FM窄带调制解调系统仿真模型设计

00上盅电加年院课程设计报告课题名称__FM（窄带）调制解调系统的仿真模型设计.学一院 电子信息学院专业 通信工程"班级学号姓名指导教师定稿日期：2017年01月13日直接调频和间接调频两种方式得到。间接调频就是先对调制信号积分再调相得到。FM解调原理a.非相干解调由于调频信号的瞬时频率正比于调制信号的幅度，因而调频信号的解调必须能产生正比于输入频率的输出电压，由公式4.2.5可得当已调信号表示式为公式4.2.9时，解调器的输出应为：（4.2,11）最简单的解调器是鉴频器。理想的鉴频器可以看做是微分器与包络检波器的级联。调频器通过微分器得到调频调幅信号，如果只取其包络信息，则正比于调制信号m（t）,然后滤掉之流分量后，包络检波器输出t=kd （4.2,12）其中为鉴频器的灵敏度b.相干解调非线性解调制信号的解调与线性调制信号的解调基本一样,也分相干解调和非相干解调两种方法。非相干解调的方法上面已经介绍过，而相干解调的方法适用于窄带调制信号。相干解调的方框图为：图4.2.2NBFM图4.2.2NBFM相干解调由于窄带调频信号可分解成正交分量与同相分量之和，因而可以采用线性调制中的相干解调法来进行解调。设窄带调频信号为：（4.2.13）=Acos—AKF*mtdrsinL J ATL L-（4.2.13）相干载波为，则乘法器输出为：力 4tsnt=sin2ajrt-F mtdT1-cos2o）rt“o［八（4.2.14）经低通滤波器滤除高频分量，得又二=；-二"' 再经微分，得输出信号:外「逃血9 （4.2.15）可见，相干解调可以恢复原调制信号，这种解调方法与线性调制中的相干解调样，要求本地载波与调制载波同步，否则将使解调信号失真。

4.3仿真模型的建立实验使用了间接调频，即先对调制信号积分再调相。最后使用相干解调法还原信号，即输出解调信号。二月c。弓st-AK二月c。弓st-AK带通图4.3.2相干解调原理图图4.3.1窄带调频原理框图滤波器如上图制作仿真模型，图4.3.3左右分别为间接调频和相干解调。图433FM间接法调频调制与解调的仿真模型在图中，图符1、2、3、4为调频器，图符0为幅度为IV,频率为10H的正弦波信号,图符5为幅度为3V、频率为100H的正弦波信号，图符8为幅度为IV,频率为100H的正弦波信号。从图符0到图符6是对FM信号的调制阶段，从图符7到图符12为解调阶段。需注意图符H为一切比雪夫滤波器，其作用是用作环路滤波。本仿真模型的流程如下：对FM信号调制加入高斯白噪声对FM信号解调还原加入白噪声后的信号图434FM调制解调流程4仿真模型结果仿真后的波形图以及频谱图如下:图4.4.1调制信号波形FM的输入信号是正弦波审w4!PowerSpettrumofSink7(dBm50ohmE)审w4!PowerSpettrumofSink7(dBm50ohmE)ie+aie+ara-quBticyanKeLiW图4.4.2调制信号频谱波形调制信号频谱波形是在调制波形的基础上进行傅里叶变换后所得出的,舟岫Sink15{J4gAMOTDfi-3E4DQ-3-Tin电inS^QOndE图4.4.3已调信号波形调制后的波形，按照原理，FM角度调制出来的波形特征为：频率周期性地稀疏变化，所以波形调制成功。图4.4.4已调信号频谱波形解调后的波形图4.4.5解调信号波形图4.4.6解调信号频谱波形图4.4.7载波信号波形图4.4.8载波信号频谱波形频率调制(FM),是指瞬时频率偏移随调制信号m(t)成比例变化，则可得到调频信号为sFM(t)=Acoswc+KfJm(t)dt4.5模块说明及参数设置模块0：输入信号Token0Parameters:Source:SinusoidAmp=1vFreq=10HzPhase=0degOutput1=CosineMaxRate(Port0)=2e+3Hz模块1：FunctionLibrary说明：积分器Token1Parameters:Operator:IntegratorZeroOrderInitialCondition=0v模块2：Gain说明：增益对信号进行放大处理Gain=3模块3：Multiplier说明：该模块是一个乘法器，将输入的信号相乘后输出。