实验一(模拟调制系统调制及解调模拟).docx

实验一：模拟调制系统调制及解调模拟
实验要求：
1、 学生按照实验指导报告独立完成相关实验的内容；
2、 上机实验后撰写实验报告，记录下自己的实验过程，记录实验心得。
3、 以电子形式在规定日期提交实验报告。

实验指导
一、线性调幅
1. 普通调幅
原理介绍：
普通调幅
即：AM幅度调制 ，常规双边带幅度调制(Double-SideBand Modulation Passband)
其中输入信号是u(t),输出信号是y(t)，y(t)是个实信号，若u(t)=，则有
①
其中，是输入信号的偏移，是载波频率，是初始相位（设=0），是载波幅度，是调制指数。传输载波时，=1；不传输载波时，=0。
②
由②得出，幅度调制的结果含有：载波、上边带、下边带的成分，双边带幅度调制的输出包含了载频高端和低端的频率成分。
参数说明：
DSB AM Modulator Passband(双边带频带幅度调制器)的主要参数
参数名称
参数值
Input signal offset(输入信号偏移)
1
Carrier frequency(载波频率)
180
Initial phase(rad)(初始相位)
Pi/3
DSB AM Demodulator Passband(双边带频带幅度解调器)的主要参数
参数名称
参数值
Output signal offset(输出信号偏移)
1
Carrier frequency(载波频率)
180
Initial Phase(rad)(初始相位)
Pi/3
Lowpass filter numerator(低通渗滤器分子)
[4.75 9.14 4.75]*0.01
Lowpass filter denominator(低通渗滤器分母)
[1 -1.3108 0.4936]
Sample time(采样间隔)
0.001

系统仿真框图：
本例中信源是一个幅度为0.7，频率为8HZ的正弦信号。

各模块的参数设置：

结果显示：
AM幅度调制后信号的频域图：（可见载频两旁的边带成分）

AM幅度调制后信号的时域图：

系统仿真中示波器的波形图：（分别为调解波形、原始波形和调制波形）

2. 双边带调制
原理介绍：
即：双边带抑制载波幅度调制，为了提高调制效率，在双边带幅度调制的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中，这样就形成了双边带抑制载波幅度调制。公式①中=1表示保留载波，若=0，就变成了双边带抑制载波幅度调制。
参数说明：
DSB SC AM Modulator Passband(双边带频带抑制幅度调制器)的主要参数
参数名称
参数值
Input signal offset(输入信号偏移)
15
Initial phase(rad)(初始相位)
Pi/2
Sample time(采样时间)
1/60
Signal Generator(信号发生器)的主要参数
参数名称
参数值
Wave form(波形)
Sawtooth
Amplitude(幅度)
1
Frequency(频率)
Pi
Unit(单位)
Rad/sec
系统仿真框图：

各模块参数设置：

双边带抑制载波调制后频域图：

结果显示：
双边带抑制载波调制后时域图：

3.单边带调制：
原理介绍：
双边带抑制载波调制虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍然是基带信号宽带的2倍，而且完全对称，他们携带的信息完全相同。因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输传输就可以了。
单边带幅度调制SSB AM(Signal-SideBand Amplitude Modulation)中，发送端只传输频带幅度调制信号的上边带或下边带，它使用的宽带只有双边带调制信号的一半，因而具有更高的频率利用率。
参数说明：
DSB AM Modulator Passband(双边带频带幅度调制器)的主要参数
参数名称
参数值
Input signal offset(输入信号偏移)
1
Carrier frequency(载波频率)
1000
Initial phase(rad)(初始相位)
0
Analog Filter Design(模拟滤波器设计)的主要参数
参数名称
参数值
Design method(设计方法)
Butterworth(巴特沃斯)
filter type(滤波器类型)
Bandpass(带通)
Filter order(滤波器阶数)
9
Lower passband edge frequency (rad/sec)
(通带低端频率)
990*2*pi
Upper passband edge frequency(rad/sec)
(通带高端频率)
1110*2*pi

系统仿真框图：

关于各模块参数设置：

结果显示：
单边带调制频域图：

单边带调制时域图：

二、非线性调制
1、 FM频率调制
频带频率调制器（FM Modulator Passband）对输入的实信号实施频率调制，产生采样形式的信号。假设输入信号为u(t),输出信号为y(t)，则输出信号与输入信号u(t)满足关系式：

其中，是载波频率，是初始相位，是调整常数。
FM Demodulator Passband 从输入的基带频率信号中解调出原始的信息序列。频带频率调解器的输入信号是采样形式的标量信号，输出信号是一维的标量信号。基带频率解调器使用了低通滤波器，这个低通滤波器由参数Lowpass filter numerator 和Lowpass filter denominator确定。
参数说明：
FM Modulator Passband(频带频率调制器)的主要参数
参数名称
参数值
Carrier frequency(载波频率)
1000
Initial phase(rad)(初始相位)
0
Modulation Constant(调制常数)
200
Sample time(采样间隔)
le-5
Symple interval(s)(符号间隔)
inf
Signal Generator(信号发生器)的主要参数
参数名称
参数值
Wave form(波形)
Sine
Amplitude(幅度)
1
Frequency(频率)
100
Unit(单位)
Hertz
Spectrum Scope(频谱仪)的主要参数
参数名称
参数值
Buffer size(缓存长度)
1024
Buffer overlap(缓存交叠)
256
FFT size(FFT长度)
1024
Number of spectral averages
(谱（计算平均（点）数)
10
Scope position(显示器位置)
Get(0,‘defaultfigureposition’)
Frequency units(频率单位)
Hertz
Frequency range(频率范围)
[0…fs/2]
Amplitude scaling(幅度刻度)
magnitude
Sample time of original from input
(输入采样时间)
2.5e-4
Minimum Y-limit(Y轴最小刻度)
-2
Maximum Y-limit（Y轴最大刻度）
25

系统仿真框图：

相关模块的参数设置：

结果显示：
FM频率调制后频域图：

FM调制后时域图：

3. PM相位调制
PM相位调制从输入的实信号实施相位调制。假设输入信号为u(t),则输出信号y(t)的频率随着输入信号u(t)的幅度变化而变化，两者之间满足关系式：

参数设置：
FM Modulator Passband(频带频率调制器)的主要参数
参数名称
参数值
Carrier frequency(载波频率)
1000
Initial phase(rad)(初始相位)
0
Modulation Constant(调制常数)
2
Symple interval(s)(符号间隔)
inf
系统仿真框图：

相关模块参数设置：

实验结果：
PM相位调制后频域图：

PM相位调制后时域图：