课程设计
题目：AM和DSB振幅调
调制器的设计
班级：电信14-1班
姓名：王华杰
学号：1206110119
指导教师：高艳东
成绩：
电子与信息工程学院
信息与通信工程系
1.AM和DSB振幅调制器的设计
设计要求：利用Multisim软件仿真平台，设计一个振幅调制器对MC1496构成的调幅电路进行软件仿真和实际电路测试，并分析比较测试结果，使其能实现AM 和DSB信号调制。
主要指标：载波频率：15MHz正弦波，调制信号：1KHz正弦波，输出信号幅度：大于等于5V（峰峰值）无明显失真
2.概述
2.1系统功能说明
本系统是模拟相乘器MC1496实现的调幅电路。其功能是用输入的高频载波对输入的另一路低频调制信号进行线性调幅，通过调节滑动变阻器调节电路平衡，可以实现有载波的幅度调制和抑制载波的幅度调制。即输出AM信号和DSB信号。
2.2原理框图
3.硬件设计
3.1MC1496电路原理图
图1 MC1496电路原理图3.2基于MC1496的平衡调幅电路
图2 MCl496平衡调幅电路
3.3振幅调制的波形及频谱图：
图3 振幅调制波形及频谱图
3.4电路说明
MCl496芯片是一种具有多种用途的集成模拟乘法器，输出电压为输入信号和载波信号的乘积，可以应用于抑制载波、调幅(振幅调制)、同步检测、调频检测和相位检测等。采用MCl496集成芯片设计振幅调制电路，比用分立元件设计振幅调制电路要简单得多。MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。其内部电路图如图1所示。其中Q1、Q2与Q3、Q4组成双差分放大器，Q5、Q6组成的单差分放大器用以激励Q1到Q4。Q7、Q8及其偏置电路组成差分放大器Q5、Q6的恒流源。引脚8与10接输入电压Ux,1与4接另一输入电压Uy, 输出电压U0从引脚6与12输出。引脚2与3外接电阻RE, 对差分放大器Q5、Q6产生串联电流负反馈，以扩展输入电压UY 的线性动态范围。引脚14为负电源（双电源供电时）或接地端（单电源供电时），引脚5外接电阻R5。来调节偏置电流I5及镜像电流I0的值。
图2所示基于MCl496调幅实验电路是由芯片MCl496和电阻、电容等元件组成的双边带调幅电路，调制信号通过C1输入，加在芯片引脚的l 、4之间；载波信号通过C2和由R6、R7、C3组成的载波信号调零电路输入，加在芯片引脚的8、10之间；芯片2、3引脚外接RE 电阻，以扩大调制信号动态范围；R7用来调节芯片8、10引脚之间的平衡；调制信号通过C5输出。
3.5参数计算
假设载波信号电压为：
t w U t u c c c cos )(=
调制电压为:
t U t u Ω=ΩΩcos )( Ω>>c w
由于实验电路中采用了由R6、R7和C3组成的载波信号调零电路，因此加在MCl496芯片引脚I 、42_间的调制信号电压为：
t U V t u AB w Ω+=Ωcos )(
即在调制信号上叠加上了一个直流分量V AB 。
根据模拟乘法器的原理，调幅波的数学表达式：
)cos (cos )()(AB c c c AM V t U t w KU t u t Ku u +Ω==ΩΩ
式中K 为比例常数。
当V AB =0时，t t w U KU u c c AM Ω?=Ωcos cos 为一个抑制载波的双边带调幅波。
当V AB ≠0时，
t w t m V KU t w t V U V KU t u c AB c c AB AB c AM cos )cos 1(cos )cos 1()(Ω+=Ω+
=Ω其中m 称为调制度AB
V U m Ω=
。 调制度m 的计算 调制度m 是一个描述普通调幅波特征的重要指标。它反映了载波振幅受调制信号控制的程度。在直流分量V AB 不变的条件下，调制信号振幅越大，
调制度越大，或者说调幅越深，则高频载波振荡所携带的低频功率愈大。普通调幅波的波形如图4所示：
图4 普通调幅波
从上可以看出，普通调幅波的振幅Um(t)反映了调制信号的变化规律，也称为调幅波的包络，其数学表达式为：)cos 1()(t m V KU t U AB c m Ω+=,调
幅波振幅的最大值Ummax 和最小值Ummin 分别为：
)1(max m V KU U AB c m +=
)1(min m V KU U AB c m -= 所以min
max min max m m m m U U U U m +-= 此式即为测量调制度的实验方法 R 1 R 2 与电位器R P 组成平衡调节电路，改变R P 可以是乘法器实现抑制载波的振幅调制或有载波的振幅调制，其操作过程如下：
