郑州轻工业学院课程设计说明书题目：利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调姓名： XXX_____________院（系）：电气信息工程学院____专业班级：电子信息工程10-01班学号： 541001030XXX______指导教师：_______任景英_________成绩: _____________________ 时间：2013年6月24日至2013年6月28日郑州轻工业学院课程设计任务书题目利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调__专业、班级电子信息工程10级学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：利用MATLAB对正弦信号)t(tfπ=进行双边带幅度调制，载波信号频率为40sin()100Hz，首先在MATLAB中显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。
然后对已调信号解调，并比较解调后的信号与原信号的区别。
基本要求：1、掌握利用MATLAB实现信号幅度调制与解调的方法。
2、利用MATLAB实现对常用连续时间信号的可视化表示。
3、验证信号调制的基本概念、基本理论，掌握信号与系统的分析方法。
4、加深对信号解调的理解。
主要参考资料：1、陈后金. 信号与系统[M].北京：高等教育出版社，2007.07.2、张洁.双边带幅度调制及其 MATLAB 仿真[J].科技经济市场，2006.9完成期限： 2013.6.24—2013.6.28指导教师签名：——————————课程负责人签名：———————————2013年6月21日利用MATLAB实现信号的幅度调制与解调摘要本文主要研究的内容是利用MATLAB实现信号幅度调制与解调以及MATLAB中信号表示的基本方法及绘图函数的运用，实现对常用连续时间信号的可视化表示。
详细介绍了正弦信号的双边带调制与解调原理并对调制信号与已调信号以及调制信号与解调后的信号分别进行了比较。
利用matlab作为编程工具通过计算机实现对欲传输的原始信号在发送端对一个高频信号进行振幅调制，而在接收端通过检波过程恢复原信号。
这种频带传输不仅克服了目前许多长途电话线路不能直接传输基带信号的缺点，而且能实现多路复用的目的，从而提高了通信线路的利用率。
关键词：DSB调制、解调、MATLAB目录摘要 (i)1 绪论 (3)1.1 调制的目的与作用 (3)1.2 matlab简介 (3)2 幅度调制与解调原理 (5)2.1振幅调制产生原理 (5)2.2. 抑制载波的双边带调制（DSB-SC） (6)2.3 DSB解调原理 (7)3 双边带调制与解调的MATLAB实现及分析 (9)3.1载波时域与频域显示 (9)3.2调制信号时域与频域显示 (9)3.3已调信号时域与频域显示 (10)3.4解调后信号时域与频域显示 (11)3.5 信号调制前后对比 (12)3.6解调后信号与基带信号对比 (12)参考文献 (13)总结 (14)课程设计成绩评定表 ...............................................错误！未定义书签。
1 绪论1.1 调制的目的与作用将信息直接转换得到的较低频率的原始电信号称为基带信号，通常基带信号不宜在信道中传输，因此在通信系统的发送端需讲基带信号的频谱搬移（调制）到适合于信道传输频率范围。
调制的主要作用有三个：1、将基带信号转化成利于在信道中传输的信号；2、改善信号传输的性能（如FM具有较好的信噪比性能）3、可实现信道复用，提高频带利用率1.2 matlab简介MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple、MathCAD并称为四大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
随着软硬件技术的发展，仪器的智能化与虚拟化已成为未来实验室及研究机构的发展方向。
虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，很容易构建，所以应用面极为广泛。
基于计算机软硬件平台的虚拟仪器可代替传统的测量仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等。
从发展史看，电子测量仪器经历了由模拟仪器、智能仪器到虚拟仪器，由于计算机性能的飞速发展，已把传统仪器远远抛到后面，并给虚拟仪器生产厂家不断带来连锅端的技术更新速率。
目前已经有许多较成熟的频谱分析软件，如SpectraLAB、RSAVu、dBFA等。
声卡是多媒体计算机最基本的配置硬件之一，价格便宜，使用方便。
MATLAB是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，他的数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令。
本文将给出基于声卡与MATLAB的声音信号频谱分析仪的设计原理与实现方法，功能包括：(1) 音频信号信号输入，从声卡输入、从WAV文件输入、从标准信号发生器输入；(2) 信号波形分析，包括幅值、频率、周期、相位的估计，以及统计量峰值、均值、均方值和方差的计算；(3) 信号频谱分析，频率、周期的估计，图形显示幅值谱、相位谱、实频谱、虚频谱和功率谱的曲线。
2 幅度调制与解调原理2.1 振幅调制产生原理大多数待传输的信号具有较低的频率成分。
称之为基带信号，如果将基带信号直接传输，称为基带传输，但是，很多信道不适宜进行基带信号的传输，或者说，如果基带信号在其中传输，会产生很大的衰减和失真。
因此，需要将基带信号进行调制，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 ）。
在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
设正弦载波为)cos()(0ϕω+=t A t c c （2-1） 式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0ϕ为载波初始相位(通常假设0ϕ=0).调制信号（基带信号）为)(t m 。
根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为)cos()()(t t Am t s c m ω= (2-2)设调制信号)(t m 的频谱为)(ωM ，则已调信号)(t s m 的频谱)(ωm S ： )]()([2)(c c m M M A S ωωωωω-++= (2-3) 虽然实际模拟基带信号()m t 是随机的，但我们还是从简单入手，先考虑()m t 是确知信号的傅氏频谱，然后在分析()m t 是随机信号时调幅信号的功率谱密度。
可知[]00()cos cos ()cos AM c c c S A m t t A t m t t ωωω=+=+ (2-4)设m(t)的频谱为M(w ），由傅氏变换的理论可得已调信号[][]01()()()()()2AM c c c c S A M M ωπδωωδωωωωωω=-+++-++ (2-5)AM 的频谱与基带信号的频谱呈线性关系，只是将基带信号的频谱搬移，并没有产生新的频谱成分，因此AM 调制属于线性调制；第二：AM 信号波形的包络与基带信号成正比，所以AM 信号的解调即可以采用相干解调，也可以采用非相干解调（包络检波）。
第三：AM 的频谱中含有载频和上，下两个边带，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息，股已调波形的带宽为原基带信号带宽的两倍，即2AM H B f= （2-6）其中H f 为调制信号的最高频率 2.2. 抑制载波的双边带调制（DSB-SC ）在AM 信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由便在传送。
如果在AM 调制模型中将直流分量去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式——抑制载波的双边带调幅波假定调制信号()m t 的平均值为0，与载波相乘，即可形成DSB 信号，其时域表达式为()cos DSB c s m t t ω= （2-7）式中，()m t 的平均值为0。
DSB 的频谱为()1[()()]2DSB c c s M M ωωωωω=++- （2-8）DSB 信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号， 需采用相干解调(同步检波)。
另外，在调制信号()m t 的过零点处，高频载波相位有180°的突变。
除了不再含有载频分量离散谱外，DSB 信号的频谱与AM 信号的频谱完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。
所以DSB 信号的带宽与AM 信号的带宽相同，也为基带信号带宽的两倍， 即2DSB AM H B B f == （2-9）式中，H f 为调制信号的最高频率。
图1 DSB 调制模型双边带调幅波的表达式为t mu t mu t u c m c cm )cos(21)cos(21)(0Ω-+Ω+=ωωt t mu c cm Ω=cos cos ω (2-10)DSB 调制的优点是功率利用率高，但带宽与AM 相同，接收要求同步解调，设备较复杂。
只用于点对点的专用通信，运用不太广泛。
2. DSB 解调原理解调是调制的逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复原基带信号（即调制信号）。
解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。
DSB 信号解调时需采用相干解调相干解调，也称同步检波，为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接受的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。