通信原理课程设计-基于MATLAB的 AM系统的仿真

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1、基于MATLAB的AM系统的仿真1245711205目录摘要I第一章概述1一课题内容1二设计目的1三设计要求1四开发工具1第二章系统理论设计2一设计原理2二信号解调思路3第三章MATLB仿真7一载波信号与调制信号7二AM调制10三AM解调12四结果分析13结束语16参考文献16完成调制部分，总体思路和队友一起设计。第一章概述一课题内容设计AM信号实现的Matlab程序，输出调制信号、载波信号以及已调信号波形以及频谱图，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。设计AM信号解调实现的Matlab程序，输出并观

2、察解调信号波形，分析实验现象。二设计目的1.掌握振幅调制和解调原理。2.学会Matlab仿真软件在振幅调制和解调中的应用。3.掌握参数设置方法和性能分析方法，学会分析实验现象。三设计要求利用Matlab软件进行振幅调制和解调程序设计，输出显示调制信号、载波信号以及已调信号波形，并输出显示三种信号频谱图。对产生波形进行分析，并通过参数的改变，观察波形变化，分析实验现象。四开发工具计算机、Matlab软件、相关资料第二章系统理论设计一、设计原理1.振幅调制的一般模型振幅是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其

3、按调制信号的规律变化的过程。幅度调制器的一般模型。振幅调制的一般模型图中，为调制信号，为已调信号，为滤波器的冲激响应，则已调信号的时域和频域一般表达式分别为：。2.标准振幅调制（AM）AM信号的表达式、频谱及带宽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，则输出的信号就是常规双边带调幅（AM）信号。AM调制器模型。AM调制器模型AM信号的时域和频域表示式分别为:式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。AM信号的典型波形和频谱分别如图3-3（a）

4、、（b）所示，图中假定调制信号的上限频率为。显然，调制信号的带宽为。  由图3-3（a）可见，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，

5、它的带宽为基带信号带宽的两倍，即：           式中，为调制信号的带宽，为调制信号的最高频率。二、信号解调思路从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调，又称为检波。对于振幅调制信号，解调就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。解调是调制的逆过程。可利用乘积型同步检波器实现振幅的解调，让已调信号与本地恢复载波信号相乘并通过低通滤波可获得解调信号。AM信号的解调调制过程的逆过程叫做解调。振幅波解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。包络检波是指解调器输出电压与输入已调波的包络成正比的检波方法。由于A

6、M信号的包络与调制信号成线性关系，因此包络检波只适用于AM波。AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。图3.3.1包络检波原理图下图是二极管峰值包络检波器的原理电路。它是由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。图3.3.2二极管峰值包络检波器(a)原理电路；(b)二极管导通；(c)二极管截止当RC满足条件：包络检波器的输出与输入信号的包络十分相近，即：             （3-9）根据对电路的分析，可以知道：检波过程就是信号源通过二极管给电容充电与电容对电阻R放电的交替重复过程；由于RC

7、时常数远大于输入电压载波周期，放电慢，使得二极管负极永远处于正的较高的电位(因为输出电压接近于高频正弦波的峰值，即Uo≈Um)；二极管电流iD包含平均分量(此种情况为直流分量)Iav及高频分量。包络检波法特点是：解调效率高；解调电路简单，特别是接收端不需要与发送端同频同相位的载波信号，大大降低实现难度。故几乎所有的调幅（AM）式接收机都采用这种电路。巴特沃斯低通滤波器巴特沃斯滤波器的特点是同频带内的频率响应曲线最为平坦，没有起伏，而在组频带则逐渐下降为零。在振幅的对数对角频率的波特图上，从某一边界见频率开始

8、，振幅随着角频率的增加而逐渐减少，趋向于负无穷大。一阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频20分贝，二阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频12分贝，三阶的衰减率为每分贝18分贝，如此类推，巴特沃斯滤波器的振幅对角频率单调下降，并且滤波器的结束越高，在组频带振幅衰减速度越快，其他滤波器高阶的振幅对角频率图和低阶数的振幅对角频率有不同的形状。上述函数的特点是等距离分布在半径为的圆上。因此，极点用下式表示为:的表示式：为了使设计