通信课设实基于systemview的窄带调频与调幅分析比较

1、目 录摘要 .11 SYSTEMVIEW 软件介绍.12 AM 调制与解调.22.1AM 的调制.22.2AM 的解调.23 NBFM 的调制与解调 .33.1NBFM 的调制.33.2NBFM 的解调.44 仿真电路及仿真波形 .55 AM 与 NBFM 调制性能比较.55.1频带宽度的比较.55.2抗噪声性能的比较.65.3 传送信息效率的比较 .8参考文献 .10SYNOPSIS：.11 1基于 systemview 的窄带调频与调幅分析比较计算机与信息工程学院 200*级 * *指导老师 * 教授摘要 本文主要应用 systemview 软件对相同信号分别经过窄带调频和 AM 调制进行

2、系统的仿真分析，比较出这两种调制直各自的优劣。关键词 systemview 仿真软件；窄带调频；AM 调制调频（FM）和调幅(AM)是无线电通信领域的两种基本的调制方式 ，而弱信号情形下的窄带调频( NBFM)是调频的一种特殊情况，其与普通调幅( AM)又具有极大地相似性。本文就窄带调频（NBFM）与调幅，对它们调制解调原理及抗噪声性能方面通过 systemview 软件进行仿真比较分析 。1.SystemView 软件介绍SystemView 是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计，到复杂的通信系统等不

3、同层次的设计、仿真要求。SystemView 借助大家熟悉的 Windows 窗口环境，以模块化和交互式的接口，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。使用 SystemView 时，用户只需关心项目的设计思想和过程，用鼠标点击图标即可完成复杂系统的建模、设计和测试，而不需要花费太多时间和精力通过编程来建立系统仿真模型。下面简单介绍 SystemViem 仿真系统的特点。（1）能方针大量的应用系统（2）快速方便的动态系统设计与仿真（3）在报告中方便地加入 SystemView 的结论（4）提供基于组织结构图方式的设计（5）多速率系统和并行系统（6）完备的滤波器和线性系统设计（7）先进的信号分析和数据

4、块处理2（8）可扩展性（9）完善自我诊断功能总之，SystemView 的设计者希望它成为一种强有力的基于个人计算机的动态通信仿真工具，以达到在不具备先进仪器的条件下同样也能完成复杂的通信系统设计与仿真的目的 。2. AM 调制及解调2.1 AM 调制现以单一正弦信号 m(t)=cost 为调制波对其调制分析。AM 信号的表达式可以写作：S1=A+m(t)cost将 m(t)带入上式可得：S1=A+costcost =Acost + costcost = Acost +1/2cos(+)+ cos(-) 由式可以得出 AM 调试的方法，如下图（1）所示： 图（1）AM 的调制2.2 AM 信号

5、解调原理AM 信号的解调有两种方法，一种是包络检波，另一种是相干解调。本文采用相干解调。信号经过一个通带为100hz,110hz的带通滤波器，后有S2=1/2cos(+) 对乘以载波 cost 可以得到如下式子：3S3=1/2cos(+) cos =1/4cost + cos(2+)再经过一个低通滤波器可得出调制信号。由上述可得解调原理图如图（2）所示：图（2）AM 的解调3 窄带信号的调制解调3.1 窄带信号的调制原理调频信号的一般表达式为：当瞬时相位偏移满足下式条件时调频信号表达式可近似为：称之为窄带信号，由上式得其调制仿真图如图（3）所示：4图（3）NBFM 调制3.1 窄带信号的解调制

6、原理由上面的推导可知，窄带调频可以由乘法器实现，因此必然可用相干解调的方法来回复原调制信号，如图 2 所示，NBFM 信号在接收端首先经过带通滤波器(BP)滤除频带外信道加性噪声，然后经过乘法器与载波(-sinct)相乘，用低通滤波器滤除乘出来的高频分量，最后经微分器去掉 f(t)外面的积分，在输出端恢复原调制信号 f(t)。如图（4）所示：图（4）NBFM 解调4 仿真电路及仿真波形以下试验中采用频率 10hz 的正弦信号做载波，频率 100hz 的余弦信号做载波，一般软件时钟采样率至少十倍载频，本次试验软件时钟设为 2000hz,采样数为 1024。各系数如图（5）示：5图（5）为了便于后

