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1、HUNAN UNIVERSITY通信原理课程实验报告题目：模拟调制已调信号的波形和频谱学 生 姓 名 ：学 生 学 号 ：专 业 班 级 ：指 导 老 师 ：杜 青 松名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 一 页目 录1.实验目的 . 12.实验原理 . 12.1AM 调制 . 12.2DSB 调制 . 12.3SSB 调制 . 22.4FM 调制 . 33.实验内容与要求. 44.实验方法与
2、实验步骤. 84.1 仿真基本参数 . 84.2 生成调制信号 . 84.3 载波信号 . 94.4 对调制信号进行AM 调制 . 94.5 对调制信号进行DSB 调制 . 10 4.6 对调制信号进行SSB 调制 . 10 4.7 对调制信号进行FM 调制 . 11 5.实验结果与分析. 13 5.1 调制信号 . 13 5.2 载波信号波形 . 13 5.3 AM 调制信号波形和频谱. 14 5.4 DSB 调制信号波形和频谱. 14 5.5 SSB 调制信号波形和频谱. 15 5.6 FM 调制信号波形和频谱. 15 6.心得与体会 . 15 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
3、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 1 页1.实验目的1、通过实验深入理解常见模拟调制样式AM 、DSB 、SSB 、FM的调制原理及已调信号的波形和频谱；2、掌握绘制通信信号的频谱图形的方法；3、练习根据理论分析自行设计实验方法的能力。2.实验原理2.1AM 调制2.2DSB 调制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -
4、 第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 2 页DSB调制器模型如图 2 所示。在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络 (H(W)=1） ，调制信号m(t) 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。调制的目的就是进行频谱搬移，调制的目的就是进行频谱搬移，使有用的低频信号搬移到高频上去，从而提高系统信息传输的有效性和可靠性。其时域和频域的表达式如下：2.3SSB 调制产生单边带信号的最简单方法，就是先产生双边带。然后让它通过一个边带滤波器，只传
5、送双边带信号中的一个边带，这种产生单边带信号的方法称为滤波法。根据滤除方法的不同，产生SSB信号的方法有：滤波法和相依法。滤波法即SSB信号的频域表示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 3 页产生 SSB 信号最直观的方法是，先产生一个双边带信号，然后让其通过一个边带滤波器，滤除不要的边带， 即可得到单边带信号。我们把这种方法称为滤波法， 他是最简单也是最常用的方法。 单边带滤波器的传输函
6、数具有如下理想高通特性：其中：2.4FM 调制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 4 页3.实验内容与要求调制信号和载波信号的时间分辨率为0.0001s，时间 t 的取值范围为 0st20s。1、 产生调制信号 m ( t )=sin6 t ， 画出调制信号的时域波形图及其频谱图形。要求1：时域波形图显示的横坐标时间范围为01s，纵坐标范围为-1.1V1.1V 。实验结果应该如下图所示。要求
7、 2：频谱图显示的横坐标时间范围为-1010Hz。实验结果应该如下图所示。2、产生载波信号 c(t )=cos120t ，画出载波信号的时域波形图。要求显示的横坐标时间范围为01s，纵坐标范围为 -1.1V1.1V 。实验结果应该如下图所示。00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81时 间 (s)电压值(V)调 制 信 号 m(t)=sin6 t-10-8-6-4-2024681012345678910 x 104频 率 (Hz)频谱幅度值调制 信 号幅 频 特 性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
8、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 5 页3、对调制信号进行AM调制，产生 AM已调制信号 Sam( t )= A0+m ( t ) c( t )，自行选择 A0的值，使得已调信号不产生过载。画出AM已调信号的时域波形图及频谱图。要求：实验结果应该如下两图所示。4、对调制信号进行DSB调制，产生 DSB已调制信号 SDSB(t )= m ( t )c( t ) 。画00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1-0.8-0.
