1、z、.前言調制就是使一個信號如光、高頻電磁振蕩等的某些參數如振幅、頻率等按照另一個欲傳輸的信號如聲音、圖像等的特點變化的過程。用所要傳播的語言或音樂信號去改變高頻振蕩的幅度，使高頻振蕩的幅度隨語言或音樂信號的變化而變化，這個控制過程就稱為調制。其中語言或音樂信號叫做調制信號，調制后的載波就載有調制信號所包含的信息，稱為已調波。解調是調制的逆過程，它的作用是從已調波信號中取出原來的調制信號。對于幅度調制來說，解調是從它的幅度變化提取調制信號的過程。對于頻率調制來說，解調是從它的頻率變化提取調制信號的過程。頻率解調要比幅度解調復雜，用普通檢波電路是無法解調出調制信號的，必須采用頻率檢波方式，如各類

2、鑒頻器電路。關于鑒頻器電路可參閱有關資料，這里不再細述。本課題利用MATLAB軟件對DSB信號調制解調系統進展模擬仿真，分別對正弦波進展調制，觀察調制信號、已調信號和解調信號的波形和頻譜分布。第一章設計要求1調制信號m(t )1,0tt0/32,t0/3t2t0/30,其他2調制載波c(t)=cos(2fct)3設計m文件實現DSB-AMS制4設計m文件繪制消息信號與已調信號的頻譜，分析其頻譜特征。第二章系統組成及工作原理2.1DSB-AM系統構成在AM信號中，載波分量并不攜帶信息，信息完全由邊帶傳送。假設將載波抑制，只需在將直流A0去掉，即可輸出抑制載波雙邊帶信號，簡稱雙邊帶信號DSB。調制

3、過程是一個頻譜搬移的過程，它是將低頻信號的頻譜搬移到載頻位置。而解調是將位于載頻的信號頻譜再搬回來，并且不失真地恢復出原始基帶信號。雙邊帶解調通常采用相干解調的方式，它使用一個同步解調器，即由相乘器和低通濾波器組成。相干解調的原理框圖如圖2-2所示：2-2 DSB相干解調模型DSB信在消息信號m(t)上不加上直流分量，那么輸出的已調信號就是無載波分量的雙邊帶調制信號，或稱抑制載波雙邊帶調制信號，簡稱雙邊帶DSB調制器模型如圖2-1,可見DSB信號本質上就是基帶信號與載波直接相乘。SdsB(t)m(t)cos(ct)式2-1Sdsb)1/2F(c)F(c)式2-2除不再含有載頻分量離散譜外，DS

4、B信號的頻譜與AM信號的完全一樣，仍由上下對稱的兩個邊帶組成。故DSB信號是不帶載波的雙邊帶信號，它的帶寬與AM信號一樣，也為基帶信號帶寬的兩倍，DSB信號的波形和頻譜分別如圖2-3:coD5BC號的時國也泮Kb)DSBft號端著相成2-3DSB調制的譜分析調制過程是一個頻譜搬移的過程，它是將低頻信號的頻譜搬移到載頻位置。DSB信號的包絡不再與調制信號的變化規律一致，因此不能采用簡單的包絡檢波來恢復調制信號，需采用相干解調(同步檢波)。另外，在調制信號m的過零點處，高頻載波相位有180°的突變。除了不再含有載頻分量離散譜外，DSB信號的頻譜與AM信號的頻譜完全一樣，仍由上下對稱的兩個

5、邊帶組成。所以DSB信號的帶寬與AM信號的帶寬一樣，也為基帶信號帶寬的兩倍。因為不存在載波分量，DSB信號的調制效率是100%,即全部功率都用于信息傳輸。但由于DSB信號的包絡不再與m成正比，故不能進展包絡檢波，需采用相干解調。相干解調模型圖2-2已給出。圖中輸入的為式2-1的DSB信號。乘法器輸出為(t)SDsB(t)COS(ct)%mt)1cos2ct)式2-4經低通濾波后為mo(t)%m(t)式2-5FIR濾波器為有限脈沖響應FIR數字濾波器，其在保證幅度特性的同時，很容易做到嚴格的線性相位特性。在數字濾波器中，FIR濾波器的最主要特點是沒有反響回路，故不存在不穩定的問題；同時，在幅度特

