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基于matlab的AM、FM、PM调制.doc
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基于 matlab 的 AM、FM、PM 调制
目录
第 1 章 前言 ..................................................— 2 -
第 2 章 AM,FM,PM 调制原理...................................— 3 -
2.1 AM 调制原理 ...........................................- 3 —
2。2 FM 调制原理 .........................................— 3 —
2。3 PM 调制原理 .........................................— 5 —
第 3 章 几种调制方式的比较 ...................................- 7 -
3。1 PM 与 FM 的比较 ........................................- 7 -
3。2 几种不同的模拟调制方式 ..............................— 7 —
3。3 几种模拟调制的性能比较 ...............................- 8 —
3.4 几种模拟调制的特点及应用 ..............................- 9 —
第 4 章 AM,FM,PM 的调制仿真................................— 10 —
4。1 AM 的调制仿真 .......................................- 10 —
4。1。1 理想状态下的 AM 调制仿真 ......................— 10 —
4.1.2 含噪声情况下的 AM 调制仿真 ........................- 11 -
4.2 FM 的调制仿真 .......................................— 13 —
4.21 理想状态下的 FM 调制仿真 ..........................— 13 -
4.22 含噪声情况下的 FM 调制仿真 ........................- 14 —
4。3 PM 的调制仿真 ......................................— 15 —
心得体会 ...................................................— 16 —
参考文献 ....................................................- 17 —
附录 ........................................................— 18 -
基于 matlab 的 AM、FM、PM 调制
AM、FM、PM、实现及性能比较
第 1 章 前 言
通信系统是为了有效可靠的传输信息,信息由信源发出,以语言、图像、数据为媒体,通过
电(光)信号将信息传输,由信宿接收.通信系统又可分为数字通信与模拟通信。基于课程设计
的要求,下面简要介绍模拟通信系统.
信源是模拟信号,信道中传输的也是模拟信号的系统为模拟通信。模拟通信系统的模型如
图 1 所示。
图 1 模拟通信系统模型
调制器: 使信号与信道相匹配, 便于频分复用等。发滤波器: 滤除调制器输出的无用信
号。收滤波器: 滤除信号频带以外的噪声,一般设 N(t)为高斯白噪声,则 Ni(t)为窄带白噪
声.
基于 matlab 的 AM、FM、PM 调制
第 2 章 AM,FM,PM 调制原理
2.1 AM 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。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(H(
�
)=1),调制信号
��
tm
叠加直流
0
A
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
��
tm
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
��
max
0
tmA �
,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
基于 matlab 的 AM、FM、PM 调制
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 FM 调制原理
频率调制的一般表达式
[1]
为:
(2—1)
FM 和 PM 非常相似,如果预先不知道调制信号的具体形式,则无法判断已调信号是调频信号
还是调相信号.
图 2。3 直接调频法
( ) ( ) ( )
FM
m t dt PM S t® · ® ®
ò
图 2。4 间接调频法
图 2.3 所示的产生调频信号的方法称为直接调频法,图 2。4 所示的产生调频信号的方法称
为间接调频法
[4]
。由于实际相位调制器的调节范围不可能超出 ,因而间接调频的方法仅适
用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制情形,而直接调频则适用于宽带调制情形。
根据调制后载波瞬时相位偏移的大小,可将频率调制分为宽带调频(WBFM)与窄带调频
(NBFM)。宽带与窄带调制的区分并无严格的界限,但通常认为由调频所引起的最大瞬时相位偏移
远小于 30°时,
(2-2)
称为窄带调频.否则,称为宽带调频。
为方便起见,无妨假设正弦载波的振幅 A=1,则由式(2-1)调频信号的一般表达式,得
( ) cos[ ( ) ]
t
FM c F
S t t K m t d
-¥
= w + t
ò
=
cos cos[ ( ) ] sin sin[ ( ) ]
t t
c F c F
t K m d K m d
-¥ -¥
w t t - w t t
ò ò
(2—3)
( ) cos[ ( ) ]
t
FM c F
s t A t K m d
-¥
= w + t t
ò
( ) ( )
FM
m t FM S t® ®
基于 matlab 的 AM、FM、PM 调制
通过化解,利用傅立叶变化公式可得 NBFM 信号的频域表达式:
( 2—4 )
在 NBFM 中,由于下边频为负,因而合成矢量不与载波同相,而是存在相位偏移 ,当最大相位偏
移满足式(2—2)时,合成矢量的幅度基本不变,这样就形成了 FM 信号。
图 2。5 NBFM 信号频谱
2。3 PM 调制原理
在模拟调制中,一个连续波有三个参数可以用来携带信息而构成已调信号.当幅度和频率保
持不变时,改变载波的相位使之随未调信号的大小而改变,这就是调相的概念。
角度调制信号的一般表示形式为:
S
m
(t)=Acos[ω
C
t+φ(t)] (2-5)
式中,A 是载波的恒定振幅;[ω
C
t+φ(t)]是信号的瞬时相位,而 φ(t)称为瞬时相位偏移;
d[ω
C
t+φ(t)]/dt 为信号的瞬时频率,而 dφ(t)/dt 称为瞬时频率偏移,即相对于 ω
C
的瞬
时频率偏移。
设高频载波为 u
c
=U
cm
cosω
c
t,调制信号为 UΩ(t),则调相信号的瞬时相位
φ(t)=ω
ct
+K
p
UΩ(t)
瞬时角频率 ω(t)=
dt
(t)d
=ω
c
+K
p
dt
)t(duΩ
调相信号 u
PM
=U
cm
cos[ω
c
t+K
p
uΩ(t)]
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