9、6-0.4-0.200.20.40.60.81时 间 (s)电压值(V)载 波 信 号 c(t)=cos120 t00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-2-1.5-1-0.500.511.522.5时 间 (s)电压值(V)AM 已 调 信 号 s(t)=(A0+sin6t)*cos120t-60-40-2002040602468101214x 104频 率 (Hz)频谱幅度值AM 已 调 信 号 幅 频 特 性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7
10、 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 6 页出 DSB已调信号的时域波形图及频谱图。要求：实验结果应该如下两图所示。5、对调制信号进行SSB调制，产生 SSB已调制信号 SSSB( t )。画出 SSB已调信号的时域波形图及频谱图。要求：上单边带实验结果应该如下两图所示。00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81时 间 (s)电压值(V)DSB 已 调 信 号 s(t)=sin6t*cos120 t-60-40-2002040600.511.522.533.544.5x 1
11、04频 率 (Hz)频谱幅度值DSB 已 调 信 号 幅 频 特 性00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.5时 间 (s)电压值(V)SSB 上 单 边 带 已 调 信 号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 7 页6、对调制信号进行FM调制，产生 FM已调制信号 SFM(t ) 。画出 FM已调信号的时
12、域波形图及频谱图。要求：实验结果应该如下两图所示。-60-40-2002040600.511.522.533.544.5x 104频 率 (Hz)频谱幅度值SSB 上 单 边 带 已 调 信 号 幅 频 特 性00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81时 间 (s)电压值(V)FM已 调 信 号-200-150-100-500501001502000.511.522.5x 104频 率 (Hz)频谱幅度值FM 已 调 信 号 幅 频 特 性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
13、 - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 8 页4.实验方法与实验步骤本仿真利用 MATLAB 自带函数仿真了 AM 、 DSB 、 SSB 、 FM等常见模拟调制样式，生成并记录了调制信号的波形和频谱。4.1 仿真基本参数系统仿真前定义仿真具体参数。具体如下：%-T = 20; %仿真的总时间长度20s Ts = 0.0001; %采样时间间隔t = 0:Ts:T; %定义时间矢量N = length(t); %得到总采样点数Fs = 1/Ts; %采样频率df = Fs/
14、N; %计算频率分辨率f = -Fs/2:df:Fs/2-df; %定义频率矢量（频谱图的横坐标）4.2 生成调制信号生成调制信号并绘制时域波形图以及调制信号的幅频特性。%- figure(1); mt = sin(6*pi*t); %调制信号plot(t,mt);grid on; %时域波形图axis(0 1 -1.1 1.1); xlabel( 时间 (s) ); ylabel( 电压 (V) ); title( 调制信号 ) figure(2); fmt = fft(mt); fmt = fftshift(fmt); fmt = abs(fmt); plot(f,fmt);grid on
15、; % 幅频特性minF=min(abs(fmt); maxF=max(abs(fmt); axis(-10 10 minF maxF); xlabel(频率 (Hz); ylabel(频率幅度值 ); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 9 页title(调制信号幅频特性); 4.3 载波信号产生载波信号并生成时域波形图：%- mt = cos(120*pi*t); plot(t,mt)
16、;grid on; axis(0 1 -1.1 1.1); xlabel(时间 (s);ylabel(电压值 (V); title(载波信号 c(t)=cos120t );4.4 对调制信号进行AM 调制选择A0值为1.5，进行 AM 调制：%- figure(1); A0=1.5; mt = A0+sin(6*pi*t).*cos(120*pi*t); plot(t,mt);grid on; axis(0 1 -2.5 2.5); xlabel(时间 (s);ylabel(电压 (V); title(AM已调信号 s(t)=(A0+sin6t)*cos120t); figure(2); fm
17、t = fft(mt); fmt = fftshift(fmt); fmt = abs(fmt); plot(f,fmt);grid on; minF=min(abs(fmt); maxF=max(abs(fmt); axis(-65 65 minF maxF); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 10 页xlabel(频率 (Hz);ylabel( 频率幅度 ); title(AM已调
18、信号幅频特性); 4.5 对调制信号进行DSB 调制%- figure(1); mt = sin(6*pi*t).*cos(120*pi*t); plot(t,mt);grid on; axis(0 1 -1.0 1.0); xlabel(时间 (s);ylabel(电压 (V); title(DSB已调信号 s(t)=sin6t*cos120 t); figure(2); fmt = fft(mt); fmt = fftshift(fmt); fmt = abs(fmt); plot(f,fmt);grid on; minF=min(abs(fmt); maxF=max(abs(fmt);
19、axis(-65 65 minF maxF); xlabel(频率 (Hz);ylabel(频率幅度值 ); title(DSB已调信号幅频特性); 4.6 对调制信号进行SSB 调制%- figure(1); mt1 = sin(6*pi*t); mt2 = -cos(6*pi*t); ct1 = cos(120*pi*t); ct2 = sin(120*pi*t); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原
20、理课程实验报告第 11 页mt = 0.5.*mt1.*ct1+0.5.*mt2.*ct2; plot(t,mt); grid on; axis(0 1 -0.5 0.5); xlabel(时间 (s);ylabel(电压 (V); title(SSB上单边带已调信号); figure(2); fmt = fft(mt); fmt = fftshift(fmt); fmt = abs(fmt); plot(f,fmt); grid on; minF=min(abs(fmt); maxF=max(abs(fmt); axis(-65 65 minF maxF); xlabel(频率 (Hz);y
21、label(频率幅度值 ); title(SSB上单边带已调信号幅频特性); 4.7 对调制信号进行FM 调制%- figure(1); kf = 50; fc = 60; mt = sin(6*pi*t); int_m=zeros(1,length(t); for i=1:length(t)-1 int_m(i+1)=int_m(i)+mt(i)*Ts; end st=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_m); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13
22、页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 12 页plot(t,st); grid on; minS=min(st); maxS=max(st); axis(0 1 minS maxS); xlabel(时间 (s);ylabel(电压值 (V); title(FM已调信号 ); figure(2); fmt = fft(st); fmt= fftshift(fmt); fmt = abs(fmt); plot(f,fmt); grid on; minF=min(abs(fmt); maxF=max(abs(fmt); axis(-200 200 minF
23、maxF); xlabel(频率 (Hz);ylabel(频率幅度值 ); title(FM已调信号幅频特性); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 13 页5.实验结果与分析5.1 调制信号如图为调制信号的时域波形图以及幅频特性图。5.2 载波信号波形如图为载波信号 c(t)=cos120t的时域波形图。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -
24、 - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 14 页5.3 AM 调制信号波形和频谱A0值设为 1.5时的AM 调制时域波形图以及幅频特性。5.4 DSB 调制信号波形和频谱名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - - 通信原理课程实验报告第 15 页5.5 SSB 调制信号波形和频谱5.6 FM 调制信号波形和频谱6.心得与体会名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - -