模拟单边带调幅及解调

1、西南科技大学课 程 设 计 报 告课程名称： 通信原理课程设计 设计名称： 模拟单边带调幅及解调 姓 名： 李俊蔚 学 号: 20096105 班 级： 通信0901 指导教师： 侯宝林 起止日期： 2012.6.21-2012.6.25 课 程 设 计 任 务 书学生班级：通信0901 学生姓名：李俊蔚 学号： 20096105 设计名称： 模拟单边带调幅及解调 起止日期： 2012.6.21-2012.6.25 指导教师： 侯宝林 基本要求：l 产生300 3400Hz的调制信号，画出时域波形及频谱；l 产生载波信号，频率自定义，画出时域波形及频谱；l 产生加性高斯白噪声，画出时域波形及频

2、谱；l 单边调幅，画出叠加噪声后的调制信号和已调信号的波形及频谱；l 设计滤波器，画出幅频响应图；l 解调，画出解调后的信号时域波形及频谱，并对比分析。扩展要求：l 调制信号、载波信号、噪声信号及滤波器参数可变。课 程 设 计 学 生 日 志时间设计内容6.216.22进行现代通信原理和数字信号处理的全书复习6.226.23设计总体方案6.236.24进行程序的编制，并结合理论确定程序的正确性6.246.25撰写论文6.25答辩课 程 设 计 考 勤 表周星期一星期二星期三星期四星期五课 程 设 计 评 语 表指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年 月 日模拟单边带调幅及解调一、 设计目的1.

3、 熟练掌握Matlab的使用2. 掌握模拟单片带调幅及其解调3. 掌握滤波器的设计方法。 二、 设计原理 1.模拟单边带调制原理 单边带调制只需传送双边带调制信号的一个边带，产生单边带信号的最直观方法是让双边带信号通过一个单边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号，即滤波法，亦可采用相移法。在本设计中采用的方法是滤波法。 2.滤波法原理 原理如下图1所示，图中Hssb（w）为单边带滤波器的传递函数 图1 原理框图3.解调原理：单边带信号的解调也不能用简单的包络检波。与双边带抑制载波信号相比，单边带信号的包络更不能反映调制信号的波形。如，当调制信号为单频正弦时，单边带信号也是单频正弦，只是

4、频率发省了变化，而包络毫无起伏。解调通常单边带采用相干解调，下图2为解调的原理方框图。LPF 图 2 原理框图三、 设计步骤 1.产生300-3400Hz的调制信号利用Matlab产生一个300-3400Hz的调制信号。程序实现：f1=input('请输入频率(300-3400)：');A1=input('请输入幅度：');N=512;K=N-1;fs=100000;t=(0:1/fs:K/fs);f=A1*cos(2*pi*f1*t);figure(1)subplot(2,1,1);plot(t,f);title('调制信号的时域波形')ff=

5、fft(f,N);q1=(0:N/2-1)*fs/N;mx1=abs(ff(1:N/2);subplot(2,1,2)plot(q1,mx1);title('调制信号的频谱')2. 产生载波信号利用Matlab长生载波信号。程序实现：fs=100000;N=512;K=N-1;t=(0:1/fs:K/fs);fc=input('请输入载波频率:');f1=cos(2*pi*fc*t);figure(2)subplot(2,1,1);plot(t,f1);title('载波时域波形')f2=fft(f1,N);q=(0:N/2-1)*fs/N;mx

6、=abs(f2(1:N/2);subplot(2,1,2);plot(q,mx);title('载波频谱')3. 产生高斯白噪声信号并叠加到调制信号中利用Matlab自带的wgn函数产生高斯白噪声。程序实现：N=512;fs=100000;t=(0:1/fs:(N-1)/fs);f1=wgn(1,length(t),10);figure(3)subplot(2,1,1);plot(t,f1);title('高斯白噪声时域波形')f2=fft(f1,N);q=(0:N/2-1)*fs/N;mx=abs(f2(1:N/2)/N;subplot(2,1,2);plot

7、(q,mx);title('高斯白噪声频域波形') 直接利用Matlab中的awgn函数对调制信号加上一个高斯白噪声。程序实现：y=awgn(f,10);%f为调制信号figure(4)subplot(2,1,1);plot(y);title('调制信号加入高斯白噪声') N=512; f3=fft(y,N); q=(0:N/2-1)*fs/N; mx=abs(f3(1:N/2)/N; subplot(2,1,2); plot(q,mx); title('叠加噪声后信号的频谱')图 74. 绘制滤波器的频率响应图利用Matlab自带的hammin

8、g函数现低通滤波器。程序实现：fmax=input('请输入低通滤波器的上限截止频率');fmin=input('请输入低通滤波器的下限截止频率');c=input('请输入滤波器的阶数:'); wc=2*fmin/fs;window=hamming(c+1);y2=fir1(c,wc,window);figure(6)freqz(y2,1,512,fs);图 85. 绘制经过低通滤波后的已调波将双边带调幅信号经过一个低通滤波器，就可得到单边带信号。程序实现：t=(0:1/fs:(N-1)/fs);y3=filter2(y2,y1);%y1为双边

9、带信号，y2为低通滤波器figure(7)subplot(2,1,1);plot(t,y3);title('经过低通已调信号的时域波形')y4=fft(y3,N);q1=(0:N/2-1)*fs/N;mx2=abs(y4(1:N/2);subplot(2,1,2);plot(q1,mx2);title('经过低通已调信号的频域波形')图 96. 绘制已调信号的波形及频率图利用相干解调，即：单边带调制信号乘以一个与载波同频同相的信号，通过一个低通滤波器过后就可以得到，原始调制信号。程序实现：t=(0:1/fs:(N-1)/fs);y5=y4.*f1;y7=filt

10、er2(y6,y5);%y6为滤波器，y5为点便带信号乘以一个与载波同频同相的信号figure(8)subplot(2,1,1);plot(t,y7);title('经过低通已调信号的时域波形')y8=fft(y7,N);q1=(0:N/2-1)*fs/N;mx2=abs(y8(1:N/2);subplot(2,1,2);plot(q1,mx2);title('经过低通已调信号的频域波形')图 10四、 设计结果及分析这次设计的参数为，调制信号为：f=A1*cos(2*pi*f1*t)载波fc=10000Hz。滤波器的阶数为50，低通滤波器的上限截止频率=950

11、0-f1Hz，低通滤波器的下限截止频率=10000Hz通过对调制信号和解调信号相对比，基本上差异不大。分析：观察图形可知：图形基本相同，只是幅度发生了略微的变化，只要做一定的调整就可以得到与原信号基本相同的信号。结果基本符合调制原理，但是由于各种噪声以及误差的影响，部分地方有失真。五、 体会通过这次设计我熟悉了单边带条幅的调制与解调的原理。拿到题目时最开始无从下手，通过对题目的模块化分解后简化了题目的难度。对于Matlab，真的是一个很方便的工具，里面集成很多先成的函数，不用自己去实现很方便，只用简单的调用一下。Matlab的使用很灵活，需要多多练习才能熟悉，而且共轭能强大，提供了很多算法。通过另一个课程设计对Matlab有了一定熟悉在做这个时速度比前一个快了很多。在本次设计过程中遇到了很多困难通过阅读课本，查找资料，在同学和老师的帮助下最终完成了这个设计。通过这次课程设计我收获了很多东西，不仅是书本上的只是，还有对Matlab的使用以及一些算法的原理。六、 参