（1）抑制载波振幅调制
U X 端输入载波信号U C (t),其频率f c =10.7MHZ 。峰峰值U cp-p =40mv 。U y 端输入调制信号U W (T),其频率为1KHZ ，先使峰峰值为0，调节Rp ，是输出电压为0，在逐渐增加峰峰值，则输出信号的幅度逐渐增大，最后出现下图（a ）所示的抑制载波的调幅信号。由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号。脚1和4分别接电阻R 3和R 4 可以较好地抑制载波漏信号和改善温度性能。
（2）有载波振幅调制
Ux 端输入载波信号UC(t),fc=10.7MHZ , UCPP=40mV 调节平衡电位器Rp 使输出信号中有载波输出。再从UY 端输入调制信号，其频率为1KHZ ，当Ucpp 由零逐渐增大是，则输出信号的幅度发生变化，最后出现如下图（b ）所示的有载波调幅信号的波形，调幅系数为m 。
4.软件仿真图
4.1 MC1496内部电路仿真图
4.2基于MC1496调幅电路仿真图
4.3标准调幅波（AM ）
首先在调制信号端输入Vpp=100mV ，f=10kHz 的正弦调制信号 ，调节R P ，通过示波器观察使其输出信号幅度最小，这时载波输入端的直流分量可近似为 0。然后在输入端加9kHz 的载波信号 ，调节滑动变阻器，使万用表的电压V=0.1v ，改变)(t u F 端所加调制信号的幅度pp V =50mv ，打开仿真开关示波器输出波形如图5所示。此时系数min max min max V V V V m a +-=
<1，调幅波包络能够反映调制信号波形。
改变调制信号幅度pp V ，其余参数保持不变，此时有可能包络形状与调制信号形状不再形同如图6所示，min
max min max V V V V m a +-=
>1，调幅波产生了失真，此种情况成为过调制。
图5 振幅调制仿真波形
4.2抑制载波双边带双边带调幅（DSB）
调节R9,使电压表示数为0，在载波信号输入端所加载波信号不变，在调制信号输入端加 Vpp=100mV，f=10kHz的正弦调制信号，运行仿真开关，如图所示, 由图可看出双边带调幅信号的幅度仍然随调制信号而变化，但其包络不再反映调制信号波形的变化，而且在调制信号正半周区间的载波相位与调制信号负半周的载波相位反相，即在调制信号波形过零点处的高频相位发生了180的突变。这种只发射边带不发射载波的抑制载波双边带调幅波克服了普通调幅波功率利用率低的缺点。
DSB波，载波在过零点时会出现反相。下图可见反相情况：
5.结论
5.1仿真分析
对于标准调幅，应使其调幅系数小于或等于1，此时调幅波包络能够反映调制信号波形。当条幅系数大于1时，调幅波会出现失真，因此在标准调幅时应保证条幅系数小于或等于1.
对于双边带调幅，双边带调幅信号的幅度仍然随调制信号而变化，但其包络不再反映调制信号波形的变化，而且在调制信号正半周区间的载波相位与调制信号负半周的载波相位反相，即在调制信号波形过零点处的高频相位发生了180的突变。当给载波信号输入端叠加了一个直流分量，这样就出现了正负幅值不相等的输入信号，所以调幅波也出现了上下不对称的 DSB 波形。
6.心得体会
在本次课程设计，通过在Multisim中仿真AM和DSB振幅调制，我对Mulsitim这个软件的功能和使用有了更深的了解；对“通信电子线路”中振幅调制部分的知识有了进一步的认识，加深了对这方面理论知识的理解。
6.1不足之处
本次课程设计还让我认识到其实我对很多专业知识不够掌握，对电路原理、调制原理理解不够深，导致我在课程设计中遇到了例如调不出波形，运行仿真出错等问题，今后学习中应扎实掌握原理部分；不实践，很多细小的东西是注意不到的，诸多环节往往影响整个系统的正常运转，在实际连电路或是调波形时应注意细节，在今后的专业知识学习中我应该更注重实际动手操作，锻炼自己的能力，注重能力的培养才能更好地学习更深层次的专业知识。
6.2工作展望
为了今后的工作会去学习模拟电路和数字电路设计，熟悉各种电子元件和PCB布线规则，加强自身的电路分析能力，熟练使用multisim等工具软件进行电路设计与分析，希望从事电子等硬件方面的工作。
7.参考文献
[1].于洪珍.通信电子线路（第3版）清华大学大学出版社, 2005年.
[2].樊昌信曹丽娜通信原理（第六版）北京：国防工业出版社，2007年.
[3].黄智伟.基于Multisim2001的电子电路计算机仿真设计与分析国防工业出版社,2004年.
[4].张肃文高频电子线路. 第四版北京高等教育出版社,2008年.
