实验报告simulink

班级：姓名：学号：

实验一：AM 信号的调制与解调

实验目的：1.了解模拟通信系统的仿真原理。 2.AM 信号是如何进行调制与解调的。 实验原理：

1.调制原理：AM 调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程,就是按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程。

+

m(t)

S AM (t)A 0

cos ωc t

AM 信号的时域和频域的表达式分别为:

()()[]()()()()t t m t A t t m A t S C C C AM ωωωcos cos cos 00+=+=

式（4-1） ()()()[]()()[]C C C C AM M M A S ωωωωωωδωωδπω-+++

-++=2

1

0 式（4-2）

在式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是

随机信号，但通常认为其平均值为0，即。其频谱是DSB

SC-AM 信号的频谱加上离散大载波的频谱。

2.解调原理：AM 信号的解调是把接收到的已调信号还

原为调制信号。 AM 信号的解调方法有两种：相干解调和包

络检波解调。

AM 相干解调原理框图如图。相干解调（同步解调）：利用

相干载波（频率和相位都与原载波相同的恢复载波）进行的解调，相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。相干载波的提取：（1）导频法：在发送端加上一离散的载频分量，即导频，在接收端用窄带滤波器提取出来作为相干载波，导频的功率要求比调制信号的功率小；（2）不需导频的方法：平方环法、COSTAS环法。

LPF m0(t)

S AM(t)

cosωc t

AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成：

（1）整流：只保留信号中幅度大于0的部分。（2）低通滤波器：过滤出基带信号；（3）隔直流电容：过滤掉直流分量。实验内容：

1.AM相干解调框图。

信源参数参数：幅度1 频率10rad/s

载波参数：幅度1 频率100rad/s

BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s LPF参数：截止频率10rad/s

高斯白噪声参数：均值0 标准差0.01

2.AM包络检波解调框图。

信源参数：幅度1 频率10rad/s

载波参数：幅度1 频率100rad/s

BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s LPF参数：截止频率10rad/s

高斯白噪声参数：均值0 标准差0.01

全波整流器参数参数：下限0 上限inf 实验现象及结果：

1.1 AM相干解调波形

上：解调波形下：信源波形

1.2.AM在调制过程中的调制波形

上：调制波形下：信源波形

1.3AM包络检波解调波形

上：解调波形下：信源波形

实验二：DSB信号的调制解调

实验目的：1.了解模拟通信系统的仿真原理。

2.DSB信号是如何进行调制与解调的。

实验原理：

1.调制原理：在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号中无直流分量，则输出的已调信

号就是无载波分量的双边带调制信号（DSB ）。每当信源信号极性发生变化时，调制信号的相位都会发生一次突变π。

()()t t m t S C DSB ωcos =

式（4-3）

调制的目的就是进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而提高系统信息传输的有效性和可靠性。

m(t)

S DSB (t)cos ωc t

DSB 信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，频域上就是卷积，表示式为：()()()[]C C DSB M M S ωωωωω-++=2

1

2.解调原理：DSB 只能进行相干解调，其原理框图与AM 信号相干解调时完全相同，利用恢复的载波与信号相乘，将频谱搬移到基带，还原出原基带信号

LPF

m 0(t)

cos ωc t

S DSB (t)

（1) 当恢复载波与原载波频率不完全一样时，解调信号是原基带信号与低频正弦波的乘积；

(2) 若恢复载波与原载波频率相同，而相位不同时，输出信号达不到最大值。

实验内容：

1.DSB相干解调框图。

信源参数参数：幅度1 频率10rad/s

载波参数：幅度1 频率100rad/s

BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s

LPF参数：截止频率10rad/s

高斯白噪声参数：均值0 标准差0.01

实验现象及结果:

