引言
本次实践开设的计算机课程设计为软件仿真，利用matlab 编写程序建立M 文件对计算机实验进行仿真。随着通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂，在通信系统的设计研发过程中，软件仿真已成为必不可少的一部分。随着信息技术的不断发展，涌现出了许多功能强大的电子仿真软件，如Workbeench 、Protel 、Systemview 、Matlab 等。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。
调制就是使一个信号（如光等）的某些参数（如振幅、频率等）按照另一个欲传输的信号（如声音、图像等）的特点变化的过程。解调是调制的逆过程，它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。对于幅度调制来说，解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。对于频率调制来说，解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。在信号和模拟通信的中心问题是要把载有消息的信号经系统加工处理后，送入信道进行传送，从而实现消息的相互传递。消息是声音、图像、文字、数据等多种媒体的集合体。把消息通过能量转换器件，直接转变过来的电信号称为基带信号。AM 是调幅（Amplitude Modulation ），用AM 调制与解调可以在电路里面实现很多功能，制造出很多有用又实惠的电子产品，为我们的生活带来便利。用MATLAB 仿真工具仿真的AM 调制解调与解调器抗干扰性能分析的工作原理和工作过程,完成对调制与解调过程的分析以及相干解调器的抗干扰性能的分析。通过对波形图的分析给出不同信噪比情况下的解调结果对比。寻找最佳调试解调途径已相当重要。其中将数字信息转换成模拟形式称调制，将模拟形式转换回数字信息称为解调。
本文主要的研究内容是了解AM 信号的数学模型及调制方式以及其解调的方法在不同的信噪比情况下的解调结果。先从AM 的调制研究，其次研究AM 的解调以及一些有关的知识点，得出AM 信号的数学模型及其调制与解调的框图和调制解调波形图，然后利用MATLAB 编程语言实现对AM 信号的调制与解调,给出不同信噪比情况下的解调结果对比。
1 AM 调制解调的原理
1.1 AM 的调制原理
AM 是指对信号进行幅度调制。一般做法是先在原信号上叠加一个直流信号，以保证信号
0)(>+A t f ， 然后乘上一个高频的余弦信号，即得到)]cos()([)(t A t f t g ω+=。在频域上的效果
就是将原信号的 域谱 移动到W 处，以适合信道传输的最佳频率范围g(t)的包络线即A t f +)(，用一个简单的包络检测电路就可以接收并还原信号了。
图1.1 仿真原理图
调制信号
ft t m 2sin )(= （1.1）
载波信号
t
f t c c 2s i n )(= （1.2）
调幅信号的时域表达式
)
()}({0)(t c t m A s t m += （1.3）
满足条件
c
f f A t m ≤≤0)( （1.4）
幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。幅度调制器的一般模型如图1.2所示。
图1.2 幅度调制模型
在图1.2中，若假设滤波器为全通网络（ H(ω)＝1），调制信号mt 叠加直流A0后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带（AM ）调幅.AM 调制器模型如图1.3所示:
图1.3 AM 调制模型
AM 信号波形的包络与输入基带信号mt 成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。但为了保证包络检波时不发生失真，须满足，否则将出现过调幅现象而带来失真。AM 信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。故AM 信号是带有载波的双边带信号，它的带宽信号带宽的两倍。从图中可知发送信号m(t)和直流分量叠加后乘以高频载波后即可形成AM 调制信号。
具体时域表波形为：
)
cos()]([0t t m A S c AM ω+= （1.5）
=
)
cos(0t A c ω
对应的频谱波形为：
)]()([2
)]()([21)(0
c c c c AM f f f f A f f M f f M f S -+++-++=δδ （1.6）
1.2 AM 的解调原理
解调是调制的逆过程，它的作用是从已调波信号中取原来的调制信号。对于幅度调制来说，解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。例如收音机里对调幅波的解调通常是利用二极管的单向导电特性，将幅度高频信号去掉一半，再利用电容器的充放电特性和低通滤波器去高频分量，就可以得到与包络形状相同的音频信号。对于频率调制来说，解调是从它的频率变化提取调制信号的过程，频率解调要比幅度解调复杂，用普通检波电路时无法解调出调制信号的。必须采用频率检波方式，如各类鉴频器电路。
m （t ）
1.2.1 AM 波的相干解调
相干解调器的关键是产生相干波。这里我选取载波本身作为相干波，进而满足同步的要求。再通过低通滤波器滤除高频部分。
相干载波
ft t c 2sin )(= （1.7）
与相干载波相乘
)
()()(t c t m t S p = （1.8）
Sp(t)再经低通滤波器就得到了解调器的输出。
从理论上来说，各种信号都可以用正交调制的方法来实现，其时域形式都可以表示为：
)sin()()cos()()(t t Q t t I t S v v ωω+= （1.9）
若调制信号在数字域上实现要对式（1.6）进行数字化：
)s i n ()()c o s ()()(0
0x
x n n Q n n I n S ωωωω+= （1.10）
S m 图1.4 AM 解调的数字模型
图1.4显示给出了AM 解调的数字模型。由上图可知，解调端信道输出信号
)(t S m 乘以跟发送端
同频同相的高频载波)(t COS C ω后，经过低通滤波器提取低频分量，即可得到原始的基带调制信号。由AM 信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。相干解调的关键是是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。具体理论推导如下：
送入解调器的AM 的表达为：
)
cos()]([)(0t t m A t S c m ω+= （1.11）
与同频同相的相干载波：
)
cos()(t t c c ω= （1.12）
相乘后得：
)
(cos )]([)(20t t m A t S c p ω+=
t)ωcos(2m(t)][A 21
m(t)][A 21c 00+++=
（1.13）
经历低通滤波器滤除高频信号后得：
)]([21
)(0t m A t S d +=
（1.14）
再经过隔直流电容后：
)(21
)(t m t s =
（1.15）
1.2.2 AM 波的非相干解调
所谓非相干解调是在接收端解调信号是不需要本地载波，而是利用已调信号中的包络信号来恢复原基带信号。因此，非相干解调一般只适合用幅度调制(AM)系统。由于包络解调器电路简单，效率高，所以几乎所有的幅度调制（AM ）接收机都采用这种电路。
图1.5 AM 信号的非相干解调原理：
图1.5 AM 信号的非相干解调原理
当RC 满足条件h c w 1w 1≤≤RC 时，
包络检波器的输出基本与输入信号的包络变化呈线性关
系，其中，
max
0t m ）（≥A 。即：
）（）（t m t m 0o +=A （1.16）
1.3 抗噪声性能分析
1.3.1 相干解调的抗噪声性能
各种线性调制系统的相干解调模型如下图所示：
c
图 1.6 有噪声时包络检波器的数字模型
图中)(m t S 可以是各种调幅信号，如AM 、DSB 、SSB 和VSB ，带通滤波器的带宽等于已调信号带宽。下面讨论各种线性调制系统的抗噪声性能。
AM 信号的时域表达式为：
t
cosw )]t (m [)t (c 0+=A S AM (1.17)
通过分析可得AM 信号的平均功率为：
2)t (m 2)(220i +=A S AM
(1.18)
又已知输入功率
B N 0i n =, 其中B 表示已调信号的带宽。
由此可得AM 信号在解调器的输入信噪比为：
m 0(t)
n 0(t)
H AM AM
A B A N S f n 4)t (m n 2)t (m )(022
00220i i +=+= (1.19)
AM 信号经相干解调器的输出信号为：
)t (m 21
)t (m 0=
(1.20)
因此解调后输出信号功率为：
)t (m 41)t (m )(2
2
00=
=AM S (1.21)
在上图中输入噪声通过带通滤波器之后，变成窄带噪声)t (n i ，经乘法器相乘后的输出噪声为：
p i c c c s c c c c c s c n (t)n (t)cosw t [n (t)cosw t-n (t)sinw t]cosw t