通信电子课程设计实验报告 课程名称振幅调制器的设计 专业通信工程 班级 学号 姓名 指导教师 2015年7月12日
目录 一、项目概述 1.1引言-------------------------------------------------------3 1.1 项目简介---------------------------------------------------3 1.2 任务及要求-------------------------------------------------4 二、项目实施过程 2.1 MC1496部结构及原理---------------------------------------4 2.2原理设计容------------------------------------------------6 2.2.1普通调幅电路设计---------------------------------------6 2.2.2抑制载波的双边带调幅 ----------------------------------7 2.2.3普通调幅与载波被抑制双边带调幅波的区别-----------------8 2.3元件参数设计-------------------------------------------------8 三、结果分析 3.1调幅电路工作过程--------------------------------------------10 3.2调幅电路实验结果--------------------------------------------12 3.2.1 AM普通调幅调制波形输出-------------------------------12 3.2.2 DSB载波被抑制双边带调幅波形输出----------------------13 3.2.3 信号源的输出------------------------------------------13 四、项目总结-------------------------------------------------------14 五、相关介绍-------------------------------------------------------15 六、参考文献-------------------------------------------------------16 七、附录-----------------------------------------------------------16
实验一模拟线性调制系统(AM) 一，实验目的： 1，掌握模拟调制系统的调制和解调原理。 2，理解相干解调。 二，实验内容和结果： 1，编写AM、DSB、SSB调制，并画出时域波形和频谱图。 2，完成DSB调制和相干解调。 1.1模拟线性调制系统(AM)
2.2抑制载波双边带调制（DSB） 2.3单边带调制（SSB）
三、实验分析 通过模拟仿真这三种幅度调制信号，可以了解这三种调制各有自己的优缺点。AM优点是接收设备简单，缺点是率利用率低，抗干扰能力差。DSB优点是功率利用率低，接收设备较复杂。SSB优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和选择性衰落能力均优于AM，缺点是发送设备和接收设备丢复杂。SSB信号的实现比AM、DSB要复杂的多，但是SSB调制载传输时，可以节省发射功率，只有AM、DSB的一半，因此，它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。评价一个模拟系统的好坏，最终要看解调器的输出信噪比。定义为：解调器输出有用信号的平均功率与解调器输出噪声的平均功率之比。SSB系统中，信号与噪声有相同的表示形式，所以，相干解调过程中，信号和噪声的正交分量均被抑制，故信噪比没有改善。其值为1。而DSB调制系统中，其制度增益为2，系统的抗噪声性能胜于SSB调制系统 四、实验体会 这次实验是通信原理课程的第一个实验，因为是第一次接触COMMSIM 2001这个软件，肯定会有一些陌生感，首先在安装方面都出现了问题，在实验中，对器件和操作都不明白，幸好老师的实验指导书写得很详细，所以按照指导书的步骤一步一步进行完成了实验，当波形图出来的那一刻，心里也是很激动的，虽然只是一个很小的实验，所以总的来说，本次实验算是成功的，同时也希望下次的实验能做的更完美
东北大学分校电子信息系 综合课程设计 基于Multisim的调幅电路的仿真 专业名称电子信息工程 班级学号5081411 学生曹翔 指导教师王芬芬 设计时间2011/6/22
基于Multisim的调幅电路的仿真 1.前言 信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用，同时也是信号处理应用的重要问题之一，系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。论文利用Multisim提供的示波器模块，分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。 AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。与AM信号相比，因为不存在载波分量，DSB调制效率是100%。我们注意到DSB信号两个边带中任意一个都包含了M(w)的所有频谱成分，所以利用SSB调幅可以提高信道的利用率，所以选择SSB调制与解调作为课程设计的题目具有很大的实际意义。 论文主要是综述现代通信系统中AM ,DSB,SSB调制解调的基本技术，并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关容。同时加强了团队合作意识，培养分析问题、解决问题的综合能力。 本次综合课设于2011年6月20日着手准备。我团队四人：曹翔、婷婷、赖志娟、少楠分工合作，利用两天时间完成对设计题目的认识与了解，用三天时间完成了本次设计的仿真、调试。 2.基本理论 由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。 所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这个参数随调制信号的变化而变化，最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的调幅(AM)、调频(FM)、调相 (PM)三种。解调是与调制相反的过程，即从接收到的已调波信号中恢复原调制信息的过程。与调幅、调频、调相相对应，有检波、鉴频和鉴相[1]。 振幅调制方式是用传递的低频信号去控制作为传送载体的高频振荡波（称为
