基于Matlab的AMDSBSSB信號的調(diào)制

1、基于Matlab的AM、DSB、SSB信號的調(diào)制摘要：調(diào)幅，英文是Amplitude Modulation（AM）。調(diào)幅也就是通常說的中波，范圍在503-1060KHz。調(diào)幅是用聲音的高低變?yōu)榉鹊淖兓碾娦盘枴?距離較遠，受天氣因素影響較大，適合省際電臺的廣播。DSB(Double Side Band)，在通信領(lǐng)域代表調(diào)制的一種方式，叫雙邊帶調(diào)制。抑制載波雙邊帶調(diào)幅方式，簡稱為雙邊帶調(diào)幅，即為DSB。這種調(diào)幅方式是在標準AM調(diào)幅波中去除其中的載波分量得到的，優(yōu)點在于這種調(diào)幅波的發(fā)射功率在不影響信號傳輸?shù)耐瑫r要比AM波小，節(jié)省了發(fā)射功率，但其解調(diào)電路要比AM波解調(diào)電路更復(fù)雜。單邊帶 - sin

2、gle side band的縮寫，就是使用電波波形的一半接收，比如用上邊帶或者下邊帶 USB LSB，剩下那一半波形因為形狀是和那一半對稱的，所以可以用接收機補全，上邊帶和下邊帶通訊統(tǒng)稱單邊帶SSB。利用MATLAB編程語言實現(xiàn)對AM、DSB、SSB信號的調(diào)制。關(guān)鍵詞：AM DSB SSB MATLABAbstract: Amplitude Modulation, English is Amplitude Modulation (AM).Medium wave amplitude modulation is often said, in the range 503-1060 KHZ.Ampli

3、tude modulation is changes with the amplitude of the sound level into electrical signals.Far away, are greatly influenced by the weather factors, suitable for provincial radio broadcast.DSB (Double Side Band), in the field of communications on behalf of the modulation of a way to call Double sideban

4、d modulation.Suppressed carrier double sideband amplitude modulation, double sideband amplitude modulation for short, is the DSB.This way of amplitude modulation is in the standard AM modulated wave carrier component is taken out of it, advantage is that the amplitude modulation wave transmitted pow

5、er in does not affect the signal transmission at the same time than AM wave is small, save the transmission power, but its demodulation circuit is more complex than the AM signal demodulating circuit.SSB - single side band, is the use of half wave waveform, such as using sideband or lower sideband U

6、SB LSB, the remaining half waveform for half and the symmetrical shape, so you can use a receiver completion, USB and LSB communications generally referred to as the SSB SSB.Using MATLAB programming language implementation of AM, DSB, SSB signal modulation.Keywords: AM DSB SSB MATLAB1、 引言現(xiàn)在的社會越來越發(fā)達，

7、科學(xué)技術(shù)不斷的在更新，在信號和模擬通信的中心問題是要把載有消息的信號經(jīng)系統(tǒng)加工處理后，送入信道進行傳送，從而實現(xiàn)消息的相互傳遞。消息是聲音、圖像、文字、數(shù)據(jù)等多種媒體的集合體。把消息通過能量轉(zhuǎn)換器件，直接轉(zhuǎn)變過來的電信號稱為基帶信號?；鶐盘栍心M基帶信號和數(shù)字基帶信號。它們多為低頻帶限信號(如：音頻信號為303400Hz，圖像信號為06MHz)，易受外來干擾的影響，還受到設(shè)備元器件的限制，且不易產(chǎn)生電磁波信號變化越快電磁輻射能力越強)，不能進行無線傳輸也不能實現(xiàn)多路復(fù)用。為了克服以上缺點通過調(diào)制技術(shù)就可以把基帶信號(也叫調(diào)制信號)變?yōu)榫哂幸欢◣挼倪m合于信道傳輸?shù)念l帶信號。調(diào)制的過程也就是對