11
n (t)[n (t)cos2w t-n (t)sin2w t]22
===
+ (1.22)
经LPF 后，
)t (n 21
)t (n c 0=
(1.23)
因此解调器的输出噪声功率为：
i 2c 2
0041
)t (n 41)t (n N N ==
= (1.24)
可得AM 信号经过解调器后的输出信噪比为：
H AM
B N S f n 2)t (m n )t (m )(020200== (1.25)
由上面分析的解调器的输入、输出信噪比可得AM 信号的信噪比增益为：
)t (m )
t (m 22202i i 00+=
=A N S N S G AM
(1.26)
1.3.2 非相干解调的抗噪声性能
只有AM 信号可以采用非相干解调。实际中，AM 信号常采用包络检波器解调。 设包络检波器输入信号)t (m S 为：
t
cosw )]t (m [)t (c 0m +=A S ，其中
max
0)t (m ≥A (1.27)
输入噪声)t (n i 为：
t
sinw )t (n -t cosw )t (n )t (n c s c c i = (1.28)
显然，解调器输入信噪功率
2)t (m 2220i +
=A S (1.29)
噪声功率
B N 02i i n )t (n == (1.30)
2 AM 调制解调系统的仿真与分析
2.1 Matlab 简介
MATLAB 是一个交互式的系统，其基本数据元素是无须定义维数的数组。这让你能解决很多技术计算的问题，尤其是那些要用到矩阵和向量表达式的问题。而要花的时间则只是用一种标量非交互语言(例如C 或Fortran)写一个程序的时间的一小部分。 2.1.1 Matlab 的产生与发展
MATLAB 是matrix&laboratory 两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C 、Fortran ）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 2.1.2 Matlab 的应用及特点 MATLAB 和Mathematica 、Maple 并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。特点有以下几点：
(1) 高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中 解脱出来。 (2) 具有完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化。
(3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌握。 2.2 AM 调制调制的流程分析
鉴于MA TLAB 以上的应用特点，用其分析AM 信号调制解调中的抗噪声性能是一种相当精确的手段，如图2.1是AM 信号调制解调流图。
图 2.1 AM 信号调制解调流程图
如上图所示：
1. 先产生100HZ 的调制信号及500HZ 的载波。
2. 对调制信号进行AM 调制。调制时注意载波分量必须大于信号的幅度，防止过条幅的发生。
3. 产生随机噪声，并将之与已调AM 信号叠加模拟信号经过信道收到噪声干扰的情况。
4. 对信号进行相干解调，乘以载波并通过凯瑟窗低通滤波器，减去直流分量，滤出信号。
5. 将之与原始信号相比较，算出输入和信噪比输出信噪比。利用输入输出信噪比计算出AM 调制增益，了解其抗噪声性能。 2.3 AM 调制的仿真分析
)(t S AM
0A )
(t C O S
C
ω
图2.2 AM 信号的调制原理模型
m(t)为基带信号，它可以是确定信号，也可以是随机信号，但通常认为它的平均值为0。 载波为
)
(t COS C ω 幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号
的规律变化的过程。幅度调制器的一般模型如图2.2所示。 若假设滤波器为全通网络（ H(ω)＝1），调制信号m(t)叠加直流A0后再与载波相乘，则输出的
信号就是常规双边带（AM ）调幅.
AM 信号波形的包络与输入基带信号m(t)成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。但为了保证包络检波时不发生失真，须满足
max
0)(t m A ≥，否则将出现过调幅现象而带来失真。
AM 信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，
无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。故AM 信号是带有载波的双边带信号，它的带宽信号带宽的两倍。从图中可知发送信号m(t)和直流分量A0叠加后乘以高频载波)(t COS C ω后即可形成AM 调制信号。
具体时域表波形为：
)(cos )]([)(c 0t t m A t S AM ω+= （2.1）
)(cos )()(cos 0t t m t A c c ωω+=
对应的频谱波形为：
)]
()([2)]()([21)(0
c c c c AM f f f f A f f M f f M f S -+++-++=δδ （2.2）
(1)程序代码
产生高斯白噪声：
N=512; n=0:N-1;
yc1=Am*cos(2*pi*fc*n/fs); y3=fft(yc1,N); q=(0:N/2-1)*fs/N; mx=abs(y3(1:N/2)); figure(3)
subplot(2,1,2),plot(q,mx),title('载波fc 频谱')
y4=0.01*randn(1,length(t));%用RANDN 产生高斯分布序列 w=y4.^2; %噪声功率 通过加窗滤波器：
[k,Wn,beta,ftype]=kaiserord([p1 fc],[1 0],[0.05 0.01],fs); %Fir 数字低通滤波 window=kaiser(k+1,beta); %使用kaiser 窗函数
b=fir1(k,Wn,ftype,window,'noscale'); %使用标准频率响应的加窗设计函数 yt=filter(b,1,yv); yssdb=yt.*2-2; figure(6)
subplot(2,1,1),plot(t,yssdb),title('经过低通已调信号的时域波形采样') y9=fft(yssdb,N); q=(0:N/2-1)*fs/N; mx=abs(y9(1:N/2));
subplot(2,1,2),plot(q,mx),title('经过低通已调信号频域波形') %解调 ro=y9-yt;
W=(yt.^2).*(1/2); R=W/w r=W/ro G=r/R （2）仿真
频率为3000的调制信号f1的时域波
图2.3 频率为3000HZ 的调制信号f1的时域图
图2.3显示给出了用于调制的发送信号的时域波形。图中横坐标和纵坐标分别对应表示时间和信号幅值。从图中可以明显看出发送信号为余弦波信号。
图2.5 已调信号的频谱图
图2.4 、图2.5显示给出了系统中经过AM 调制后信号的时域波形图跟频谱。图中横坐标和纵
图2.4 已调信号的时域图
m/v
t/s
m/v
t/s
t/s
m/v
坐标分别对应表示的时间和信号幅值。从图中可知，已调信号的外包络仍然保持着跟调制信号相同的包络特性。
上图还显示给出了经历调制后信号所对应的频谱。频谱图中横坐标代表频率，纵坐标代表频谱幅值。从图中可知：原发射信号经过调制后，频谱明显从原来的低频部分搬移到载波频率对应的高频部分。但由于已调制信号中直流分量的作用，调制后信号频谱的 幅值相比原调制信号频谱幅值并没有完全减半。
图2.6 载波fc 时域波形图
图2.7 高斯白噪声时域图
图2.8显示还给出了系统发射信号所需载波信号频谱。图中横坐标表示频率，纵坐标表示信号频谱幅值。从图中可以明显看出载波频谱的中心频率分别为+500Hz ，－500Hz 。
图2.8 载波fc 频谱
t/s
t/s
m/v
m/v
t/s
图2.9、图2.10显示的是产生一个高斯白噪声序列求出功率并显示其时域和频域图，但其中的噪声开始没有进行设置，因而幅度很大对信号干扰过于严重。乘以一个比较小的常数后功率减小，因而得到了比较好的结果。
图2.9 高斯白噪声频域图
图2.10 高斯白噪声频域图
图2.11图2.12显示给出了相干解调中信号乘以跟发送载波同频的本地余弦波后的时域波形。图中横坐标为时间轴，纵坐标表示信号幅值。从上述图可知：AM 信号完整的输入波形转化为单一极性输出，同时信号的频率增加。
同时上图也给出了信号通过相干解调乘以本地载波后对应频谱图。图中横坐标表示频率变化范围，纵坐标表示频谱幅值。由图中对比可知，乘以本地载波后的信号频谱将AM 信号频谱又重新的搬移，而在高频段仍然保留频谱分量。
图2.11 经过低通滤波器已调信号的时域波形采样图
t/s
t/s
m/v
m/v
t/s
图2.12 经过低通滤波器已调信号的频域波形采样图
图2.11、图2.12显示给出了经过低通滤波器后恢复出的信号的波形。图中横坐标表示信号长度时间坐标轴，纵坐标表示恢复信号的幅值。从图中可看出，恢复的信号波形基本上跟发送端发送信号波形吻合。但由于受到噪声的影响，信号的包络发生了抖动。
