模擬單邊帶調(diào)幅及解調(diào)

1、西南科技大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告課程名稱： 通信原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)名稱： 模擬單邊帶調(diào)幅及解調(diào) 姓 名： 李俊蔚 學(xué) 號(hào): 20096105 班 級(jí)： 通信0901 指導(dǎo)教師： 侯寶林 起止日期： 2012.6.21-2012.6.25 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書學(xué)生班級(jí)：通信0901 學(xué)生姓名：李俊蔚 學(xué)號(hào)： 20096105 設(shè)計(jì)名稱： 模擬單邊帶調(diào)幅及解調(diào) 起止日期： 2012.6.21-2012.6.25 指導(dǎo)教師： 侯寶林 基本要求：l 產(chǎn)生300 3400Hz的調(diào)制信號(hào)，畫出時(shí)域波形及頻譜；l 產(chǎn)生載波信號(hào)，頻率自定義，畫出時(shí)域波形及頻譜；l 產(chǎn)生加性高斯白噪聲，畫出時(shí)域波形及頻

2、譜；l 單邊調(diào)幅，畫出疊加噪聲后的調(diào)制信號(hào)和已調(diào)信號(hào)的波形及頻譜；l 設(shè)計(jì)濾波器，畫出幅頻響應(yīng)圖；l 解調(diào)，畫出解調(diào)后的信號(hào)時(shí)域波形及頻譜，并對(duì)比分析。擴(kuò)展要求：l 調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)、噪聲信號(hào)及濾波器參數(shù)可變。課 程 設(shè) 計(jì) 學(xué) 生 日 志時(shí)間設(shè)計(jì)內(nèi)容6.216.22進(jìn)行現(xiàn)代通信原理和數(shù)字信號(hào)處理的全書復(fù)習(xí)6.226.23設(shè)計(jì)總體方案6.236.24進(jìn)行程序的編制，并結(jié)合理論確定程序的正確性6.246.25撰寫論文6.25答辯課 程 設(shè) 計(jì) 考 勤 表周星期一星期二星期三星期四星期五課 程 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語 表指導(dǎo)教師評(píng)語： 成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日模擬單邊帶調(diào)幅及解調(diào)一、 設(shè)計(jì)目的1.

3、 熟練掌握Matlab的使用2. 掌握模擬單片帶調(diào)幅及其解調(diào)3. 掌握濾波器的設(shè)計(jì)方法。 二、 設(shè)計(jì)原理 1.模擬單邊帶調(diào)制原理 單邊帶調(diào)制只需傳送雙邊帶調(diào)制信號(hào)的一個(gè)邊帶，產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的最直觀方法是讓雙邊帶信號(hào)通過一個(gè)單邊帶濾波器，濾除不要的邊帶，即可得到單邊帶信號(hào)，即濾波法，亦可采用相移法。在本設(shè)計(jì)中采用的方法是濾波法。 2.濾波法原理 原理如下圖1所示，圖中Hssb（w）為單邊帶濾波器的傳遞函數(shù) 圖1 原理框圖3.解調(diào)原理：單邊帶信號(hào)的解調(diào)也不能用簡單的包絡(luò)檢波。與雙邊帶抑制載波信號(hào)相比，單邊帶信號(hào)的包絡(luò)更不能反映調(diào)制信號(hào)的波形。如，當(dāng)調(diào)制信號(hào)為單頻正弦時(shí)，單邊帶信號(hào)也是單頻正弦，只是

4、頻率發(fā)省了變化，而包絡(luò)毫無起伏。解調(diào)通常單邊帶采用相干解調(diào)，下圖2為解調(diào)的原理方框圖。LPF 圖 2 原理框圖三、 設(shè)計(jì)步驟 1.產(chǎn)生300-3400Hz的調(diào)制信號(hào)利用Matlab產(chǎn)生一個(gè)300-3400Hz的調(diào)制信號(hào)。程序?qū)崿F(xiàn)：f1=input('請(qǐng)輸入頻率(300-3400)：');A1=input('請(qǐng)輸入幅度：');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('調(diào)制信號(hào)的時(shí)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('調(diào)制信號(hào)的頻譜')2. 產(chǎn)生載波信號(hào)利用Matlab長生載波信號(hào)。程序?qū)崿F(xiàn)：fs=100000;N=512;K=N-1;t=(0:1/fs:K/fs);fc=input('請(qǐng)輸入載波頻率:');f1=cos(2*pi*fc*t);figure(2)subplot(2,1,1);plot(t,f1);title('載波時(shí)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('載波頻譜')3. 產(chǎn)生高斯白噪聲信號(hào)并疊加到調(diào)制信號(hào)中利用Matlab自帶的wgn函數(shù)產(chǎn)生高斯白噪聲。程序?qū)崿F(xiàn)：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('高斯白噪聲時(shí)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('高斯白噪聲頻域波形') 直接利用Matlab中的awgn函數(shù)對(duì)調(diào)制信號(hào)加上一個(gè)高斯白噪聲。程序?qū)崿F(xiàn)：y=awgn(f,10);%f為調(diào)制信號(hào)figure(4)subplot(2,1,1);plot(y);title('調(diào)制信號(hào)加入高斯白噪聲') 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('疊加噪聲后信號(hào)的頻譜')圖 74. 繪制濾波器的頻率響應(yīng)圖利用Matlab自帶的hammin

