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基于Matlab的AM调制解调的设计与研究(整理版)

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用matlab做的AM解调

第1章 绪论1.1 研究意义
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。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。科学技术不断的在更新,在信号和模拟通信的中心问题是要把载有消息的信号经系统加工处理后,送入信道进行传送,从而实现消息的相互传递。消息是声音、图像、文字、数据等多种媒体的集合体。把消息通过能量转换器件,直接转变过来的电信号称为基带信号。基带信号有模拟基带信号和数字基带信号。模拟信号的载波调制电路里面经常要用到调制与解调。而AM的调制与解调是最基本的,也是经常用到的.随着电脑的发展和普及,调制与解调在电脑通信中也有着十分重要的作用。AM是调幅(Amplitude Modulation),用AM调制与解调可以在电路里面实现很多功能,制造出很多有用又实惠的电子产品,为我们的生活带来便利[1]。随着电脑的发展和普及,调制与解调在电脑通信中也有着十分重要的作用应用。
1.2 研究现状
用MATLAB仿真工具仿真的AM调制解调与解调器抗干扰性能分析的工作原理和工作过程,完成对调制与解调过程的分析以及相干解调器的抗干扰性能的分析。通过对波形图的分析给出不同信噪比情况下的解调结果对比。寻找最佳调试解调途径已相当重要。其中将数字信息转换成模拟形式称调制,将模拟形式转换回数字信息称为解调。
调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。也就是说,通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小,使得调制信号的信息包含入高频信号之中,通过天线把高频信号发射出去,然后就把调制信号也传播出去了。这时候在接收端可以把调制信号解调出来,也就是把高频信号的幅度解读出来就可以得到调制信号了。
早期VHF 频段的移动通信电台大都采用调幅方式,由于信道快衰落会使模拟调幅产生附加调幅而造成失真,目前已很少采用。调频制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅制,对移动信道有较好的适应性,现在世界上几乎所有模拟蜂窝系统都使用频率调制。
1.3 研究内容
本文主要的研究内容是了解AM信号的数学模型及调制方式以及其解调的方法在不同的信噪比情况下的解调结果。先从AM的调制研究,其次研究AM的解调以及一些有关的知识点,得出AM信号的数学模型及其调制与解调的框图和调制解调波形图,然后利用MATLAB编程语言实现对AM信号的调制与解调,给出不同信噪比情况下的解调结果对比。

2.2 AM的解调原理
解调是调制的逆过程,它的作用是从已调波信号中取原来的调制信号。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。例如收音机里对调幅波的解调通常是利用二极管的单向导电特性,将幅度高频信号去掉一半,再利用电容器的充放电特性和低通滤波器去高频分量,就可以得到与包络形状相同的音频信号。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,用普通检波电路时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。
2.2.1 AM波的相干解调
AM相干解调器的构成原理:
相干解调器的关键是产生相干波[5]。这里我选取载波本身作为相干波,进而满足同步的要求。再通过低通滤波器滤除高频部分。
相干载波
                                       (2.7)
与相干载波相乘
                                       (2.8)
Sp(t)再经低通滤波器就得到了解调器的输出。
从理论上来说,各种信号都可以用正交调制的方法来实现,其时域形式都可以表示为:  
                         (2.9)
若调制信号在数字域上实现要对式(2.6)进行数字化:
                     (2.10)



第3章 AM调制解调系统的仿真与分析
3.1 Matlab简介
MATLAB是一个交互式的系统,其基本数据元素是无须定义维数的数组。这让你能解决很多技术计算的问题,尤其是那些要用到矩阵和向量表达式的问题。而要花的时间则只是用一种标量非交互语言(例如C或Fortran)写一个程序的时间的一小部分。
名称“MATLAB”代表matrix laboratory(矩阵实验室)。MATLAB最初是编写来提供给对由LINPACK和EINPACK工程开发的矩阵软件简易访问的。今天,MATLAB使用由LAPACK[8]和ARPACK[9]工程开发的软件,这些工程共同表现了矩阵计算的软件中的技术发展。
3.1.1 Matlab的产生与发展
MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合,意为矩阵工厂(矩阵实验室)。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
3.1.2 Matlab的应用及特点
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。特点有以下几点:
(1) 高效的数值计算及符号计算功能,能使用户从繁杂的数学运算分析中  解脱出来。
      (2) 具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化。
      (3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言,使学者易于学习和掌握。
  • 功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等),为用户提,供了大量方便实用的处理工具。
3.2 AM调制调制的流程分析
鉴于MATLAB以上的应用特点,用其分析AM信号调制解调中的抗噪声性能是一种相当精确的手段,如图3.1是AM信号调制解调流图。



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(毕业设计)基于Matlab的AM调制解调的设计与研究(整理版).doc (587.19 KB, 下载次数: 44)


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