上图显示给出了相干解调信号经过低通滤波器后对应的频谱。上述图像中横坐标代表频率变化，纵坐标代表频谱变化。对比原发射信号频谱可知，此恢复出的信号频谱基本跟发射信号频谱吻合。 2.4 AM 解调的仿真与分析
解调是将位于载波的信号频谱再搬回来，并且不失真的恢复出原始基带信号。
解调的方式有两种：相干解调与非相干解调。相干解调适用于各种线性调制系统，非相干解调一般适用幅度调制（AM ）信号。 2.4.1 AM 的相干解调的仿真与分析
)(t S m
)(t S d
图2.13显示给出了AM 解调的数字模型。由上图可知，解调端信道输出信号)(t S m 乘以跟发送
端同频同相的高频载波
)
cos(t c ω后，经过低通滤波器提取低频分量，即可得到原始的基带调制信号。
由AM 信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，
从而恢复出原始信号。解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。相干解调的关键是是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。具体理论推导如下：
送入解调器的AM 的表达为
)
cos()]([)(0t t m A t S c m ω+= （2.3）
与同频同相的相干载波
)
cos()(t t c c ω= （2.4）
相乘后得
)
(cos )]([)(20t t m A t S c p ω+= （2.5）
m/v
t/s
经历低通滤波器滤除高频信号后得
)]
([21
)(0t m A t S d += （2.6）
再经过隔直流电容后
)
(21)(t m t s = （2.7）
将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得
)
(cos )]([)cos()(20t t m A t t S c c AM ωω+=
]
2cos )([21
)]([2100t t m A t m A c ω+++= (2.8)
由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以将第1项与第2项分离，无失真的恢复出原始的
调制信号：
)]
([21
)(0t m A t m += (2.9)
相干解调的关键是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满
足，则会破坏原始信号的恢复。 2.4.2 AM 非相干解调的仿真与分析
图2.14 AM 信号的非相干解调原理
当RC 满足条件h c w 1w 1≤≤RC 时，
包络检波器的输出基本与输入信号的包络变化呈线性关
系，即：
)
()(0t m A t m += (2.10)
其中
)
(00t m A A +≥。隔去直流后就得到原信号)(m t 。
（1）程序代码
N=512; n=0:N-1;
yc1=Am*cos(2*pi*fc*n/fs);
y3=fft(yc1,N);
q=(0:N/2-1)*fs/N;
mx=abs(y3(1:N/2));
figure(3)
subplot(2,1,2),plot(q,mx),title('载波fc频谱')
y4=0.01*randn(1,length(t));%用RANDN产生高斯分布序列
w=y4.^2; %噪声功率
figure(4)
subplot(2,1,1);
plot(t,y4);
title('高斯白噪声时域波形')
y5=fft(y4,N);
q2=(0:N/2-1)*fs/N;
mx2=abs(y5(1:N/2));
subplot(2,1,2),plot(q2,mx2),title('高斯白噪声频域波形')
本段程序的作用是产生一个高斯白噪声序列求出功率并并显示其时域和频域图，本段程序简单，但其中的噪声开始没有进行设置，因而幅度很大对信号干扰过于严重。乘以一个比较小的常数后功率减小，因而得到了比较好的结果。
yv=y6.*yc; %乘以载波进行解调
Ws=yv.^2;
p1=fc-fm;
[k,Wn,beta,ftype]=kaiserord([p1 fc],[1 0],[0.05 0.01],fs); %Fir数字低通滤波
window=kaiser(k+1,beta); %使用kaiser窗函数
b=fir1(k,Wn,ftype,window,'noscale'); %使用标准频率响应的加窗设计函数
yt=filter(b,1,yv);
yssdb=yt.*2-2;
（2）仿真波形
图2.15是非相干解调经过了低通滤波器之后得到了解调输出波形
算出输出的信噪比及调制增益。得到：
R=1.4757e+003
r=-0.0032 + 0.0030i
G=-2.1781e-006 +2.0418e-006i 既调制增益为
-2.1781e-006 +2.0418e-006i 2.5 抗噪声性能分析
2.5.1 相干解调抗噪性能计算结果
本论文讨论相干解调法时，双边带调制系统的抗噪声性能。在相干解调时，解调器由相乘器和低通滤波器构成，所以在解调过程中，输入信号及噪声可以分别单独解调流程图根据求得的解调器输入及输出信噪比，便可以对该解调器的抗噪声性能做出评价。为了简明起见，通过可以考察解调器的输出信噪比与输入信噪比的比值G 输入信噪比
输出信噪比
=
G
比值G 通常称为调制制度增益（信噪比增益）。G 越大，则表明解调器的抗噪声性能越好。 2.5.2 非相干解调的抗噪声性能计算结果 （1）大信噪比的情况 本段程序进行解调，
并经过了低通滤波器之后得到了解调输出波形， 算出输出的信噪比及调制增益。得到： R=1.4757e+003 r=-0.0032 + 0.0030i
G=-2.1781e-006 +2.0418e-006i 既调制增益为：
-2.1781e-006 +2.0418e-006i
所谓大信噪比是指输入信号幅度远大于噪声幅度。即满足条件0i m(t)n (t)
A +。
由此可知，包络检波器输出的有用信号是m(t),输出噪声是(t)n c ，信号与噪声是分开的。直流
成分
A 可被低通滤波器滤除。故输出的平均信号功率及平均噪声功率分别为：
)(20t m S = （2.25）
B n t n t n N i c 02
20
)()(=== （2.26） 此结果与相干解调时得到的噪声增益一致。可见在大噪声比情况下，AM 信号包络检波器的性能几乎与相干解调性能相同。
（2）小信噪比情况
所谓小信噪比是指噪声幅度远大于信号幅度。在此情况下，包络检波器会把有用信号扰乱成噪声，即有用信号“淹没”在噪声中，这种现象通常称为门限效应。进一步说，所谓门限效应，就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。
小信噪比输入时，包络检波器输出信噪比计算很复杂，而且详细计算它一般也无必要。
本设计是基于MATLAB对AM调制解调及抗噪声新能的分析，首先对AM的调制原理进行理论分析，其次通过相干解调和非相干解调对解调原理进行了理论分析。根据理论以及MATLAB的特点，对调制的时域和频域进行编程仿真，最后通过程序得出的仿真结果和理论结果进行比较。
本论文首先产生100HZ的调制信号及500HZ的载波。对调制信号进行AM调制。调制时注意载波分量必须大于信号的幅度，防止过条幅的发生。产生随机噪声，并将之与已调AM信号叠加模拟信号经过信道收到噪声干扰的情况。对信号进行相干解调，乘以载波并通过凯瑟窗低通滤波器，减去直流分量，滤出信号。将之与原始信号相比较，算出输入和信噪比输出信噪比。利用输入输出信噪比计算出AM调制增益，了解其抗噪声性能。算出输出的信噪比及调制增益。得到结论为大信噪比。
这次课设中我不得不对AM原理其设计步骤进行更深一层次的理解，对书中原来学到的只知其果不懂其因的理论，在设计中也有了更深刻的认识。
时光匆匆如流水，为期一个月的课程设计的完成也随之进入了尾声。在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师魏瑞老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，魏老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了魏老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是她广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，同时还到许多在工作过程中许多同事的支持和帮助，在此一并致以诚挚的谢意。从开始进入课题到论文的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！在此我向陕西理工学院物理与电信工程系通信工程专业的所有老师表示衷心的感谢，谢谢你们四年的辛勤栽培，谢谢你们在教学的同时更多的是传授我们做人的道理，谢谢四年里面你们孜孜不倦的教诲！
参考文献
[1]郭文彬,桑林.通信原理-基于Matlab的计算机仿真[M].北京：北京邮电大学出版社,2006，P15-17.
