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Matlab-对wav音频文件DSB调制及解调

时间:2023-07-09 20:11:42浏览次数:34  
标签:sound fs signal fft 音频文件 carrier Matlab wav data

1.读取wav音乐文件

% 读取音频文件
filename = 'jay.wav';
[sound_data, fs] = audioread(filename);  % 9507502x2 44100
sound_data_1 =  sound_data(:, 1);
sound_data_1 = sound_data_1';             % 转置

sound_data有两列,因为此音乐文件有两个通道,音频采样率为44100;

这里只使用其中一个通道数据;

将多行数据转置为单行数据,方便后续调制

2.调制

% 调制参数
carrier_freq = 10e3;    % 载波频率
modulation_index = 1; % 调制指数
dc = 0;                 % 直流偏置

% 创建载波信号
t = (0:length(sound_data_1)-1) / fs;
carrier = cos(2*pi*carrier_freq*t);

% 进行AM调制
sound_data_1 = dc + modulation_index*sound_data_1;  %直流偏置,乘以调制指数在偏置    
modulated_signal = sound_data_1 .* carrier;
% modulated_signal = awgn(modulated_signal, 10, 'measured'); % 添加高斯白噪声

关于一些参数:

调制指数:也叫调制深度,定义为调制信号振幅与载波振幅之间的比例。调制指数决定了调制信号对载波振幅的影响程度。

3.相干解调

DSB只能使用相干解调

%%%%%%%%%%%%%相干解调%%%%%%%%%%%%%
% demodulated_signal = modulated_signal .* carrier;    % 理想情况下的相干解调,同频同相
carrier_new = cos(2*pi*carrier_freq*t+pi/4);           % 一般情况下的相干解调,有个相位偏移
demodulated_signal = modulated_signal .* carrier_new;  


% 设计低通滤波器
[b, a] = butter(20, carrier_freq/(fs/2)); % 设计6阶低通滤波器
% 低通滤波
filtered = filter(b, a, demodulated_signal); 
subplot(2, 1, 1);
plot(sound_data_1);
subplot(2, 1, 2);
plot(filtered);
sound(filtered, fs);  % fs为采样率

 

 4.FFT分析

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%绘图%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% fft点数
fft_points = length(sound_data_1);
%%%%%%%%%%%%%%画原始信号的fft%%%%%%%%%%%%%
subplot(4, 1, 1);
x1 = fs*(0:(fft_points-1))/fft_points;
y1 = abs(fft(sound_data(:, 1), fft_points));
plot(x1, y1);                             
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Magnitude');
title('FFT Spectrum');

%%%%%%%%%%%%%%画加了偏置原始信号的fft%%%%%%%%%%%%%
subplot(4, 1, 2);
x2 = fs*(0:(fft_points-1))/fft_points;
y2 = abs(fft(sound_data_1, fft_points));
plot(x2, y2);                             
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Magnitude');
title('FFT Spectrum');

%%%%%%%%%%%%%画am调制信号的fft%%%%%%%%%%%%%
subplot(4, 1, 3);
x3 = fs*(0:(fft_points-1))/fft_points;
y3 = abs(fft(modulated_signal, fft_points));
plot(x3, y3);                             
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Magnitude');
title('FFT Spectrum');

%%%%%%%%%%%%%画解调调制信号的fft%%%%%%%%%%%%%
subplot(4, 1, 4);
x4 = fs*(0:(fft_points-1))/fft_points;
y4 = abs(fft(demodulated_signal, fft_points));
plot(x4, y4);                            
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Magnitude');
title('FFT Spectrum');

 

 

5.完整代码

% DSB调制

% 读取音频文件
filename = 'jay.wav';
[sound_data, fs] = audioread(filename);  % 9507502x2 44100
sound_data_1 =  sound_data(:, 1);
sound_data_1 = sound_data_1';             % 转置

% % 调制参数
carrier_freq = 10e3;  % 载波频率
modulation_index = 1; % 调制指数
dc = 0;               % 直流偏置

% 创建载波信号
t = (0:length(sound_data_1)-1) / fs;
carrier = cos(2*pi*carrier_freq*t);

% 进行AM调制
sound_data_1 = dc + modulation_index*sound_data_1;  %直流偏置,乘以调制指数在偏置
modulated_signal = sound_data_1 .* carrier;

modulated_signal = awgn(modulated_signal, 40, 'measured'); % 添加高斯白噪声

%%%%%%%%%%%%%相干解调%%%%%%%%%%%%%
% demodulated_signal = modulated_signal .* carrier;    % 理想情况下的相干解调,同频同相
carrier_new = cos(2*pi*carrier_freq*t+pi/4);           % 一般情况下的相干解调,有个相位偏移
demodulated_signal = modulated_signal .* carrier_new;  


% 设计低通滤波器
[b, a] = butter(20, carrier_freq/(fs/2)); % 设计6阶低通滤波器
% 低通滤波
filtered = filter(b, a, demodulated_signal); 
subplot(2, 1, 1);
plot(sound_data_1);
subplot(2, 1, 2);
plot(filtered);
sound(filtered, fs);  % fs为采样率

 

 

6.说明

 ①、频谱分析

假设调制指数为1,则DSB调制信号在Fc处左右各有一个带宽的基带信号,总共占用带宽为2B【B为基带信号的带宽】

 

标签:sound,fs,signal,fft,音频文件,carrier,Matlab,wav,data
From: https://www.cnblogs.com/judes/p/17539290.html

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