基于MATLAB调制解调仿真

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1、数字信号处理实验八调制解调系统的实现、实验目的：(1)深刻理解滤波器的设计指标及根据指标进行数字滤波器设计的过程(2)了解滤波器在通信系统中的应用、实验步骤：1.通过SYSTEMVIE软件设计与仿真工具，设计一个FIR数字带通滤波器,预先给定截止频率和在截止频率上的幅度值，通过软件设计完后，确认滤波器 的阶数和系统函数，画出该滤波器的频率响应曲线，进行技术指标的验证。通过仿真验证，原理图如下：输入方波与锯齿波，都为10HZ载波100hz与300hz正弦波，仿真的结果 如下:还是可以比较好的恢复信号建立一个两载波幅度调制与解调的通信系统，将该滤波器作为两个载波分别 解调的关键部件，验证其带通的频

2、率特性的有效性。系统框图如下：基带信号1规划整个系统，确定系统的采样频率、观测时间、细化并设计整个系统，仿 真调整并不断改进达到正确调制、正确滤波、正确解调的目的。（参考文件zhan3.svu）设计的思路是：基带信号乘上一个高频信号，称为调制，实现频谱搬移，与 另一调制信号叠加，再分别通过以 中心频率的带通FIR数字滤波器，再乘以原来的高频信号，实现再频谱搬移，最后通过IIR低通滤波器得到解调信号本实验是通过编程的方式完成的。1、首先，产生信号：n=1;f1=100;f2=300;fs=1000;%采样频率t=0:1/fs:n;fre=10;y1=square(2*fre*pi*t)/2+1.

3、1;y2=sawtooth(fre*2*pi*t)/2+1.1;观察图形与频谱：.三三甬波幅度频诺甬波幅度频诺5 jI II II II II I1-0.6-Q _ J_J_I_.I.,LJ11月.I._I_ I_I_500-400-300*00-1000100 2003004005002、基带信号乘以一个高频载波:yy1=y1.*z1;yy2=y2.*z2;观察频谱:调制信调制信号频谱号频谱60600400-300-200-10001002003004005003、两调制信号相加:yy3=yy1+yy2;4、设计带通滤波器：设计100-200,330-430hz的FIR数字滤波器，用汉明 窗

4、实现。fp1=100;fp2=200;%FIR滤波器100-200hzfs1=50;fs2=250;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil(As-7.95)/(14.36*w);hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,Ws1,Ws2,hamming);%figure(2);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy1=filter(b,2,yy3);zz1=filter(b,2,z1);fp1=330;fp2=430;%FIR滤波器330-430hzfs1=200;fs

5、2=490;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil(As-7.95)/(14.36*w);hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,Ws1,Ws2,hamming);%figure(4);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy2=filter(b,2,yy3);zz2=filter(b,2,z2);5、滤波后的信号再乘载波信号：k1=yyy1.*zz1;k2=yyy2.*zz2;6、设计低通滤波器为100hz的巴特沃斯低通滤波器。N=8;%8阶巴特沃斯低通滤波器上限频

6、率100hzWn=100/(fs/2);b,a=butter(N,Wn,low);kk1=filter(b,a,k1);%figure(5);%H,W=freqz(b,a);%返回频率响应%subplot(1,2,1);plot(W*fs/(2*pi),abs(H);xlabel(频率HZ);ylabel(幅值);grid on;%subplot(1,2,2);plot(W*fs/(2*pi),20*log10(abs(H);xlabel(频率HZ);ylabel(幅值dB);grid on;7、调制信号经过低通滤波器后的到的信号就是解调信号解调信号解调信号 kk1解调信号解调信号 kk20