[2] 丁美玉,高西全.数字信号处理（第二版）[M].西安：西安电子科技大学出版社,2006,P55-59.
[3]钟麟,王峰.MATLAB仿真技术与应用教程[M].北京：国防工业出版社,2004，P33-37.
[4]石林艳,卢宏涛.直接射频调制技术的应用[J].电信快报,2005(10):P58-77
[5]徐明远,邵玉斌等.MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2005，P24-25.
[6]郭仕剑.数字信号处理[M].北京:人民邮电出版社,2006,P105-107.
[7] 王伟,张斌,吴淞.基于CORDIC算法的AM解调技术研究[J].传感器与微系统,2012(2):P20-55
[8] 周存.用MATLAB产生正态分布随机噪声来测量直扩系统抗噪性[J].现代电子技数,2000（1）：P10-12.
[9] 居滋培,白凌.微波复合调制信号解调算法分析与实现[J].上海理工大学学报,2009(4):P142-153
[10] 张辉,曹丽娜.通信原理学习指导[M].西安：西安电子科技大学,2002，P111-121.
附录
调制解调程序：
（1）
clc;
fm=100;
fc=500;
fs=5000;
Am=1;
A=2;
N=512;
K=N-1;
n=0:N-1;
t=(0:1/fs:K/fs);
yt=Am*cos(2*pi*fm*t);
figure(1)
subplot(1,1,1),plot(t,yt),title；y0=A+yt ;
y2=y0.*cos(2*pi*fc*n/fs);
y3=fft(y2,N);
q1=(0:N/2-1)*fs/N;
mx1=abs(y3(1:N/2));
figure(2)
subplot(2,1,1);
plot(t,y2);
title;
subplot(2,1,2);
plot(q1,mx1);
title；
yc=cos(2*pi*fc*t);
figure(3)
subplot(2,1,1),plot(t,yc),title() N=512;
n=0:N-1;
yc1=Am*cos(2*pi*fc*n/fs);
y3=fft(yc1,N);
q=(0:N/2-1)*fs/N;
mx=abs(y3(1:N/2));
figure(3)
subplot(2,1,2),plot(q,mx),title
y4=0.01*randn(1,length(t));
w=y4.^2;
figure(4)
subplot(2,1,1);
title
y5=fft(y4,N);
q2=(0:N/2-1)*fs/N;
mx2=abs(y5(1:N/2));
subplot(2,1,2),plot(q2,mx2),title
y6=y2+y4;
figure(5)
subplot(2,1,1),plot(t,y6),title
q3=q1;
mx3=mx1+mx2;
subplot(2,1,2),plot(q3,mx3),title
yv=y6.*yc;
Ws=yv.^2;
p1=fc-fm;
[k,Wn,beta,ftype]=kaiserord([p1 fc],[1 0],[0.05 0.01],fs); window=kaiser(k+1,beta);
b=fir1(k,Wn,ftype,window,'noscale');
yt=filter(b,1,yv);
yssdb=yt.*2-2;
figure(6)
subplot(2,1,1),plot(t,yssdb),title
y9=fft(yssdb,N);
q=(0:N/2-1)*fs/N;
mx=abs(y9(1:N/2));
subplot(2,1,2),plot(q,mx),title
ro=y9-yt;
W=(yt.^2).*(1/2);
R=W/w
r=W/ro
G=r/R
（2）
N=512;
n=0:N-1;
yc1=Am*cos(2*pi*fc*n/fs);
y3=fft(yc1,N);
q=(0:N/2-1)*fs/N;
mx=abs(y3(1:N/2));
figure(3)
subplot(2,1,2),plot(q,mx),title()
y4=0.01*randn(1,length(t));
w=y4.^2;
figure(4)
subplot(2,1,1);
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。
课程设计报告题目模拟调制仿真
目录 一．原理 (1) 二．编程思想 (2) 三．结果 (3) 四．分析 (5) 五．程序代码 (8)
一．原理 1.1模拟调制原理 模拟调制包括幅度调制（DSB，SSB，AM）和相角调制（频率和相位调制）。在本次设计中主要讨论模拟调制中的幅度调制，幅度调制即用基带调制信号去控制高频载波的幅度，使其按基带信号的规律变化的过程。幅度调制主要有AM调制，DSB调制，SSB调制。他们的调制原理如下，AM调制：AM 是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程；DSB调制：在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络，调制信号中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边调制信号，或称抑制载波双边带调制信号；SSB调制：由于 DSB 信号的上、下两个边带是完全对称的，皆携带了调制信号的全部信息，因此从信息传输的角度来考虑，仅传输其中一个边带。 1.2 AM调制 AM信号的时域表示式： 频谱： 调制器模型如图所示： 1.3 DSB调制 DSB信号的时域表示式 频谱： 1.4 相干解调 相干解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号相乘后，经低 00 ()[()]cos cos()cos AM c c c s t A m t t A t m t t ωωω =+=+ 1 ()[()()][()()] 2 AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=++-+++- ? () m t() m s t c t ⊕
******************* 实践教学 ******************* 大学 计算机与通信学院 2014年秋季学期 通信原理课程设计 题目： AM调制系统仿真 专业班级：通信工程 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 摘要
这次的课程设计我们组主要运用MATLAB设计AM调制解调系统仿真。在这次课程设计中先根据AM调制与解调原理编写调制解调程序，然后设计FIR低通滤波器，合理设置参数并运行，并通过不断的修改优化得到需要信号，之后分别加入高斯白噪声，并分析对信号的影响，最后通过对解调信号的波形图、频谱图和功率谱的分析得出AM调制解调系统仿真是否成功。 关键词:AM；调制；解调；噪声；滤波 目录
前言 (1) 第一章基本原理 (2) 2.1 AM调制解调原理 (2) 2.2高斯白噪声原理 (4) 2.3 Matlab基本原理 (6) 第二章FTR滤波器的设计 (6) 2.1 FIR数字低通滤波器的设计 (6) 第三章基于Matlab的AM调制系统仿真 (8) 3.1 载波信号的仿真 (8) 3.2 AM调制信号的仿真 (9) 3.3 AM已调信号的信号仿真 (10) 3.4 AM解调信号的仿真 (11) 总结 (14) 致谢 (15) 参考文献 (16) 附录一 (17) 附录二 (20)
前言 调制就是使一个信号（如光、高频电磁振荡等）的某些参数（如振幅、频率等）按照另一个欲传输的信号（如声音、图像等）的特点变化的过程。用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度，使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化，这个控制过程就称为调制。其中语言或音乐信号叫做调制信号，调制后的载波就载有调制信号所包含的信息，称为已调波。 解调是调制的逆过程，它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。对于幅度调制来说，解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。对于频率调制来说，解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。频率解调要比幅度解调复杂，用普通检波电路是无法解调出调制信号的，必须采用频率检波方式，如各类鉴频器电路。关于鉴频器电路可参阅有关资料，这里不再细述。 本课题利用MATLAB软件对AM信号调制解调系统进行模拟仿真，分别对余弦波进行调制，观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布。 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调制系统仿真”是希望将AM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里几个命令函数的调用，很轻易的在调制信号与载波信号的理论之间搭了一座桥。