基于MATLAB的差分码PSK调制解调实现学生姓名：易武指导老师：吴志敏 摘要 PSK调制是通信系统中最为重要的环节之一，PSK调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。分析了数字调制系统的基本调制解调方法，利用MATLAB作为编程工具，设计了相移键控系统的模型，并且对模型的方针流程以及仿真结果都给出具体详实的分析，为实际系统的构建提供了很好的依据。数字调制是通信系统中最为重要的环节之一，数字调制解调技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。 关键词 MATLAB；PSK；调制解调；差分码 1 引言 1.1课程设计目的 差分码PSK的调制解调的实现，通过课程设计，我学到了MATLAB的操作，深入了解了PSK调制解调的原理，利用MATLAB集成环境下的M文件，编程实现差分码的PSK 调制解调，并绘制了调制前后的时域和频域波形级叠加噪声时解调前后额频域波形，根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号的额传输影响，知道了2PSK 信号的产生方法主要有两种。这两种方法的复杂程度差不多，并且都可以用数字信号处理器实现，加深了对信号的调制解调的认识，培养了实际操作能力。 1.2课程设计要求 1）绘制基带信号，PSK调制信号和解调信号。 2）绘制噪声后的调制信号和解调信号。 3）改变噪声功率进行解调，分析噪声对信号传输造成的影响。
1.3课程设计原理 差分码PSK 的调制解调实质上就是DPSK 调制解调，利用载波的多种不同的相位状态来表征数字信息的调制方式，调制解调有2DPSK 和4DPSK 调制解调，本次课程实际采用二进制的DPSK 。 2 PSK 调制解调原理 2.1 2PSK 调制的基本原理 在4PSK 信号中，相位变化是以未调载波的相位作为参考基准的。由于它利用载波相位的绝对数值表示数字信息，所以又称为绝对相移。4PSK 相干解调时，由于载波恢复中相位有０、π模糊性，导致解调过程出现“反向工作”现象，恢复出的数字信号“１”和“０”倒置，从而使2PSK 难以实际应用。为了克服此缺点，提出了二进制差分相移键控（2DPSK ）方式。 2DPSK 是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。假设??为当前码元与前一码元的载波相位差，可定义一种数字信息与??之间的关系为 ”“”“0１０表示数字信息表示数字信息???=?π? （２－１） 于是可以将一组二进制数字信息与其对应的2DPSK 信号的载波相位关系示例如下： 二进制数字信息: 1 1 0 1 0 0 1 1 0 2DPSK 信号相位: (0) π 0 0 π π π 0 π π 或 (π) 0 π π 0 0 0 π 0 0 数字信息与??之间的关系也可定义为 ”0“”1“0表示数字信息表示数字信息???=?π? 由此示例可知，对于相同的基带数字信息序列，由于初始相位不同，2DPSK 信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信息符号。 为了更直观地说明信号码元的相位关系，我们可以用矢量图来表述。按照（２－１）的定义关系，我们可以用如图２－1（a ）所示的矢量图来表示，图中，虚线矢量位置称
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 ⊕
课程设计报告 题目：基于Multisim的DSB的调制与 解调电路的仿真分析 学生姓名：*** 学生学号：******** 系别：电气信息工程学院 专业：通信工程 届别：2014届 指导教师：*** 电气信息工程学院制 2013年4月 基于Multisim的DSB的调制与解调电路的仿真分析
学生：*** 指导教师：*** 电气信息工程学院 通信工程专业 1 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 本课程设计是实现DSB 的调制解调。在此次课程设计中，我将通过多方搜集资料与分析，来理解DSB 调制解调的具体过程和它在multisim 中的实现方法。通过这个阶段学习，更清晰地认识DSB 的调制解调原理，同时加深对multisim 这款通信仿真软件操作的熟练度，并在使用中去感受multisim 的应用方式与特色。利用自主的设计过程来锻炼自己独立思考，分析和解决问题的能力，为我今后的自主学习研究提供具有实用性的经验。 1.2 课程设计的要求 （1）熟悉multisim 的使用方法，掌握DSB 信号的调制解调原理，以此为基础在软件中画出电路图。 （2）绘制出DSB 信号调制解调前后在时域和频域中的波形，观察两者在解调前后的变化，通过对分析结果来加强对DSB 信号调制解调原理的理解。 （3）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。 1.3 课程设计的研究基础（设计所用的基础理论） （1）DSB 调制过程的分析：在AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全有边带传送。如果在AM 调制模型中将直流分量去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式—抑制载波双边带信号（DSB-SC ），简称双边带信号（DSB ），表示为：t w t u k t u c a cos )()(0Ω= 显然，它与调幅信号的区别就在于其载波电压振幅不是在0m V 上下按调制信号规律变化。这样，当调制信号)(t u Ω进入负半周时，)(t u o 就变为负值。表明载波电压产生0180相移。因而当)(t u Ω自正值或负值通过零值变化时，双边带调制信号波形均将出现0 180的相移突变。双边带调制信号的包络已不再反映
