课程设计报告：AM、FM、PM实现及性能比较要点.doc

课 程 设 计 说 明 书 2011 年 7 月 10 日 一、设计目的： 分别设计AM，FM，PM调制与解调通信系统，分别在理信道和非理想信道中运行，并得出仿真结果，分析比较三种不同的调制方式所存在的不同。 熟悉MATLAB文件中M文件的使用方法，包括函数、原理和方法的应用。 增强在通信原理仿真方面的动手能力与自学能力。 二、设计内容和实验要求 系统建模 确定仿真算法 建立仿真模型 设计仿真程序 运行仿真程序 输出仿真结果并进行分析 三、模拟通信系统简介 通信系统为传输发语图数为媒,通过电()信号将信传输统为数拟课设计简要绍拟统 信源是模拟号传输拟号统为拟拟统图1 图1 拟统模: 使信号与信道相匹配, 便于频分复用等。发滤波器: 滤除调制器输出的无用信号。收滤波器: 滤除信号频带以外的噪声，一般设N(t)为高斯白噪声,则Ni(t)为窄带白噪声。 3.1AM，FM,PM调制原理 3.1.1 AM调制原理 幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。幅度调制器的一般模型如图1所示。 图2.1 幅度调制模型 在图-1中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号叠加直流后再与载波相乘，则输出的信号就AM）调幅 .AM调制器模型如图-2所示 图2.2 AM调制模型 AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。 但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足，否则将出现过调幅现象而带来失真。AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。故AM信号是带有载波的双边带信号，它信号带宽的两倍2.2 FM调制原理 频率调制的一般表达式[1]为： （2-1）FM和PM非常相似，如果预先不知道调制信号的具体形式，则无法判断已调信号是调频信号还是调相信号。 图 2-3 图 2-4 图（2-）所示的产生调频信号的方法称为直接调频法，图（）所示的产生调频信号的方法称为间接调频法。由于实际相位调制器的调节范围不可能超出，因而间接调频的方法仅适用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制情形，而直接调频则适用于宽带调制情形。根据调制后载波瞬时相位偏移的大小，可将频率调制分为宽带调频（WBFM）与窄带调频（NBFM）。宽带与窄带调制的区分并无严格的界限，但通常认为由调频所引起的最大瞬时相位偏移远小于30°时，? （2-） 称。否则，称。为方便起见，无妨假设正弦载波的振幅A＝1，则由式（2-1）调频信号的一般表达式，得= （2-3） 通过化解，利用傅立叶变化公式可得NBFM信号的频域表达式（2-4）??? 在NBFM中，由于下边频为负，因而合成矢量不与载波同相，而是存在相位偏移，当最大相位偏移满足式（）时，合成矢量的幅度基本不变，这样就形成了FM信号NBFM信号频谱 角度调制信号的一般表示形式为： S (t)=Acos[ωt+φ(t)] 式中，A是载波的恒定振幅；[ωt+φ(t)]是信号的瞬时相位，而φ(t)称为瞬时相位偏移；d[ωt+φ(t)]/dt为信号的瞬时频率，而dφ(t)/dt称为瞬时频率偏移，即相对于ω的瞬时频率偏移。 设高频载波为u=Ucosωt，调制信号为UΩ(t)，则调相信号的瞬时相位 φ(t)=ω+KUΩ(t) 瞬时角频率 ω(t)==ω+K 调相信号 u=Ucos［ωt+KuΩ(t)］ 将信号的信息加在载波的相位上则形成调相信号，调相的表达式为： S(t)=Acos[ωt+Kf(t)+φ] 这里K称为相移指数，这种调制方式，载波的幅度和角频率不变，而瞬时相位偏移是调制信号f(t)的线性函数，称为相位调制。 调相与调频有着相当密切的关系，我们知道相位与频率有如下关系式： ω==ω+Kf(t) φ(t)=ωt+K 所以在调相时可以先将调制信号进行微分