通信系统模拟调制系统仿真
一 课题内容
AM FM PM 调制
二 设计要求
1.掌握AM FM PM调制和解调原理。
2.学会Matlab仿真软件在AM FM PM调制和解调中的应用。
3.分析波形及频谱
1.AM调制解调系统设计
1.振幅调制产生原理
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(通常假设=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
                     
  设调制信号的频谱为，则已调信号的频谱：
                           
2.调幅电路方案分析
标准调幅波（AM）产生原理
调制信号是只来来自信源的调制信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的。为首调制的高频振荡信号可称为载波，它可以是正弦波，亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。载波由高频信号源直接产生即可，然后经过高频功率放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波。
    设载波信号的表达式为，调制信号的表达式为    ，则调幅信号的表达式为
                            图5.1 标准调幅波示意图
                 
3.信号解调思路
从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调(demodulation )，又称为检波(detection )。对于振幅调制信号，解调(demodulation )就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。解调(demodulation )是调制的逆过程。
可利用乘积型同步检波器实现振幅的解调，让已调信号与本地恢复载波信号相乘并通过低通滤波可获得解调信号。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     
matlab仿真
1.载波信号与调制信号分析
% ======================载波信号===========================
t=-1:0.00001:1; 
A0=10;  %载波信号振幅
f=6000;  %载波信号频率
w0=f*pi;
Uc=A0*cos(w0*t);    %载波信号
figure(1);
subplot(2,1,1);
plot(t,Uc);
title('载频信号波形');
axis([0,0.01,-15,15]);
subplot(2,1,2);
Y1=fft(Uc);            %对载波信号进行傅里叶变换
plot(abs(Y1));title('载波信号频谱');
axis([5800,6200,0,1000000]);
载波信号
% ======================调制信号==============================
t=-1:0.00001:1; 
A1=5;  %调制信号振幅
f=6000;  %载波信号频率
w0=f*pi;
mes=A1*cos(0.001*w0*t);  %调制信号
subplot(2,1,1);
plot(t,mes);
xlabel('t'),title('调制信号');
subplot(2,1,2);
Y2=fft(mes);            % 对调制信号进行傅里叶变换
plot(abs(Y2));
title('调制信号频谱');
axis([198000,202000,0,1000000]);
调制信号
% =======================AM已调信号=========================
t=-1:0.00001:1; 
A0=10;  %载波信号振幅
A1=5;  %调制信号振幅
A2=3;  %已调信号振幅
f=3000;  %载波信号频率
w0=2*f*pi;
m=0.15;    %调制度
mes=A1*cos(0.001*w0*t);  %消调制信号
Uam=A2*(1+m*mes).*cos((w0).*t); %AM 已调信号 
subplot(2,1,1);
plot(t,Uam);
grid on;
title('AM调制信号波形');
subplot(2,1,2);
matlab求傅里叶变换Y3=fft(Uam);              %  对AM已调信号进行傅里叶变换 
plot(abs(Y3)),grid;
title('AM调制信号频谱');
axis([5950,6050,0,500000]);
                      AM已调信号
Ft=2000;    %采样频率
fpts=[100 120]; %通带边界频率fp=100Hz，阻带截止频率fs=120Hz
mag=[1 0];     
dev=[0.01 0.05];  %通带波动1%，阻带波动5%
[n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev,Ft);%kaiserord估计采用凯塞窗设计的FIR滤 波器的参数
b21=fir1(n21,wn21,Kaiser(n21+1,beta));    %由fir1设计滤波器
[h,w]=freqz(b21,1);                    %得到频率响应
plot(w/pi,abs(h));
grid on
2.AM解调
%=========================AM信号解调=======================
t=-1:0.00001:1; 
A0=10;  %载波信号振幅
A1=5;  %调制信号振幅
A2=3;  %已调信号振幅
f=3000;  %载波信号频率
w0=2*f*pi;
m=0.15;    %调制度
k=0.5 ;  %DSB 前面的系数
mes=A1*cos(0.001*w0*t);  %调制信号
Uam=A2*(1+m*mes).*cos((w0).*t); %AM 已调信号
Dam=Uam.*cos(w0*t);      %对AM调制信号进行解调
subplot(2,1,1);
plot(t,Dam);
grid on;
title('滤波前AM解调信号波形');
subplot(2,1,2);
Y5=fft(Dam);              %  对AM解调信号进行傅里叶变换 
plot(abs(Y5)),grid;
title('滤波前AM解调信号频谱');
axis([187960,188040,0,200000]);
AM解调信号
%=======================AM解调信号FIR滤波=================
t=-1:0.00001:1; 
A0=10;  %载波信号振幅
A1=5;  %调制信号振幅
A2=3;  %已调信号振幅    *************************************

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