6、性可以任意設置的同時，保證了準確的線性相位。穩定和線性相位是FIR濾波器的突出優點。另外還有以下特點：設計方式是線性的；硬件容易實現；濾波器過渡過程具有有限區間；相對IIR濾波器而言，階次較高，其延遲也要比同樣性能的IIR濾波器大得多。第三章用matlab設計DSB系統用matlab的m文件設計的DSB系統由以下幾部分構成：載波信號的產生、調制信號的產生、已調信號的產生、解調器的乘法器輸出、數字低通濾波器FIR的設計、濾波后恢復的信號六大部分構成。本次設計要求的載波信號為c(t)=cos(2J),設載波頻率為3000H乙那么在matlab中載波信號可表示為Uc=A0.*cos(w0*t)，代碼

7、如下：t=-1:0.00001:5;A0=10;%載波信號振幅f=3000;%載波信號頻率w0=2*f*pi;Uc=A0.*cos(w0*t);%載波信號subplot(5,2,1);plot(t,Uc);title('載波信號');axis(0,0.01,-15,15);T1=fft(Uc);%fft變化形成載波信號頻譜subplot(5,2,2);plot(abs(T1);title('載波信號頻譜');axis(17800,18200,0,1000000);本次設計中，用rectpuls函數形成要求中的調制信號，rectpuls函數可產生一個關于原點對稱、

8、寬度為1的矩形脈沖。詳細函數如下：functionmes=mm(t0)g=-1:0.00001:5;m1=rectpuls(g-0.5,t0/3);%形成0-t0/3之間的矩形脈沖信號m2=-2*rectpuls(g-0.5-t0/3,t0/3);%形成t0/3-2t0/3之間的矩形脈沖信號mes=m1+m2;在主函數中調用該函數即可，代碼如下：mes=mm(3);%調制信號subplot(5,2,3);plot(t,mes);title('調制信號');T2=fft(mes);subplot(5,2,4);plot(abs(T2);title('調制信號頻譜'

9、);axis(0,200,0,200000);由DSBS制原理可知，已調信號即為調制信號與載波信號相乘即可，設計代碼如下：Udsb=mes.*Uc;%DSB已調信號subplot(5,2,5);plot(t,Udsb);title('DSB已調波形');subplot(5,2,6);T3=fft(Udsb);%對DSB已調信號進展傅里葉變換plot(abs(T3);title('DSB已調頻譜');axis(17800,18200,0,1000000);DSBf目干解調器由乘法器及低通濾波器構成，為保證能得到原是信號，相干解調要求輸入的本地載波必須與調制載波嚴格

10、的同頻同相。詳細代碼如下：Ddsb=Udsb.*cos(w0*t);%對DSB調制信號進展解調subplot(5,2,7);plot(t,Ddsb);title('濾波前的DSB解調信號波形');T4=fft(Ddsb);%求DSB解調信號的頻譜subplot(5,2,8);plot(abs(T4);title('濾波前的DSB解調信號頻譜');axis(0,37000,0,200000);3.5FIR數字低通濾波器的設計FIR濾波器為線性相位濾波器。用窗函數法設計FIR濾波器的步驟。如下： 1根據對阻帶衰減及過渡帶的指標要求，選擇串窗數類型矩形窗、三角窗、漢寧

11、窗、哈明窗、凱塞窗等，并估計窗口長度No先按照阻帶衰減選擇窗函數類型。原那么是在保證阻帶衰減滿足要求的情況下，盡量選擇主瓣的窗函數。 2構造希望逼近的頻率響應函數。 3計算h(n).。 4加窗得到設計結果。本次設計中選用哈明窗作為窗函數、采樣頻率為2000Hz通帶邊界頻率為100HZ,阻帶截至頻率為120HZ,通帶與阻帶波動分別為1歡5%代碼如下：Ft=2000;%采樣頻率fpts=100120;%通帶邊界頻率fp=100Hz，阻帶截止頻率fs=120Hzmag=10;dev=0.010.05;%通帶波動1%，阻帶波動5%n21,wn21,beta,ftype=kaiserord(fpts,m

12、ag,dev,Ft);%kaiserord估計采用凱塞窗設計的FIR濾波器的參數b21=fir1(n21,wn21,kaiser(n21+1,beta);%由fir1設計濾波器將乘法器的輸出信號通過低通濾波即可恢復原始信號，本次設計中用fftfilt函數來進展FIR的濾波，詳細代碼如下：z21=fftfilt(b21,Ddsb);%FIR低通濾波subplot(5,2,9);plot(t,z21,'r');title('濾波后的DSB解調信號波形');T5=fft(z21);%求DSB信號的頻譜subplot(5,2,10);plot(abs(T5),'

