基于matlab编程和simulink仿真的AM调制与解调

东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院综合课程设计设计题目专业名称通信工程班级学号学生姓名指导教师设计时间2013.12.30~2014.1.15课程设计任务书专业：通信工程学号：学生姓名（签名）：设计题目：基于simulink和matlab编程的AM调制与解调一、设计实验条件AM调制与解调实验室二、设计任务及要求1.熟悉使用matlab和simulink软件环境及使用方法，包括函数、原理和方法的应用；2.熟悉AM信号的调制和解调方法；3.调制出AM信号的时域波形图和频谱图；4.定性的分析高斯白噪声对于信号波形的影响；三、设计报告的内容1.设计题目与设计任务AM调制与解调电路的实现及调制性能分析2.前言利用matlab中的建模仿真工具Simulink对通信原理实验进行仿真，随着通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂，在通信通信系统的设计研发过程中，软件仿真已成为不可缺少的一部分，电子设计自动化EDA技术已成为电子设计的潮流。随着信息技术的不断发展电子EDA仿真技术也在突飞猛进之中，涌现出了许多功能强大的电子仿真软件，如Workbeench、Protel、Systemview、Matlab等。许多知名IT企业其实在产品开发阶段也是应用仿真软件进行开发，虚拟实验技术发展迅速，应用领域广泛，一些在现实世界无法开展的科研项目可借助于虚拟实验技术完成，例如交通网的智能控制，军事上新型武器开发等。3.设计主体3.1实验步骤：（1）产生AM调制信号；（2）对信号进行调制，产生调制信号；（3）绘制调制及解调时域图、频谱图；（4）改变采样频率后，绘制调制及解调信号的时域图、频谱图；（5）加上高斯噪声，绘制调制及解调的时域图和频谱图，分析噪声对调制信号和解调信号的影响。3.2AM调制原理调制信号是指来自信源的的信号，又称基带信号，这些信号可以是模拟信号的也可以是数字信号。调制所使用的高频振荡信号成为载波，可以是正弦波，也可以是非正选波。调制信号是由低频信号源产生，载波由高频信号源产生，两者经过乘法器即可产生双边带的条幅波。设载波信号的表达式为cosmcAwt,AM调制波为0()[()]cosAMcStAmtwt。3.3实验方案1：simulink实现Am调制未调制信号：M(t)=cos(pi*t);载波：Cos(wc*t)=cos(100*pi*t);调制度：A0=4;调制信号S(t)=[m(t)+A0]cos(10*pi*t);调制方法：解调方法：1.总体设计模块图2.时域仿真波形图图1：未调制信号----m(t)图2：AM调制信号----s(t)图3：经过高斯白噪声叠加之后的AM信号----s’(t)图4：经过高斯白噪声之后的AM信号，然后经过相干解调出来的波型图5：AM调制波，经过相干解调出来的波形图6：AM调制波，经过包络检波器出来的波形3.频谱图模块2：DSB模块：与AM模块图一样，拨动换挡开发即可。未调制信号：M(t)=cos(pi*t);载波：Cos(wc*t)=cos(100*pi*t);调制信号S(t)=m(t)*cos(100*pi*t);(由下图可见DSB信号不能采取包络检波法)图1：未调制信号----m(t)图2：DSB调制信号----s(t)图3：经过高斯白噪声叠加之后的DSB信号----s’(t)图4：DSB调制波，经过相干解调出来的波形图5：DSB调制波，经过包络检波器出来的波形(有图可见，DSB不能采用包络建波法)模块3：SSB模块未调制信号：M(t)=cos(pi*t);载波：Cos(wc*t)=cos(100*pi*t);调制信号S(t)=0.5*m(t)*cos(100*pi*t)+0.5*m^(t)*cos(100*pi*t);调制方法：希尔伯特相移法解调方法：（略）SSB总体设计模块：时域波形图：图1：未调制信号----m(t)图2：SSB调制信号----s(t)图3：经过高斯白噪声叠加之后的SSB信号----s’(t)图4：SSB调制波，经过相干解调出来的波形频谱图：3.5各个调制参量分析（以AM波为例）（1）调制度：Am调制度为4时1.Am调制度为0.7时（2）.载波频率载波频率为100*pi载波频率为500*pi（3）.示波器采样频率—越小越好Sampletime:0.001时Sampletime:0.005时（4）频谱仪采样频率Sampletime:0.001Sampletime:0.1实验方案1：matlab编程实现Am调制t=-1:0.00001:1;A0=10;%载波信号振幅A1=5;%调制波信号振幅A2=3;%已调信号振幅f=6000;%载波信号频率w0=f*pi;m=0.15;%调制度Ft=2000;%采样频率fpts=[100120];mag=[10];dev=[0.01,0.05];%带通拨动1%，阻带波动5%[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev,Ft);b21=fir1(n21,wn21,Kaiser(n21+1,beta));[h,w]=freqz(b21,1);%**********************载波信号**********************Uc=A0.