8、信號進行頻譜搬移的過程。我們把經(jīng)過一定加工處理的含有消息的可解讀的電信號稱之為信息(1nformation)，信息是一個不確定的概率的函數(shù)。信息的加工、處理和相互傳遞是現(xiàn)代通信的基礎(chǔ)，是通信所要解決的實質(zhì)問題。調(diào)制就是使一個信號（如光、高頻電磁振蕩等）的某些參數(shù)（如振幅、頻率等）按照另一個欲傳輸?shù)男盘枺ㄈ缏曇?、圖像等）的特點變化的過程。例如某中波廣播電臺的頻率為 540kHz ，這個頻率是指載波的頻率，它是由高頻電磁振蕩產(chǎn)生的等幅正弦波頻率。用所要傳播的語言或音樂信號去改變高頻振蕩的幅度，使高頻振蕩的幅度隨語言或音樂信號的變化而變化，這個控制過程就稱為調(diào)制。其中語言或音樂信

9、號叫做調(diào)制信號，調(diào)制后的載波就載有調(diào)制信號所包含的信息，稱為已調(diào)波。調(diào)制在無線電發(fā)信機中應(yīng)用最廣。高頻振蕩器負責(zé)產(chǎn)生載波信號，把要傳送的信號與高頻振蕩信號一起送入調(diào)制器后，高頻振蕩被調(diào)制，經(jīng)放大后由天線以電磁波的形式輻射出去。其中調(diào)制器有兩個輸入端和一個輸出端。這兩個輸入分別為被調(diào)制信號和調(diào)制信號。一個輸出就是合成的已調(diào)制的載波信號。例如，最簡單的調(diào)制就是把兩個輸入信號分別加到晶體管的基極和發(fā)射極，集電極輸出的便是已調(diào)信號。2、 原理說明2.1 調(diào)幅信號（AM） AM調(diào)幅波的表達式設(shè)載波電壓為調(diào)制電壓為 通常滿足c>>。根據(jù)振幅調(diào)制信號的定義，已調(diào)信號的振幅隨調(diào)制信號u線性變化，由

10、此可得振幅調(diào)制信號振幅Um(t)為 Um(t)=UC+UC(t)=UC+kaUcost =UC(1+mcost) 式中，UC(t)與調(diào)制電壓u成正比，其振幅UC=kaU與載波振幅之比稱為調(diào)幅度（調(diào)制度） 式中，ka為比例系數(shù)，一般由調(diào)制電路確定，故又稱為調(diào)制靈敏度。由此可得調(diào)幅信號的表達式 uAM(t)=UM(t)cosct=UC(1+mcost)cosct 上面的分析是在單一正弦信號作為調(diào)制信號的情況下進行的，而一般傳送的信號并非為單一頻率的信號，例如是一連續(xù)頻譜信號f(t),這時，可用下式來描述調(diào)幅波:式中，f(t)是均值為零的歸一化調(diào)制信號，|f(t)|max=1。若將調(diào)制信號分解為則調(diào)

11、幅波表示式為 調(diào)幅波的頻譜 由前圖(c)可知，調(diào)幅波不是一個簡單的正弦波形。在單一頻率的正弦信號的調(diào)制情況下，調(diào)幅波如前所描述。將其用三角公式展開，可得可見,單一頻率信號調(diào)制的調(diào)幅波包含三個頻率分量, 由三個高頻正弦波疊加而成。 調(diào)制信號的幅度及頻率信息只含在邊頻分量中。單音調(diào)制時已調(diào)波的頻譜（a）調(diào)制信號頻譜;（b）載波信號頻譜;（c）AM信號頻譜實際上的調(diào)制信號往往不是單純的簡諧波,而是有許多頻率成分組成的一個復(fù)合信號。因此其頻譜是上下邊帶，頻帶寬度是最高頻率的兩倍。 語音信號及已調(diào)信號頻譜（a） 語音頻譜（b）已調(diào)信號頻譜 2.1.3 調(diào)幅波的功率調(diào)幅波加在負載兩端，則在負載電阻RL上消