目录 1 引言 1.1课题研究的背景和意义……………………………………………… 1.2研究现状……………………………………………………………… 1.3论文的内容安排………………………………………………………… 2 系统原理及设计方法 2.1 2ASK调制的原理…………………………………………………………Y 2.2 ASK解调原理及设计方法…………………………………………………… 3 ASK调制与解调的VHDL系统建模 3.1软件平台介绍………………………………………………………………… 3.2整体方案设计………………………………………………………………… 4 2ASK调制系统VHDL建模 4.1 2ASK调制系统仿真模型……………………………………………………… 4.1.1 m序列原理………………………………………………………… 4.1.2 m序列的实现…………………………………………………… 4.1.3分频器原理……………………………………………… 4.2 调制程序实现…………………………………… 4.2.1 M序列的实现………………………………………… 4.2.2分频器的实现…………… 4.3 2ASK调制系统仿真…………… 4.3.1 M序列伪随机码仿真………………………………………… 4.3.2分频器仿真…………………………………………… 4.3.3 2ASK调制仿真…………………………………………………… 5 2ASK解调系统VHDL建模与仿真 5.1 2ASK解调系统仿真模型……………………………………………………… 5.2 2ASK解调系统的实现………………………… 5.2.1 2ASK解调系统的VHDL设计…………………………………………
实验3：DSB 调制与解调仿真 一、实验目的 1．掌握DSB 的调制原理和Matlab Simulink 仿真方法 2．掌握DSB 的解调原理和Matlab Simulink 仿真方法 二、实验原理 1. DSB 信号的调制解调原理: 1.1 调制原理：在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（H(w) ＝1），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带调制信号（DSB）。每当信源信号极性发生变化时，调制信号的相位都会发生一次突变π。SDSB(t)=m(t)coswCt调制的目的就是进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而提高系统信息传输的有效性和可靠性。 DSB调制原理框图如下图 1.2 解调原理：DSB只能进行想干解调，其原理框图与AM信号相干解调时 完全相同，利用恢复的载波与信号相乘，将频谱搬移到基带，还原出原基带信号，DSB解调原理框图如下图 三、实验步骤
1、DSB模拟系统调制方式的MATLAB Simulink仿真（1）原理图 （2）仿真图 （3）仿真分析 ①调制器
②调制后信号对比调制前的信号，周期变小，频率变大了，幅度随时间在不断的呈现周期性变化，在0~0.6之间，小于调制前的幅度。 2、DSB解调方式的MATLAB Simulink仿真 （1）原理图 （2）仿真图
（3）仿真分析 ①调制器 ②解调后周期变大，频率变小，幅度会有所减小，在0~0.25之间。 3、用示波器观察DSB调制解调输入和输出信号波形 （1）原理图
（2）仿真图 （3）仿真分析 解调后周期不变，频率也不会改变，幅度会有所减小，在0 ~0.25之间。 4、Zero-Order Hold和Spectrum Scope观察DSB调制仿真前后的频谱图（1）原理图
课程设计：基于MATLAB的BPSK 调制解调研究
东北石油大学课程设计 2012年3月9日
东北石油大学课程设计任务书 课程通信综合课程设计 题目基于MATLAB的BPSK调制解调研究 专业XXXXXXX姓名XXX学号XXXXXXXXX 主要内容： 1、简要阐述了BPSK的调制与解调原理； 2、利用MATLAB进行仿真，附上仿真程序和仿真结果，并对仿真结果进 行分析。 基本要求： 掌握数字带通BPSK调制解调相关知识，学习MATLAB软件，掌握相关调制解调的MATLAB函数的使用。运用MATLAB进行编程实现BPSK的调制解调过程，并且仿真输出调制前的基带信号、调制后的BPSK信号和叠加噪声后的2PSK信号波形、解调器在接收到信号后解调的各点的信号波形，并对仿真结果进行分析。 主要参考资料： [1] 樊昌信,曹丽娜.通信原理[M].国防工业出版社,2010:205-212. [2] 章宜华.精通MATLAB5[M].清华大学出版社,1999:136-140. [3] 沈兰芬,李治群.调制解调的数字实现[J].电信科学,1993,(6):27-31. 完成期限2012.2.20—2012.3.9 指导教师 专业负责人 2012年2月20日
目录 1.设计要求 (1) 2.设计原理 (1) 2.1BPSK的调制原理 (1) 2.2BPSK的解调原理 (3) 3.基于MATLAB的BPSK调制解调仿真 (4) 3.1仿真框图 (4) 3.2仿真源程序 (4) 3.3仿真输出结果 (6) 3.4仿真结果分析 (9) 4.总结 (10) 参考文献 (10)
AM振幅调制解调器的设计与仿真 目录 1.课程设计的目的 (2)
2.课程设计的内容 (2) 3.课程设计的原理 (2) 4.课程设计的步骤或计算 (4) 5.课程设计的结果与结论 (8) 6.参考文献 (9) 一．课程设计的目的 目的：通过课程设计，使学生加强对高频电子技术电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决高频电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。
二. 课程设计的内容 1、 AM振幅调制解调器的设计 （1）AM振幅调制解调器的设计 设计要求：用模拟乘法器MC1496设计一振幅调制器，使其能实现AM信号调制主要指标：载波频率：15MHz 正弦波调制信号：1KHz 正弦波 输出信号幅度：大于等于5V（峰峰值）无明显失真 （2）AM信号同步检波器 设计要求：用模拟乘法器MC1496设计一AM信号同步检波器 主要指标：输入AM信号：载波频率15MHz 正弦波，调制信号：1KHz 正弦波，幅度大于1V，调制度为60%。输出信号：无明显失真，幅度大于5V。 三. 课程设计原理
1. MC1496模拟乘法器 MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。其内部电路和引脚如下图(a)(b)所示。其中VT1,VT2与VT3,VT4组成双差分放大器，VT5,VT6组成的单差分放大器用以激励VT1～VT4。VT7、VT8及其偏置电路组成差分放大器、的恒流源。引脚8与10接输入电压UX，1与4接另一输入电压Uy，输出电压U0从引脚6与12输出。引脚2与3 外接电阻RE，对差分放大器VT5、VT6 产生串联电流负反馈，以扩展输入电压Uy的线性动态范围。引脚14为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电使），引脚5外接电阻R5。用来调节偏置电流I5及镜像电流I0的值。 MC1496的内部电路图及引脚电路 2. 振幅调制 振幅调制是使载波信号的峰值正比于调制信号的瞬时值的变换过程。通常载