*cos(w0*t);subplot(5,2,1);plot(t,Uc);title('载波信号');axis([0,0.01,-15,15]);T1=10*fft(Uc);subplot(5,2,2);plot(abs(T1));title('载波信号的频谱');axis([5800,6200,0,10000000]);%**************调制信号**************************mes=A1*cos(0.001*w0*t);subplot(5,2,3);plot(t,mes);title('调制信号');T2=fft(mes);subplot(5,2,4);plot(abs(T2));title('调制信号的频谱');axis([198000,202000,0,2000000]);%*********************AM已调信号*****************Uam=A2*(1+m*mes).*cos((w0.*t));subplot(5,2,5);plot(t,Uam);title('已调信号');T3=fft(Uam);subplot(5,2,6);plot(abs(T3));title('已调信号频谱');axis([5950,6050,0,500000]);%**************对AM信号进行解调：滤波前****************Dam=Uam.*cos(w0*t);subplot(5,2,7);plot(t,Dam);title('滤波前的AM解调信号波形');T4=fft(Dam);subplot(5,2,8);plot(abs(T4));title('滤波前的AM解调器信号频谱');axis([187960,188040,0,200000]);%**************对AM信号进行解调：滤波后****************z21=fftfilt(b21,Dam);%FIR低通滤波subplot(5,2,9);plot(t,z21);title('滤波后的AM解调信号的波形');T5=fft(z21);subplot(5,2,10);plot(abs(T5));title('滤波后的AM信号的频谱');axis([198000,202000,0,200000]);***********************最终演示结果：*****************************3．7常见问题解答（1）频率示波器参数设置：4.结束语通过本次课程设计，让我们熟悉了Matlab下用Simulink进行通信仿真的过程，对一些过去没有弄懂或认识模糊的概念、理论有了正确的认识，为以后的工作和学习打下基础。本次设计所仿真的内容都是通信仿真中非常基础的实验，通过对这些实验的演示，可帮助我们把一些抽象的概念、理论具体化，进而加深对这些概念、原理的理解。总体来讲，通过此次课程设计不仅对原来通信原理知识得到了巩固，而且还学会了许多原来不会的东西，增强了在通信系统设计方面的动手能力与自学能力，锻炼了增强分析问题，解决问题的能力。所以，这次课程设计对我的帮助很大，更有着深刻的意义。5.参考资料[1]樊昌信《通信原理》国防工业出版社第五版[2]曹志刚钱亚《现代通信原理》清华大学出版社[3]韩利竹王华《matlab电子仿真与应用》国防工业出版社[4]郭文彬《通信原理—基于MATLAB的计算机仿真》北京邮电大学出版社四、设计时间与安排1、设计时间：2周2、设计时间安排：熟悉实验设备、收集资料：3天设计图纸、实验、计算、程序编写调试：7天编写课程设计报告：7天答辩：1天课程设计报告格式及要求1.版面格式：版面：A4纸，单面打印，左侧装订。页边距：上2.5厘米、下2.5厘米、左3.5厘米、右2.5厘米。2.报告封面及设计任务格式2.1课程设计报告封面格式（见给出的示例）：学校及系名称——行楷、一号字加粗、居中；课程设计名称——宋体、一号字、居中；设计题目——宋体、二号字、居中；专业名称、班级学号、学生姓名、指导教师、设计时间——黑体、小三号字。2.2设计任务书格式（见给出的示例）设计任务书由指导教师给出，学生姓名必须由学生签名。3.设计报告内容格式3.1各级标题标题采用阿拉伯数字编号，一级标题：宋体、四号字加粗、左对齐；二级标题：宋体、小四号字、加粗，左对齐。3.2正文正文：宋体、小四号字、两端对齐、首行缩进2字符、1.5倍行间距。3.3插图与表格RXD11TXD11RXD20TXD20C1+1C1-3C2+4C2-5V-6R2IN8T2IN10R1OUT12T1IN11R2OUT9R1IN13VCC16T1OUT14GND15T2OUT7V+2U7MAX202VCCC17C16C15C14104C13图1串口及MODEM接口图插图：居中；图中字体：宋体、五号字。图标题放在插图下面，图标题格式：宋体、五号字、居中，图标题采用“图1、图2”等样式编号。插图样式如图1。设计报告中的图必须采用绘图软件进行绘制，禁止直接从参考资料中粘贴图片。表格：居中，表中字体：宋体、五号字。表格标题放在表格上面，表格标题格式：宋体、五号字、居中，表格标题采用“表1、表2”等样式编号。表格样式如表1。表1××××成绩统计表姓名通信原理数字信号处理单片机电磁场设计报告内容格式可参考本格式要求所采用的样式。4.参考文献格式参考文献格式：采用加方括号的阿拉伯数字编号，如［1］，［2］，…，，格式：宋体、五号字、在对齐。具体要求及示例如下：4.1期刊[序号]作者．文献题名[J]．刊名，出版年份，卷号(期号)．例如:[1]王芳，路勇．社会主义市场经济的特征分析[J]．经济学报,2002，30(10A).4.2专著[序号]作者．文献题名[M]．出版地：出版者，出版年．例如：[2]高晓华，于文君．电子学发展史研究[M]．北京：历史文献出版社，1980．5.其它文中的所有西文采用新罗马字体（TimesNewRoman）。设计报告格式必须规范，并作为课程设计成绩的一部分进行考核。