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沈阳理工大学通信系统课程设计报告
1
课程设计目的：
< br>掌握
am
调制与解调系统的理论设计和软件仿真方法，<
/p>
掌握应用
matlab
分析时
域
频域特性的方法。通过
MATLAB
仿真，加深对
AM
系统
的理解；锻炼运用所学
知识，独立分析问题、解决问题的综合能力
2
课程设计要求
：
运用通信原理的基本理论和专业知识，
对
AM
系统进行设计、
仿
真
（仿真用
程序实现），要求用程序画出调制信号，载波，已调
信号、相干解调之后信号的
的波以及已调信号的功率谱密度。
用
matlab
产生一个频率为
1HZ
、
功率为
1<
/p>
的余弦信源，
设载波频率为
10HZ
，
A=2
，
试画出
：调制信号，
AM
信号，载波，解调信号及已调信号的功率谱密
度。
3
相关知识：
AM
调制信号波形图：
AM
调制也称普通调幅波，已调波幅度将随调制信号的规律变化而线性变
化，但载波频率不变。设载波是频率为
ωc
的余弦波：
uc(t)=Ucmcosωct,
调制
信号为频率为
Ω
的单频余弦信号，
即
UΩ(t)=UΩmcosΩt(Ωωc)
,
则普通调幅波信号
为
:
?<
/p>
u
AM
(t)= (U
< br>cm
+kU
Ωm
cos Ωt)cosω
c
t = U
cm
(1+M
a
cosΩt)cosω
c
t
?
（
1
）
——式中：
Ma
＝
kU
Ωm
/U
cm
，称为调幅系数或调幅度
AM
调
制信号波形如图
1
所示：
1
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
图
1.
普通调幅波形
< br>
显然
AM
< br>波正负半周对称时：
MaUcm
＝
Umax
－
Ucm
＝
Ucm
－
Umin
，
调幅度为：
Ma=(
Umax
－
Ucm
)
∕
Ucm =(
Ucm
－
Umin
)
∕
Ucm
。
Ma
＝
0
时，
未调幅状态
Ma
＝
< br>1
时，满调幅状态（
100
％）
，正常
Ma
值处于
0
< br>～
1
之间。
< br>Ma>1
时，普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同，会产生失真，称为过调
幅现象。
所以，
普通调幅要求
Ma
必须不大于
1
。<
/p>
图
2
所示为产生失真时的波形。
2
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
图
2
.
Ma>
1
时的过调制波形
4
课程设计分析
4.1AM
调制原理：
AM
调制就是由调制信号去控制高
频载波的幅度，使之随调制信号作线性
变化的过程。
在波形上，
幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化；
在频谱
结构上，
它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移
（精
确到常数
因子）
。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常
又称为线性调制。
AM
是指
调制信号去
控制高频载波的幅度，使其随调制信号呈线性变化的过程。
AM
信号
的调制原理模型如下
[6]
：
调制模型
<
/p>
m(t)
为基带信号，它可以是确知信号，也可以是随机信号，但
通常认为
它的平均值为
0.
载波为
C
(
t
)
?
A
0
cos
(
w
C
t
?
￠
0
)
（
2.3.1
）
3
沈阳理工大学通信系统课程设计报告
上式中，
A
为载波振幅，
w
为载波角频率
?
0
为载波
的初始相位。
解调方法利用相
干解调。解调就是实现频谱搬移，通过相乘器与载波相
乘来实现。
相干解调时，
接收端必须提供一个与接受的已调载波严格同步的
本地载波，
它与接受的已调信号相乘后，
经低通滤波器取出低
频分量，
得到
原始的基带调制信号。相干解调的一般模型如下：
图
1
AM
信号的相干解调原理框图
将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得
解调框图
S
AM
(
t)
?
cosw
c
t
?
[
A
0
?
m
(
t
)]<
/p>
cos
2
w
c<
/p>
t
1
1
?
[
A
0
?
m
(
t
)]
?
[
A
0
< br>?
m
(
t
)]
cos
2
w
c
t
2
2
由上式可知，只要用一个低通
滤波器，就可以无失真的恢复出原始的调制信
号
。
1
M
0
(
T
)
?
[
A
0
?
M
(
T
< br>)]
2
通过信号的功率谱密度的公式，得到功率谱密度。
4.2AM
解调原理
：
振幅解调是振幅调制的逆过程，
< br>从频谱的角度看就是将有用信号从高频段搬
到低频段。而要完成频谱搬移（有新频
率产生）
，电路中必须要有非线性器件。
一般情况下，
AM
波采用包络检波即峰值检波的方式实现解调。
即包络检波就是
从
AM
波中还原出原
调制信号的过程。
设输入普通调幅信号
uAM
（
t
）如（
< br>1
）式所示，图
4
中非线性器件
工作在
开关状态，则非线性器件输出电流为：
io(t)=gu
AM(t)·
K1
（
ω
c
t
）
?
1
2
=gUcm(1+M
a
cosΩt)cosω
c
< br>t
·
[
?
?
(
?
1
)
n
?
1
?
cos(
2
n<
/p>
?
1
)
w
c
t
]
2
n
?
1
(
2
n
?
1
)
?
式中：
g
——非线性器件伏安特性曲线斜率。
4