12、耗的載波功率為在負載電阻RL上,一個載波周期內(nèi)調(diào)幅波消耗的功率為由此可見，P是調(diào)制信號的函數(shù)，是隨時間變化的。上、下邊頻的平均功率均為AM信號的平均功率 由上式可以看出，AM波的平均功率為載波功率與兩個邊帶功率之和。而兩個邊頻功率之和與載波功率的比值為同時可以得到調(diào)幅波的最大功率和最小功率,它們分別對應(yīng)調(diào)制信號的最大值和最小值為由上頁式可知, 當(dāng)m值減小時，邊頻功率所占的百分比更小，因而浪費能量。這是普通調(diào)幅的缺點。普通調(diào)幅的優(yōu)點是, 設(shè)備簡單, 解調(diào)簡單，占用頻帶窄, 多用于無線電廣播系統(tǒng)中。2.2.1 DSB調(diào)幅波的表達式在調(diào)制過程中，將載波抑制就形成了抑制載波雙邊帶信號，簡稱雙邊帶信號。

13、它可用載波與調(diào)制信號相乘得到，其表示式為在單一正弦信號u=Ucost調(diào)制時,可見, 雙邊帶調(diào)制同樣能實現(xiàn)頻譜搬移, DSB波的幅度隨調(diào)制信號變化, 但包絡(luò)不再反映調(diào)制信號的形狀, 并且已調(diào)信號的平均值為零。 2.3單邊帶信號（SSB） SSB調(diào)幅波的表達式單邊帶（SSB）信號是由DSB信號經(jīng)邊帶濾波器濾除一個邊帶或在調(diào)制過程中，直接將一個邊帶抵消而成。單頻調(diào)制時，uDSB(t)=kuuC。當(dāng)取上邊帶時取下邊帶時 可見，SSB波的包絡(luò)不能反映調(diào)制信號的變化幅度。單邊帶調(diào)幅信號的帶寬與調(diào)制信號相同，是普通調(diào)幅和DSB帶寬的一半。因此，SSB不僅節(jié)省能量，而且節(jié)省帶寬，提高了頻帶的利用率，有助于解決

14、信道的擁擠問題。在總功率相等的情況下，接收端信噪比提高，通信距離大大增加。2.3.2 SSB調(diào)幅波的頻譜單邊帶調(diào)制時的頻譜搬移3、 MATLAB仿真3.1 AM振幅調(diào)制 仿真程序w11=100*pi;w12=50*pi; %調(diào)制信號頻率U11m=0.1;U12m=0.4; %調(diào)制信號振幅w2=1000*pi; %載波信號頻率U2m=2; %載波信號振幅m1=0.3;m2=0.9; %調(diào)制系數(shù)t=0:0.0000001:0.1;u1=U11m.*cos(w11).*t)+U12m.*cos(w12).*t); %調(diào)制信號u2=U2m.*cos(w2).*t); %載波信號u3=U2m.*(1+m

15、1.*cos(w11).*t)+m2.*cos(w12).*t).*cos(w2).*t); %AM已調(diào)信號figure;subplot(3,2,1);plot(t,u1)title('tiaozhixinhao');xlabel('t');subplot(3,2,2);Y1=fft(u1); %對調(diào)制信號進行傅里葉變換plot(abs(Y1);title('tiaozhipinpu');xlabel('w');axis(0,100,0,100000);subplot(3,2,3);plot(t,u2)title('zai

16、boxinhao');xlabel('t');subplot(3,2,4);Y2=fft(u2); %對載波信號進行傅里葉變換plot(abs(Y2);title('zaibopinpu');xlabel('w');axis(0,100,0,1000000);subplot(3,2,5);plot(t,u3)title('duopinAM');xlabel('t');subplot(3,2,6);Y3=fft(u3); %對AM已調(diào)信號進行傅里葉變換plot(abs(Y3);title('AMpin