电子信息与通信学院 实验报告 实验名称FM信号的调制与解调课程名称通信原理 姓名顾康学号U201413323 日期2017/3/14 地点 成绩教师徐争光
1 实验目标 本实验完成了对音乐信号的FM 调制与解调。要达到的效果是让音乐信号经历了调制、信道传送、解调的过程后仍能不失真地播放。 2 调制与解调原理 2.1 调制 角度调制信号的一般表达式为： ()cos[()]m c s t A t t ω?=+ 式中：A 为载波的恒定振幅；[()]c t t ω?+为信号的瞬时相位，记为()t θ；()t ?为相对于载波相位c t ω的瞬时相位偏移；d[()]/dt c t t ω?+是信号的瞬时角频率，记为(t)ω；而d ()/dt t ?称为相对于载频c ω的瞬时频偏。 所谓频率调制（FM ），是指瞬时频率偏移随调制信号()m t 成比例变化，即 d () ()dt f t K m t ?= 式中：f K 为调频灵敏度。 这时相位偏移为：()() f t K m d ?ττ=?，代入角度调制信号的一般表达式，可得调频信号为： ()cos[()]FM c f s t A t K m d ωττ=+? 以下为FM 调制的代码：
2.2解调 由于非相干解调对NBFM 信号及WBFM 信号均适用，所以采用非相干的解 调方法。调频信号的一般表达式为：()cos[()]c f x t A t K m d ωττ=+? 则解调输出应为： ()()d f y t K K m t = 这就是说，调频信号的解调是要产生一个与输入调频信号的频率呈线性关系 的输出电压。完成这种频率-电压转化关系的器件是频率检波器，简称鉴频器。下图描述了一种振幅鉴频器进行相干解调的特性与原理框图。 限幅器的作用是消除信道中的噪声和其他原因引起的调频波的幅度起伏，带通滤波器（BPF ）是让调频信号顺利通过你，同时滤除带外噪声及高次谐波分量。 微分器和包络检波器构成了具有近似理想鉴频特性的鉴频器。微分器的作用是把幅度恒定的调频波()x t 变成幅度和频率都随原始信号()m t 变化的调幅调频 ()d s t ，即 ()()()sin d c f c f s t A K m t t K m d ωωττ????=-++????? 包络检波器则将其幅度变化检出并滤去直流，再经低通滤波后即得解调输出 ()()d f y t K K m t = 式中：d K 为鉴频器灵敏度（V/(rad/s)）
设计（论文）任务书 课题名称：AM调制系统的仿真与原理实验分析 完成期限：2009年11月28日至2010年1月3日 院系名称外经贸学院指导教师李XX 专业班级电信0722班指导教师职称副教授学生姓名许XX 学号 071409xxx 院系课程设计（论文）工作领导小组组长签字
摘要 通信按照传统的理解就是信息的传输。在当今高度信息化的社会，信息和通信已经成为现代社会的“命脉”。信息作为一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。而通信作为传输信息的手段或方式，与传感技术、计算机技术相互融合，已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大动力。可以预见，未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。 在此我们将分别介绍各种调制系统，并将重点放在发展迅猛的数字调制上。调制在通信系统中的作用至关重要。所谓调制就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。调制的方式有很多。根据调制信号时模拟信号还是数字信号，载波是连续波还是脉冲序列，相应的调制方式有模拟连续波调制、数字连续波调制、模拟脉冲调制和数字脉冲调制等。 关键字：模拟调制系统、调制解调、超外差、仿真
目录 引言 (4) 1. 通信系统简介 (5) 1. 1 通信的基本概念 (5) 1. 2 通信的发展史 (5) 1.3 通信系统的组成 (5) 1.4 通信系统的分类 (6) 2. AM调制原理 (6) 2. 1 基本概念 (6) 2．2 AM调制的SystemView仿真 (7) 2．3 仿真模型参数 (10) 2．3．1正弦波发生器 (11) 2.3.2运放 (11) 2.3.3噪声源 (11) 2.3.4低通滤波器 (11) 3. 结语 (12) 参考文献： (13)
学 士 学 位 论 文 基于 MATLAB 对信号调制与解调的仿真 姓 名： XXX 学 号： 201205310141 指导教师： XXX 副教授 学 院： 光电工程学院 专 业： 电子信息工程 完成日期： 2014年5月20日
学士学位论文 基于MATLAB对信号调制与解调的仿真 姓名：XXX 学号：201205310141 指导教师：XXX 副教授 学院：光电工程学院 专业：电子信息工程 完成日期：2014年5月20日
摘要 数字调制是通信系统中最为重要的环节之一，数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。本文首先分析了数字调制系统的几种基本调制解调方法，然后，运用MATLAB设计了这几种数字调制解调方法的仿真程序，主要包括2ASK，2FSK和2PSK。通过仿真，分析了这三种调制解调过程中各环节时域和频域的波形。通过仿真更深刻地理解了数字调制解调系统基本原理。最后，对三种调制解调系统的性能进行了比较。 【关键词】：数字调制；分析与仿真；MATLAB。
Abstract Digital modulation is one of the most important part in communication system，and the improvement of digital modulation technology is an important way for the improvement of communication system capability.In this paper，some usual methods of digital modulation are introduced firstly．Then their simulation programs are built by using MATLAB，they mainly include 2ASK，2FSK，2PSK．Through simulation，we analyzed the time and frequency waveform for every part of these three modulations. Through the simulation，we understand the basic theory of modulation and demodulation more clearly．At last，the capability of these digital modulations have been compared． [Key words]：Digital modulation; analysis; simulation; MATLAB.
课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系
摘要 振幅调制信号的解调过程称为同步检波。有载波振幅调制信号的包络直接反应调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行检波。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反应调制信号的变化规律，无法用包络检波进行解调，所以要采用同步检波方法。 同步检波器主要适用于对DSB和SSB信号进行解调，也可以用于AM，但是一般AM调制信号都用包络检波来进行检波。同步检波法是加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理，将已调信号频谱从载波频率附近搬移到原来位置，并通过低通滤波器提取多需要的调制（基带）信号，滤除无用的高频分量，从而实现双边带信号的解调。 本文详细介绍了根据模拟乘法器MC1496的AM调制系统和同步检波器的详细方案和各种参数。给出了基于Multisim软件的解调和解调仿真结果。 关键字：同步检波；AM；Multisim；调制
目录 1 MC1496芯片设计 (2) 1.1MC1496内部结构及基本性能 (2) 2 信号调制的一般方法 (3) 2.1模拟调制 (3) 2.2数字调制 (3) 2.3脉冲调制 (3) 3 振幅调制 (4) 3.1基本原理 (4) 3.2AM调制与仿真实现 (4) 3.3DSB调制与仿真实现 (6) 4解调 (7) 4.1同步检波器原理框图 (7) 4.2同步检波解调电路图 (9) 4.3分析解调过程 (9) 4.4解调仿真结果 (10) 4.4.1 AM解调与仿真实现 (10) 4.4.2 DSB解调与仿真实现 (11) 5 小结与体会 (12) 6附录：总电路图 (12)
贵州大学明德学院 《高频电子线路》 课程设计报告 题目：模拟角度调制系统 学院：明德学院 专业：电子信息工程 班级： 学号： 姓名：周科远 指导老师：宁阳 2012年1月 1日
