王-通信原理课程设计-模拟调制系统的线性调制(幅度调制)的AM调制和非线性调制(角度调制)的FM调制

重庆交通大学信息科学与工程学院通信原理课程设计实验报告专业班级：学号：姓名：实验所属课程：通信原理实验室(中心)：信息科学与工程学院软件中心指导教师：实验完成时间：2013年1月1日一、设计题目模拟调制系统的线性调制（幅度调制）的AM调制和非线性调制（角度调制）的FM调制二、实验内容及要求:1.掌握模拟调制系统的调制和解调（AM，FM）的方法2.理解模拟调制系统的原理3.掌握相干解调4.能熟练运用matlab软件，设计程序，并进行仿真，实现设计功能三、实验过程(详细设计):本实验共包括2个程序，一个是线性调制AM，另一个是非线性调制FM，具体程序如下：AM调制clearall;closeall;clc;clf;%************初始的一些定义**********t=0:0.001:2;dt=0.001;%定义t及抽样间隔w=2*pi*2;n=2*pi*15;m=sin(w*t);%基带信号p=cos(n*t);%载波信号%*************AM调制*****************AM=cos(n*t)+m.*cos(n*t);%AM调制信号,Ao=1%******基带信号与载波信号波形图******教师评阅意见：签名：年月日实验成绩：subplot(211);plot(t,m);title('基带信号');xlabel('t');ylabel('m(t)');subplot(212);plot(t,p);title('载波信号');xlabel('t');ylabel('p(t)');%********已调信号与加噪后的波形图*******figuresubplot(211);plot(t,AM);title('AM调制');xlabel('t');ylabel('S(t)');snr=10;%定义信噪比为10y=awgn(AM,snr);subplot(212);plot(t,y);title('加噪后的波形图');xlabel('t');ylabel('B(t)');%******通过带通滤波器和解调的波形图*****m1=2*dt*13;m2=2*dt*17;[b,a]=butter(4,[m1m2],'bandpass')%设计4阶，带通为m1--m2的滤波器，求滤波器系数H=filter(b,a,AM);figuresubplot(211)plot(t,H);title('带通滤波后的波形');xlabel('t');ylabel('H(t)');xx=abs(hilbert(H));%希尔伯特变化，解调xx=xx-1;subplot(212)%解调信号与原基带信号对比plot(t,m,t,xx,'r')title('解调信号与基带信号对比');ylabel('m(t)');xlabel('t');%************AM频谱图***************f=1/dt;%采样频率(Hz)X=fft(AM);%计算x的快速傅立叶变换XN=1/dt;F=X(1:N/2+1);%F(k)=X(k)(k=1:N/2+1)f=f*(0:N/2)/N;%使频率轴f从零开始figureplot(f,abs(F));title('AM信号频谱图'),axis([0,50,0,2000])xlabel('Frequency');ylabel('|F(k)|')FM调制clearall;closeall;clc;clf;%************初始的一些定义**********dt=0.0001;t=0:dt:1;fe=5;fc=20;mt=cos(2*pi*fe*t+0);%令phi=0A=1;kp=2;%*************FM调制*****************PM=A*cos(2*pi*fc*t+kp*mt);%***基带信号、PM信号和加噪后的信号波形图***subplot(3,1,1);plot(t,mt);title('基带信号')subplot(3,1,2);plot(t,PM);title('FM信号'),axis([0,1,-1.5,1.5])snr=10;%定义信噪比为10s_pm1=awgn(PM,snr);subplot(313);plot(t,s_pm1);title('加噪后的波形图');xlabel('t');ylabel('B(t)');%加噪后的信号、通过带通滤波器、通过低通滤波器figuresubplot(3,1,1);plot(t,s_pm1);title('s_pm1-加噪后的波形')w1=2*dt*30;w2=2*dt*70;[b,a]=butter(4,[w1,w2],'bandpass')s_pm2=filter(b,a,s_pm1);subplot(3,1,2);plot(t,s_pm2);title('s_pm2-通过带通滤波器的波形');B=fc+fe;wn3=2*dt*B;[b,a]=butter(4,wn3,'low');s_pm3=filter(b,a,s_pm2);subplot(3,1,3);plot(t,s_pm3);title('s_pm3-通过低通滤波器后的波形');%信号通过微分器、取包络、解调后的波形s_pm4=diff(s_pm3);s_pm4=[s_pm4,0];figuresubplot(3,1,1);plot(t,s_pm4);title('s_pm4-经微分器后的波形')s_pm5=abs(hilbert(s_pm4));subplot(3,1,2);plot(t,s_pm5);title('s_pm5-取包络')B=fc+fe;wn3=2*dt*B;[b,a]=butter(4,wn3,'low');s_pm6=filter(b,a,s_pm5);subplot(313)plot(t,s_pm6);title('s_pm6-经低通滤波器后的波形')s_pm6=s_pm6-0.0022;figure(4)plot(t,s_pm6*300,'r',t,mt);四、测试结果及设计分析：AM调制1.基带信号，载波信号如图所示（w=2*pi*2;n=2*pi*15;m=sin(w*t);p=cos(n*t);）2.调制后的信号（AM信号），和加噪的信号（信噪比=10）3.信号通过带通滤波器，然后进行解调后的波形4.最后画出AM信号的频谱FM调制1.基带信号和FM信号以及加噪后的FM信号2.加噪后的信号通过带通滤波器，低通滤波器后的信号3.信号经过微分器后，然后取包络，得到图形4.解调后的信号与基带信号的比较五、思路及体会实验设计思路根据模拟系统调制的原理，线性系统和非线性系统不同，各有各的方法，一步一步进行程序的设计，由调制信号→载波信号→已调信号→对已调信号进行加噪→然后通过带通滤波器→最后对信号进行解调→然后和原始的调制信号进行比较，观察调制效果。本实验中最关键的部分就是实验原理，明确实验原理，按部就班，便可设计出合适的程序。在上述过程中，首先要明确各个定值、变量的含义，以免混淆，而且其中涉及到多个信号，在读信号进行操作的时候也要仔细，否则会导致后面的程序无法运行。实验设计体会本学期的通信原理课程设计，我选择的题目是模拟系统的线性调制和非线性调制，难度中等，把平时在课堂上学习到的理论知识用到的实处，借助matlab编程软件，做出了比较合适的调制系统。在这其中重重之重要明确实验原理，因此我把书本知识详细系统的又复习了一遍。其次，课程设计对matlab的软件的编程能力也有一定的要求，我又自学了许多新的函数用法，如各种滤波器的设计，频谱图的描绘。当然，凡事不能一帆风顺，其中我也遇到了很多问题，通过上机课向老师请教，课下和同学们讨论，从图书光查阅文献，上网浏览网页，基本把问题都搞明白了，明显感受到自己的思考能力，合作能力，创新能力有了很大的提高。另外，“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，很好的验证了本次课程设计，我们只有把学到的知识投入到实际应用中，才算真正的把知识学懂，否则学到的知识是死知识，没有什么太大的价值。通过实践，我们锻炼了自己的各种能力，明白了之中的了奥妙和精髓，对以后的工作和生活具有很重要的指导意义！