【文章內(nèi)容簡介】 的情況下，盡量選擇主瓣的窗函數(shù)。（2）構(gòu)造希望逼近的頻率響應函數(shù)。（3）計算h(n)。（4）加窗得到設計結(jié)果。接下來，我們根據(jù)語音信號的特點給出有關濾波器的技術指標：低通濾波器的性能指標：通帶邊界頻率fp=300Hz，阻帶截止頻率fc=320Hz，阻帶最小衰減As=100db , 通帶最大衰減Ap=1dB。在Matlab中，可以利用函數(shù)fir1設計FIR濾波器，利用函數(shù)butter,cheby1和ellip設計IIR濾波器，利用Matlab中的函數(shù)freqz畫出各步步器的頻率響應。hn=fir1(M，wc，window)，可以指定窗函數(shù)向量window。如果缺省window參數(shù)，則fir1默認為哈明窗。其中可選的窗函數(shù)有Rectangular Barlrtt Hamming Hann Blackman窗，其相應的都有實現(xiàn)函數(shù)。MATLAB信號處理工具箱函數(shù)buttp buttor butter是巴特沃斯濾波器設計函數(shù)，其有5種調(diào)用格式，本課程設計中用到的是：[N,wc]=butter(N,wc,Rp,As,’s’),該格式用于計算巴特沃斯模擬濾波器的階數(shù)N和3dB截止頻率wc。MATLAB信號處理工具箱函數(shù)cheblap,cheblord和cheeby1是切比雪夫I型濾波器設計函數(shù)。我們用到的是cheeby1函數(shù)，其調(diào)用格式如下：[B,A]=cheby1(N,Rp,wpo,’ftypr’)[B,A]=cheby1(N,Rp,wpo,’ftypr’,’s’)函數(shù)butter,cheby1和ellip設計IIR濾波器時都是默認的雙線性變換法，所以在設計濾波器時只需要代入相應的實現(xiàn)函數(shù)即可。三、 AM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的MATLAB仿真及其分析 AM調(diào)制解調(diào)分析的MATLAB實現(xiàn)信號DSB調(diào)制采用MATLAB函數(shù)modulate實現(xiàn)，其函數(shù)格式為： Y = MODULATE(X,Fc,Fs,METHOD,OPT) X為基帶調(diào)制信號，F(xiàn)c為載波頻率，F(xiàn)s為抽樣頻率，METHOD為調(diào)制方式選擇，DSB調(diào)制時為’am’，OPT在DSB調(diào)制時可不選，F(xiàn)s需滿足Fs 2*Fc + BW，BW為調(diào)制信號帶寬。 DSB信號解調(diào)采用MATLAB函數(shù)demod實現(xiàn)，其函數(shù)使用格式為： X = DEMOD(Y,Fc,Fs,METHOD,OPT) Y為DSB已調(diào)信號，F(xiàn)c為載波頻率，F(xiàn)s為抽樣頻率，METHOD為解調(diào)方式選擇，DSB解調(diào)時為’am’，OPT在DSB調(diào)制時可不選。 觀察信號頻譜需對信號進行傅里葉變換，采用MATLAB函數(shù)fft實現(xiàn)，其函數(shù)常使用格式為：Y=FFT(X,N)，X為時域函數(shù)，N為傅里葉變換點數(shù)選擇，一般取值239。頻域變換后，對頻域函數(shù)取模，格式：Y1=ABS(Y)，再進行頻率轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方法：f=(0:length(Y)1)’*Fs/length(Y) 分析解調(diào)器的抗噪性能時，在輸入端加入高斯白噪聲，采用MATLAB函數(shù)awgn實現(xiàn)，其函數(shù)使用格式為：Y =AWGN(X,SNR)，加高斯白噪聲于X中，SNR為信噪比，單位為dB，其值在假設X的功率為0dBM的情況下確定。 