《高频电子线路》课程设计任务书 一、课程设计的目的 高频电子线路课程设计是专业实践环节之一，是学习完《高频电子线路》课程后进行的一次全面的综合练习。其目的让学生掌握高频电子线路的基本原理极其构造和运用，特别是理论联系实践，提高学生的综合应用能力。 二、课程设计任务 课程设计一、高频放大器 课程设计二、高频振荡器 课程设计三、模拟线性调制系统 课程设计四、模拟角度调制系统 课程设计五、数字信号的载波传输 课程设计六、通信系统中的锁相环调制系统 共6个课题选择，学生任选一个课题为自己的课程设计题目，独立完成；具体内容按方向分别进行，不能有雷同；任务包括原理介绍、系统仿真、波形分析等；要求按学校统一的课程设计规范撰写一份设计说明书。 三、课程设计时间 课程设计总时间1周（5个工作日） 四、课程设计说明书撰写规范 1、在完成任务书中所要求的课程设计作品和成果外，要撰写课程设计说明书1份。课程设计说明书须每人一份，独立完成。 2、设计说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容，以及附图或附件等材料。 3、题目字体用小三，黑体，正文字体用五号字，宋体，小标题用四号及小四，宋体，并用A4纸打印。
目录 摘要...................................................................I ABSTRACT .............................................................II 一．课程设计的目的与要求.. (1) 1.1课程设计的目的 (1) 1.2课程设计的要求 (1) 二．FM调制解调系统设计 (2) 2.1FM调制模型的建立 (3) 2.2调制过程分析 (3) 2.3FM解调模型的建立 (4) 2.4解调过程分析 (5) 2.5高斯白噪声信道特性 (6) 2.6调频系统的抗噪声性能分析 (9) 三．仿真实现 (10) 3.1MATLAB源代码 (11) 3.2仿真结果 (15) 四．心得体会 (18) 五．参考文献 (19)
（1）所用滤波器函数：巴特沃斯滤波器 % 注: wp（或Wp）为通带截止频率 ws(或Ws)为阻带截止频率 Rp为通带衰减 As为阻带衰减 %butterworth低通滤波器原型设计函数要求Ws>Wp>0 As>Rp>0 function [b,a]=afd_butt(Wp,Ws,Rp,As) N=ceil((log10((10^(Rp/10)-1)/(10^(As/10)-1)))/(2*log10(Wp/Ws))); %上条语句为求滤波器阶数 N为整数 %ceil 朝正无穷大方向取整 fprintf('\n Butterworth Filter Order=%2.0f\n',N) OmegaC=Wp/((10^(Rp/10)-1)^(1/(2*N))) %求对应于N的3db截止频率 [b,a]=u_buttap(N,OmegaC); （2）傅里叶变换函数 function [Xk]=dft(xn,N) n=[0:1:N-1]; k=[0:1:N-1]; WN=exp(-j*2*pi/N); nk=n'*k; WNnk=WN.^(nk); Xk=xn*WNnk; 设计部分： 1.普通AM调制与解调 %单音普通调幅波调制y=amod(x,t,fs,t0,fc,Vm0,ma)要求fs>2fc %x调制信号，t调制信号自变量,t0采样区间，fs采样频率， %fc载波频率，Vm0输出载波电压振幅，ma调幅度 t0=0.1;fs=12000; fc=1000;Vm0=2.5;ma=0.25; n=-t0/2:1/fs:t0/2; x=4*cos(150*pi*n); %调制信号 y2=Vm0*cos(2*pi*fc*n); %载波信号figure(1) subplot(2,1,1);plot(n,y2); axis([-0.01,0.01,-5,5]); title('载波信号'); N=length(x); Y2=fft(y2); subplot(2,1,2); plot(n,Y2); title('载波信号频谱'); %画出频谱波形y=Vm0*(1+ma*x/Vm0).*cos(2*pi*fc*n); figure(2) subplot(2,1,1);plot(n,x) title('调制信号'); subplot(2,1,2) plot(n,y) title('已调波信号'); X=fft(x);Y=fft(y);
课程设计任务书 学生姓名：杨刚专业班级：电信1302 指导教师：工作单位：武汉理工大学 题目：信号分析处理课程设计 －基于MATLAB的模拟信号频率调制（FM）与解调分析 初始条件： 1.Matlab6.5以上版本软件； 2.先修课程：通信原理等； 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行模拟频率（FM）调制与解调，观 察波形变化 2、画出程序设计框图，编写程序代码，上机运行调试程序，记录实验结果（含计算结 果和图表等），并对实验结果进行分析和总结； 3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写，具体包括： ⑴目录；⑵理论分析； ⑶程序设计；⑷程序运行结果及图表分析和总结； ⑸课程设计的心得体会（至少800字，必须手写。）； ⑹参考文献（不少于5篇）。 时间安排： 周一、周二查阅资料，了解设计内容； 周三、周四程序设计，上机调试程序； 周五、整理实验结果，撰写课程设计说明书。 指导教师签名： 2013 年 7月 2 日 系主任（或责任教师）签名： 2013年 7月 2日
目录 1 Simulink简介 (1) 1.1 Matlab简介······················································错误！未定义书签。 1.2 Simulink介绍 ···················································错误！未定义书签。 2 原理分析 ·····························································错误！未定义书签。 2.1通信系统 ·························································错误！未定义书签。 2.1.1通信系统的一般模型 ···································错误！未定义书签。 2.1.2 模拟通信系统 (3) 2.2 FM调制与解调原理···········································错误！未定义书签。 3 基于Matlab方案设计 (6) 3.1 Matlab代码 (6) 3.2 Matlab仿真 (8) 4 基于Simulink方案设计 (12) 4.1 使用Simulink建模和仿真的过程 (12) 4.1.1 Simulink模块库简介 (12) 4.1.2 调制解调模块库简介 (13) 4.2 FM调制与解调电路及仿真 (14) 4.3 仿真结果分析 (17) 5 心得体会 ·····························································错误！未定义书签。 6 参考文献 (20) 本科生课程设计评定表
郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目利用MATLAB实现信号的AM调制与解调专业、班级电子信息工程级班学号姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 利用MATLAB对信号 () () ?? ? ? ?≤ = 其他 ,0 t , 100 2t t Sa t m 进行AM调制，载波信号 频率为1000Hz，调制深度为0.5。t0=0.2;首先在MATLAB中显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。然后对已调信号解调，并比较解调后的信号与原信号的区别。 基本要求： 1、掌握利用MATLAB实现信号AM调制与解调的方法。 2、学习MATLAB中信号表示的基本方法及绘图函数的调用，实现对常用连续时间信号的可视化表示。 3、加深理解调制信号的变化；验证信号调制的基本概念、基本理论，掌握信号与系统的分析方法。 主要参考资料： 1、王秉钧等. 通信原理[M].北京：清华大学出版社，2006.11 2、陈怀琛.数字信号处理教程----MATLAB释义与实现[M].北京：电子工业出版社,2004. 完成期限：2014.6.9—2014.6.13 指导教师签名： 课程负责人签名： 2014年6月5日
目录 摘要 (1) 1.matlab简介 (2) 1.1matlab基本功能 (2) 1.2matlab应用 (2) 2.系统总体设计方案 (4) 2.1调制信号 (4) 2.1.1 matlab实现调制信号的波形 (4) 2.1.2 matlab实现调制信号的频谱 (4) 2.1.3 matlab实现载波的仿真 (5) 2.2信号的幅度调制 (6) 2.2.1信号的调制 (6) 2.2.2幅度调制原理 (6) 2.2.3 matlab实现双边带幅度调制 (8) 2.2.4 matlab实现已调信号的频谱图 (8) 2.2.5 幅度调制前后的比较 (9) 2.3已调信号的解调 (9) 2.3.1 AM信号的解调原理及方式 (9) 2.3.2 matlab实现已调信号的解调 (11) 2.3.3信号解调前后的比较 (12) 结论与展望 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)
