双边带抑制载波(DSB SC)的调制解调过程如图5所示,其中正弦载波c(t) = cos(2π系数)的频率fc为500Hz。解调器处的低通滤波器带宽为150Hz。使用Python绘制m(t)以及点a, b和c在时域和频域的信号
时间: 2024-10-01 08:10:36 浏览: 41
专业综合技能(二)抑制载波双边带系统调制解调(DSB)仿真 (2).docx
双边带抑制载波(DSB SC)是一种幅度调制技术,用于无线通信中,它将信息编码在一个已知载波上的一半频率范围内,以节省带宽。在您描述的情景中,我们有:
1. 正弦载波 \( c(t) = \cos(2\pi f_c t) \),其频率 \( f_c = 500 \) Hz。
2. 解调器前的低通滤波器具有带宽 \( B_{LPF} = 150 \) Hz,这意味着它只允许低于500Hz + 150Hz = 650Hz的信号通过。
DSB SC调制过程会移除载波部分的信息,保留一半的带宽(即250至650 Hz),使得信号成为双边带。解调时,通常使用同步检波器,它包含一个本地载波(与发射端载波相同)和一个低通滤波器。当输入信号m(t)经过解调器时,载波部分会被抵消,只留下原始信号信息的一部分。
为了可视化这个过程,我们可以使用Python库如`matplotlib`来创建模拟信号和它们在时域和频域的图像。以下是一个简单的步骤概述:
- 创建载波、数据信号m(t)以及它们的乘积(表示调制后的信号)。
- 应用低通滤波器到调制后的信号上得到解调前的结果。
- 使用`numpy.fft`计算并绘制频谱,观察DSB SC信号的特点。
- 绘制时域中的关键点a, b和c。
由于这是一个文字平台,我无法直接编写和展示完整的Python代码。但是,你可以参考以下伪代码来开始:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.signal import lfilter, butter
# 定义参数
fc = 500 # 载波频率
fs = 8000 # 采样率
t = np.arange(0, 1, 1/fs) # 时间序列
B_LPFFreq = 150 # 低通滤波器带宽
data_signal = ... # 想象你有一个具体的数据信号m(t)
# 调制过程
carrier = np.cos(2 * np.pi * fc * t)
modulated_signal = data_signal * carrier
# 低通滤波
b, a = butter(4, B_LPFFreq / (fs / 2), 'low')
filtered_signal = lfilter(b, a, modulated_signal)
# 计算并显示频谱
fft_modulated = np.abs(np.fft.fft(modulated_signal))
fft_filtered = np.abs(np.fft.fft(filtered_signal))
# 绘制时域信号及关键点
plt.figure()
plt.plot(t, modulated_signal, label='Modulated Signal')
plt.plot(t, filtered_signal, label='Filtered Signal')
plt.scatter([a, b, c], [modulated_signal[a], modulated_signal[b], modulated_signal[c]], color='red', marker='o') # 标记关键点
plt.figure()
plt.plot(freq_axis, fft_modulated, label='FFT Modulated')
plt.plot(freq_axis, fft_filtered, label='FFT Filtered')
# 显示和提问
plt.legend()
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