基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)

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1、.....西南科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱：基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)仿真姓名：學(xué)號(hào):班級(jí)：通信0901指導(dǎo)教師：起止日期：2012.6.4-2011.6.24西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院制學(xué)習(xí)參考.....課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生班級(jí)：通信0901學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：20096009設(shè)計(jì)名稱：基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)仿真起止日期：2012.06.04——2012.06.24指導(dǎo)教師：楊俊平設(shè)計(jì)要求：1)對(duì)FM通信系統(tǒng)有整體深入的理解，畫出對(duì)應(yīng)的通信系統(tǒng)的原理框圖；2)提出仿真方案，用

2、FM對(duì)模擬輸入信號(hào)m(t)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)；3)完成仿真軟件的設(shè)計(jì)并演示；4)提交詳細(xì)的設(shè)計(jì)報(bào)告。課程設(shè)計(jì)學(xué)生日志時(shí)間設(shè)計(jì)內(nèi)容2012.06.09查閱資料，確定方案2012.06.12設(shè)計(jì)總體方案2012.06.13—2012.06.20開(kāi)始整體設(shè)計(jì)，用FM對(duì)模擬輸入信號(hào)m(t)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，完成仿真軟件的設(shè)計(jì)2012.06.21檢查設(shè)計(jì)內(nèi)容是否符合要求，并對(duì)不足的地方進(jìn)行修改2012.06.23提交詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告2012.06.25答辯學(xué)習(xí)參考.....課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)表指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)：指導(dǎo)教師：年月日學(xué)習(xí)

3、參考.....基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)仿真一、設(shè)計(jì)目的和意義1、熟悉MATLAB的使用方法，了解簡(jiǎn)單函數(shù)、原理和掌握操作方法；2、加深對(duì)FM信號(hào)調(diào)制及解調(diào)原理的理解；3、了解FM調(diào)制、解調(diào)基本結(jié)論、規(guī)律；4、增加自己在通信原理方面的動(dòng)手能力；5、通過(guò)查資料等提高自學(xué)能力，對(duì)通信原理在最后有更深入的了解。二、設(shè)計(jì)原理1、FM調(diào)制原理如果幅度不變，起始相位為0，而瞬時(shí)角頻率是調(diào)制信號(hào)的線性函數(shù)，則這種調(diào)制方式稱為頻率調(diào)制。調(diào)頻信號(hào)可表達(dá)為（1）調(diào)制信號(hào)為單余弦時(shí)（2）當(dāng)對(duì)載波進(jìn)行頻率調(diào)制時(shí)，可得調(diào)頻信號(hào)表

4、達(dá)式為（3）（4）上式中稱為調(diào)頻指數(shù)，也可記作（5）圖1圖2圖1為直接調(diào)頻，圖2為間接調(diào)頻。由于實(shí)際相位調(diào)制器的調(diào)節(jié)范圍不可能超出，因而間接調(diào)頻的方法僅適合于相位偏移和頻率偏移不大的窄調(diào)制情形，而直接調(diào)頻則常用于寬帶調(diào)制情形。根據(jù)調(diào)制后載波瞬時(shí)相位偏移的大小，可以將角頻率分為寬帶與窄帶兩種。寬帶與窄帶調(diào)制的區(qū)分并無(wú)嚴(yán)格的界限，但通常認(rèn)為由調(diào)頻所引起的最大瞬時(shí)相位偏移遠(yuǎn)小于30°時(shí)，即（6）學(xué)習(xí)參考.....稱為窄帶調(diào)頻。否則，稱為寬帶調(diào)頻。為方便起見(jiàn)，假設(shè)正弦載波的振幅A＝1，則由式（1）調(diào)頻信號(hào)的一般表達(dá)

5、式，有=（7）通過(guò)化解，利用傅立葉變化公式可得NBFM信號(hào)的頻域表達(dá)式：（8）在NBFM中，由于下邊頻為負(fù)，因而合成矢量不與載波同相，而是存在相位偏移，當(dāng)最大相位偏移滿足式（2-2）時(shí)，合成矢量的幅度基本不變，這樣就形成了FM信號(hào)。NBFM信號(hào)頻譜有兩類產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的方法：直接法和倍頻法、在直接法中采用壓控振蕩器作為產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的調(diào)制器，壓控振蕩器的輸出頻率正比于所加的控制電壓。直接調(diào)頻法的優(yōu)點(diǎn)是可以得到很大的頻偏，其主要缺點(diǎn)是載頻會(huì)發(fā)生飄移，因而需要附加的穩(wěn)頻電路。在倍頻法中嗎，首先用類似于線性調(diào)制的的方

6、法產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號(hào)，然后用倍頻的方法變換為寬帶調(diào)頻信號(hào)。2、FM解調(diào)原理（1）非相干解調(diào)由于調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率正比于調(diào)制信號(hào)的幅度，因而調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)器必須能產(chǎn)生正比于輸入頻率的輸出電壓，也就是當(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)為（9）則解調(diào)輸出應(yīng)為：限幅器及帶通（10）微分器包絡(luò)檢波低通濾波器學(xué)習(xí)參考.....調(diào)頻信號(hào)的非相干解調(diào)最簡(jiǎn)單的解調(diào)器是鑒頻器，理想鑒頻器可看成由微分器和包絡(luò)檢波器的級(jí)聯(lián)，限幅器的作用是消除信道中的噪聲和其他原因引起的調(diào)頻波的幅度起伏，帶通濾波器（BPF）是讓調(diào)頻信號(hào)順利通過(guò)，同時(shí)濾除帶外噪聲及高次諧

7、波分量。微分器的作用是把幅度恒定的調(diào)頻波變成幅度和頻率都隨原始信號(hào)變化的調(diào)幅調(diào)頻，即（11）微分器的輸出是一個(gè)調(diào)幅調(diào)頻信號(hào)，如果只取其包絡(luò)信息，則正比于調(diào)制信號(hào)，因而濾去直流后，包絡(luò)檢波器的輸出為(12)上述解調(diào)方法稱為包絡(luò)檢波，其缺點(diǎn)之一是包絡(luò)檢波器對(duì)于由信道中噪聲和其他原因引起的幅度起伏也有反應(yīng)，因而在使用中常在微分器之前加一個(gè)限幅器和帶通濾波器。（1）相干解調(diào)帶通相乘器低通微分窄帶調(diào)頻信號(hào)的相干解調(diào)由于窄帶調(diào)頻信號(hào)可分解成同相分量和正交分量之和，因而可以采用線性調(diào)制中的相干解調(diào)法來(lái)進(jìn)行解調(diào)。圖中帶通濾

8、波器用來(lái)限制信道所引入的噪聲，但調(diào)頻信號(hào)應(yīng)能正常通過(guò)。圖中所示相干解調(diào)器的輸出正比于調(diào)制信號(hào)f(t)，相干解調(diào)法只適用于窄帶調(diào)頻。3、模擬通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介傳遞信息所需的一切技術(shù)設(shè)備的總和稱為通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)由信息源和收信者、發(fā)送設(shè)備、傳輸媒介、接收設(shè)備幾部分組成。通信系統(tǒng)的一般模型如下圖所示：信息源收信者接收設(shè)備傳輸媒介傳輸設(shè)備干擾通信系統(tǒng)是為了有效可靠的傳輸信息，信息由信源發(fā)出，以語(yǔ)言、圖像、數(shù)據(jù)為媒體,通過(guò)電(