信号与线性系统课程设计报告课题三 AM调制与解调系统的设计 班级： 姓名： 学号： 成绩：
指导教师：王宝珠日期：2014.12.22-1.4
目录 1 课程设计的目的、意义 (3) 2 课题任务 (3) 3 设计思路与方案 (4) 4 设计内容、步骤及要求 (4) 5 设计步骤及结果分析 (4) 5.1 必做部分 (6) 5.1.1 Matlab程序及运行结果 (6) 1.普通AM调制与解调 (6) 2.抑制双边带调制与解调 (10) 3.单边带调制与解调 (14) 5.1.2 Simulink仿真及运行结果 (16) 1.普通AM调制与解调 (16) 1.1 单音普通调制解调 (16) 1.2 复音普通调制解调 (18) 2.抑制双边带调制解调 (20) 2.1 单音双边带调制解调 (20) 2.2 复音抑制双边带调制解调 (21) 3.单边带调制解调 (22) 3.1 单音单边带调制解调 (22) 3.2 复音单边带调制解调 (24) 5.2 拓展部分 (26) 5.2.1 单音普通AM调制解调 (26) 5.2.2单音抑制双边带调制解调 (27) 5.2.3 单音单边带调制解调 (27) 6 总结 (29) 7 参考文献 (30) 8 意见、建议 (31)
摘要： 本课程设计主要利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台及Labview虚拟仪器仿真研究AM 调制与解调模拟系统的理论设计和软件仿真方法。从而实现单音调制的普通调幅方式（AM）、抑制载波的双边带调制（DSB-SC）和单边带调制（SSB）的系统设计及仿真，并显示仿真结果，根据仿真显示结果分析所设计的系统性能。在课程设计中，幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化，其它参数不变。同时也是使高频载波的振幅载有传输信息的调制方式。 关键词：Simulink,GUI友好界面，调制与解调，Labview 1、本课题的目的与意义 1.1 目的： 本课程设计课题主要研究AM 调制与解调模拟系统的理论设计和软件仿真方法。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的： 1．掌握模拟系统AM 调制与解调的原理。 2．掌握AM 调制与解调模拟系统的理论设计方法； 3．掌握应用MATLAB分析系统时域、频域特性的方法，进一步锻炼应用Matlab进行编程仿真的能力； 4．熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程； 5．了解基于LabVIEW虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行仿真的方法。 1.2 意义： 通过本次课程设计使我们了解了幅度调制与解调的基本原理。在进行了专业基础知识课程教学的基础上，设计分析一些简单的仿真系统，有助于加深对所学知识的巩固和理解。2、课题任务 设计AM调制与解调模拟系统，仿真实现相关功能。包括:可实现单音调制的普通调幅方式（AM）、抑制载波的双边带调制（DSB-SC）和单边带调制（SSB）的系统设计及仿真，要求给出系统的设计框图、源程序代码及仿真结果，并要求给出程序的具体解释说明，记录系统的各个输出点的波形和频谱图。具体内容为： 1）设计实现AM(包括普通AM、DSB-SC和SSB)调制与解调的模拟系统，给出系统的原理框图,对系统的主要参数进行设计说明。 2）采用Matlab语言设计相关程序,实现1）中所设计模拟系统的功能，要求采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab语言编程的静态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式。要求采用两种以上调制信号源（如正弦波、三角波和方波）进行仿真，并记录系统的各个输出点的波形和频谱图。 3)设计图形用户界面。采用Matlab语言，利用GUI设计友好的图形用户界面，完成AM调制与解调的功能。 4)采用LabVIEW进行仿真设计,实现系统的功能,要求给出系统的前面板和框图，采用两种以上调制信号源（如正弦波、三角波和方波）进行仿真，并记录仿真结果。 5)要求分析上述三种实现方式（直接采用Matlab语言编程的静态仿真方式、采用Simulink 进行动态建模和仿真的方式和采用LabVIEW进行仿真设计）进行对比分析，并与理论设计结果进行比较分析。 6)对系统功能进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。
实验四 模拟调制解调 一、实验目的 让学生掌握掌握模拟调制以及对应解调方法的原理。 掌握模拟调制解调方法的计算机编程实现方法，即软件实现。 培养学生综合分析、解决问题的能力，加深对课堂内容的理解。 二、实验要求 掌握模拟AM 、PM 和FM 的方法原理以及对应的解调原理；编制调制解调程序；完成对一个正弦信号的调制、传输、滤波、解调过程的仿真；实验后撰写实验报告。 三、实验环境 PC 机，Windows2000，office2000，Matlab6.5以上版本软件。 四、实验内容、步骤 实验内容 已知消息信号为:频率为10f Hz =的正弦信号；载波频率为8c f KHz =，采样频率为40KHz 。编程实现一种调制、传输、滤波和解调过程。 实验步骤 1． 根据参数产生消息信号s 和载波信号。 2． 编程实现调制过程。调用函数y=ammod(s,Fc,Fs)完成幅度调制，y=fmmod(s,Fc,Fs, FREQDEV) 完成频率调制，y=pmmod(s,Fc,Fs, PHASEDEV) 完成相位调制。 3． 编程实现信号的传输过程。产生白噪声noise ，并将其加到调制信号序列。 4． 编程实现信号的解调。调用函数x=amdemod(y,Fc,Fs)完成幅度调制信号的解调， x=fmdemod(y,Fc,Fs, FREQDEV) 完成频率调制信号的解调，x=pmdemod(y,Fc,Fs, PHASEDEV) 完成相位调制信号的解调。 五、实验报告要求及计录、格式 1．画图给出消息信号和载波信号的波形和频谱。 2．画图给出已调信号的波形和频谱。 3．画图给出解调后信号的波形和频谱。 六、实验注意事项 1．实验前，进一步熟悉掌握模拟调制解调的原理和方法。 2．了解MATLAB 的通信工具箱。
通信原理课程设计 设计题目：AM 及SSB 调制与解调及抗噪声性能分析 班级：学生姓名：学生学号：指导老师： 目录 一、引言 (3) 1.1概述 (3)
1.2课程设计的目的 (3) 1.3课程设计的要求 (3) 二、A M调制与解调及抗噪声性能分析 (4) 2.1AM 调制与解调 (4) 2.1.1AM 调制与解调原理 (4) 2.1.2调试过程 (6) 2.2相干解调的抗噪声性能分析 (9) 2.2.1 抗噪声性能分析原理 (9) 2.2.2调试过程 (10) 三、S SB调制与解调及抗噪声性能分析 (12) 3.1 SSB 调制与解调原理 (12) 3.2SSB 调制解调系统抗噪声性能分析 (13) 3.3调试过程 (15) 四、心得体会 (19) 五、参考文献 (19)
一、引言 1.1概述 《通信原理》是通信工程专业的一门极为重要的专业基础课，但内容抽象，基本概念较多，是一门难度较大的课程，通过MATLAB仿真能让我们更清晰地理解它的原理，因此信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。本课程设计是AM及SSB 调制解调系统的设计与仿真，用于实现AM及 SSB 信号的调制解调过程，并显示仿真结果，根据仿真显示结果分析所设计的系统性能。在课程设计中，幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化，其他参数不变。同时也是使高频载波的振幅载有传输信息的调制方式。 1.2课程设计的目的 在此次课程设计中，我需要通过多方搜集资料与分析： (1)掌握模拟系统AM和SSB调制与解调的原理； (2)来理解并掌握AM和SSB调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法； (3)掌握应用MATLAB分析系统时域、频域特性的方法，进一步锻炼应用MATLAB进行编 程 仿真的能力。 通过这个课程设计，我将更清晰地了解AM和SSB的调制解调原理，同时加深对MATLAB 这 款《通信原理》辅助教学操作的熟练度。 1.3课程设计的要求 (1)熟悉MATLAB的使用方法，掌握AM信号的调制解调原理，以此为基础用MATLAB编程 实现信号的调制解调； (2)设计实现AM调制与解调的模拟系统，给出系统的原理框图，对系统的主要参数 进行设计说明； (3)采用MATLAB语言设计相关程序，实现系统的功能，要求采用一种方式进行仿真，即 直接采用MATLAB语言编程的静态方式。要求采用两种以上调制信号源进行仿真，并记录各个输出点的波形和频谱图； (4)对系统功能进行综合测试，整理数据，撰写课程设计论文。
