基于MATLAB的信号调制与解调——《数字电子技术》课程设计说明书

1、课程设计任务书课程设计任务书 学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 工作单位：工作单位： 题题 目目: : 基于基于 matlabmatlab 的信号调制与解调的信号调制与解调 初始条件：初始条件： matlab 软件。 通信原理调制与解调基础知识。 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要 求） （1）已知某消息信号以双边幅度调制（dsb-am） else ttt tt tm 0 3/23/2 3/01 )( 00 0 方式调制载波，所得到的已调制信号记为，设，)2cos()(tftc c )(tust1

2、5 . 0 0 。试比较消息信号与已调信号，并绘制它们的频谱。hzfc250 （2）对（1）的 dsb-am 调制信号进行相干解调，并绘出信号的时频域曲线。 （3）对（1）中的信号进行单边带幅度调制（dsb-am）绘制信号的时频域曲线。 （4）对（1）中的信号进行常规幅度调制（am），给定调制指数绘制信号8 . 0a 的时频域曲线。 时间安排：时间安排： 第 12 周：安排任务，分组 第 13-14 周：设计仿真，撰写报告 第 15 周：完成设计，提交报告，答辩 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 目目 录录

3、摘 要.i abstract.ii 1.设计原理与分析.1 1.1 双边带幅度调制（dsb-am）与解调 .1 1.2 单边带幅度调制(ssb-am).2 1.2.1 滤波法.2 1.2.1 相移法.3 1.3 常规幅度调制(am).5 2.设计源代码.7 3.结果及分析.14 4 心得与体会.17 参考文献.18 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 i 摘摘 要要 调制解调技术直接决定着通信系统质量的好坏, 是通信系统中的一个重要 研究方向。双边带幅度调制、单边带幅度调制（dsb-am） 、常规幅度调制 （am）是重要的模拟调制技术, 在实际通信系统中得到了较多的应用。 matlab 集

4、数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体，是当今国际 上公认的最优秀的科技应用软件之一。它编写简单，具有强大的科学计算能力、 可视化功能和开放式可扩展环境，因此在图像处理领域得到了广泛的应用。 本次练习就是 matlab 环境下的一些最基本的通信信号调制与解调操作， ， 为将来迅速进入通信系统领域打下基础。 关键字：调制解调 matlab 幅度调制 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 ii abstract demodulation technology directly determine the communication system quality is good or bad

5、, is one of the important communication system research direction. bilateral belt amplitude modulation, single side band amplitude modulation (dsb - am), regular amplitude modulation (am) is an important simulation modulation technology, in actual communication system got more applications. matlab s

6、et numerical calculation, symbols computing and graphics processing, such as a strong function at an organic whole, is in the world the most excellent s clc; t0 = 0.15; %信号持续时间 ts = 0.0001; %信号采样率 fc = 250; %载波信号 fs = 1/ts; %采样频率 df = 0.3; %频谱分辩率 t = -t0/3:ts:t0; %时间矢量 %消息信号 m=heaviside(t)-3*heavisi

7、de(t-t0/3)+2*heaviside(t-2*t0/3);%消息信号 figure %显示图片 subplot(3,2,1) %消息信号时域显示 plot(t,m(1:length(t); title(原始信号) axis(-0.05 0.15 -3 3); m,m,df1=fftseq(m,ts,df); %消息信号的频谱 f = 0:df1:df1*(length(m)-1)-fs/2; %频谱矢量 subplot(3,2,2) %消息信号频域显示 plot(f,abs(fftshift(m); title(原始信号的频谱) axis(-600 600 0 1500); %载波信号

8、 c = cos(2*pi*fc.*t); %载波信号 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 subplot(3,2,3) %调制载波时域显示 plot(t,c(1:length(t); title(载波信号) axis(-0.05 0.15 -3 3); c,c,df=fftseq(c,ts,df); %载波信号频谱 subplot(3,2,4) %调制载波频域显示 plot(f,abs(fftshift(c); title(载波的频谱) axis(-600 600 0 1500); %调制信号 u = m.*c; %调制 subplot(3,2,5) %调制信号时域显示 plot(t,u

9、(1:length(t); title(调制信号) axis(-0.05 0.15 -3 3); u,u,df1=fftseq(u,ts,df); %调制信号频谱 subplot(3,2,6) %调制信号频域显示 plot(f,abs(fftshift(u); title(调制信号的频谱) axis(-600 600 0 1500); %相干解调 %解调信号 c1=u.*c; %与调同频同相的调制载波相乘 figure subplot(4,2,1) %解调信号时域显示 plot(t,c1(1:length(t); title(解调信号) 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 axis(-0.

10、05 0.15 -3 3); c1,c1,df1=fftseq(c1,ts,df); %解调信号信号频谱 subplot(4,2,2) %解调信号频域显示 plot(f,abs(fftshift(c1); title(解调信号的频谱) axis(-600 600 0 1500); h=heaviside(f+fc)-heaviside(f-fc); %低通滤波器（截止频率为 fc） c2= c1.*abs(fftshift(h); %通过该低通滤波器 c2=ifft(2*c2); %傅里叶反变换得出相干解调最终的波形 subplot(4,2,3) %滤波后波形显示 plot(t,c2(1:le

11、ngth(t); axis(-0.05 0.15 -3 3); title(滤波后的波形); subplot(4,2,4) %滤波波形频域显示 plot(f,abs(fftshift(c2); axis(-600 600 0 1500); title(滤波后的频谱); figure %相干解调后的波形与原始信号对比 subplot(4,2,1); %消息信号时域显示 plot(t,m(1:length(t); title(原始信号) axis(-0.05 0.15 -3 3); subplot(4,2,2) %消息信号频域显示 plot(f,abs(fftshift(m); title(原始信