7、面 AM 调制与 NBFM 调制各方面的比较，所以为它们提供相同的输入信号功率设计仿真电路如下图（6）示：图（6）systemview 仿真电路仿真过程后可得到各点的波形如下图（7）中所示：6 图（7）systemview 仿真波形5 AM 调制与 NBFM 调制的比较5.1 调制带宽的比较 分别给这两套系统 10hz 的调试信号与 100hz 的载频信号，经过 systemview仿真后得到如图（8）的频谱。绿色线为 AM 调制后的频谱，黄色线的为 NBFM 调制后的频谱。经比较可知它们传送相同信号时占用频带宽度几乎相同。 图（8）AM 与 NBFM 调制后的频谱75.2 抗噪声性能的比较当

8、它们输入相同功率的信号，分别加入同一不同功率的高斯噪声，结果如下：图（9）噪声 Vs=0v 时 AM 与 NBFM 解调波形图（10）噪声 Vs=1v 时 AM 与 NBFM 解调波形8图（11）噪声 Vs=2v 时 AM 与 NBFM 解调波形由图（9）图（10）图（11）可知，在输入相同信号时，当加入噪声为Vs=0v，经过相干解调 AM 与 NBFM 抗噪声性能相同；当加入噪声为 Vs=1v 时，AM解调后波形失真，而 NBFM 解调效果仍然较好；当加入噪声为 Vs=2v 时，AM 解调后波形失真严重，而 NBFM 解调波形有较小失真；所以窄带调制在抗噪声性能上优于调幅。5.3 传送信息效

9、率的比较应用 systemview 的计算模块，可分别得出 AM 与 NBFM 调制后的能量谱柱状如图（12）（13）所示：图（12）AM 调制后的能量谱 图（13）NBFM 调制后的能量谱9图（14）AM 与 NBFM 调制解调后的能量谱由图（14）可以看出窄带信号的能量分布在较广的频域内，而调幅信号能量主要分布在以直流分量为中心的很窄的频带内。然而直流分量是无法传送信号的，所以窄带调制比普通调幅效率高得多。 小结Systemview 是一款强大的仿真软件，其借助现代的计算机方便地完成各种通信及相关领域的模拟仿真任务，大大简化实验成本，节约时间，为各种研究提供可靠的依据。本此实验所涉及内容使

10、我对此软件的各项功能作了应用，也对以前学习的 AM 与 NBFM 调制与解调有了深入的理解，也从直观上强化了 NBFM在抗噪声及调制效率的优势。10致 谢本次试验的选题经过*老师认定，并有关实验内容和方法给予提示，在此表示深深感谢。11参考文献1.樊昌信，曹丽娜，通信原理，国防工业出版社，第 6 版；2.刘祖刚 窄带调频与普通条幅信号差异讨论，高等函授学报，2003 年 6 月第 16 卷第 3 期。12内蒙古师范大学计算机与信息工程学院通信工程通信工程课程设计报告课程设计报告实习题目实习题目指导教师指导教师职职 称称学生姓名学生姓名学学 号号日日 期期实习题目实习题目指导教师指导教师职职 称

11、称学生姓名学生姓名学学 号号日日 期期实习题目实习题目指导教师指导教师职职 称称学生姓名学生姓名学学 号号日日 期期设计题目设计题目基于systemview的窄带调频与调幅较指导教师指导教师*职称职称教授姓姓 名名* 学学 号号*日日 期期*13Based on the Systemview narrowband frequency and amplitude modulation analysis and comparisonSchool of computer and information engineering level *The guidance of Professor *Abstract : this paper applied Systemview software to the same signal respectively through the narrow band frequency modulation and AM modulation