1、“通信原理”實驗報告姓名：張倩雨 學號：實驗一 常規雙邊帶幅度調制系統設計及性能分析一、實驗目的1、熟悉常規雙邊帶幅度調制系統各模塊的設計； 2、研究常規雙邊帶幅度調制系統的信號波形、信號頻譜、信號帶寬、輸入信噪比、輸出信噪比及兩者之間的關系； 3、掌握 MATLAB和SIMULINK 開發平臺的使用方法； 4、熟悉 Matlab 與Simulink的交互使用。二、實驗儀器帶有MATLAB和SIMULINK開發平臺的微機。三、實驗原理AM信號產生的原理圖如圖1所示。AM信號調制器由加法器、乘法器和帶通濾波器（BPF）組成。圖中帶通濾波器的作用是讓處在該頻帶范圍內的調幅信號順利通過，同時抑制帶外

2、噪聲和各次諧波分量進入下級系統。圖1 AM信號的產生1、AM信號時域表達式及時域波形圖AM信號時域表達式為式中為外加的直流分量；為輸入調制信號，它的最高頻率為，無直流分量；為載波的頻率。為了實現線性調幅，必須要求否則將會出現過調幅現象，在接收端采用包絡檢波法解調時，會產生嚴重的失真。如調制信號為單頻信號時，常定義為調幅指數。AM信號的波形如圖2所示，圖中認為調制信號是單頻正弦信號，可以清楚地看出AM信號的包絡完全反應了調制信號的變化規律。2、AM信號頻域表達式及頻域波形圖對AM信號進行傅里葉變換，就可以得到AM信號的頻域表達式如下：式中，是調制信號的頻譜。AM信號的頻譜圖如圖3所示。通過AM信

3、號的頻譜圖可以得出以下結論： （1）調制前后信號的頻譜形狀沒有變化，僅僅是信號頻譜的位置發生了變化。（2）AM信號的頻譜由位于處的沖激函數和分布在處兩邊的邊帶頻譜組成。（3）調制前基帶信號的頻帶寬度為，調制后AM信號的頻帶寬度變為一般我們把頻率的絕對值大于載波頻率的信號頻譜稱為上邊帶（USB），如圖3中陰影所示，把頻率的絕對值小于載波頻率的信號頻譜稱為下邊帶（LSB）。3、AM信號的解調AM信號的解調一般有兩種方法，一種是相干解調法，也叫同步解調法；另一種是非相干解調法，也叫包絡檢波法。由于包絡檢波法電路很簡單，而且又不需要本地提供同步載波，因此，對AM信號的解調大都采用包絡檢波法。（1）相干

4、解調法用相干解調法接收AM信號的原理方框如圖4所示。相干解調法一般由帶通濾波器（BPF）、乘法器、低通濾波器（LPF）組成。相干解調法的工作原理是：AM信號經信道傳輸后，必定疊加有噪聲，進入BPF后，BPF一方面使AM信號順利通過，另一方面，抑制帶外噪聲。AM信號通過BPF后與本地載波相乘，進入LPF。LPF的截止頻率設定為（也可以為），它不允許頻率大于截止頻率c的成分通過，因此LPF的輸出僅為需要的信號。圖中各點信號表達式分別如下： 式中，常數為直流成分，可以方便地用一個隔直電容除去。相干解調中的本地載波是通過對接收到的AM信號進行同步載波提取而獲得的。本地載波必須與發送端的載波保持嚴格的同

5、頻同相。相干解調法的優點是接收性能好，但要求在接收端提供一個與發送端同頻同相的載波。（2）非相干解調法AM信號非相干解調法的原理框圖如圖5所示，它由BPF、線性包絡檢波器（linear envelope detector，簡稱LED）和LPF組成。圖中BPF的作用與相干解調法中的BPF作用完全相同；LED把AM信號的包絡直接提取出來，即把一個高頻信號直接變成低頻信號；LPF起平滑作用。包絡檢波法的優點是實現簡單、成本低、不需要同步載波，但系統抗噪聲性能較差（存在門限效應）。四、實驗內容1、在MATLAB和SIMULINK開發平臺上設計常規雙邊帶幅度調制、相干解調系統。系統參數如下：信源取頻率為

6、3K、幅度為1的正弦信號，載波頻率為信源頻率的30倍，調制指數為2/3； 2、測試調制前后信號波形、信號譜頻； 調制前后信號波形調制前信號頻譜調制后信號頻譜3、比較信道輸入信噪比分別為1和20兩種情況下，輸出波形有何不同。系統仿真步長設為1e-6，仿真時間設為3秒； 信噪比為1時當設置系統中的輸入信噪比為1時，發現解調后的信號有比較明顯的失真，即6通道的波形。而對于調制之后的信號波形來說，沒有影響，因為只是改變了輸出信噪比，對于調制信號和振幅均沒有改變，因此3通道的波形不受影響。信噪比為20時當輸入信噪比為20時，觀察得到的信號波形可知，解調后的波形基本上沒有失真。相對于信噪比為1的情況，信噪

7、比為20的系統解調效果更好，說明信噪比越大，系統可靠性越高。4、測試上述系統的輸出信噪比，并用數字顯示器顯示；（仿真時間設為0.2秒）數字顯示器顯示輸出信噪比為20.38。5、用MATLAB語言編程，繪出輸出信噪比與輸入信噪比之間的關系。clcclear all;x=0:1:10;y=x;for i=1:length(x) SNR=x(i) sim('AM1.mdl'); y(i)=mean(outsnr)endplot(x,y,'-p');xlabel('信道輸入信噪比');ylabel('輸出信噪比');titel('AM調制，信道輸入信噪比與輸出信噪比關系');grid on;M文件mean.mfunction y = mean(x,dim)if nargin=1, dim = min(find(size(x)=1); if isempty(dim), dim = 1; end y = sum(x)/size(x,dim);else y = sum(x,dim)/size(x,dim);End五、實驗心得 本次實驗主要是熟悉simulink的仿真，首先建立模型，然后設置參數，之后便可以仿真實現所要