MATLAB实验三信号的调制与解调44374.pdf

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1、实验三 信号的调制与解调 一.实验目的：1.熟悉幅度调制与解调过程，熟悉调制解调过程中信号时域波形和频谱。2.掌握 Modulate 函数实现调幅和调频信号。3.熟悉快速傅立叶变换函数 fft，求模函数 abs 和 fftshift 函数求信号幅度频谱。4.掌握 butter 函数进行巴特沃兹低通滤波器设计，熟悉滤波器频率响应函数 freqz，滤波函数 filter。5.熟悉信号的合成与分解原理，加深对傅里叶级数的理解；二、实验原理：1.两个信号的调制通常用乘法器实现,由一个信号控制另一个信号的某个参量,例如用一个低频正弦波信号控制高频载波的幅值,则产生一个振幅调制信号,称为调幅波;类似还可产

2、生调频波等。2.幅度调制与解调原理：（如下图所示）调制信号()f t,载波()p t,假设信道不引入噪声,解调时采用同步解调,LPF 为低通滤波器,()Cft为接收信号。三、实验内容 1 验证性实验 a)使用 modulate 函数产生调幅信号 解：Fm=10;Fc=100;Fs=1000;N=1000;k=0:N;t=k/Fs;x=abs(sin(2*pi*Fm*t);xf=abs(fft(x,N);y1=modulate(x,Fc,Fs,am);subplot(2,1,1);plot(t(1:200),y1(1:200);xlabel(时间);ylabel(幅度);title(调幅);yf

3、=abs(fft(y1,N);subplot(2,1,2);stem(yf(1:200);xlabel(频率);ylabel(幅度);b)使用 modulate 函数产生调频信号 解：Fm=10;Fc=100;Fs=1000;N=1000;k=0:N;t=k/Fs;x=abs(sin(2*pi*Fm*t);xf=abs(fft(x,N);y1=modulate(x,Fc,Fs,pm);subplot(2,1,1);plot(t(1:200),y1(1:200);xlabel(时间);ylabel(幅度);title(调频);yf=abs(fft(y1,N);subplot(2,1,2);ste

4、m(yf(1:200);xlabel(频率);ylabel(幅度);c)周期信号的分解与合成 解：t=-3:0.01:3;Fm=0.5;sum=0;n=100;for i=1:2:n;sum=sum+4/pi.*(1/i).*sin(i*2*pi*Fm*t);end plot(t,sum);title(周期信号的分解与合成);2 设计性实验 1)发射端调制信号()2cos(2)f tt,载波()cos(20)p tt,已调信号()Aft,理想信道无噪声。接收端使用同频解调()cos(20)p tt,低通滤波器参数:截止频率 0.08,阶数 14 的巴特沃兹低通滤波器，对解调后信号()Cft进行

5、滤波，滤除高频成分，保留低频成分。要求:（1）.设计符合要求的巴特沃兹低通滤波器,使用 freqz 函数做出幅频和相频响应图.解：Fp=80;Fs=100;Wp=2*pi*Fp;Ws=2*pi*Fs;N,Wn=buttord(Wp,Ws,14,30,s);b,a=butter(N,Wn,s);wa=0:(3*Ws)/511:3*Ws;h=freqs(b,a,wa);subplot(3，1，1);plot(wa/(2*pi),20*log10(abs(h);grid;xlabel(频率,Hz);ylabel(增益,dB);title(巴特沃兹低通滤波器);axis(0 2*Fs-60 5);hf

6、=abs(h);hx=angle(h);subplot(3，1，2);plot(wa/(2*pi),hf);title(幅频特性曲线);subplot(3，1，3);plot(wa/(2*pi),hx);title(相频特性曲线);（2）.做出 A,B,C 各点时域波形和幅度频谱图。解：A 点 t=0:0.001:4;ft=2*cos(2*t);pt=cos(20*t);fat=ft.*pt;subplot(2,1,1);plot(t,fat);title(y=fa(t)=2cos(2t)*cos(20t);xlabel(时间);ylabel(幅度);yf=abs(fft(fat,1000);

7、subplot(2,1,2);stem(yf(1:10);ylabel(幅度);xlabel(频率);B 点 t=0:0.001:8;ft=2*cos(2*t);pt=cos(20*t);fbt=ft.*pt.*pt;subplot(2,1,1);plot(t,fbt);title(y=fb(t)=2cos(2t)*cos(20t);xlabel(时间);ylabel(幅度);yf=abs(fft(fbt,1000);subplot(2,1,2);stem(yf(1:20);ylabel(幅度);xlabel(频率);C 点 t=0:0.001:8;ft=2*cos(2*t);B,A=butt

8、er(14,0.08,low);fct=filter(B,A,ft);subplot(1,1,1);plot(t,fct);xlabel(时间);ylabel(幅度);2)程序设计实验方波的合成。解：t=-3:0.01:3;Fm=0.5;sum=0;n=100;for i=1:2:n;sum=sum+4/pi.*(1/i).*sin(i*2*pi*Fm*t);end plot(t,sum);title(方波的合成);四、实验总结 通过这次实验的实践和练习，进一步认识并了解了MATLAB 的功能和用法，也更加熟练的掌握了一些关于 MATLAB的基础用法，而且对信号这门课程的理论知识有了进一步的理解。通过本次试验还知道了如何使用 modulate 函数产生调幅信号和调频信号，以及方波的合成。