信號的信噪比為信號中有用的信號功率與噪聲功率的比值，根據(jù)信號功率定義，采用MATLAB函數(shù)var實現(xiàn)，其函數(shù)常使用格式為：Y =VAR(X)，返回向量的方差，則信噪比為:SNR=VAR(X1)/VAR(X2)。繪制曲線采用MATLAB函數(shù)plot實現(xiàn)，其函數(shù)常使用格式：PLOT（X，Y），X為橫軸變量，Y為縱軸變量，坐標范圍限定AXIS([x1 x2 y1 y2])，軸線說明XLABEL和YLABEL。程序設計流程圖見附錄。 MATLAB仿真及其分析 圖6 載波信號的波形及其頻譜 圖7 調(diào)制信號的波形及其頻譜載波是指被調(diào)制以傳輸信號的波形，一般為正弦波。載波信號，就是把普通信號加載到一定頻率的高頻信號上，在沒有加載普通信號的高頻信號時，高頻信號的波幅是固定的，加載之后波幅就隨著普通信號的變化而變化。本設計采用頻率為8000HZ，振幅為10的余弦載波信號，其波形及頻譜圖如圖6所示。 調(diào)制信號是指來自信源的消息信號（基帶信號），這些信號可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。本設計中產(chǎn)生的基帶信號頻率為10HZ，振幅為5的余弦信號。該基帶信號的波形及其頻譜如圖7所示。 圖8 AM調(diào)制信號的波形及其頻譜 圖9 濾波前的解調(diào)信號的波形及其頻譜調(diào)制就是由調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使之隨調(diào)制信號作線性變化的過程，本設計的AM已調(diào)信號的波形及其頻譜如圖8所示，從圖中可以看出已調(diào)信號幅度隨基帶信號的幅度變化而變化，且把頻率為10HZ的基帶信號搬移到頻率為8000HZ的載頻上，實現(xiàn)了信道的多路復用，提高了信道利用率。由式（4）可知，其解調(diào)后的信號中含有高頻及噪聲成分，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶調(diào)制信號。圖9為經(jīng)過相干解調(diào)后的濾波前的解調(diào)信號波形圖及其頻譜圖。 圖10 濾波后的解調(diào)信號的波形及其頻譜 圖11 加入不同噪聲的解調(diào)信號波形圖10為經(jīng)過低通濾波器，濾除了噪聲及高頻成分之后的解調(diào)信號的波形圖及其頻譜圖，其波形與基帶信號波形基本一致。將信道中存在的不需要的電信號統(tǒng)稱為噪聲，通信系統(tǒng)的噪聲是疊加在信號上的，沒有傳輸信號時通信系統(tǒng)中也有噪聲，噪聲永遠存在于通信系統(tǒng)中。 圖11為在信道中加入不同程度的高斯白噪聲經(jīng)過低通濾波器后輸出的解調(diào)信號波形，可以看出其解調(diào)出的信號波形圖發(fā)生明顯的失真。 圖12 輸入/輸出信噪比 圖13 低通濾波器的幅度函數(shù) 圖12為該系統(tǒng)采用相干解調(diào)時輸入、輸出信噪比的對比圖。 總結(jié) 在課程設計過程中，著重研究了DSB信號調(diào)制與解調(diào)原理和MATLAB模擬實現(xiàn)，熟悉了信號波形、頻譜的和系統(tǒng)性能的分析方法，了解了數(shù)字濾波器的設計與使用方法，綜合提高了自己的專業(yè)技能。通過對程序的設計，我進一步熟悉了MATLAB開發(fā)環(huán)境，對MATLAB的一些具體操作和應用有了更深入的了解。如：有要求的正弦信號的產(chǎn)生，基本圖形的繪制和各種的函數(shù)的使用等。同時，這次設計我對數(shù)字信號處理和通信原理課本上學到的知識點有了更深入的理解和掌握。比如對信號的調(diào)制和解調(diào)過程有了更深層的理解，學會了如何使用MATLAB對信號進行SSB調(diào)制和解調(diào)，了解了低通濾波器的MATLAB設計方法。還有很重要的一點是，我學會了如何安排設計所需的時間及合