课程设计任务书 学生姓名：吕义斌专业班级：电信1102班 指导教师：桂林工作单位：武汉理工大学 题目：信号分析处理课程设计 －基于MATLAB的模拟信号单边带幅度调制（SSB）与解调分析初始条件： 1.Matlab6.5以上版本软件； 2.先修课程：通信原理等； 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行单边带幅度调制（SSB）与解 调，观察波形变化； 2、画出程序设计框图，编写程序代码，上机运行调试程序，记录实验结果（含计算 结果和图表等），并对实验结果进行分析和总结； 3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写，具体包括： ⑴目录；⑵理论分析； ⑶程序设计；⑷程序运行结果及图表分析和总结； ⑸课程设计的心得体会（至少800字，必须手写。）； ⑹参考文献（不少于5篇）。 时间安排：周一、周二查阅资料，了解设计内容； 周三、周四程序设计，上机调试程序； 周五、整理实验结果，撰写课程设计说明书。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 1. 概述 (1) 2. 设计方案 (1) 2.1 SSB调制原理 (1) 2.1.1 滤波法 (1) 2.1.2 相移法 (2) 2.2 解调原理 (4) 2.2.1 相干解调 (4) 2.2.2 2级单边带调制解调 (4) 3. SSB调制与解调的MATLAB程序实现 (4) 3.1 函数的使用 (4) 3.2 MA TLAB程序实现 (5) 3.3 模拟仿真结果分析 (9) 4. SSB系统的Simulink仿真 (10) 4.1 Simulink工作环境 (10) 4.2 SSB信号调制 (11) 4.2.1 调制模型构建与参数设置 (11) 4.2.2 仿真结果及分析 (11) 4.3 SSB相干解调 (14) 4.3.1 相干解调模型构建与参数设置 (14) 4.3.2 仿真结果及分析 (15) 4.4 加入高斯噪声的SSB调制与解调 (17) 4.4.1 模型构建 (17) 4.4.2 仿真结果及分析 (18) 5. 心得体会 (23) 参考文献 (25)
1课程设计目的： 掌握am调制与解调系统的理论设计和软件仿真方法，掌握应用matlab分析时域频域特性的方法。通过MATLAB仿真，加深对AM系统的理解；锻炼运用所学知识，独立分析问题、解决问题的综合能力 2课程设计要求： 运用通信原理的基本理论和专业知识，对AM系统进行设计、仿真（仿真用程序实现），要求用程序画出调制信号，载波，已调信号、相干解调之后信号的的波以及已调信号的功率谱密度。 用matlab产生一个频率为1HZ、功率为1的余弦信源，设载波频率为10HZ，A=2，试画出：调制信号，AM信号，载波，解调信号及已调信号的功率谱密度。 3相关知识： AM调制信号波形图： AM调制也称普通调幅波，已调波幅度将随调制信号的规律变化而线性变化，但载波频率不变。设载波是频率为ωc的余弦波：uc(t)=Ucmcosωct, 调制信号为频率为Ω的单频余弦信号，即UΩ(t)=UΩmcosΩt(Ωωc),则普通调幅波信号为: u AM(t)= (U cm+kUΩm cos Ωt)cosωc t = U cm(1+M a cosΩt)cosωc t （1） ——式中：Ma＝kUΩm/U cm，称为调幅系数或调幅度 AM调制信号波形如图1所示：
图1.普通调幅波形 显然AM波正负半周对称时：MaUcm＝Umax－Ucm ＝Ucm－Umin， 调幅度为：Ma=( Umax－Ucm )∕Ucm =( Ucm－Umin )∕Ucm。 Ma＝0时，未调幅状态 Ma＝1时，满调幅状态（100％），正常Ma值处于0～1之间。 Ma>1时，普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同，会产生失真，称为过调幅现象。所以，普通调幅要求Ma必须不大于1。图2所示为产生失真时的波形。
1.绪论 1.1 模拟通信系统概述 随着社会生产力的发展，人们对传递消息的要求越来越高，通信，则承载着这个重要的任务。通信中要进行消息的传递，必须有发送者和接收者，发送者和接收者可以是人也可以是各种通信终端设备。换言之，通信可以在人与人之间，也可以在人与机器活机器与机器之间进行。必须有三大部分：一是发送端；二是接收端；三是收发两端之间的信道。通信系统主要分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统通常由模拟信息源，调制器，信道，解调器与收信者组成。模型如下： 图1-1 模拟通信系统模型图 模拟通信在信道中传输的信号频谱比较窄，因此可通过多路复用使信道的利用率提高，但它的缺点是: 1)传输的信号是连续的，叠加噪声干扰后不易消除，即抗干扰能力较差; 2)不易保密通信; 3)设备不易大规模集成; 4)不适应飞速发展的计算机通信的要求 1.2 模拟信号调制解调 模拟通信系统中，调制与解调是通信系统中的重要环节，它使信号发生本质性的变化。本文主要对线性调制（AM,DSB,SSB）与非线性调制(FM,NBFM)的信号产生（调制）与接受（解调）的基本原理，方法技术加以讨论，并通过System View仿真验证常规双边带调幅（AM），双边带调幅（DSB），单边带调幅（SSB），频率调制（FM），窄带频率调制（NBFM）。通过此软件观察信号的调制与解调过程，并对输出波形进行分析。 模拟调制和解调是实现是实现模拟通信系统的重要组成部分。调制是将原始电信号变换成其频带适合信道传输的信号；解调是在接收端将信道中传输的信号还原成原始的电信
号；经过调制后的信号成为已调信号;发送端调制前和接收端解调后的信号成为基带信号。因此，原始电信号又称为基带信号，而已调信号又称为频带信号。 模拟信号的调制与解调是通信原理课程的经典内容，也是模拟通信时代的核心技术。虽然当代技术已发展为数字通信新时代，但模拟信号的调制与解调理论仍然是通信技术中的基础内容之一。 1.3仿真软件简介 1.3.1 System View软件介绍 1)System View是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境的用于系统仿真分析的可视化软件工具。它界面友好，使用方便。 2)System View是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具盒，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计，仿真要求。它可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合及多速率系统，可用于各种线性、非线性控制系统的设计和仿真。 3)System View以模块化和交互式的界面，在大家熟悉的Windows窗口环境下，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。使用System View你只需要关心项目的设计思想和过程，而不必花费大量的时间去编程建立系统仿真模型。用户只需要使用鼠标器点击图标即可完成复杂系统的建模、设计和测试，而不必学习复杂的计算机程序编制，也不必担心程序中是否存在编程错误。 1.3.2 System View仿真系统的特点 1)能仿真大量的应用系统 2)快速方便的动态系统设计与仿真 3)在报告中方便地加入System View的结论 4)提供基于组织结构图方式的设计 5)多速率系统和并行系统 6)完备的滤波器和线性系统设计 7)先进的信号分析和数据块处理 8)可扩展性 9)完善的自我诊断功能。 System View是一个用于电路与通信系统设计、仿真的动态分析工具,它实现了功能的
实验2：AM调制与解调仿真 一、实验目的 1、掌握AM的调制原理和MATLAB Simulink仿真方法 2、掌握AM的解调原理和MATLAB Simulink仿真方法 二、实验原理 1、AM调制原理 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。在线性调回系列中，最先应用的一种幅度调制是全条幅或常规调幅，简称为调制（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。 m（t）为取值连续的调制信号，c（t）为正弦载波。下图为AM调制原理图： 2、AM解调原理 从高频已调信号中恢复出调制信号的过程为解调，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。下图为AM解调原理图：
三、实验步骤 1、AM调制方式的MATLAB Simulink仿真（1）原理图 （2）仿真图 （3）仿真分析
①调制器 Constant和Add 以及低通滤波器，sine wave2和product1是对已调信号频谱进行线性搬移，低通滤波器是滤除高频部分，得到原始信号 ②调制后调制后信号加上了2v的偏置，频率变大了，幅度随时间在不断的呈现周期性变化，在1~2.5之间，大于调制前的幅度。 ③模拟信号的调制是将要发送的模拟信号附加到高频振荡上，再由天线发射出去，这里的高频振荡就是载波。振幅调制就是由调制信号去控制高频振荡的振幅，直至随调制信号做线性变化。 2、AM解调方式的MATLAB Simulink仿真 （1）原理图 （2）仿真图