12、号的频谱) 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 axis(-600 600 0 1500); subplot(4,2,3) %滤波后波形显示 plot(t,c2(1:length(t); axis(-0.05 0.15 -3 3); title(滤波后的波形) subplot(4,2,4) %滤波波形频域显示 plot(f,abs(fftshift(c2); axis(-600 600 0 1500); title(滤波后的频谱) %单边带幅度（ssb-am）调制 figure %显示图片 subplot(5,2,1) %消息信号时域显示 plot(t,m(1:length(t); tit

13、le(原始信号) axis(-0.05 0.15 -3 3); subplot(5,2,2) %消息信号频域显示 plot(f,abs(fftshift(m); title(原始信号的频谱) axis(-600 600 0 1500); %载波信号 subplot(5,2,3) %调制载波时域显示 plot(t,c(1:length(t); title(载波信号) axis(-0.05 0.15 -3 3); subplot(5,2,4) %调制载波频域显示 plot(f,abs(fftshift(c); 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 title(载波的频谱) axis(-600 6

14、00 0 1500); subplot(5,2,5) %调制信号时域显示 plot(t,u(1:length(t); title(双边带调制信号的波形) axis(-0.05 0.15 -3 3); subplot(5,2,6) %调制信号频域显示 plot(f,abs(fftshift(u); title(双边带调制信号的频谱) axis(-600 600 0 1500); hl=heaviside(f+fc)-heaviside(f-fc); %低通滤波器（截止频率为 fc） hh=heaviside(f-fc)+heaviside(-fc-f); %高通滤波器（截止频率为 fc） %下边

15、带调制 c1= u.*abs(fftshift(hl); %通过该低通滤波器 c1=ifft(c1) ;%傅里叶反变换得 ssb 上边带调制的最终波形 subplot(5,2,7) ; %滤波后波形显示 plot(t,c1(1:length(t); axis(-0.05 0.15 -3 3); title(下边带调制信号) subplot(5,2,8) %滤波波形频域显示 plot(f,abs(fftshift(c1); axis(-600 600 0 1500); title(下边带调制的频谱) %上边带调制 c2= u.*abs(fftshift(hh); %通过该低通滤波器 c2=iff

16、t(c2); %傅里叶反变换得 ssb 上边带调制的最终波形 subplot(5,2,9) %滤波后波形显示 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 plot(t,c2(1:length(t); axis(-0.05 0.15 -3 3); title(上边带调制信号) subplot(5,2,10) %滤波波形频域显示 plot(f,abs(fftshift(c2); axis(-600 600 0 1500); title(上边带调制的频谱) %常规幅度（am）调制（调幅度 0.8） %消息信号 figure %显示图片 subplot(3,2,1) %消息信号时域显示 plot(t,m(

17、1:length(t); title(原始信号) axis(-0.05 0.15 -3 3); subplot(3,2,2) %消息信号频域显示 plot(f,abs(fftshift(m); title(原始信号的频谱) axis(-600 600 0 1500); %载波信号 subplot(3,2,3) %调制载波时域显示 plot(t,c(1:length(t); title(载波信号) axis(-0.05 0.15 -3 3); subplot(3,2,4) %调制载波频域显示 plot(f,abs(fftshift(c); title(载波的频谱) axis(-600 600 0

18、 1500); 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 %调制信号 u = 0.8*m.*c+c; %调制 subplot(3,2,5) %调制信号时域显示 plot(t,u(1:length(t); title(调制信号) axis(-0.05 0.15 -3 3); u,u,df1=fftseq(u,ts,df); %调制信号频谱 subplot(3,2,6) %调制信号频域显示 plot(f,abs(fftshift(u); title(调制信号的频谱) axis(-600 600 0 1500); 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 3.结果及分析 图 8 dsb-am 调制过程

19、图 9 dsb-am 调制波的解调 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 图 10 原始信号与解调后的波形对比 通过对比，可以发现解调后的波形有一定的纹波，综合分析，可能是截止 频率确定得不够精准。 图 11 单边带幅度调制（ssb-am） 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 对于 ssb-am 的调制，由于 matlab 仿真只是理想仿真分析，本课程设 计使用了滤波法。 图 12 常规幅度调制（am） 调幅度 0.8 通过 am 调制的波形来看，调制没有出现过调幅。 武汉理工大学数字电子技术课程设计说明书 4 心得与体会 由于之前有接触过 matlab 的图像处理以及信号与系统的 ma

20、tlab 实验，所以对 matlab 的信号处理我并不感到陌生。但是对模拟信号的调制解调却缺少认识，仅限于通信原理课 上老师介绍的操作方法。因此我借助此次的课程设计进一步的认识模拟信号的调制与解调。 为了完成此次的课程设计，我上网查找了 matlab 的相关教程以及信号处理电子书， 查阅了相关资料文献。通过学习我对信号调制解调的应用情况有了一个初步的认识，它和 通信工程是紧密联系的，所以我决定要掌握它的基本处理方法，以便将来更加深入的学习。 对于信号频谱变换的练习，我边查相关文献边在 matlab 中运行程序很快就掌握了基本的操 作方法，没有感觉特别的吃力。当然在学习的过程中我也遇到了一些小困难，比如如何绘 制出信号的波形、matlab 的语言编写和调制解调知识的理解问题，不过通过查阅相关的文 献很快地解决这些问题。 通过此次的课程设计，我较全面了解信号调制与解调的处理原理及方法，能够运用 matlab 进行基本的模拟分析，掌握了文献检索和文献阅读的基本方法，同时也提高正确地 撰写论文的基本能力。 总之，在学习的过程中我受益匪浅，这段时间感到十分的充实，这种边实践边学