利用matlab實現(xiàn)信號幅度的調(diào)制與解調(diào)

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1、第一章調(diào)制解調(diào)的基本原理第一節(jié)調(diào)制的基本原理“調(diào)制”就是使信號f(t)控制載波的某一個或某些參數(shù)（如振幅、頻率、相位等），是這些參數(shù)按照信號f(t)的規(guī)律變化的過程。載波可以是正弦波或脈沖序列。以正弦型信號作載波的調(diào)制叫做連續(xù)波調(diào)制。調(diào)制后的載波就載有調(diào)制信號所包含的信息，稱為已調(diào)波。對于連續(xù)波調(diào)制，已調(diào)信號可以表示為它有振幅頻率和相位三個參數(shù)構(gòu)成。改變?nèi)齻€參數(shù)中的任何一個都可以攜帶同樣的信息。因此連續(xù)波的調(diào)制可分為調(diào)幅、調(diào)相、和調(diào)頻。調(diào)制在通信過程中起著極其重要的作用：無線電通信是通過空間輻射方式傳輸信號的，調(diào)制過程可以將信號的頻

2、譜搬移到容易以電磁波形勢輻射的較高范圍；此外，調(diào)制過程可以將不同的信號通過頻譜搬移托付至不同頻率的載波上，實現(xiàn)多路復(fù)用，不至于互相干擾。按照被調(diào)制信號參數(shù)的不同，調(diào)制的方式也不同。如果被控制的參數(shù)是高頻振蕩的幅度，則稱這種調(diào)制方式為幅度調(diào)制，簡稱調(diào)幅；如果被控制的參數(shù)是高頻振蕩的頻率或相位，則稱這種調(diào)制方式為頻率調(diào)制或相位調(diào)制，簡稱調(diào)頻或調(diào)相（調(diào)頻與調(diào)相又統(tǒng)稱調(diào)角）。振幅調(diào)制是一種實用很廣的連續(xù)波調(diào)制方式。幅度調(diào)制的特點是載波的頻率始終保持不變，它的振幅卻是變化的。其幅度變化曲線與要傳遞的低頻信號是相似的。它的振幅變化曲線稱之為包絡(luò)

3、線，代表了要傳遞的信息。15第二節(jié)解調(diào)的基本原理解調(diào)是調(diào)制的逆過程，它的作用是從已調(diào)波信號中取出原來的調(diào)制信號。調(diào)制過程是一個頻譜搬移的過程，它將低頻信號的頻譜搬移到載頻位置。如果要接收端回復(fù)信號，就要從已調(diào)信號的頻譜中，將位于載頻的信號頻譜再搬回來。解調(diào)分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)。相干解調(diào)是指為了不失真地恢復(fù)信號，要求本地載波和接收信號的載波必須保持同頻同相。非相干解調(diào)主要指利用包絡(luò)檢波器電路來解調(diào)的。包絡(luò)檢波電路實際上是一個輸出端并接一個電容的整流電路。二極管的單向?qū)щ娦院碗娙萜鞯某浞烹娞匦院偷屯V波器濾去高頻分量，得到與包絡(luò)線形

4、狀相同的音頻信號，見圖1.2.3。對于頻率調(diào)制來說，解調(diào)是從它的頻率變化提取調(diào)制信號的過程。頻率解調(diào)要比幅度解調(diào)復(fù)雜，用普通檢波電路是無法解調(diào)出調(diào)制信號的，必須采用頻率檢波方式。圖1.2.1包絡(luò)檢波器電路及檢波過程15第二章信號的雙邊帶調(diào)制原理第一節(jié)信號調(diào)幅數(shù)字模型以及特點AM是指調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使其隨調(diào)制信號呈線性變化的過程。AM信號的調(diào)制原理模型如下：圖2.1.1AM信號的調(diào)制原理模型上圖中m（t）為基帶信號含有有用信息，頻率較低，它可以是確知信號，也可以是隨機信號，但通常認(rèn)為它的平均值為0.載波信號用于搭載有用信

5、號，器頻率較高，表達(dá)式為：（2.1.1）上式中，為載波振幅，為載波角頻率為載波的初始相位。運用MATLAB信號處理工具箱的有關(guān)函數(shù)可以對信號進行調(diào)制。對于已調(diào)信號，通信系統(tǒng)就可以有效而可靠的傳輸了。第二節(jié)信號的波形和頻譜特性15雖然實際模擬基帶信號m(t)是隨機的，但我們還是從簡單入手，先考慮m(t)是確知信號的傅氏頻譜，然后在分析m(t)是隨機信號時調(diào)幅信號的功率譜密度?？芍?2.2.1)設(shè)m(t)的頻譜為M(w），由傅氏變換的理論可得已調(diào)信號表達(dá)式為：(2.2.2)AM的波形和相應(yīng)的頻譜圖如下圖2.2.1AM信號的時域波形及其頻

6、譜可以看出，第一,AM的頻譜與基帶信號的頻譜呈線性關(guān)系，只是將基帶信號的頻譜搬移，并沒有產(chǎn)生新的頻譜成分，因此AM調(diào)制屬于線性調(diào)制；第二,AM信號波形的包絡(luò)與基帶信號成正比，所以AM信號的解調(diào)即可以采用相干解調(diào)，也可以采用非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）。第三,15AM的頻譜中含有載頻和上，下兩個邊帶，無論是上邊帶還是下邊帶，都含有原調(diào)制信號的完整信息，股已調(diào)波形的帶寬為原基帶信號帶寬的兩倍，即(2.2.3)其中為調(diào)制信號的最高頻率。第三章信號的解調(diào)原理第一節(jié)信號的相干解調(diào)解調(diào)是將位于載波的信號頻譜再搬回來，并且不失真的恢復(fù)出原始基帶信號。解

7、調(diào)的方式有兩種：相干解調(diào)與非相干解調(diào)。相干解調(diào)適用于各種線性調(diào)制系統(tǒng)，非相干解調(diào)一般適用幅度調(diào)制（AM）信號。所謂相干解調(diào)是為了從接受的已調(diào)信號中，即接收端，分析已調(diào)信號的頻譜，不失真地恢復(fù)原調(diào)制信號，要求本地載波和接收信號的載波保證同頻同相。相干載波的一般模型如下：圖3.1.1AM信號的相干解調(diào)原理框圖將已調(diào)信號乘上一個與調(diào)制器同頻同相的載波，得(3.1.1)15由上式可知，只要用一個低通濾波器，就可以將第1項與第2項分離，無失真的恢復(fù)出原始的調(diào)制信號(3.1.2)包括直流成分(1/2)Ao、調(diào)制信號(1/2)f(t).直流成分可

8、以通過隔直元件消除，因而無失真的恢復(fù)了信號。相干解調(diào)的關(guān)鍵是必須產(chǎn)生一個與調(diào)制器同頻同相位的載波。如果同頻同相位的條件得不到滿足，則會破壞原始信號的恢復(fù)。第二節(jié)信號的非相干解調(diào)所謂非相干解調(diào)是在接收端解調(diào)信號時不需要本地載波，而是利用