实验一(模拟调制系统调制及解调模拟)

实验一：模拟调制系统调制及解调模拟实验要求：1、 学生按照实验指导报告独立完成相关实验的内容；2、 上机实验后撰写实验报告，记录下自己的实验过程，记录实验心得。3、 以电子形式在规定日期提交实验报告。实验指导一、线性调幅1. 普通调幅原理介绍：普通调幅即：AM幅度调制 ，常规双边带幅度调制(Double-SideBand Modulation Passband)其中输入信号是u(t),输出信号是y(t)，y(t)是个实信号，若u(t)=，则有 其中，是输入信号的偏移，是载波频率，是初始相位（设=0），是载波幅度，是调制指数。传输载波时，=1；不传输载波时，=0。 由得出，幅度调制的结果含有：载波、上边带、下边带的成分，双边带幅度调制的输出包含了载频高端和低端的频率成分。参数说明：DSB AM Modulator Passband(双边带频带幅度调制器)的主要参数参数名称参数值Input signal offset(输入信号偏移)1Carrier frequency(载波频率)180Initial phase(rad)(初始相位)Pi/3DSB AM Demodulator Passband(双边带频带幅度解调器)的主要参数参数名称参数值Output signal offset(输出信号偏移)1Carrier frequency(载波频率)180Initial Phase(rad)(初始相位)Pi/3Lowpass filter numerator(低通渗滤器分子)4.75 9.14 4.75*0.01Lowpass filter denominator(低通渗滤器分母)1 -1.3108 0.4936Sample time(采样间隔)0.001系统仿真框图：本例中信源是一个幅度为0.7，频率为8HZ的正弦信号。各模块的参数设置：结果显示：AM幅度调制后信号的频域图：（可见载频两旁的边带成分）AM幅度调制后信号的时域图：系统仿真中示波器的波形图：（分别为调解波形、原始波形和调制波形）2. 双边带调制原理介绍：即：双边带抑制载波幅度调制，为了提高调制效率，在双边带幅度调制的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中，这样就形成了双边带抑制载波幅度调制。公式中=1表示保留载波，若=0，就变成了双边带抑制载波幅度调制。参数说明：DSB SC AM Modulator Passband(双边带频带抑制幅度调制器)的主要参数参数名称参数值Input signal offset(输入信号偏移)15Initial phase(rad)(初始相位)Pi/2Sample time(采样时间)1/60Signal Generator(信号发生器)的主要参数参数名称参数值Wave form(波形)SawtoothAmplitude(幅度)1Frequency(频率)PiUnit(单位)Rad/sec系统仿真框图：各模块参数设置： 双边带抑制载波调制后频域图：结果显示：双边带抑制载波调制后时域图：3.单边带调制：原理介绍：双边带抑制载波调制虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍然是基带信号宽带的2倍，而且完全对称，他们携带的信息完全相同。因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输传输就可以了。 单边带幅度调制SSB AM(Signal-SideBand Amplitude Modulation)中，发送端只传输频带幅度调制信号的上边带或下边带，它使用的宽带只有双边带调制信号的一半，因而具有更高的频率利用率。参数说明：DSB AM Modulator Passband(双边带频带幅度调制器)的主要参数参数名称参数值Input signal offset(输入信号偏移)1Carrier frequency(载波频率)1000Initial phase(rad)(初始相位)0Analog Filter Design(模拟滤波器设计)的主要参数参数名称参数值Design method(设计方法)Butterworth(巴特沃斯)filter type(滤波器类型)Bandpass(带通)Filter order(滤波器阶数)9Lower passband edge frequency (rad/sec)(通带低端频率)990*2*piUpper passband edge frequency(rad/sec)(通带高端频率)1110*2*pi系统仿真框图：关于各模块参数设置： 结果显示：单边带调制频域图：单边带调制时域图：二、非线性调制1、 FM频率调制频带频率调制器（FM Modulator Passband）对输入的实信号实施频率调制，产生采样形式的信号。假设输入信号为u(t),输出信号为y(t)，则输出信号与输入信号u(t)满足关系式：其中，是载波频率，是初始相位，是调整常数。FM Demodulator Passband 从输入的基带频率信号中解调出原始的信息序列。频带频率调解器的输入信号是采样形式的标量信号，输出信号是一维的标量信号。基带频率解调器使用了低通滤波器，这个低通滤波器由参数Lowpass filter numerator 和Lowpass filter denominator确定。参数说明：FM Modulator Passband(频带频率调制器)的主要参数参数名称参数值Carrier frequency(载波频率)1000Initial phase(rad)(初始相位)0Modulation Constant(调制常数)200Sample time(采样间隔)le-5Symple interval(s)(符号间隔)infSignal Generator(信号发生器)的主要参数参数名称参数值Wave form(波形)SineAmplitude(幅度)1Frequency(频率)100Unit(单位)HertzSpectrum Scope(频谱仪)的主要参数参数名称参数值Buffer size(缓存长度)1024Buffer overlap(缓存交叠)256FFT size(FFT长度)1024Number of spectral averages(谱（计算）平均（点）数)10Scope position(显示器位置)Get(0,defaultfigureposition)Frequency units(频率单位)HertzFrequency range(频率范围)0fs/2Amplitude scaling(幅度刻度)magnitudeSample time of original from input(输入采样时间)2.5e-4Minimum Y-limit(Y轴最小刻度)-2Maximum Y-limit（Y轴最大刻度）25系统仿真框图：相关模块的参数设置： 结果显示：FM频率调制后频域图：FM调制后时域图：3. PM相位调制PM相位调制从输入的实信号实施相位调制。假设输入信号为u(t),则输出信号y(t)的频率随着输入信号u(t)的幅度变化而变化，两者之间满足关系式：参数设置：FM Modulator Passband(频带频率调制器)的主要参