2022年抑制载波单边带调幅和解调的实现整理 .pdf

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1、铜陵学院课程设计报告课程名称：高频电子线路课程设计设计名称：抑制载波单边带调幅（ SSB）和调解的实现姓名：张玉柱学号: 0809121051 班级：08 电信（1）班指导教师：王老师起止日期：2010-12-13 2010-12-19铜陵学院电气工程系制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 2 目录课程设计任务书3 课程设计学生日记3 抑制载波单边带调幅（SSB ）和解调的实现4 一、设计目的和意义4 二、设计的原

2、理4 三、设计的详细步骤4 1、信号的产生4 2、信号的调制4 3、信号的解调5 4、程序代码5 四、设计结果及分析7 1、仿真结果7 2、仿真分析9 五、设计体会9 参考文献10 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 3 课 程 设 计 任 务 书学生班级：08 电信（ 1）班学生姓名：张玉柱学号： 0809121051 设计名称：抑制载波单边带调幅（ SSB）和解调的实现起止日期：2010-12-13 2010-

3、12-19指导教师：王老师设计要求：用 matlab产生一个频率为1Hz，功率为 1 的余弦信号( )f t，设载波频率为10Hz。用抑制载波的单边带调幅实现对信号进行调制和解调。采用 matlab 或者其它软件工具实现对信号进行抑制载波单边带调幅（SSB） 和解调，并且绘制：（1） 信号( )f t及其频谱；（2） SSB调制信号及其频谱；（3） SSB调制信号的功率谱密度；（4） 相干解调后的信号波形。课 程 设 计 学 生 日 志时间设计内容2 天根据课题的技术指标，确定整体方案，并进行参数设计计算3 天对所设计的电路进行仿真，给出仿真结果及分析2 天总结编写课程设计报告1 周合计名师资

4、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - 4 抑制载波单边带调幅（ SSB）和解调的实现一、设计目的和意义1. 研究模拟连续信号在 SSB线性调制中的信号波形与频谱， 了解调制信号是如何搬移到载波附近。2. 加深对模拟线性调制 SSB的工作原理的理解。3. 了解产生调幅波（ AM ）和抑制载波单边带波（ SSBAM ）的调制方式，以及两种波之间的关系。4. 了解用滤波法产生单边带SSBAM 的信号的方式和上下边带信号的不同。5

5、. 了解在相干解调中存在同步误差（频率误差、相位误差）对解调信号的影响从而了解使用同频同相的相干载波在相干解调中的重要性。二、设计原理信号的调制主要是在时域上乘上一个频率较高的载波信号，实现频率的搬移，使有用信号容易被传播。 单边带调幅信号可以通过双边带调幅后经过滤波器实现。双边带调制信号频谱中含有携带同一信息的上、下两个边带。 因此，我们只需传送一个边带信号就可以达到信息传输的目的，以节省传输带宽、 提高信道利用率。这就是单边带调制（ SSBSC）。产生SSB信号有移相法和滤波法。本设计采用滤波法， 即，将已产生的双边带信号通过一个带通滤波器，根据该滤波器传递函数的不同，可分别得到下边带信号

6、和上边带信号。SSB信号可表示为：式中：是m （t） 的所有频率成分移相的信号，称为的希尔伯特信号。式中符号取“ - ” 产生上边带，取 “ +” 产生下边带。三、详细设计步骤1. 信号的产生由题意可知，未调信号的频率f=1Hz，功率 P=1W，载波频率 10Hz。设采用时间为0.001S，频率分辨率为0.1。由于正弦信号的功率与幅值有以下关系：212mPA， 可 以 求 出 未 调 信 号 幅 值 。 所 以 未 调 信 号 表 达 为 ：m=Am*cos(2*pi*ft*t)。2. 信号的调制由于 SSB是通过滤波法实现。通过公式( )( )cosDSBcStf tw t 实现 DSB 信

7、号，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - 5 并通过傅立叶变换得其频谱，然后去除上边频分量得到下边频分量LSSB，再通过傅立叶反变换即可产生携带下边频的单边带调幅信号即u 信号。在 MATLAB中 fftseq 函数可以实现傅立叶变换，iff 函数可以实现傅立叶反变换。3. 信号的解调单边带信号的时域表达式为：( )( ) cos( )sinSSBccStftw tftw t，将已调信号u与 同 频 同 相 的 载