DSB调制与解调 1 课程设计目的 本课程设计是实现DSB的调制解调。在此次课程设计中，我将通过多方搜集资料与分析，来理解DSB调制解调的具体过程和它在MATLAB中的实现方法。预期通过这个阶段的研习，更清晰地认识DSB的调制解调原理，同时加深对MATLAB 这款通信仿真软件操作的熟练度，并在使用中去感受MATLAB的应用方式与特色。利用自主的设计过程来锻炼自己独立思考，分析和解决问题的能力，为我今后的自主学习研究提供具有实用性的经验。 2 课程设计要求 （1）熟悉MATLAB中M文件的使用方法，掌握DSB信号的调制解调原理，以此为基础用M文件编程实现DSB信号的调制解调。 （2）绘制出SSB信号调制解调前后在时域和频域中的波形，观察两者在解调前后的变化，通过对分析结果来加强对DSB信号调制解调原理的理解。 （3）对信号分别叠加大小不同的噪声后再进行解调，绘制出解调前后信号的时域和频域波形，比较未叠加噪声时和分别叠加大小噪声时解调信号的波形有何区别，由所得结果来分析噪声对信号解调造成的影响。 （4）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。
3 相关知识 在AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果将载波抑制，只需在将直流0A 去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB ）。 DSB 调制器模型如图1所示。 图1 DSB 调制器模型 其中，设正弦载波为 0()cos()c c t A t ω?=+ 式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0?为初始相位（假定0?为0）。 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。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。 双边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。在解调过程中，输入信号和噪声可以分别单独解调。相干解调的原理框图如图2所示： 图2 相干解调器的数学模型 信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为2σ。
- 1 - 现代通信系统原理课程设计说明书 题目：DSB-SC调制与解调 学生姓名： 学号： 院（系）： 专业： 指导教师： 年月日
目录 一、调幅与解调原理： (4) 二、DSB的调制调制与解调总系统框：………………………………………… ..4 三、DSB调制与解调： (4) 3.1.双边带调制原理 (4) 3.2调幅波的解调：......................................................... .. (6) 3.3乘法器原理 (7) 四、单元电路设计： (7) 4.1调幅电路图、波形图以及频谱图及理论分析 (8) 4.2解调电路图、波形图以及频谱图及理论分析 (9) 4.3低通滤波器电路图、已调波波形图以及频谱图及理论分析 (10) 五：总电路图： (18) 六、自设问题并解答以及心得体会 (19) 七、附录元器件清单： (20) 八、参考文献 (21) 摘要 模拟通信系统具有直观，容易实现等优点，在早期的通信系统中得到了广泛的应用，例如早期的电话系统就是模拟通信系统。抑制双边带调幅（DSB-SC）作为最经典的模拟通
信系统之一，具有调制效率高,抗噪性能好等优点，得到了广泛的研究与应用。MATLAB仿真软件具有编程效率高，使用方便等优点广泛应用与电子通信，航空航天等科学领域，而SIMUINK作为一种可视化的仿真工具直观以及便捷等优点。本次仿真就是基于这两种仿真平台对DSB通信系统进行仿真建模，在对一个系统进行仿真建模时需要我们对原理部分熟练掌握，在建模过程中达到学以致用的目的，因此仿真建模对于教学研究具有积极作用。 本次设计首先在简要概述DSB通信系统原理的基础上，建立了基于MATLAB与SIMULINK 的仿真建模，其中主要包括调制部分，信道与解调部分的仿真建模。整个通信系统中以正弦信号为基带信号，经过加性高斯白噪声信道后通过巴特沃斯低通滤波器以及相干解调方式解调得到解调信号；在SIMULINK对整个DSB系统进行建模的基础上再对该系统的各个部分进行了MATLAB仿真建模。在仿真后的数据分析中得到了与理论分析一致的结果，从而也验证了此次仿真建模的成功。 关键词：模拟通信系统；仿真建模； DSB； MATLAB； SIMULINK 绪论 课题研究的意义
高频电子线路课程设计 题目基极振幅调制器的设计与实现 系 (部) 班级 姓名 学号 指导教师 20XX 年 7 月 8 日至 7 月 12 日共 1 周
高频电子线路课程设计任务书
课程设计成绩评定表
目录
前言 目前，随着电子信息技术的快速发展，为了将低频信号有效地辐射出去为了使发射与接收效率碌在发射机与接收机方面部必须采用天线和谐振回路。但语言、音乐图像信号等的频率变化范围如果直接发射音频信号财发射机将工作于同一频率范围。这样接收机将同时收到许多不同电台的节目无法加以选择。克服以上的困难必须利用高频振荡将低频信号“附加”在高频振荡人这样就使天线的辐射效率提高尺寸缩小同时每个电台都工作于不同的载波颠串接收机可以调谐选择不同脉电台这就解除了上述的种种困难。 调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。也就是说，通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小，使得调制信号的信息包含于高频信号之中，通过天线把高频信号发射出去，然后就把调制信号也传播出去了。这时候在接收端可以把调制信号解调出来，也就是把高频信号的幅度解读出来就可以得到调制信号了 调幅波的形成早期VHF 频段的移动通信电台大都采用调幅方式，由于信道衰落会使模拟调幅产生附加调幅而造成失真，目前已很少采用。调频调制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅调制，对移动信道有较好的适应性。高频信号的幅度随着调制信号作相应的变化，这就是调幅波。由于高频信号的幅度很容易被周围的环境所影响。所以调幅信号的传输并不十分可靠。在传输的过程中也很容易被窃听，不安全。所以现在这种技术已经比较少被采用，但在简单设备的通信中还有采用。比如收音机中的AM波段就是调幅波，大家可以和FM波段的调频波相比较，可以看到它的音质和FM波段的调频波相比会比较差，原因就是它更容易被干扰。 所谓基极调幅，就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压，以实现条幅。其基本原理是，低频调制信号电压与直流偏压相串联。放大器的有效偏压等于这两个电压之和，它随着调制信号波形而变化。使三极管工作在欠压状态下，集电极电流的基波分量随着基极电压成正比变化。因此，集电极的回路输出高频电压振幅将随着调制信号的波形而变化，于是得到调幅波输出。
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DSB信号调制解调系统进行模拟仿真，分别对正弦波进行调制，观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布。
第一章 设计要求 （1）已知调制信号?? ???≤≤-≤≤=其他,03/23/,23/0,1)(000t t t t t t m （2）调制载波c(t)=)2cos(t f c π （3）设计m 文件实现DSB-AM 调制 （4）设计m 文件绘制消息信号与已调信号的频谱，分析其频谱特征。
第二章 系统组成及工作原理 2.1 DSB-AM 系统构成 在AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果将载波抑制，只需在将直流A0去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB ）。 2-1 DSB 调制器模型 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。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。 双边带解调通常采用相干解调的方式，它使用一个同步解调器，即由相乘器和低通滤波器组成。相干解调的原理框图如图2-2所示： 2-2 DSB 相干解调模型 2.2DSB 调制原理 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。 )cos()(t t t m S c DSB ω=）（ （式2-1） )]()([2/1c c DSB F F S ωωωωω++-=）（ （式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2-3：
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)
4. 声光扫描 声光扫描器的结构与布拉格声光调制器基本相同，所不同之处在于调制器是改变衍射光的强度，而扫描器则是利用改变声波频率来改变衍射光的方向。 ⑴声光扫描原理 从前面的声光布拉格衍射理论分析可知，光束以θi 角入射产生衍射极值应满足布喇格条件：s B n λλθ2sin =，B d i θθθ==。布喇格角一般很小，可写为 s s s B f v n 22λλλθ=≈ (3.6-5) 故衍射光与入射光间的夹角（偏转角）等于布拉格角θB 的2倍，即 s s B d i f nv λ θθθθ==+=2 (3.6-6) 可以看出：改变超声波的频率f s ，就可以改变其偏转角θ，从而达到控制光束传播方向的目的。超声频率改变?f s 引起光束偏转角的变化为 s s f nv ?=?λ θ (3.6-7) 这可用图1及声光波矢关系予以说明。 ⑵声光扫描器的主要性能参量 声光扫描器的主要性能参量有三个: 可分辨点数，它决定描器的容量。 偏转时间τ，其倒数决定扫描器的速度。 衍射效率ηs ，它决定偏转器的效率。 衍射效率前面已经讨论过。下面主要讨论可分辨点数、扫描速度和工作带宽的衍射光 声频为f s 的衍射光 k s s 图1 声光描器原理图
问题。 可分辨点数N 定义为偏转角?θ和入射光束本身发散角?φ之比，即 )(w R N λφ?φ?θ ?== (3.6-8) 式中w 为入射光束的宽度；R 为常数，其值决定于所用光束的性质（均匀光束或高斯光束）和可分辨判据（瑞利判据或可分辨判据）。 上式可以写成 s f R N ?=11τ (3.6-10) τ 1N 称为声光扫描器的容量-速度积，它表征单位时间内光束可以指向的可分辨位置的数目。 声光扫描器带宽受两种因素的限制，即受换能器带宽和布喇格带宽的限制。因为声频改变时，相应的布喇格角也要改变，其变化量为 s s B f nv ?=?2λ θ (3.6-11) 因此要求声束和光束具有匹配的发散角。声光扫描器一般采用准直的平行光束，其发散角很小，所以要求声波的发散角B δθδφ≥。 L n f f s s s λλ2 2≤? (3.6-12) 有效波面 图2 列阵换能器 (a) (b)
目录 摘要------------------------------------------------------4 第一章课程设计内容及要求--------------------------------4 1、课程设计的内容-----------------------------------4 2、课程设计的要求-----------------------------------4 第二章通信系统的调制与解调------------------------------5 1、通信系统的概念----------------------------------5 2、调制和解调的概念--------------------------------6 第三章 MATLAB软件及功能介绍------------------------------7 1、MATLAB软件简介-----------------------------------7 2、GUI功能简介--------------------------------------7 3、基于MATLAB相关函数介绍---------------------------8 第四章四种模拟信号的调制解调---------------------------10 1、AM的调制与解调---------------------------------10 2、DSB的调制与解调--------------------------------13 3、SSB的调制与解调--------------------------------16 4、FM的调制与解调---------------------------------19 5、GUI界面的设计----------------------------------23 第五章总结与结束语-------------------------------------25 1、各调制解调方式性能分析总结----------------------25 2、结束语------------------------------------------26参考文献-------------------------------------------------26