8、g函數(shù)現(xiàn)低通濾波器。程序?qū)崿F(xiàn)：fmax=input('請(qǐng)輸入低通濾波器的上限截止頻率');fmin=input('請(qǐng)輸入低通濾波器的下限截止頻率');c=input('請(qǐng)輸入濾波器的階數(shù):'); wc=2*fmin/fs;window=hamming(c+1);y2=fir1(c,wc,window);figure(6)freqz(y2,1,512,fs);圖 85. 繪制經(jīng)過低通濾波后的已調(diào)波將雙邊帶調(diào)幅信號(hào)經(jīng)過一個(gè)低通濾波器，就可得到單邊帶信號(hào)。程序?qū)崿F(xiàn)：t=(0:1/fs:(N-1)/fs);y3=filter2(y2,y1);%y1為雙邊

9、帶信號(hào)，y2為低通濾波器figure(7)subplot(2,1,1);plot(t,y3);title('經(jīng)過低通已調(diào)信號(hào)的時(shí)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('經(jīng)過低通已調(diào)信號(hào)的頻域波形')圖 96. 繪制已調(diào)信號(hào)的波形及頻率圖利用相干解調(diào)，即：單邊帶調(diào)制信號(hào)乘以一個(gè)與載波同頻同相的信號(hào)，通過一個(gè)低通濾波器過后就可以得到，原始調(diào)制信號(hào)。程序?qū)崿F(xiàn)：t=(0:1/fs:(N-1)/fs);y5=y4.*f1;y7=filt

10、er2(y6,y5);%y6為濾波器，y5為點(diǎn)便帶信號(hào)乘以一個(gè)與載波同頻同相的信號(hào)figure(8)subplot(2,1,1);plot(t,y7);title('經(jīng)過低通已調(diào)信號(hào)的時(shí)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('經(jīng)過低通已調(diào)信號(hào)的頻域波形')圖 10四、 設(shè)計(jì)結(jié)果及分析這次設(shè)計(jì)的參數(shù)為，調(diào)制信號(hào)為：f=A1*cos(2*pi*f1*t)載波fc=10000Hz。濾波器的階數(shù)為50，低通濾波器的上限截止頻率=950

11、0-f1Hz，低通濾波器的下限截止頻率=10000Hz通過對(duì)調(diào)制信號(hào)和解調(diào)信號(hào)相對(duì)比，基本上差異不大。分析：觀察圖形可知：圖形基本相同，只是幅度發(fā)生了略微的變化，只要做一定的調(diào)整就可以得到與原信號(hào)基本相同的信號(hào)。結(jié)果基本符合調(diào)制原理，但是由于各種噪聲以及誤差的影響，部分地方有失真。五、 體會(huì)通過這次設(shè)計(jì)我熟悉了單邊帶條幅的調(diào)制與解調(diào)的原理。拿到題目時(shí)最開始無從下手，通過對(duì)題目的模塊化分解后簡化了題目的難度。對(duì)于Matlab，真的是一個(gè)很方便的工具，里面集成很多先成的函數(shù)，不用自己去實(shí)現(xiàn)很方便，只用簡單的調(diào)用一下。Matlab的使用很靈活，需要多多練習(xí)才能熟悉，而且共軛能強(qiáng)大，提供了很多算法。通過另一個(gè)課程設(shè)計(jì)對(duì)Matlab有了一定熟悉在做這個(gè)時(shí)速度比前一個(gè)快了很多。在本次設(shè)計(jì)過程中遇到了很多困難通過閱讀課本，查找資料，在同學(xué)和老師的幫助下最終完成了這個(gè)設(shè)計(jì)。通過這次課程設(shè)計(jì)我收獲了很多東西，不僅是書本上的只是，還有對(duì)Matlab的使用以及一些算法的原理。六、 參