13、r');title('濾波后的DSB解調信號頻譜');axis(0,200,0,1300000);第四章實驗調試及結果分析解調端乘法器的輸出信號經過FIR低通濾波器，無法完全濾波。進步采樣頻率后,可以實現濾波。采樣頻率的不同，濾波器采樣點數不同，頻率越高，點數密集程度越大，濾波效果也越好。FIR低通濾波器1h111«iiliij>1II|ia.11-J0-1-411一J11!_J_J_i111ciiaHi<>1II9*1'1i11IIIi廣.1、i1Iiii1iliiI|1l|pil|ii00.10.2030.4050.60.70.8

14、0.9FIR低通濾波的設計：4-1FIR低通濾波由上圖可知，該設計符合設計要求載波信號：蒙波信號.釉wMiwy刪00 002 0 0040.006 D 008 C 01載波信號頻譜178179181811824-2載波信號載波信號頻率3000Hz,其傅立葉變換后應在23即18000附近，信號頻譜符合理論要求調制信號：4-3調制信號根據設計要求，調制信號應由兩個不同的門函數構成，調制信號頻率幾乎為0,由門函數的傅立葉變換波形為Sa函數，可知調制信號的頻譜應為Sa函數的疊加與移位。觀察調制信號頻譜，符合要求。已調信號：4-4已調信號已調信號為載波與調制信號相乘，DSB信號的頻譜為調制信號頻譜的線性

15、搬移，存在上下邊頻，不存在載頻。已調信號波形，包絡為調制信號波形的絕對值。觀察波形及頻譜，符合要求。濾波后的波形：4-5濾波后信號濾波后的信號，應與原始信號的波形上一致，幅值上會有所不同。實驗結果與分析一致。第五章總結調制與解調技術是通信電子線路課程中一個重要的環節，也是實現通信必不可少的一門技術，也是通信專業學生必須掌握的一門技術。課題在這里是把要處理的信號當做一種特殊的信號，即一種“復雜向量來對待。也就是說，課題更多的還是表達了數字信號處理技術。從課題的中心來看，課題“基于Matlab的DSBM制系統仿真是希望將DSB調制與解調技術應用于某一實際領域，這里就是指對信號進展調制。作為存儲于計

16、算機中的調制信號，其本身就是離散化了的向量，我們只需將這些離散的量提取出來，就可以對其進展處理了。這一過程的實現，用到了處理數字信號的強有力工具MATLAB通過MATLAB!幾個命令函數的調用，很輕易的在調制信號與載波信號的理論之間搭了一座橋。課題的特色在于它將調制信號看作一個向量，于是就把調制信號數字化了。那么，就可以完全利用數字信號處理和通信電子線路的知識來解決DSB調制問題。我們可以像給一般信號做頻譜分析一樣，來對調制信號做頻譜分析，也可以較容易的用數字濾波器來對解調信號進展濾波處理。通過比較DSB®制與解調前后，調制信號的頻譜和時域，能明顯的感覺到DSBWI制后DSBW調與原

17、始的調制信號有明顯的不同,設計部同的濾波器得到的結果頁是不同的，通過仿真可以看到FIR低通濾波器要比IIR低通濾波器要濾的好。由此可見，調制信號主要分布在低頻段，而載波信號主要分布在高頻段。參考文獻1 樊昌信.通信原理.北京：國防工業出版社，2021.2 郝文.MATLAB圖形圖像處理應用教程.北京：中國水利水電出版社，2002.3 徐金明.MATLAB實用教程.北京：清華大學出版社，2003.4 達新宇.通信原理實驗與課程設計.北京：北京郵電大學出版社，2003.附錄一t=-1:0.00001:5;A0=10;%載波信號振幅f=3000;%載波信號頻率w0=2*f*pi;Uc=A0.*cos

18、(w0*t);%載波信號subplot(5,2,1);plot(t,Uc);title('載波信號');axis(0,0.01,-15,15);T1=fft(Uc);subplot(5,2,2);plot(abs(T1);title('載波信號頻譜');axis(17800,18200,0,1000000);mes=mm(3);%調制信號subplot(5,2,3);plot(t,mes);title('調制信號');T2=fft(mes);subplot(5,2,4);plot(abs(T2);title('調制信號頻譜');axis(0,200,0,200000);Udsb=mes.*Uc;%DSB已調信號subplot(5,2,5);plot(t,Udsb);title('DSB已調波形');subplot(5,2,6);T3=fft(Udsb);%對DSB已調信號進展傅里葉變換plot(abs(T3);title('DSB已調頻譜');axis(17800,18200,0,1000000);Ddsb=Udsb.*c