通信原理实验二角度调制实验

Posted 2021-12-06 毛_三月

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了通信原理实验二角度调制实验相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

实验二角度调制实验

一、实验目的

1、掌握调频与调相以及解调的基本原理。
2、理解模拟通信系统以及模拟调制在通信系统中的作用。

二、实验原理：

1、角度调制

（1）角度调制

角度调制信号的表达式为：

式中，A－载波的恒定振幅；－信号的瞬时相位；－瞬时相位偏移；－称为瞬时角频率；－称为瞬时频偏。

（1）频率调制(FM)：

FM信号表达式：

瞬时频率偏移随调制信号成比例变化，即，式中－调频灵敏度，单位是。这时相位偏移为

（2）相位调制(PM)

瞬时相位偏移随调制信号作线性变化，即，式中－调相灵敏度，含义是单位调制信号幅度引起PM信号的相位偏移量，单位是。

（3）单音调制FM与PM

设调制信号为单一频率的正弦波，即

用它对载波进行相位调制时，将上式代入后得到：

式中，－调相指数，表示最大的相位偏移。

用它对载波进行频率调制时，将代入
得到FM信号的表达式：

式中，－调频指数，表示最大的相位偏移；－最大角频偏；－最大频偏。

（4）非相干解调

调频信号的一般表达式为

解调器的输出应为

完成这种频率-电压转换关系的器件是频率检波器，下面以振幅鉴频器为例介绍：

图中，微分电路和包络检波器构成了具有近似理想鉴频特性的鉴频器。限幅器的作用是消除信道中噪声等引起的调频波的幅度起伏。
微分器的作用是把幅度恒定的调频波变成幅度和频率都随调制信号变化的调幅调频波，即

包络检波器则将其幅度变化检出并滤去直流，再经低通滤波后即得解调输出，式中为鉴频器灵敏度，单位为。带通信号的包络可以通过求该信号的低通等效信号的幅度求得。

2、MATLAB中调制解调函数

在MATLAB中，用函数y=modulate来实现信号调制。其调用格式为：

y = modulate(x,fc,fs,'method')
y = modulate(x,fc,fs,'method',opt)

在MATLAB中，用函数demod来实现信号解调。其调用格式为：

x = demod(y,fc,fs,'method')
x = demod(y,fc,fs,'method',opt)

其中：参数x为调制信号序列，参数y为已调制信号序列；fc为载波频率；fs为采样频率；‘method’参数用来决定进行何种调制，’am-dsb-sc’时为抑制载波的双边带调幅，’am-dsb-tc’为不抑制载波的双边带调幅，’am-ssb’为单边带调幅，’pm’为调相，’fm’为调频；opt为调制/解调灵敏度。

clear 
fs = 1000;
dt = 1/fs;
t = 0 : dt : 3;
fc = 10;
fm = 1;
kf = 5;
mt = cos(2 * pi * fm * t);
ct = cos(2 * pi * fc * t);
mt1 = 1 / 2 / pi / fm * sin(2 * pi * fm * t);
st = cos(2 * pi * fc * t + 2 * pi * kf * mt1);
figure(1);
subplot(321);
plot(t,mt);
subplot(322);
plot(t,ct);
subplot(323);
plot(t,st);
hold on;
plot(t,mt,'k--');
axis([0 2 -1.1 1.1]);
title('调频信号');
N = length(mt);
f = (-N / 2:1:N/2-1)*fs/N;
ST = fft(st);
STh = abs(fftshift(ST));
subplot(324);
plot(f,STh);
axis([-25 25 0 1500]);
title('调频信号频谱');
st1 = awgn(st,300);
so = demod(st1,fc,fs,'fm');
subplot(325);
plot(t,so);
sdt = zeros(1,N);
for i = 1:N-1
    sdt(i) = (st1(i+1)-st1(i))/dt;
end
mo1 = abs(hilbert(sdt));
mo = (mo1 - 2 * pi *fc);
subplot(326);
plot(t,mo);

三、实验内容

已知调制信号的频率为100Hz，幅度为1；载波的频率为1000Hz，幅度为1的正弦波。

（1）对调制信号进行频率调制，改变调频指数，绘制调频信号的时域和频域波形；并对已调信号解调，绘制解调信号的波形，并与原调制信号的波形对比；

clear 
fs = 1000;  % 采样频率    
dt = 1/fs;
t = 0 : dt : 3;
fc = 21![请添加图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/338100a4f1ba4d5c8295233b955fcf36.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA5q-bX-S4ieaciA==,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)
00;    % 载波频率
fm = 100;  % 为调频
kf = 5;
mt = cos(2 * pi * fm * t);
ct = cos(2 * pi * fc * t);
mt1 = 1 / 2 / pi / fm * sin(2 * pi * fm * t);
st = cos(2 * pi * fc * t + 2 * pi * kf * mt1);
figure(1);
subplot(321);
plot(t,mt);
subplot(322);
plot(t,ct);
subplot(323);
plot(t,st);
hold on;
plot(t,mt,'k--');
axis([0 2 -1.1 1.1]);
title('调频信号');
N = length(mt);
f = (-N / 2:1:N/2-1)*fs/N;
ST = fft(st);
STh = abs(fftshift(ST));
subplot(324);
plot(f,STh);
axis([-25 25 0 1500]);
title('调频信号频谱');
st1 = awgn(st,300);
so = demod(st1,fc,fs,'fm');
subplot(325);
plot(t,so);
sdt = zeros(1,N);
for i = 1:N-1
    sdt(i) = (st1(i+1)-st1(i))/dt;
end
mo1 = abs(hilbert(sdt));
mo = (mo1 - 2 * pi *fc);
subplot(326);
plot(t,mo);