[利用MATLAB实现信号幅度的调制与解调钟媛.docVIP

《MATLAB语言》课程论文 利用MATLAB实现信号幅度的调制与解调 姓名: 钟媛 学号:12010245219 专业：电子信息工程 班级：2010级 指导老师：汤全武 学院：物理电气信息学院 完成日期：2011/12/25 利用MATLAB实现信号幅度的调制与解调 （钟媛 12010245219 2010级电子信息工程班） [摘要]现在的社会越来越发达，科学技术不断的在更新，在信号和模拟电路里面经常要用到调制与解调，而信号幅度调制与解调是最基本，也是经常用到的。用AM调制与解调可以在电路里面实现很多功能，制造出很多有用又实惠的电子产品，为我们的生活带来便利。在我们日常生活中用的收音机也是采用了AM调制方式，而且在军事和民用领域都有十分重要的研究课题。 本文主要研究内容是利用MATLAB实现信号幅度调制与解调及MATLAB中信号表示的基本方法及绘图函数的调用，实现对常用连续时间信号的可视化表示。掌握信号与系统的分析方法。 [关键词]幅度，调制，解调， MATLAB 问题的提出 模拟信号的载波调制电路里面经常要用到调制与解调，而AM的调制与解调是最基本的，也是经常用到的。 AM是调幅（Amplitude Modulation），用AM调制与解调可以在电路里面实现很多功能，制造出很多有用又实惠的电子产品，为我们的生活带来便利。在我们日常生活中用的收音机也是采用了AM调制方式，而且在军事和民用领域都有十分重要的研究课题。 调制就是使一个信号（如光、高频电磁振荡等）的某些参数（如振幅、频率等）按照另一个欲传输的信号（如声音、图像等）的特点变化的过程。例如某中波广播电台的频率为 540kHz ，这个频率是指载波的频率，它是由高频电磁振荡产生的等幅正弦波频率。用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度，使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化，这个控制过程就称为调制。其中语言或音乐信号叫做调制信号，调制后的载波就载有调制信号所包含的信息，称为已调波。 幅度调制的特点是载波的频率始终保持不变，它的振幅却是变化的。其幅度变化曲线与要传递的低频信号是相似的。它的振幅变化曲线称之为包络线，代表了要传递的信息，见图1。 幅度调制在中、短波广播和通信中使用甚多。幅度调制的不足是抗干扰能力差，因为各种工业干扰和天电干扰都会以调幅的形式叠加在载波上，成为干扰和杂波。 图1 幅度调制原理 二、AM信号的调制原理 AM是指调制信号去控制高频载波的幅度，使其随调制信号呈线性变化的过程。AM信号的调制原理模型如图2： 图 2 AM信号的调制原理模型 为基带信号，它可以是确知信号，也可以是随机信号，但通常认为它的平均值为0.载波为 (1) (2) (1)、(2)式中，为载波振幅，为载波角频率为载波的初始相位。 三、AM信号的波形和频谱特性 虽然实际模拟基带信号是随机的，但我们还是从简单入手，先考虑是确知信号的傅氏频谱，然后在分析是随机信号时调幅信号的功率谱密度。 可知 (3) 设m(t)的频谱为M(w），由傅氏变换的理论可得已调信号 (4) AM的波形和相应的频谱图如图3所示： 图3 AM信号的时域波形及其频谱 可以看出，第一：AM的频谱与基带信号的频谱呈线性关系，只是将基带信号的频谱搬移，并没有产生新的频谱成分，因此AM调制属于线性调制；第二：AM信号波形的包络与基带信号成正比，所以AM信号的解调即可以采用相干解调，也可以采用非相干解调（包络检波）。第三：AM的频谱中含有载频和上，下两个边带，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息，股已调波形的带宽为原基带信号带宽的两倍，即 （5） 其中为调制信号的最高频率 四、AM信号的解调原理及方式 解调是调制的逆过程，解调是将位于载波的信号频谱再搬回来，并且不失真的恢复出原始基带信号。对于幅度调制来说，解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。 解调的方式有两种：相干解调与非相干解调。相干解调适用于各种线性调制系统，非相干解调一般适用幅度调制（AM）信号。 AM信号的相干解调 所谓相干解调是为了从接受的已调信号中，不失真地恢复原调制信号，要求本地载波和接收信号的载波保证同频同相。相干载波的一般模型如图4： 图4 AM信号的相干解调原理框图 将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得 (6)