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双边带调幅与解调 一、 实验目的 1． 掌握抑制载波双边带调幅与解调的原理及实现方法。 2． 熟悉MATLAB相关函数的运用。 3． 握用matlab仿真软件观察抑制载波双边带的调幅与解调。 二、 设计原理 1. DSB调制原理 信号的调制主要是在时域上乘上一个频率较高的载波信号,实现频率的搬移,使有用信号容易被传播。 在消息信号m(t)上不加上直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号，或称抑制载波双边带（DSB-SC）调制信号，简称双边带（DSB）信号。DSB调制器模型如图2.1，可见DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘。 图2.1 DSB信号调制器模型 其时域和频域表示式分别如下 (2-1) (2-2) 除不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。故DSB信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM信号相同，也为基带信号带宽的两倍，DSB信号的波形和频谱分别如图2.2：? 图2.2 DSB信号的波形与频谱 2. DSB解调原理 因为不存在载波分量，DSB信号的调制效率是100%，即全部功率都用于信息传输。但由于DSB信号的包络不再与m(t)成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调。 图2.3 DSB信号相干解调模型 图2.3中SL(t)为本地载波，也叫相干载波，必须与发送端的载波完成同步。即频率相同时域分析如下： (式2-3) Sp(t)经过低通滤波器LPF，滤掉高频成份，为 (式2-4) 频域分析如下： (式2-5) 式中的H(ω)为LPF的系统函数。频域分析的过程如图2.4所示。事实上本地载波和发端载波完全一致的条件是是不易满足的，因此，需要讨论有误差情况下对解调结果的影响。 图2.4 DSB信号相干解调过程示意图 三、 详细设计步骤 1. 查阅MATLAB相关函数的应用，根据设计要求利用matlab产生我们需要的信号。 2. 利用MATLAB相关函数对信号调制和解调 信号DSB调制采用MATLAB函数modulate实现，其函数格式为： Y = MODULATE(X,Fc,Fs,METHOD,OPT) X为基带调制信号，Fc为载波频率，Fs为抽样频率，METHOD为调制方式选择，DSB调制时为’am’，OPT在DSB调制时可不选，Fs需满足Fs 2*Fc + BW，BW为调制信号带宽。 DSB信号解调采用MATLAB函数demod实现，其函数使用格式为： X = DEMOD(Y,Fc,Fs,METHOD,OPT) Y为DSB已调信号，Fc为载波频率，Fs为抽样频率，METHOD为解调方式选择，DSB解调时为’am’，OPT在DSB调制时可不选。 观察信号频谱需对信号进行傅里叶变换，采用MATLAB函数fft实现，其函数常使用格式为：Y=FFT(X,N)，X为时域函数，N为傅里叶变换点数选择，一般取值2n。频域变换后，对频域函数取模，格式：Y1=ABS(Y)，再进行频率转换，转换方法：f=(0:length(Y)-1)’*Fs/length(Y) 分析解调器的抗噪性能时，在输入端加入高斯白噪声，采用MATLAB函数awgn实现，其函数使用格式为：Y =AWGN(X,SNR)，加高斯白噪声于X中，SNR为信噪比，单位为dB，其值在假设X的功率为0dBM的情况下确定。 信号的信噪比为信号中有用的信号功率与噪声功率的比值，根据信号功率定义，采用MATLAB函数var实现，其函数常使用格式为：Y =VAR(X)，返回向量的方差，则信噪比为:SNR=VAR(X1)/VAR(X2)。 绘制曲线采用MATLAB函数plot实现，其函数常使用格式：PLOT（X，Y），X为横轴变量，Y为纵轴变量，坐标范围限定AXIS([x1 x2 y1 y2])，轴线说明XLABEL(‘ ‘)和YLABEL(‘ ‘)。 3. 设计程序 Fs=500000; %抽样频率 t=[0:1/Fs:0.0004]; %抽样间隔 Fc=100000; %载波频率 f=10000; %调制频率 w0=Fc*2*pi*t; w1=f*2*pi*t; k=0.5; %调制系数 b=3; uc=b*cos(w0); %调频信号 a=2; mes=a*cos(w1);