摘要 FSK是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。二进制的基带信号是用正负电平来表示的。FSK--又称频移键控法。FSK 是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。所谓FSK就是用数字信号去调制载波的频率。 关键词：2FSK 基带信号载波调制解调
目录 摘要 0 一引言 (1) 二设计原理 (2) 2.1 2FSK介绍 (2) 2.2 2FSK调制原理 (2) 2.3 2FSK解调原理 (3) 三详细设计步骤 (4) 四设计结果及分析 (5) 4.1 信号产生 (5) 4.2 信号调制 (7) 4.3 信号解调 (8) 4.4 课程设计程序 (10) 五心得体会 (15) 六参考文献 (16)
一、引言 2FSK信号的产生方法主要有两种：一种是调频法，一种是开关法。这两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同，只有一点差异，即由调频产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的，而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元之间的相位不一定是连续的。本设计采用后者——开关法。2FSK信号的接受也分为相干和非相干接受两种，非相干接受方法不止一种，它们都不利用信号的相位信息。故本设计采用相干解调法。
二、 设计原理 2.1 2FSK 介绍： 数字频率调制又称频移键控（FSK ），二进制频移键控记作2FSK 。数字频移键控 是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK 信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。 其表达式为： { )cos() cos(212)(n n t A t A FSK t e ?ωθω++= (3-1) 典型波形如下图所示。由图可见,2FSK 信号可以看作两个不同载频的ASK 信号的叠加。因此2FSK 信号的时域表达式又可以写成： ) cos()]([)cos(])([)(2_ 12n s n n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t s ?ωθω+-++-=∑∑ (3-2) 1 1 1 1 t ak s 1(t)cos (w1t+θn ) s 2(t) s 1(t) co s(w1t+θn ) cos (w2t+φn) s 2(t) cos (w2t+φn) 2FSK 信号t t t t t t 2.2 2FSK 调制原理 2FSK 调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。本次课程设计采用的是前面一种方法。如下原理图：
面阵相位系列空间光调制器 系列空间光调制器 XY面阵相位 系列空间光调制器 HaoLiang Tech Co.,Ltd
Spatial Light Modulators XY Phase Series Specifications Standard Model P512 – λ (nm) Array Size 7.68 x 7.68 mm Design Wavelength (nominal) 532, 635, 785, 1064, or 1550 nm Specify wavelength, λ in nm when ordering. Other wavelengths available upon special request. Diffraction Efficiency (zero-order) 61.5% (maximum) Duty Cycle Up to 100% External Window1Broadband antireflection coated for Ravg < 1% (over 450 – 865 nm or 850 – 1650 nm). Fill Factor 83.4% Format 512 x 512 (262,144 active pixels) Mode Reflective Modulation Controllable index of refraction Phase Levels (resolvable) 50 linear levels (minimum) for 2π phase stroke Phase Stroke (double-pass) Typically 2π at user-specified laser line Pixel Pitch 15 x 15 μm Reflected Wavefront Distortion (rms)2λ/3 - λ/8 Response Time333 - 100 ms Spatial Resolution 33 lp/mm Switching Frequency310 – 30 Hz Options PhaseFlat Model PF512 – λ (nm) Reflected Wavefront Distortion (rms)2λ/12 – λ/20 High Speed NEW Model HSP512 – λ (nm) Switching Frequency350 – 150 Hz Response Time3 6.7 – 20 ms Dielectric Mirror NEW Model DMP512 – λ (nm) Fill Factor 100.0% Diffraction Efficiency 90 – 95% 1. Custom antireflection coating options are also available, including V-type for optimum optical efficiency at a single laser wavelength. 2. At nominal wavelength 3. Phase stroke, temperature, and wavelength dependent. HaoLiang Tech Co.,Ltd