前言
调制就是使一个信号(如光、高频电磁振荡等)的某些参数(如振幅、频率等)按照另一个欲传输的信号(如声音、图像等)的特点变化的过程。用所要传播的语言或音乐信号去改变高频振荡的幅度,使高频振荡的幅度随语言或音乐信号的变化而变化,这个控制过程就称为调制。其中语言或音乐信号叫做调制信号,调制后的载波就载有调制信号所包含的信息,称为已调波。
解调是调制的逆过程,它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。对于幅度调制来说,解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。对于频率调制来说,解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。频率解调要比幅度解调复杂,用普通检波电路是无法解调出调制信号的,必须采用频率检波方式,如各类鉴频器电路。关于鉴频器电路可参阅有关资料,这里不再细述。
本课题利用MATLAB软件对DSB信号调制解调系统进行模拟仿真,分别对正弦波进行调制,观察调制信号、已调信号和解调信号的波形和频谱分布。
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第一章 设计要求
0?t?t0/3?1,?(1)已知调制信号m(t)???2,t0/3?t?2t0/3
?0,其他? (2)调制载波c(t)=cos(2?fct) (3)设计m文件实现DSB-AM调制
(4)设计m文件绘制消息信号与已调信号的频谱,分析其频谱特征。
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第二章 系统组成及工作原理
2.1 DSB-AM系统构成
在AM信号中,载波分量并不携带信息,信息完全由边带传送。如果将载波抑制,只需在将直流A0去掉,即可输出抑制载波双边带信号,简称双边带信号(DSB)。
2-1 DSB调制器模型
调制过程是一个频谱搬移的过程,它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来,并且不失真地恢复出原始基带信号。
双边带解调通常采用相干解调的方式,它使用一个同步解调器,即由相乘器和低通滤波器组成。相干解调的原理框图如图2-2所示:
2-2 DSB相干解调模型
2.2DSB调制原理
在消息信号m(t)上不加上直流分量,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调制信号,简称双边带(DSB)信号。DSB调制器模型如图2-1,可见DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘。
SDSB(t)?m(t)cos(?ct) (式2-1)
SDSB(?)?1/2[F(???c)?F(???c)] (式2-2)
除不再含有载频分量离散谱外,DSB信号的频谱与AM信号的完全相同,仍由上下对称的两个边带组成。故DSB信号是不带载波的双边带信号,它的带宽与AM信号相同,也为基带信号带宽的两倍,DSB信号的波形和频谱分别如图2-3:
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2-3 DSB调制的谱分析
调制过程是一个频谱搬移的过程,它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。 DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致,因而不能采用简单的包络检
波来恢复调制信号,需采用相干解调(同步检波)。另外,在调制信号m(t)的过零点处,高频载波相位有180°的突变。
除了不再含有载频分量离散谱外,DSB信号的频谱与AM信号的频谱完全相同,仍由上下对称的两个边带组成。所以DSB信号的带宽与AM信号的带宽相同,也为基带信号带宽的两倍。
2.3DSB解调原理
因为不存在载波分量,DSB信号的调制效率是100%,即全部功率都用于信息传输。但由于DSB信号的包络不再与m(t)成正比,故不能进行包络检波,需采用相干解调。相干解调模型图2-2已给出。
图中输入的为式2-1的DSB信号。 乘法器输出为
?(t)?SDSB(t)cos(?ct)?1m(t)[1?cos(2?ct)] 式(2-4)
2经低通滤波后为
m0(t)?1m(t) 式(2-5)
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2.4FIR数字低通滤波器
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