信号实验

《信号与系统》课程设计报告《基于MATLABAm系统调制与解调仿真实现》姓名：学号:专业：指导老师：2016年7月5日目录第一章：概述1、设计要求2、开发工具第二章：理论设计1、AM调制2、AM解调第三章：Matlab仿真结果及分析1、调制仿真2、解调仿真第一章概述1、设计要求（1）、设计AM系统调制与解调仿真实现方案（2）、采用MATLAB完成设计，编制相应程序，各点信号时域波形和频谱图（3）、对仿真方案进行分析（4）、写出设计报告2、开发工具个人电脑、MATLAB软件第二章理论设计1、AM调制原理载波：tt4102cosc调制信号：2sin2E已调信号：已调信号的频谱：单音调制时已调波的频谱图：w0AM调制器的模型:V1(t)2、巴特沃斯滤波器巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。在振幅的对数对角频率的波特图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。一阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频6分贝，每十倍频20分贝。二阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频12分贝、三阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频18分贝、如此类推。巴特沃斯滤波器的振幅对角频率单调下降，并且也是唯一的无论阶数，振幅对角频率曲线都保持同样的形状的滤波器。只不过滤波器阶数越高，在阻频带w00w+BPFV2(t)振幅衰减速度越快。其他滤波器高阶的振幅对角频率图和低级数的振幅对角频率有不同的形状。3、AM的解调从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调，又称为检波。对于振幅调制信号，解调就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。解调是调制的逆过程。振幅波解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。包络检波是指解调器输出电压与输入已调波的包络成正比的检波方法。由于AM信号的包络与调制信号成线性关系，因此包络检波只适用于AM波。乘积型同步检波，首先使调幅波与本地恢复信号相乘，最后经低通滤波器输出。当恢复载波与发射载波同频同相时，同步检波器可以无失真地将调制信号恢复出来。以包络检波为例：AM已调波的检波的模型图:已调信号：解调的信号：包络检波LPF第三章：Matlab仿真结果及分析1、AM调制1．1载波的程序function[]=zaiboxinhao();A1=1;f1=10000;t=-1:0.00001:1;w1=2*pi*f1;a1=A1*cos(w1*t);%载波信号表达式figure(1);%新建一个图形窗口1subplot(2,1,1);%将图形窗口一分为二plot(t,a1);%绘制载波信号波形xlabel('t');ylabel('a1');%横坐标为t，纵坐标显示为v1title('载波信号的波形');%标题为‘载波信号波形’axis([0,0.001,-2,2]);%设置显示范围F1=fft(a1);%对v1进行傅里叶变换subplot(2,1,2);%将第二个子图形窗口作为当前图形窗口plot(abs(F1));%绘制F1的波形xlabel('w');ylabel('F1');%横坐标为w，纵坐标显示为F1title('载波信号频谱');%标题为‘载波信号频谱’axis([0,200000,0,60000]);%设置显示范围1.2仿真波形2.1调制信号的仿真程序function[]=tizaohzixinhao();t0=-1;t11=0;t12=2;t2=4;dt=0.05;t=[t0:dt:t2];k=length(t);n1=floor((t11-t0)/dt);n2=floor((t12-t0)/dt);a2=[zeros(1,n1-1),ones(1,n2-n1),zeros(1,k-n2+1)];figure(2);%新建一个图形窗口2subplot(2,1,1);plot(t,a2);%绘制载波信号波形xlabel('t');ylabel('a2');%横坐标为t，纵坐标显示为v2title('调制信号波形');%标题为‘调制信号波形’axis([-1,5,-0.5,2]);%设置显示范围F2=fft(a2);%对v2进行傅里叶变换subplot(2,1,2);%将第二个子图形窗口作为当前图形窗口plot(abs(F2));%绘制F2的图形xlabel('w');ylabel('a2');%横坐标为w，纵坐标显示为v2title('调制信号频谱');%标题为‘载波信号频谱’axis([0,80,-1,42]);%设置显示范围2.2仿真波形3.1AM调制仿真程序function[]=yitiaoxinhao();t=-1:0.00001:1;%t扫描范围-1到1A1=1;%载波信号幅度A2=1;f1=10000;%载波信号频率f2=500;m=0.1;w1=2*pi*f1;w2=2*pi*f2;t0=-1;t11=0;t12=2;t2=4;dt=0.05;t=[t0:dt:t2];k=length(t);n1=floor((t11-t0)/dt);n2=floor((t12-t0)/dt);a2=[zeros(1,n1-1),ones(1,n2-n1),zeros(1,k-n2+1)];a3=(1+m*a2).*cos(w1*t);%AM已调信号的表达式figure(3);%新建一个图形窗口3subplot(2,1,1);plot(t,a3);%绘制已调信号波形xlabel('t');ylabel('a3');%横坐标为t纵坐标显示为u3title('已调信号波形');%标题为‘已调信号波形’axis([-2,4.5,0.9,1.14]);%设置显示范围F3=fft(a3);%对v3进行傅里叶变换subplot(2,1,2);%将第二个子图形窗口作为当前图形窗口plot(abs(F3));%绘制F3的图形xlabel('w');ylabel('Y3');%横坐标为t，纵坐标显示为v3title('已调信号频谱');%标题为‘已调信号频谱’axis([0,150,-100,150])f1=100;f2=200;%待滤波信号频率fs=2000;%采样频率m=(0.3*f1)/(fs/2);%定义过度带宽M=round(8/m);%定义窗函数的长度N=M-1;%定义滤波器的阶数b=fir1(N,0.5*f2/(fs/2));%使用fir1函数设计滤波器a4=filter(b,1,a3);figure(4);subplot(2,1,1);plot(t,a4);%绘制滤波后的解调信号波形xlabel('t');ylabel('a4');title('滤波前的解调信号波形');axis([0,5,-0.02,0.02]);F4=fft(a4);subplot(2,1,2);%将第二个子图形窗口作为当前图形窗口plot(abs(F4));xlabel('w');ylabel('F4');title('滤波后的解调信号频谱');axis([0,20,0,0.5]);%设置显示范围3.2仿真波形4.1AM的包络检波的仿真程序function[]=JT()%经过AM调制产生已调信号u3env=abs(hilbert(v3));%找出已调信号的包络v5=18*(env-U1)*m;%去掉直流分量并重新缩放figure(5);%新建一个图形窗口4subplot(2,1,1);plot(t,v5);%绘制解调波形xlabel('t');ylabel('v5');%横坐标为t，纵坐标显示为u4title('AM已调信号的包络检波波形')axis([0,1,-15,15]);F5=fft(v5);subplot(2,1,2);plot(abs(F5));xlabel('w');ylabel('F5');title('AM已调信号的包络检波频谱');axis([0,250,0,2000000]);第四章仿真结果及分析