AM及FM调制系统设计与仿真.docVIP

河北联合大学轻工学院 通信原理课程设计 设 计 报 告 课题名称： AM及FM调制系统设计与仿真 专业班级： 08级通信一班 组数： （1） 成员及学号： 一、设计内容概述 调制在通信系统中有十分重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将信号转换成合适于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，调制方式往往决定了一个通信系统的性能。AM信号的调制属于频谱的线性搬移，它的解调往往采用非相干解调即包络解调方式；而FM信号的调制属于频谱的非线性搬移，它的解调有相干和非相干解调两种方式。 本课程设计使用的仿真软件为Matlab6.5，利用Matlab集成环境下的M文件，编写程序来实现模拟调制中的振幅调制AM和频率调制FM的设计和仿真，并分析绘制基带信号即调制信号、载波信号、已调信号的时域波形和频域波形，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。 二、仿真软件介绍 MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，它的首创者是在数值线性代数领域颇有影响的Cleve Moler博士，他也是生产经营MATLAB产品的美国Mathworks公司的创始人之一。MATLAB是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境,它用于科学和工程的计算与可视化。MATLAB的编程功能简单,并且很容易扩展和创造新的命令与函数，它将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，应用MATLAB可方便地解决复杂数值计算问题。此外，MATLAB还具有强大的Simulink动态仿真环境,可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。 MATLAB以一系列称为工具箱的应用指定解答为特征。对多数用户十分重要的是，工具箱使你能学习和应用专门的技术。工具箱是MATLAB函数（M-文件）全面的综合，这些文件把MATLAB的环境扩展到解决特殊类型问题上。具有可用工具箱的领域有：信号处理，控制系统神经网络，模糊逻辑，小波分析，模拟等等，从而使其被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作中。MATLAB与其它计算机高级语言如 C，C++等相比，MATLAB语言编程要简洁得多，编程语言更加接近数学描述，可读性好，其强大的图形功能和可视化数据处理能力也是其它高级语言望尘莫及的。对于具有任何一门高级语言基础的学生来说，学习MATLAB十分重要。MATLAB使人们摆脱了常规计算机编程的繁琐，让人们能够将大部分精力投入到研究问题的数学建模上。可以说，应用MATLAB这一数学计算和系统仿真的强大工具，可以使科学研究的效率得以成百倍的提高。 MATLABreg; 是一种对技术计算高性能的语言。它集成了计算，可视化和编程于一个易用的环境中，在此环境下，问题和解答都表达为我们熟悉的数学符号。典型的应用有：数学和计算算法开发建模模拟和原形化数据分析探索和可视化科学与工程制图应用开发包括图形用户界面的建立 三、模拟调制AM、FM 的基本原理 3.1模拟通信系统设计原理 模拟通信系统的主要内容是研究不同信道条件下不同的调制解调方法。调制可以分为三类，即调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）。 基带信号：（1）基带信号是由消息转化而来的原始模拟信号，它的频谱一般从零频附近开始，如语音信号为300~3400Hz；（2）在实际通信系统中，基带信号一般含直流和低频成分，不宜直接传输，这就需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，并可在接收端进行反变换，完成这种变换和反变换作用的通常是调制器和解调器。 已调信号：它有三个基本特征，即（1）携带有信息；（2）适合在信道中传输；（3）信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频，因而已调信号又称带通信号或频带信号。 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。调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。 3.2振幅调制产生原理 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： 式中，A为载波幅度； 为载波角频率； 为载波初始相位(假设 =0). 调制信号（基带信号）为 。根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为 ： 设调制