AM调制系统设计(满幅度)详解

目 录

摘 要 ...................................................................... 错误！未定义书签。 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 振幅调制产生原理 ......................................................................... 2 二 调幅电路方案分析 ......................................................................... 2 三 信号解调思路 ................................................................................. 3 第三章 Simulink仿真 ............................................................................. 4

一 Simulink仿真模型 ........................................................................ 4 二 参数设置 ......................................................................................... 4 三 运行结果 ......................................................................................... 8 四 结果分析 ....................................................................................... 17 结束语 ....................................................................................................... 17 参考文献 ................................................................................................... 17

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《AM的调制系统设计（满幅度）》

摘 要 调幅，英文是Amplitude Modulation（AM）。调幅也就是通常说的中波，范围在503—1060KHz。调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。本课程设计主要研究了AM调制系统的设计和仿真。在本次通信系统仿真训练中，我主要通过了模拟幅度调制和解调的原理和其实现方法，然后根据模拟幅度调制系统的原理给出了调制和解调的框图。其次，弄懂了AM调制的基本原理。最后利用Matlab软件仿真模拟幅度调制系统，实现了AM调制和解调，给出了调制信号、载波信号、已调信号及解调信号的波形图和频谱图。

关键词：调制；解调 ；AM模拟调制

第一章 概 述

一 课题内容

1.设计AM信号实现的Simulink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。

2.设计AM信号解调实现的Simulink程序，输出并观察解调信号波形，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。

4.通过实验中波形的变换，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

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第二章 系统理论设计

一 振幅调制产生原理

所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM）。在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。

设正弦载波为

c(t)Acos(ct0)

c为载波角频率；0为载波初始相位(通常假设0=0). 式中，A为载波幅度；

调制信号（基带信号）为m(t)。根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）

一般可以表示为

sm(t)Am(t)cos(ct)

设调制信号m(t)的频谱为M()，则已调信号sm(t)的频谱Sm()：

A[M(c)M(c)] Sm()2

二 调幅电路方案分析

标准调幅波（AM）产生原理

调制信号是只来自信源的调制信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的。为首调制的高频振荡信号可称为载波，它可以是正弦波，亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。载波由高频信号源直接产生即可，然后经过高频功率放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波。

设载波信号的表达式为cosct，调制信号的表达式为

m(t)Amcosmt ，则调幅信号的表达式为

sAM(t)[A0m(t)]cosct

m(t)sAM(t)A0cosct 2

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三 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(demodulation )，又称为检波(detection )。对于振幅调制信号，解调(demodulation )就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。解调(demodulation )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。

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第三章 Simulink仿真

一 Simulink仿真模型

图1 AM调制与解调Simulink仿真模型

搭建的Simulink仿真模型如图1所示，其中用到的模块有Sine Wave模块，DSB AM Modulator Passband模块，AWGN Channel模块，DSB AM Demoluator Passband模块。

二 参数设置

1、Sine Wave模块用来产生待调制的原始信号。其参数设置如图2所示：

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图2 待调制信号参数

待调制信号为一正弦波，其振幅为1，频率为100Hz，sine type设为Sample based，Sample time为0.001， 每周期采样点为10.

2、DSB AM Modulator Passband模块

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DSB AM Modulator Passband模块用来对原始信号进行AM调制，其参数设置如图3所示。

图3 DSB AM Modulator Passband模块参数

AM调制的载波频率设为3000。 3、AWGN Channel模块

AWGN Channel模块用来向调制后的AM信号添加噪声。其参数设置如图4所示。

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《AM的调制系统设计（满幅度）》

图4 AWGN Channel模块

5、DSB AM Demoluator Passband模块

DSB AM Demoluator Passband模块用来对AM调制信号进行解调，其参数设置如图5所示。

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《AM的调制系统设计（满幅度）》

图5 DSB AM Demoluator Passband模块

载波频率设为3000Hz，低通滤波器采用Butterworth滤波器，阶数为4，截止频率设为300Hz。

三 运行结果

程序运行结果如下：

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图6 原始信号时域波形

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图7 原始信号频谱

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图8 AM调制信号时域波形

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图9 AM调制信号频谱

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《AM的调制系统设计（满幅度）》

图10 添加噪声后的AM调制信号波形

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《AM的调制系统设计（满幅度）》

图11 添加噪声后的AM调制信号频谱

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图12 AM解调后的时域信号波形

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图13 AM解调后频谱

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四 结果分析

输入信号的振幅为1，载波信号振幅也是1，满足载波振幅等于信号振幅，所以是满幅度调制。本设计圆满的完成了对AM信号实现调制与解调，与课题的要求十分相符；也较好的完成了对AM信号的时域分析，并得出了调制信号和解调信号的频谱图。

结束语

调制与解调技术是通信电子线路课程中一个重要的环节，也是实现通信必不可少的一门技术，也是通信专业学生必须掌握的一门技术。课题在这里是把要处理的信号当做一种特殊的信号，即一种“复杂向量”来看待。也就是说，课题更多的还是体现了数字信号处理技术。

从课题的中心来看，课题“AM调制系统设计（满幅度）”是希望将AM-DSB调制与解调技术应用于某一实际领域，这里就是指对信号进行调制。作为存储于计算机中的调制信号，其本身就是离散化了的向量，我们只需将这些离散的量提取出来，就可以对其进行处理了。这一过程的实现，用到了处理数字信号的强有力工具Matlab。通过Matlab里几个模块的调用，很轻易的在调制信号与载波信号的理论之间搭了一座桥。

课题的特色在于它将调制信号看作一个向量，于是就把调制信号数字化了。那么，就可以完全利用数字信号处理和通信电子线路的知识来解决AM—DSB调制问题。我们可以像给一般信号做频谱分析一样，来对调制信号做频谱分析，也可以较容易的用数字滤波器来对解调信号进行滤波处理。由此可见，调制信号主要分布在低频段，而载波信号主要分布在高频段。

参考文献

[1]樊昌信等. 通信原理（第6版）[M]. 国防工业出版社，2008.3

[2]John G. proakis等著, 刘树棠译. 现代通信系统(Matlab版)（第1版）[M], 西安交通大学出版社,

[3]唐向宏等著.MATLAB及在电子信息类课程中的应用,电子工业出版社，2008年6月

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