Token3Parameters:Multiplier:NonParametricInputsfrom25Outputsto4模块4：Negate说明：取负数模块5：载波信号，载波在解调过程中作用是识别原来的信号Token6Parameters:Source:SinusoidAmp=3vFreq=100HzPhase=0degOutput0=Sinet3Output1=Cosinet6t14MaxRate(Port1)=2e+3Hz模块6：加法器对输入信号进行加法操作模块7：双通滤波器LinerSysChebyshevBandpassIIR5PolesLowFc=80HzHiFc=120HzQuantBits=NoneInitCndtn=TransientDSPModeDisabled模块8：SourceLibrarySource:SinusoidAmp=1vFreq=100HzPhase=0degMaxRate(Port1)=2e+3Hz模块9：Negate说明：取负数模块11：OperatorLibrary说明：该模块是一个切比雪夫滤波器Token14Parameters:Operator:LinearSysChebyshevLowpassIIR5PolesFc=25HzQuantBits=NoneInitCndtn=TransientDSPModeDisabledMaxRate=2e+3Hz模块15：该模块是将信号微分，完成解调4.6仿真结果分析仿真结果分析：鉴于鉴频器不适于窄带仿真，故本次设计采用了相干解调法对FM信号进行调制解调。从解调后的波形来看，与之前的输入信号相比有轻微失真，可能原因分析如下：1、所选波形文件频率与参数设置匹配没有理论上理想，导致解调轮廓出现少量失真；2、该波形文件受高斯白噪声的影响太大，以致解调输出波形出现轻微失真。5课程设计体会本周的实训是关于通信原理调制解调系统的仿真模型设计。在学习通信原理课程理论之后，开设这类的课程设计，目的是让我们更深刻的理解通信原理这门课，并且把所学的理论与实践相联系，同时，这对于课程原理的掌握起到了深化的作用。这次课程设计做的是FM窄带调制解调系统的仿真模型设计。这次所用的软件是SystemView5.0，拿到任务，一开始还真是没概念，幸好老师发给我们的资料中有相关的例题，可以照着例题的思路进行推究学习，从中获取一些经验。通过老师提供的资料以及反复的尝试终于知道如何操作这个软件以及各图符的功能。而在这次的设计中，我对FM的调制解调有了一定的了解。常见的模拟调制包括角度调制(FM/PM)和幅度调制(AM/DSB)，与幅度调制不同的是角度调制是原调制信号频谱的非线性搬移，并且产生了新的频谱分量，所以又称为非线性调制。FM(调频)在实际通信中的应用非常广泛，高保真音乐广播、电视伴音信号传输、蜂窝电话以及卫星通信等。与幅度调制相比，FM可以获得较高的抗噪声性能。调频即使频率直接随调制信号线性变化，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，NBFM信号在接收端首先经过带通滤波器滤除频带外信道加性噪声，然后经过乘法器与载波相乘，用低通滤波器滤除乘出来的高频分量，最后经微分器去掉外面的积分，在输出端恢复原调制信号f(t)。而信号在信道中的传输会失真有可能是因为受到噪声影响，这时就需要用调制的方法去恢复信号，降低噪声对信号的干扰。通过本次实训，我深刻体会到了通信原理设计是一门实践性很强的东西，不仅要学好书本知识，还必须随时把所学知识投入实际应用之中，只有这样，才能达到学习的目的。这次实践中，我感觉到自己掌握的还是太匮乏了，当用到某个知识点时，经常是概念不清。所以，我还是觉得必须很熟练的掌握专业知识，这样才能很顺畅的设计应用、提高效率，考虑问题也会更全面。参考文献【1】樊昌信，《通信原理教程》，电子工业出版社，2005【2】WilliamR.Bennett,JamesR.Davey.DataTransmission.NewYork:McGraw-Hill