8、波 coscw t 相 乘 后 可 以 得 到 含 源 信 号 的 表 达 试111( )( )( ) cos 2( ) sin 2222PccStftftw tftw t，通过截至频率合理的低通滤波器就能将源信号恢复出来。在MATLAB 中，低通滤波器可以floor 函数实现。4. 程序代码t0=1; ts=0.001; fc=10; fs=1/ts; df=0.3; t=-t0/2:ts:t0/2; m=sqrt(2)*cos(2*pi*t); c=cos(2*pi*fc.*t); %定义载波同相分量b=sin(2*pi*fc.*t); v=m.*c+imag(hilbert(m).*b;

9、 u=m.*c-imag(hilbert(m).*b; M,m,dfl=fftseq(m,ts,df); M=M/fs; U,u,dfl=fftseq(u,ts,df); U=U/fs; V,v,dfl=fftseq(v,ts,df); V=V/fs; f=0:dfl:dfl*(length(m)-1)-fs/2; hold on; figure(1) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - 6 subplot(1,2

10、,1) plot(t,m(1:length(t); axis(-1,1,-2,2); xlabel(时间); title(未调信号 ) subplot(1,2,2); plot(f,abs(fftshift(M) xlabel(频率); title(未调信号的频谱 ) hold on; figure(2); plot(t,c(1:length(t); axis(-0.1,0.1,-2,2) xlabel(时间); title(载波) figure(3); subplot(2,2,1) plot(t,u(1:length(t); axis(-0.2,0.2,-1.5,1.5); xlabel(时

11、间); title(上边带已调信号 ) subplot(2,2,2) plot(t,v(1:length(t) axis(-0.2,0.2,-1.5,1.5); xlabel(时间) title(下边带已调信号 ); subplot(2,2,3) plot(f,abs(fftshift(U) title(上边带已调信号的频谱 ); xlabel(频率); subplot(2,2,4); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - -

12、- - 7 plot(f,abs(fftshift(V) title(下边带已调信号的频谱 ); xlabel(频率) 四、设计结果及分析1. 仿真结果：图 1：未调信号及其频谱名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 8 图 2：载波信号图 3：已调信号及其频谱名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

13、8 页，共 10 页 - - - - - - - - - 9 图 4：功率普密度及解调后的信号2. 仿真分析从图 1 中可以看出，未调信号频率为1Hz。从频谱角度上看，在0 处出现冲击，这是由正弦信号的频率特性确定的。由抑制载波双边带调幅调制出来的信号是以正弦信号为包络的不等值正弦信号组成的波形，经过滤除上边带后得到图3的携带下边带信号的已调信号， 及经过滤除下边带后得到图3 的吓呆上边带信号的已调信号。 调制过程就是将信号的频谱进行搬移，将其搬运到载波附近的频率点上。下图是分别对应上、 下边带信号的频谱图。 与图 1 中的频谱图进行比较能清晰地看出， 频域信号已经被搬移到载波的附件。图 2

14、为载波信号的波形。 从图4 功率普密度图中看到，已调信号的功率主要集中在10Hz 附件，主要是因为信号频率已经被搬运到载波附件的原因。经过滤波器后， 信号的大致形状已经被恢复，但由于调制和解调的过程中信号产生了相移，所以与未调信号相比， 相位发送了较大的变化。五、设计体会通过课程设计， 我得到了很大的收获： 通过对程序的设计， 我进一步熟悉了MATLAB 开发环境，对 MATLAB 的一些基本操作和应用有了更深入的了解。如：有名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共

15、 10 页 - - - - - - - - - 10 要求的正弦信号的产生， 基本图形的绘制和各种的函数的使用等。同时，这次设计使我对数字信号处理和通信原理课本上学到的知识点有了更深入的理解和掌握。比如对信号的调制和解调过程有了更深层次的理解，学会了如何使用MATLAB对信号进行 SSB调制和解调，了解了低通滤波器的MATLAB 设计方法。还有很重要的一点是，我学会了如何安排设计所需的时间及合理利用网络资源等普遍实用的学习方法， 通过和和同学探讨， 拓宽了我的眼界， 学习了别人好的设计思路和设计方法等。五、参考文献1 程佩青. 数字信号处理教程（第三版）. 清华大学出版社， 2007.2 2 刘卫国. MATLAB 程序设计教程 . 中国水利水电出版社， 2005 3 曹志刚、钱亚生 . 现代通信原理 . 清华大学出版社， 1994 4 余成波. 数字信号处理及其MATLAB 实现 . 清华大学出版社， 1995 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -