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AM调制与相干解调系统仿.pdf
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AM 调制与相干解调系统仿
摘 要 本课程设计主要利用 MATLAB 集成环境下的 Simulink 仿真平台,设计
一个 AM 调制与相干解调通信系统,分别在理想信道和非理想信道中运行,并
把运行仿真结果输入显示器,根据显示结果分析所设计的系统性能。经过调制,
初步实现了设计目标,并且经过适当的完善后,实验成功。
关键词 Simulink;仿真;AM 调制;相干解调
1 引言
本课程设计是在 MATLAB 集成环境下,设计一个 AM 调制与相干解调通信
系统,并在 Simulink 平台上仿真,并把运行仿真结果输入显示器,拿解调输出
的波形与基带信号进行比较,根据显示结果分析所设计的系统性能。 MATLAB
是一种可交互式使用又能解释执行的计算机编程语言,利用简单的命令,能快速
完成其他高级语言只有通过复杂编程才能实现的数值运算和图形显示。Simulink
是建立在 MATLAB 基础上的动态系统仿真工具。利用 MATLAB 工具箱可以快
速完成各类数值计算、符号计算和数据可视化等任务,可以解决有关线性代数、
矩阵分析、微积分、微分方程、信号与系统、信号分析与处理、系统控制等领域
的问题;利用 Simulink 机器模块库,则能够方便地创建各种动态系统的模型并
进行仿真,可以用来仿真线性系统、非线性系统、连续系统、离散系统、连续和
离散的混合系统、多速率采样系统以及单任务或多任务的离散事件驱动系统。通
过 Simulink,用户可以快速的构建和运行仿真模型,根据仿真结果分析系统性能,
并且从中分离出影响系统性能的关键因素,找出最优的系统配置方案。
1.1 课程设计目的
设计一个 AM 调制与相干解调通信系统,分别在理想信道和非理想信道中
运行,并把运行仿真结果输入显示器,根据显示结果分析所设计的系统性能
【
1
】
。
1.2 课程设计的要求
(1)构建调制电路,并用示波器观察调制前后的信号波形,用频谱分析模块观
察调制前后信号频谱的变化。
(2)再以调制信号为输入,构建解调电路,用示波器观察调制前后的信号波形,
用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化。
(3)在调制与解调电路间加上噪声源,模拟信号在不同信道中的传输:a 用高斯
白噪声模拟有线信道,b 用瑞利噪声模拟有直射分量的无线信道,c 用莱斯噪声
模拟无直射分量的无线信道。将三种噪声源的方差均设置为 0.1,分析比较通过
三种不同信道后的接收信号的性能。
(4)在老师的指导下,要求独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程
设计学年论文,能正确阐述和分析设计和实验结果。
1 .3 设计平台
Simulink 是 Matlab 环境下的一部分,它通过使用框图的方式编辑建模,
比较直观。Simulink 是一种基于 MATLAB 的框图设计环境,是实现动态系统建
模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制
及数字信号处理的建模和仿真中
【
2
】
。
Simulink 是 Matlab 最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真
和综合分析的集成环境。在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直
观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清
晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点 Simulink 已
被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方
软件和硬件可应用于或被要求应用于 Simulink。
Simulink 是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工
具。对各种时变系统,包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统,
Simulink 提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行
和测试
【
3
】
。
Simulink 是一种可视化工具。构架在 Simulink 基础之上的其他产品扩展了
Simulink 多领域建模功能,也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工
具。Simulink 与 MATLAB; 紧密集成,可以直接访问 MATLAB 大量的工具来进
行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信
号参数和测试数据的定义。
2 设计原理
2.1AM 调制原理
幅度调制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。幅度调制器的一般模型如图 2.1 所示。
图 2.1 幅度调制模型
在图 2-1 中,若假设滤波器为全通网络( =1),调制信号
m
t
叠加直流
A
0
后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带(AM)调幅 .AM 调制器模
型如图 2-2 所示
图 2.2 AM 调制模型
AM 信号波形的包络与输入基带信号
m
t
成正比,故用包络检波的方法很容
易 恢 复 原 始 调 制 信 号 。 但 为 了 保 证 包 络 检 波 时 不 发 生 失 真 , 必 须 满 足
A
0
m
t
max
,否则将出现过调幅现象而带来失真。AM 信号的频谱是由载频分
量和上、下两个边带组成(通常称频谱中画斜线的部分为上边带,不画斜线的部
分为下边带)。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的
镜像。显然,无论是上边带还是下边带,都含有原调制信号的完整信息。故AM
信号是带有载波的双边带信号,它的带宽信号带宽的两倍。
2.2 相干解调
由 AM 信号的频谱可知,如果将已调信号的频谱搬回到原点位置,即可得
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竖子敢尔
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