基于matlab_simulink模塊微弱信號仿真

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1、基于matlab和simulink關(guān)于信號調(diào)制解調(diào)及濾波的仿真實驗姓名：學(xué)號：專業(yè)：機械工程導(dǎo)師：指導(dǎo)教師：微弱信號長距離傳輸?shù)姆抡鎸嶋H生產(chǎn)生活中，許多信號源并不是那么的強，甚至很弱；要么就是信號在長距離傳送過程中常常會因能量泄漏而造成信號越來越弱。那么人們對微弱信號進行處理的呢？其實際就是將微弱信號進行調(diào)制、解調(diào)、濾波等環(huán)節(jié)來實現(xiàn)微弱信號的長距離傳輸。本文就是基于matlab及其Simulink模塊來針對這一種情況進行讓真試驗。其中Simulink是MATLAB模塊之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿

2、真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計?；诖吮疚囊仓饕\用Simulink來進行微弱信號長距離傳輸?shù)姆抡嬖囼?。各個仿真模型模塊的建立以及相關(guān)原理一：在調(diào)制之前是否加噪聲對比1、調(diào)制所謂調(diào)制，就是將各種數(shù)字基帶信號轉(zhuǎn)換成適于信道傳輸?shù)臄?shù)字調(diào)制信號(已調(diào)信號)，用基帶信

3、號去控制載波信號的某個或幾個參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號傳輸。調(diào)制的目的是把要傳輸?shù)哪M信號或數(shù)字信號變換成適合信道傳輸?shù)男盘?，這就意味著把基帶信號（信源）轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€相對基帶頻率而言頻率非常高的帶通信號。該信號稱為已調(diào)信號，而基帶信號稱為調(diào)制信號。調(diào)制可以通過使高頻載波隨信號幅度的變化而改變載波的幅度、相位或者頻率來實現(xiàn)。在此次仿真實驗中，采用調(diào)幅調(diào)制，使載波的幅度隨著調(diào)制信號的大小變化而變化的調(diào)制方式。根據(jù)作業(yè)原始信號為幅值為1.5、頻率為5Hz的正弦信號；調(diào)制信號為幅值為1.5，頻率

4、為100Hz的高頻正弦信號；干擾信號為服從高斯分布的隨機信號，均值為0，方差為0.05的基本要求首先得出調(diào)制的仿真模型及其調(diào)制原理。1）不加噪聲的調(diào)制模型圖1.0不加噪聲的調(diào)制模型圖2）加噪聲的調(diào)制模型圖1.1加噪聲調(diào)制仿真模型2)各信號及其波形：①　原信號：加噪聲與否并不影響原信號波形都一樣，皆為頻率,幅值為1.5的正弦信號，其波形如圖1.2所示：圖1.2原信號波形圖①　噪聲：服從高斯分布的隨機信號，均值為0，方差為0.05，圖1.3隨機噪聲信號波形圖②　載波信號：的高頻正弦信號圖1.4載波信號波

5、形圖③　調(diào)制后信號：圖1.5加噪聲調(diào)制后的信號波形圖圖1.6不加噪聲調(diào)制后的信號波形圖3)各信號波形以及調(diào)制原理分析：原信號為頻率為5Hz的低頻正弦信號，載波信號為頻率為100Hz的高頻正弦信號。由各波形圖，載波信號比原信號密集，單位時間傳播的信號數(shù)比原信號多。經(jīng)過調(diào)制后，由調(diào)制后波形圖可看出，信號波形的頻率和載波信號一致，而信號波形的包絡(luò)線與原信號波形基本一致。其中的波形有輕微的波動則是由于噪聲影響而引起的。根據(jù)調(diào)幅調(diào)制的原理，調(diào)幅使載波的振幅按照所需傳送信號的變化規(guī)律而變化，但頻率保持不變。2、

6、解調(diào)所謂解調(diào)，就是在接收端將收到的數(shù)字頻帶信號還原成數(shù)字基帶信號，將基帶信號從載波中提取出來以便預(yù)定的接受者（信宿）處理和理解的過程。1）不加噪聲解調(diào)模型圖2.0不加噪聲解調(diào)模型2）加噪聲解調(diào)模型：圖2.1解調(diào)仿真模型2）各信號及其波形：①　調(diào)制后信號：因為這個是噪音加在調(diào)制之前的解調(diào)模型，所以調(diào)制信號和上一小節(jié)的加噪聲調(diào)制后信號一樣，其波形圖和圖1.5一樣。圖2.2加噪聲調(diào)制后的波形圖②　解調(diào)信號：的高頻正弦信號圖2.3解調(diào)信號波形圖①　解調(diào)后信號：經(jīng)解調(diào)后產(chǎn)生的信號。圖2.4加噪聲解調(diào)后信號的波

7、形圖圖2.5不加噪聲解調(diào)后信號的波形圖3）各信號波形及解調(diào)原理分析：由解調(diào)信號圖知，解調(diào)信號與調(diào)制信號是一致的。解調(diào)后的信號波形，其大致輪廓與原信號波形大致相似。信號波動比較大，是因為其內(nèi)包含有噪聲、調(diào)制信號和解調(diào)信號這三種信號波，在這些信號波的影響下，信號的波動較明顯。解調(diào)是從攜帶消息的已調(diào)信號中恢復(fù)消息的過程，是調(diào)制的逆過程。調(diào)幅信號的解調(diào)需要一個頻率和相位與被抑制載波完全一致的正弦振蕩波，使這個由接收機復(fù)原的載波和調(diào)幅信號相乘，這種方式稱為同步檢波，也稱為相干解調(diào)。3、濾波所謂濾波（Wavef

8、iltering）指的是將信號中特定波段頻率濾除的操作，是抑制和防止干擾的一項重要措施。濾波分為經(jīng)典濾波和現(xiàn)代濾波。只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號成分正常通過，而阻止另一部分頻率成分通過的電路，叫做經(jīng)典濾波器或濾波電路?，F(xiàn)代濾波，用模擬電子電路對模擬信號進行濾波，其基本原理就是利用電路的頻率濾波特性實現(xiàn)對信號中頻率成分的選擇。根據(jù)頻率濾波時，是把信號看成是由不同頻率正弦波疊加而成的模擬信號，通過選擇不同的頻率成分來實現(xiàn)信號濾波。a、當(dāng)允許信號中較高頻率的成分通過濾波器時，