利用MATLAB仿真AM DSB调制解调系统

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利用MATLAB仿真AM/DSB调制解调系统一、系统概述利用MATLAB的GUI设计一个仿真AM/DSB调制解调的系统。输入不同的参数，产生不同的载波信号、调制信号、调幅信号、解调后信号、滤波后信号。其中，调幅有标准调幅（AM）和双边带调幅（DSB）两种方案，而滤波器也有FIR低通滤波和IIR低通滤波两种选择。二、背景知识1.振幅调制所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM）。为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（DSB）和单边带调幅波（SSB）。本系统采用AM与DSB两种调制方式。设正弦载波为式中，A为载波幅度；为载波角频率；为载波初始相位(通常假设=0).调制信号（基带信号）为。根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为设调制信号的频谱为，则已调信号的频谱：3.信号解调从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调。对于振幅调制信号，解调就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。解调是调制的逆过程。可利用乘积型同步检波器实现振幅的解调，让已调信号与本地恢复载波信号相乘并通过低通滤波可获得解调信号。4.滤波器解调后的信号还需要进行低通滤波滤去高频部分才能获得所需信号。低通滤波器种类繁多，每一种原理各不相同。本系统有FIR与IIR两种滤波器可供选择。 三、系统界面简介如图所示，输入参数，选择调幅方案与滤波器后，点击不同的信号按钮，就会在两个坐标系里分别出现该信号的时域波形图和频域波形图。共有两种调幅方案、两种滤波器、五种信号。四、系统设计流程1.初步设计界面。包括按钮的排列、面板和按钮组的组成和分布、坐标轴的数量和位置以及输入参数的文本框的位置。2.M文件的编写。根据调制解调的知识，为信号按钮和文本框编写callback函数。3.系统调试，修改函数。五、系统演示注：本次演示使用系统默认参数1.选择调幅方案与滤波器。默认选择“标准调幅”与“FIR低通滤波器”。2.分别点击“载波信号”、“调制信号”、“调幅信号”、“解调后信号”、“滤波后信号”按钮，出现如下图所示波形。 1.改变滤波器，选择“IIR低通滤波器”，出现如下图所示波形。2.改变调幅方案，选择“双边带调幅（DSB）”，波形如下图所示。（调制信号和载波信号与标准调幅时一样，故省略。） 5.在“标准调幅”与“FIR滤波器”条件下改变参数。将A2改为5，f改为4000，得到新的滤波后波形如下图所示。6.点击退出，关闭窗口。六、设计过程中出现的问题及解决办法1.滤波器函数的编写。滤波器是本系统最难设计的部分，通过网络的帮助，我搜索到了MATLAB中设计滤波器的方法，大体就是利用函数fir1设计FIR滤波器，利用函数butter,cheby1和ellip设计IIR滤波器，利用函数freqz画出各步步器的频率响应。在参考前辈高人的函数后，我终于编好了自己的两种滤波器函数。2.文本框中参数输入的问题。一开始，我将文本框“string”值设为系统默认值，又在callback函数中编写了函数将文本框的“string”值赋给各系统参数，认为这样就能不用输入参数直接点击按钮而出现波形。运行时，部分波形不能正常显示，多次试验结果都一样，始终找不到原因，后来我试着重新输入一遍参数，结果所有波形正常显示。于是我明白了原因，我编写的文本框callback函数必须使用文本框才能触发， 也就是说必须输入参数函数才有作用。为了一开始就能不用输入参数而采用默认参数画图，我在各文本框的Create_Fcn里将默认数值赋给各变量。最后问题圆满解决。七、小结通过本次作业我不仅巩固了课堂上学到的GUI设计方法，也学到了很多新的实用MATLAB技能，加深了对MATLAB的熟悉程度，同时也复习了学过的信号调制解调知识，可谓一箭双雕。