7、02004006000200400600频率频率 HZ频率频率 HZ8、观察调制信号的频谱:结论与体会：调制解调实际就是频谱的搬移，达到高频传播，本次实验的关键 就是滤波器的设计，滤波器设计不好解调不了波形导致失真，通过写代码使我 的编程能力加强了，学会了移植代码，matlab 是个很不错的仿真软件。附录：n=1;f1=100;f2=300;fs=1000;%采样频率t=0:1/fs:n;fre=10;y1=square(2*fre*pi*t)/2+1.1;dt=1/fs;%定义时间步长。n1=length(t);%样点个数%y1=cos(2*pi*fre*t);%余弦信号f_end=1/dt

8、;%频率轴的显示范围f=(0:n1-1)*f_end/n1-f_end/2;%频率自变量Xf=dt*fftshift(fft(y1);%频谱figure(1);subplot(211);plot(t,y1);xlabel(t);title(时间波形);%时间波形subplot(212);plot(f,abs(Xf);xlabel(f,);title(方波幅度频谱);%频谱波形y2=sawtooth(fre*2*pi*t)/2+1.1;Xf1=dt*fftshift(fft(y2);%频谱figure(2);subplot(211);plot(t,y2);xlabel(t);title(时间波形

9、);%时间波形subplot(212);plot(f,abs(Xf1);xlabel(f);title(频谱);%频谱波形z1=10*sin(2*pi*f1*t);z2=10*sin(2*pi*f2*t);yy1=y1.*z1;yy2=y2.*z2;yy3=yy1+yy2;Xf=dt*fftshift(fft(yy1);%频谱figure(3);subplot(211);plot(t,yy1);xlabel(t);title(问波形subplot(212);plot(f,abs(Xf);xlabel(f);title(谱);%频谱波形Xf=dt*fftshift(fft(yy2);%频谱fig

10、ure(7);subplot(211);plot(t,yy2);xlabel(t);title(问波形subplot(212);plot(f,abs(Xf);xlabel(f);title(谱);%频谱波形fp1=100;fp2=200;%FIR滤波器100-200hz fs1=50;fs2=250;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil(As-7.95)/(14.36*w);hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,Ws1,Ws2,hamming);%figure(2);%freqz(b,1

11、,fs,fs);t=0:1/fs:n;yyy1=filter(b,2,yy3);zz1=filter(b,2,z1);fp1=330;fp2=430;%FIR滤波器330-430hzfs1=200;fs2=490;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil(As-7.95)/(14.36*w);hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,Ws1,Ws2,hamming);%figure(4);%freqz(b,1,fs,fs);t=0:1/fs:n;三角波幅度时间波形);%时调制信号频时间波形);%

12、时调制信号频yyy2=filter(b,2,yy3);zz2=filter(b,2,z2);k1=yyy1.*zz1;k2=yyy2.*zz2;N=8;%8阶巴特沃斯低通滤波器上限频率100hzWn=100/(fs/2);b,a=butter(N,Wn,low);kk1=filter(b,a,k1);figure(10);H,W=freqz(b,a);%返回频率响应subplot(1,2,1);plot(W*fs/(2*pi),abs(H);xlabel(ylabel(幅值);grid on;subplot(1,2,2);plot(W*fs/(2*pi),20*log10(abs(H);xla

13、bel(频率HZ);ylabel(幅值dB);grid on;figure(4);subplot(211);频率HZ);plot(t,kk1);grid on;title(解调信号kk1);kk2=filter(b,a,k2);subplot(212);plot(t,kk2);grid on;title(解调信号kk2);Xf2=dt*fftshift(fft(kk1);%频谱figure(5);subplot(211);plot(t,kk1);xlabel(t);title(问波形subplot(212);plot(f,abs(Xf2);xlabel(f);title(度频谱);%频谱波形Xf3=dt*fftshift(fft(kk2);%频谱figure(6);subplot(211);plot(t,kk2);xlabel(t);title(问波形subplot(212);plot(f,abs(Xf3);xlabel(f);title(幅度频谱);%频谱波形时间波形);%时解调方波幅时间波形);%时解调三角波