三、实验原理
调制是一个将信号变换成适于在信道传输的过程。由于信源的特性与信道的特性可能不匹配,直接传输可能严重影响传输质量。模拟调制针对的信源为模拟信号,常用的模拟调制有调幅、调相、调频。本次实验进行的是模拟信号的幅度调制。 幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度,使之随调制信号做线性变化的过程。由于已调信号的幅度随基带信号的规律呈正比地变化,这一特点反映在频谱结构上,表现为已调信号的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。所以,幅度调制通常又称为线性调制。幅度调制包括AM、DSB和SSB调制。
调幅(AM是标准调幅,也就是常规双边带调制。假设调
制信号m(t的平均值为0,将其外加一个直流偏量A0后与载波相乘,即可形成调幅信号。其时域表达式为:
抑制载波的双边带调制(DSB是一种高调制效率的调
制方式,其时域表达式为: 3.1 AM调制
假定基带信号为一个频率为1Hz、功率为1的余弦信源m(t,载波是频率为10Hz,幅值A=2的余弦信号,在用信源对载波进行常规调幅的过程中,我们应该做以下工作: % 信源 close all; clear all; dt=0.001; fm=1; fc=10; T=5; t=0:dt:T;
mt=sqrt(2*cos(2*pi*fm*t;
2. 产生给定的载波信号
如何产生题目要求的频率为10Hz,幅值A=2的余弦信号,基于与基带信号产生同样的思路,这个问题很容易解决。相关的定义请参照1自行定义。 3. 依据调制原理进行AM调制。
根据《通信原理》相关章节的学习,我们知道AM调制后的已调信号可表示为: SAM(t=[A0+m(t]cosωct
4. 求已调信号的功率谱密度
根据确知信号功率谱求解的方法,我们知道确知信
号m(t的功率谱密度可由如下的公式求解:
也就是说,先求出信号的傅立叶变换,再求出傅立叶变换函数的模的平方,即可得信号的功率谱密度。 3.2 DSB调制
假定基带信号仍然是一个频率为1Hz、功率为1的余弦信源m(t,载波是频率为10Hz,幅值A=2的余弦信号,用该基带信号对载波进行DSB调制的过程可概括为以下几步:
1. 产生给定的基带信号 2. 产生给定的载波信号
题目要求的频率为10Hz,幅值A=2的余弦信号的产生方法参见1。
3. 依据调制原理进行DSB调制。
根据《通信原理》相关章节的学习,我们知道DSB调制后的已调信号可表示为:
也就是将步骤1产生的基带信号与步骤2定义的余弦信号直接相乘。
4. 求已调信号的功率谱密度
根据确知信号功率谱求解的方法,我们知道确知信号m(t的功率谱可由如下的公式求解:
也就是说,先求出信号的傅立叶变换,再求出傅立叶变换函数的模的平方,即可得信号的功率谱密度。 3.3 SSB调制
假定基带信号仍然是一个频率为1Hz、功率为1的余弦信源m(t,载波是频率为10Hz,幅值A=2的余弦信号,用该基带信号对载波进行SSB调制的过程可概括为以下几步:
1. 产生给定的基带信号 2. 产生给定的载波信号
题目要求的频率为10Hz,幅值A=2的余弦信号的产生方法参见1。
3. 用相移法产生SSB信号
用相移法产生SSB信号,可用以下的表达式表示:
也就是说将基带信号m(t本身乘以余弦信号本身,对基带信号进行希尔伯特变换后与正弦信号相乘,最后将两个乘积相加即可。在MATLAB程序设计时,先设计出希尔伯特变换函数,再按以上步骤实施,就得到了SSB调制的程序。
当然若是不熟悉希尔伯特函数hilbert的使用,可直接将基带信号相移2π,得到正弦信号,直接带入计算也是可以实现的。相关的程序如上被注释的程序所示:
%s_ssb=mt.*cos(2*pi*fc*t/2+sqrt(2*sin(2*pi*fm*t.*sin(2*pi*fc*t/2; 4. 用滤波法进行SSB调制。
将生成的DSB信号送入理想低通滤波器或者理想带通滤波器,就可得到相应的下边带和上边带
SSB信号。
设计理想低通或者理想带通滤波器生成的MATLAB程序,并利用3.2中得到的DSB调制信号,将滤波器的传输函数h(t与SAM(t卷积,就得到了用滤波法生成的SSB信号。
5. 求已调信号的功率谱密度
根据确知信号功率谱求解的方法,我们知道确知信号m(t的功率谱可由如下的公式求解:
也就是说,先求出信号的傅立叶变换,再求出傅立叶变换函数的模的平方,即可得信号的功率谱密度。
四、实验步骤
(1按照 3.1 所提供的 AM 调制的思路,运行提供的范例程序,存档为 Q2_1,并将所
得的结果存盘,贴在下面空格处。
close all; clear all; dt=0.001; fm=1; fc=10; T=5; t=0:dt:T;
mt=sqrt(2*cos(2*pi*fm*t; A=2;
s_am=(A+mt.*cos(2*pi*fc*t; //AM调制函数 B=2*fm; figure(1 plot(t,s_am;
hold on; //保持住当前波形 plot(t,A+mt,'r--';
title('AM调制信号及其包络'; xlabel('t';
相关推荐: