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DSP课程设计 实 验 报 告 信号的调制与解调 院（系）： 设计人员： 学号： 设计人员： 学号： 成绩： 工程设计50 报告20 答辩30 总分 评语： 指导教师签字： 日期： 目 录 一、设计任务书……………………………………………………3 二、设计内容……………………………………………………...3 三、设计方案、算法原理说明…………………………………....3 四、程序设计、调试与结果分析………………………………....4 五、设计（安装）与调试的体会…………………………………17 六、参考文献………………………………………………………18  1 设计任务书 使用DSP产生调幅波和调频波。调制信号从MIC音频输入接口输入，频率小于1000HZ；载频由DSP程序内部产生，频率在4000—8000HZ之间，调幅信号的调制度为50%。 发挥部分：使用DSP对所产生的调幅及调频信号进行解调，并通过SPEAKER音频输出接口输出解调后的信号。 2 设计内容 （1）编写C语言程序，并在CCS集成开发环境下调试通过。 （2）实现设计所要求的各项功能。 （3）按要求撰写设计报告。 3 设计方案、算法原理说明 模拟模拟幅度调制（AM）的实质是频谱搬移。输出已调调幅信号的时域一般表示式为 AM载波产生方法：正弦函数可以展开成泰勒级数。 取泰勒级数的前n项，得近似计算式： AM调制部分如图3-1。 图3-1 AM解调部分如图3-2。 图3-2 图3-3为AM的MATLAB仿真。 图3-3 如果载波的瞬时频率偏移随调制信号f(t)成线性变化，则为频率调制。调频信号表示式：  其瞬时频率为: ，其中ωc 是未调载波的标称角频率，f (t)是调制信号，系数KFM称为频偏常数。上图为FM解调流程图。图3-5为FM的MATLAB仿真。设，由三角公式可得： 所以，可以看成是的同相分量， ，可以看成是的正交分量。 则FM解调为： 在利用相位差分计算瞬时频率，由于计算要进行除法和反正切运算，这对于非专用数字处理器来说是复杂的，比较小时，也可以用下面的方法来计算瞬时频率： 4 程序设计、调试与结果分析 本次课程设计主要完成了对AM与FM两种调制解调的实现，其中AM解调尝试了相干解调和正交解调进行对比。载波的实现分别进行了查表法和积算法比较，查表法载波数据和滤波器的设计参数都由Matlab进行计算得出。 4.1.1AM的调制 根据已知AM输出已调调幅信号的时域一般表示式为 首先使用Matlab计算产生了256点正弦和余弦表，导入CCS仿真程序中,然后使用查表法产生合适频率的载波,并通过观测虚拟示波器,发现当查表取点间隔为32时,输出频率4005HZ的载波波形最佳。 Matlab余弦载波数据的计算方法如下： 仿真程序中AM调制的核心程序如下： 在DMA接收数据完毕，触发中断，进入copyData子函数，通过调节载波幅值与输入信号的音量大小使得输出良好的调制信号。 使用虚拟示波器信号源输入一个低频正弦（或三角、方波）信号，观测得到调制信号如图4-1，图4-2。 图4-1虚拟示波器（时域）载波4005HZ，调制信号： 100HZ正弦 图4-2虚拟示波器（时域）载波4005HZ，调制信号： 100HZ三角 在仿真调试中，查看调制信号输出，进入View-graph，配置信息如图4-3： 图4-3 点击OK即可查看仿真调制信号输出，如图4-4： 图4-4 4.1.2 利用DMA实时解调AM信号 首先我们考虑的是让调制信号直接乘上同频率载波信号，然后通过低通滤波器实现解调，如图4-5，解调效果较为理想，不过需要处理好载波信号与调制信号的相位差问题，若调制信号的相位差出现周期性变化时，会导致解调的输出幅值发生变化。所以我们通过发送调制波的同时在另一个声道发送载波，使得载波和调制波有相同的相位变化。使用计算机自带播放软件播放录制的调制信号，如图4-6.相干解调的程序如下： 图4-5虚拟示波器(解调),时域,载波4005HZ,调制信号:100HZ正弦 图4-6 录制调制信号的输出 然后我们考虑采用正交解调的方法，由于这种方法对载波的频率和相位要求不是很高。所以应该最终产生的波形会比较好。但事实是，利用上面的方法进行解调时，输出波形反而变得非常乱，而将其中的滤波部分注释后，输出波形又恢复正常。所以我们考虑可能是中间的sqrt()函数导致cpu处理过程时间太长，从而不能够实现实时滤波。此外在data.h中存放了余弦和正弦的表，以及低通滤波器的系数。在主程序中我们设置了buffer1到buffer