1.1DSB相干解调波形

上：解调波形下：信源波形

1.2

DSB在调制过程中的调制波形

上：调制波形下：信源波形

实验三：SSB信号的调制与解调

实验目的：1.了解模拟通信系统的仿真原理。

2.SSB信号是如何进行调制与解调的。

实验原理：

1.调制原理：

对于DSB信号上下两个边带携带着相同的信息，造成频率资源的浪费，解决方法：只要一个边带即可，出现了SSB信号。

1.1产生SSB 信号最直观方法的是，将设计成具有理

想高通特性

或理想低通特性

的单边带滤波器，从而只让

所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。产生上边带信号时

即为

，产生下边带信号时

即为

cos ωc t

m(t)

H SSB (ω)

S DSB (t)

S SSB (t)

频域表达式为： ()()()()()[]()ωωωωωωωωSSB C C SSB DSB SSB H M M H S S -++==2

1 1.2相移法SSB 调制的原理框图

H h (ω)cos ωc t

S SSB (t)

-π/2

m(t)／2

m(t)cos ωc t/2sin ωc t

m(t)／2

m(t)cos ωc t /2

解调原理：SSB 只能进行相干解调。具有离散大载波的SSB AM 信号的非相干解调：当离散大载波的幅度远大于信号幅度时，可以使用包络检波进行解调

实验内容： 1.1滤波法USB 框图

1.2滤波法LSB框图

信源参数参数：幅度1 频率10rad/s

载波参数：幅度1 频率100rad/s

USB的BPF参数：下限频率100rad/s 上限频率110rad/s LSB的BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率100rad/s LPF参数：截止频率10rad/s

高斯白噪声参数：均值0 标准差0.01

实验现象及结果：

1.1 SSB滤波法上边带解调波形

上：解调波形下：信源波形

1.2 SSB滤波法下边带解调波形

上：解调波形下：信源波形

1.3 SSB在调制过程中的调制波形

上：调制波形下：信源波形

从波形图可以看出，不论是AM、SSB、DSB，由于系统模型经历多个模块，会造成一定的时延。解调过后的信号波形不仅有相位的延迟，而且在幅度上也低于信源波形。AM解调时，应注意滤除直流分量，AM相干解调减去的直流分量与计算结果相符，然而AM包络检波需要减去一个工程值，这个数值并非计算所能得出，需要进行仿真尝试得出。

实验四：ASK信号的调制与解调

实验目的：1.了解数字通信系统的仿真原理。

2.ASK 信号是如何进行调制与解调的。 实验原理：

调制原理：数字信号对载波振幅调制称为振幅键控即 ASK 。OOK 就是用单极性不归零码控制正弦载波的开启与关闭，实现非常简单，抗噪声性能不好。ASK 有两种实现方法：1.乘法器实现法2.键控法。乘法器实现法的输入是随机信息序列，经过基带信号形成器，产生波形序列，乘法器用来进行频谱搬移，相乘后的信号通过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。键控法是产生ASK 信号的另一种方法。二元制ASK 又称为通断控制（OOK ）。最典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。

脉冲成型低

通滤波器

∑∞

-∞

=-n b

n

nT t a )

(δa n 取值为1或0

t

A c ωcos )

(t g T )

(t S ook ∑∞

-∞

=-=

n b T

n

nT t g

a t

b )

()( 解调原理：ASK

的解调有两种方法：1.包络检波法2.相干解

调。同步解调也称相干解调,信号经过带通滤波器抑制来自信道的带外干扰，乘法器进行频谱反向搬移，以恢复基带信号。低通滤波器用来抑制相乘器产生的高次谐波干扰。由于AM 信号波形的包络与输入基带信号

成正比，故也可以用包络检波的方法恢

复原始调制信号。包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤

波器组成。

相干解调框图和包络检波框图分别如图：带通

滤波

全波

整流

低通

滤波

抽样

判决S(t)A(t)

带通

滤波

相乘

电路

低通

滤波

抽样

判决

S(t)A(t)

cos(ω

t)

实验内容：

1.1 ASK模拟相乘法、相干解调框图

信源参数：0码概率0.5 采样时间1s

载波参数：幅度1 频率100rad/s

高斯白噪声参数：均值0 标准差0.001

BPF参数：下限频率90rad/s 上限频率110rad/s