17、pu');xlabel('w');axis(0,100,0,1000000);3.1.2 AM振幅調(diào)制仿真波形3.2 DSB振幅調(diào)制 仿真程序w11=100*pi;w12=50*pi; %調(diào)制信號頻率U11m=0.1;U12m=0.4; %調(diào)制信號振幅w2=1000*pi; %載波信號頻率U2m=2; %載波信號頻率k=20;t=0:0.0000001:0.1;u1=U11m.*cos(w11).*t)+U12m.*cos(w12).*t); %調(diào)制信號u2=U2m.*cos(w2).*t); %載波信號u3=k*u1.*u2; %DSB已調(diào)信號figure;subpl

18、ot(3,2,1);plot(t,u1)title('tiaozhixinhao');xlabel('t');subplot(3,2,2);Y1=fft(u1); %對調(diào)制信號進行傅里葉變換plot(abs(Y1);title('tiaozhipinpu');xlabel('w');axis(0,100,0,100000);subplot(3,2,3);plot(t,u2)title('zaiboxinhao');xlabel('t');subplot(3,2,4);Y2=fft(u2); %對載波

19、信號進行傅里葉變換plot(abs(Y2);title('zaibopinpu');xlabel('w');axis(0,100,0,1000000);subplot(3,2,5);plot(t,u3)title('duopinDSB');xlabel('t');subplot(3,2,6);Y3=fft(u3); %對DSB已調(diào)信號進行傅里葉變換plot(abs(Y3);title('DSBpinpu');xlabel('w');axis(0,100,0,5000000);3.2.2 DSB振幅調(diào)

20、制仿真波形3.3 SSB振幅調(diào)制3.3.1 仿真程序w11=100*pi;w12=50*pi; %調(diào)制信號頻率U11m=0.1;U12m=0.4; %調(diào)制信號振幅w2=1000*pi; %載波信號頻率U2m=2; %載波信號振幅k=20; t=0:0.0000001:0.1;u1=U11m.*cos(w11).*t)+U12m.*cos(w12).*t); %調(diào)制信號u2=U2m.*cos(w2).*t); %載波信號u3=0.5*k*U2m.*(U11m.*cos(w2+w11).*t)+U12m.*cos(w2+w12).*t); %SSBU已調(diào)信號u4=0.5*k*U2m.*(U11m.

21、*cos(w2-w11).*t)+U12m.*cos(w2-w12).*t); %SSBL已調(diào)信號figure;subplot(4,2,1);plot(t,u1)title('tiaozhixinhao');xlabel('t');subplot(4,2,2);Y1=fft(u1); %對調(diào)制信號進行傅里葉變換plot(abs(Y1);title('tiaozhipinpu');xlabel('w');axis(0,100,0,200000);subplot(4,2,3);plot(t,u2)title('zaiboxin

22、hao');xlabel('t');subplot(4,2,4);Y2=fft(u2); %對載波信號進行傅里葉變換plot(abs(Y2);title('zaibopinpu');xlabel('w');axis(0,100,0,1000000);subplot(4,2,5);plot(t,u3)title('SSBUtiaofuxinhao');xlabel('t');subplot(4,2,6);Y3=fft(u3); %對SSBU已調(diào)信號進行傅里葉變換plot(abs(Y3);title('

23、SSBUpinpu');xlabel('w');axis(10,90,0,5000000);subplot(4,2,7);plot(t,u4)title('SSBLtiaofuxinhao');xlabel('t');subplot(4,2,8);Y4=fft(u4); %對SSBL已調(diào)信號進行傅里葉變換plot(abs(Y4);title('SSBLpinpu');xlabel('w');axis(10,90,0,5000000);3.3.2 SSB振幅調(diào)制仿真波形4實驗分析1）、在AM調(diào)幅波中，調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）隨調(diào)制信號變化，而且包絡(luò)的變化規(guī)律與調(diào)制信號波形一致，表明調(diào)制信號（信息）記載在調(diào)幅波的包絡(luò)中。2)、調(diào)制系數(shù)m反應(yīng)了調(diào)幅的強弱程度，m的值越大調(diào)幅度越深。當(dāng)m都為0時，表現(xiàn)未調(diào)幅，即無調(diào)幅作用。當(dāng)m在01之間時，隨著m值的增大，調(diào)幅度變