信号的全部信息；幅度减半，带宽加倍; 线性调制。3、单边带调幅(SSB)：单边带调制是指产生一个边带的调制方式。模拟基带信号m(t)经过双边带调制后，频谱被搬移到中心频率为fc处，但从恢复原信号频 谱的角度看，只要传输双边带信号的一半带宽就可以完全恢复出原信号的频谱。因此，单边 带信号可以表示成人s (t) = m(t )cos 2 兀 ft - m(t )sin 2 兀 f ta=Re(m(t) + jm(t )02 兀 ft 1aa=_ (m(t) + j m(t )02 兀 ft + (m(t) - j m(t )e-，2 兀 ft 21=f-1顼M + (f - f ) + M - (f + f )2其中，M+(f )和M-(f )分别表示M(f)的正、负频率分量。同理，单边带下边带信号可表示为：s (t) = m(t )cos 2 兀 ft + m(t )sln 2 兀 ft ccMatlab中的函数hllbert(mt)可以至U m(t) + jrn(t)， 因此，下面表示：Smm=real(hilbert(mt)*exp(j*2*pi*fc*t);可以得到：a ,s (t) = real m(t) + j m(t )exp(2 兀 jf t)c 的 SSBa=m(t )cos 2兀 ft + m(t )sin 2 兀 ft信号的下边带。相 应 的Smm=real(hilbert(mt).*exp(-1*j*2*pi*fc*t);可以得到:A ,s(t) = real m(t) + j m(t )exp( -2k jft)c的SSB信号的A=m(t )cos 2k ft 一 m(t )sin 2冗 ftcc上边带。4、相干解调LPFsm (t) ®c (t)= cosO t相干解调也称为同步检波，将载频的已调信号的频谱搬移到原始基带。它适用于所有线 性调制信号的解调。相干解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载 波严格同步(同频同相)的本地载波(称为相干载波)，它与接收的已调信号相乘后，经低 通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。对于AM信号，需要先隔直。已调信号的一般表达式为s (t) = s (t)cos O t + s (t)sins t mIc Qc与同频同相的相干载波c(t)相乘后，得s (t)= s (t)cos t=s (t) + s (t)cos 2 t + s (t)sin2 t2 i 2 ic 2 Qc经低通滤波器后，得到sd (t)= 2st(t)因为si (t)是sm (t)通过一个全通滤波器气(s)后的结果，故上式中的sd (t)就是解调输 出，即 s (t)= -s (t) X m(t)。d 2 i由频域角度来看：S ()=上S ()*兀8(一)+k6(+) p2 冗 mcc=1S ()+ 1S (-2)+ S ( + 2)2 I 4/c /cj低通1+ jS ( + 2)-S (一2) S ()x M ()4 Qc ic 2 i5、模拟线性调制的仿真实验(1)常数定义dt=0.001;fm=3;fc=10;T=5;t=-T/2:dt:T/2;F=1/dt;df=1/T;f=-F/2:df:F/2N=length(t) mt=cos(2*pi*fm*t); %A=2;%米样间隔%基带频率%载波频率%仿真时间%时间%仿真频率%频率间隔%频率%米样点数%调制信号%直流信号AMA=0%DSB,SSBmt=mt+A;mf=fft(mt)/F;(2) 调制信号的时频特性figure;subplot(421);plot(t,mt);title('调制信号');xlabel('时间(s)');axis(-2 2 min(mt) max(mt);grid on;subplot(422);plot(f,fftshift(abs(mf);title('调制信号频谱');xlabel('频率(Hz)');axis(-2020 min(abs(mf)max(abs(mf);grid on;(3) 调制后信号的时频特性%Smm=mt.*cos(2*pi*fc*t); %AM 信号,DSBSmm=real(hilbert(mt).*exp(j*2*pi*fc*t);%SSBsf=fft(Smm)/F;subplot(423);plot(t,Smm);hold on;plot(t,mt,'r-');title('AM调制信号');xlabel('时间(s)');axis(-2 2 min(Smm) max(Smm);grid on;subplot(424);plot(f,fftshift(abs(sf);title('AM信号频谱');xlabel('频率(Hz)');axis(-5050 min(abs(sf)max(abs(sf);grid on;(4) 相干解调后的信号时频特性rt=Smm.*cos(2*pi*fc*t); % 相干解 调sf=fft(rt)/F;subplot(425);plot(t,rt);title('解调波形');xlabel('时间(s)');axis(-2 2 min(rt) max(rt);grid on;subplot(426);plot(f,fftshift(abs(sf);title (解调频谱');xlabel('频率(Hz)');axis(-5050 min(abs(sf)max(abs(sf);grid on;(5) 低通滤波后的信号时频特性B=2*fm;%带宽lpf=zeros(1,N);lpf(1:round(B/df)=2;lpf(N-round(B/df)+1:N)=2;rf=lpf.*sf;rt=real(ifft(rf)*F;subplot(427);plot(t,rt);hold on;plot(t,mt,'r-');title('解调前后的波形比较');xlabel('时间(s)');axis(-2 2 min(rt) max(rt);grid on;subplot(428);plot(f,fftshift(abs(rf);title('滤波后信号谱');xlabel('频率(Hz)');axis(-2020 min(abs(rf)max(abs(rf);grid on;频率Hz)三、实验步骤1、设调制信号是频率为2Hz,振幅为1的正弦波，载波信号频率为10Hz,振幅为1的正弦 波。2、分析并绘制当A=3时的AM调制信号时频特性图、AM信号时频图、解调信号时频图， 滤波后信号的时频图，并比较接收信号和原发送信号；3、分析并绘制DSB调制信号时频特性图、DSB信号时频图、解调信号时频图，滤波后信 号的时频图，并比较接收信号和原发送信号；4、分析并绘制SSB调制信号时频特性图、SSB信号时频图、解调信号时频图，滤波后信号 的时频图，并比较接收信号和原发送信号。四、实验结果1、写出完成实验步骤的程序。2、绘制实验步骤中要求的图形。
