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基于MATLAB模拟调制系统的仿真.docx
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1 线性模拟调制
1.1 模拟调制原理
模拟调制是指用来自信源的基带模拟信号去调制某个载波,而载波是一个确知的周期性
波形。模拟调制可分为线性调制和非线性调制,本文主要研究线性调制。
线性调制的原理模型如图 1.1 所示。设 c(t)=Acos2
s(t)。
f t
o
,调制信号为 m(t),已调信号为
s
m(t)
H(t)
A os
w
c
t
o
图 1.1 线性调制的远离模型
调制信号 m(t)和载波在乘法器中相乘的结果为: ( ) ( ) cos
s
'
t m t A
,然后通过一个传
w t
o
输函数为 H(f)的带通滤波器,得出已调信号为。
从图 1.1 中可得已调信号的时域和频域表达式为:
s(t) [m(t) cos t]* h(t)
w
o
(1-1)
1
( f ) [M ( f ) M ( f )]H ( f )
s
f
f
2
o
o
式(1-1)中,M(f)为调制信号 m(t)的频谱。
由于调制信号 m(t)和乘法器输出信号之间是线性关系,所以成为线性调制。带通滤波器
H(f)可以有不同的设计,从而得到不同的调制种类。
1.2 双边带调制 DSB 的基本原理
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 m(t)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,或称抑制载波双边带(DSB)调制信号,
简称双边带(DSB)信号。
设正弦型载波 c(t)=Acos( t) ,式中:A 为载波幅度,
根据调制定义,幅度调制信号(已调信号)一般可表示为:
(t)=Am(t)cos( t)
为载波角频率。
(1-2)
1
其中,m(t)为基带调制信号。
设调制信号 m(t)的频谱为 M( ),则由公式 2-2 不难得到已调信号 (t)的频谱:
A
[ M (ω
ω
s
(ω )
) M (ω ω )]
(1-3)
2
c
m
c
由以上表示式可见,在波形上,幅度已调信号随基带信号的规律呈正比地变化;在频谱
结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。
标准振幅就是常规双边带调制,简称调幅(AM)。假设调制信号 m(t)的平均值为 0,将
其叠加一个直流偏量 后与载波相乘,即可形成调幅信号。其时域表达式为:
s A
(t) ( m(t)) cos( t)
(1-4)
(1-5)
0
AM
c
式中: 为外加的直流分量;m(t)可以是确知信号,也可以是随机信号。
若为确知信号,则 AM信号的频谱为:
1
() [( ) ( )] [M( ) M( )]
s A
m
2
0
c
c
c
c
AM 信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。AM 信号的总功率包括载波
功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关,也就是说,载波分量并不携带信
息。因此,AM 信号的功率利用率比较低。
AM调制器模型如下图所示。
图 1.2 AM调制器模型
AM信号的时域和频域表达式分别为
(t) [ m(t)]cos (t)
s
A
w
o
c
AM
(1-6)
(1-7)
cos (t)m(t) cos (t)
A w
w
c
c
o
1
(t) [(w ) (w )] [M(w ) M(w )]
s
AM
A
w
w
w
w
o
c
c
c
c
2
式中, 为外加的直流分量;m(t)可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平
A
o
—
均值为 0,即 (t) 0 。
m
由频谱可以看出,AM 信号的频谱由载波分量、上边带、下边带三部分组成。上边带的
频谱结构与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。因此,AM信号是带有载波
分量的双边带信号,他的带宽是基带信号带宽
f
的 2 倍,即
H
f
B
2
AM
2
H
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