双边带调幅建模与仿真(matlab仿真) |
您所在的位置:网站首页 › am调制解调系统的仿真 › 双边带调幅建模与仿真(matlab仿真) |
一、实验目的
了解双边带调幅调制解调工作原理,掌握AM调制解调系统的构成,基带信号、载波和已调信号之间的关系;掌握利用matlab对双边带调幅进行建模与仿真的分析方法。 二、实验任务某消息信号m(t) ,其中m(t) 为单音频信号,频率为6420Hz;用AM方式调制载波c(t)=cos(2πfct) ,用包络检波器或相干解调法解调该信号,分别给出: (1)消息信号、已调信号和解调信号的波形,并绘制它们的频谱; (2)已调信号的功率和调制效率; (3)假设已调信号通过AWGN信道,信噪比为20dB,给出解调后的信号与原始信号。 简述AM调制解调系统的工作原理和程序设计思路,分别给出(1)无噪声时,消息信号、已调信号和解调信号的波形及其频谱,已调信号的功率和调制效率;(2)加入AWGN时,消息信号和解调信号的波形,并对仿真结果进行分析获得有效结论。 三、实验代码 Fs=1000000; %采样频率 fc=100000; %载波中心频率 A0=1.5; %直流分量 T=2; %信号时长 N=T*Fs; %采样点个数 t=[0:N-1]/Fs; %采样点的时间序列 w=2*pi*642*10; %信号频率 wc=2*pi*fc; mt=cos(w*t); %信源 figure(1); subplot(321);plot(t,mt); title('基带调制信号'); axis([0 0.002 -1.5 1.5]); line([0,0.004],[0,0],'color','k'); Mk=fft(mt); %信号频谱:1024点fft fmk=(0:length(Mk)-1)*Fs/length(Mk); subplot(322);plot(fmk,abs(Mk)); axis([0 10000 0 1.1*max(abs(Mk))]); title('基带调制信号频谱'); %mt的最大值是2 Fc=cos(wc * t); %载波信号 subplot(323);plot(t,Fc); title('载波信号');axis([0 0.001 -1.5 1.5]); Fck=fft(Fc); %载波频谱 fck=(0:length(Fck)-1)*Fs/length(Fck); subplot(324);plot(fck,abs(Fck)); axis([0 1.1*fc 0 1.1*max(abs(Fck))]); title('载波频谱'); am=(mt+A0).* Fc; %AM信号 subplot(325);plot(t,am); hold on; %画出AM信号波形 plot(t,mt+A0,'r--');title('调制信号及其包络'); axis([0 0.001 -4 4]); Amk=fft(am); %AM频谱: fam=(0:length(Amk)-1)*Fs/length(Amk); subplot(326);plot(fam,abs(Amk)); axis([0 120000 0 1.1*max(abs(Amk))]); title('AM信号频谱'); %无噪声时相干解调 figure(2); st=am.* cos(wc*t); subplot(411); plot(t,am);title('无噪声时AM信号与载波信号相乘'); axis([0 0.002 -4 4]); st_fft=fft(st); %傅里叶变换 %巴特沃斯低通滤波器 wp=0.2*pi;wst=0.3*pi;ap=1;as=15; T0=1;fs=1/T0; [N,Wc]=buttord(wp,wst,ap,as,'s'); [B,A]=butter(N,Wc,'s'); [Bz,Az]=bilinear(B,A,fs); mt0=filter(Bz,Az,st); subplot(412);plot(t,mt0); title('无噪声时经过低通滤波的相干解调信号波形'); axis([0 0.002 0 1.5]); Mk0=fft(mt0); fmk0=(0:length(Mk0)-1)*Fs/length(Mk0); subplot(413);plot(fmk0,abs(Mk0)); axis([0 10000 0 1.1*max(abs(Mk0))]); title('无噪声时解调出调制信号频谱'); subplot(414);plot(t,mt); title('基带调制信号'); axis([0 0.002 -1.5 1.5]); % 通过AWGN信道 figure(3); snr=20; am_awgn=awgn(am,snr); st=am_awgn.* cos(wc*t); subplot(411); plot(t,am_awgn); title('过AWGN后AM信号与载波信号相乘'); axis([0 0.002 -4 4]); mt1=filter(Bz,Az,st); subplot(412);plot(t,mt1); title('过AWGN后经过低通滤波的相干解调信号波形'); axis([0 0.002 0 1.5]); Mk1=fft(mt1); fmk1=(0:length(Mk1)-1)*Fs/length(Mk1); subplot(413);plot(fmk1,abs(Mk1)); axis([0 10000 0 1.1*max(abs(Mk1))]); title('有噪声时解调出调制信号频谱'); subplot(414);plot(t,mt); title('基带调制信号'); axis([0 0.002 -1.5 1.5]); 四、实验结果① 消息信号、已调信号和解调信号的波形,并绘制它们的频谱。 根据代码,可以得到如下的仿真结果: 图1 仿真结果 图2 对频谱图数据进行标注 从图中可以看出:调制信号和载波信号均是选用了正弦信号,并且通过乘法器得到了AM信号。其中调制信号为: 载波信号为: 则加入了直流分量 后,得到的调制信号为: 经相干解调后,其仿真波形为: 图3 仿真结果 图4 对数据进行标注 通过波形图分析可知:在相干解调下,AM信号解调出了调制信号,由图6知解调出的信号在无噪声信道下不含任何噪声,由图4可知,对映的频谱也为6420Hz,说明解调是成功的。 ② 已调信号的功率和调制效率。 由图2和如下公式可知: 即: 由AM 则一周期内单位电阻上的AM波功率为: 双边带的功率为: 则调制效率为: ③假设已调信号通过AWGN信道,信噪比为20dB,给出解调后的信号与原始信号。 仿真结果如图所示: 图5 仿真结果 图6 对频谱图进行标注 由图5可知:加入了噪声后,相干解调出的正弦波形中存在少许未滤出的噪声,但是观察图6频谱图发现,其正弦波频率仍然为6420Hz,说明在一定的噪声干扰下,也能解调出正确的调制信号。 五、实验感悟通过本实验,熟悉了对matlab的使用,学会了调用巴特沃斯低通滤波器相关函数,通过FFT相关函数表示出对应的频谱图等。 了解了AM调制和相干解调的原理,能够通过观察波形图和频谱图去得到自己想要的波形和数据。也观察了噪声存在时,解调出的波形和原调制信号之间的区别,得出在一定的噪声范围内,也能大致解调出原调制信号。 |
今日新闻 |
推荐新闻 |
CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3 |