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《通信系統(tǒng)課程設計之基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、西南科技大學課程設計報告課程名稱:通信系統(tǒng)課程設計設計名稱:基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)設計姓名:容曉慶學號:20096025班級:通信0901班指導教師:侯寶林起止日期:2012.6.17-2012.6.25西南科技大學信息工程學院課程設計任務書學生班級:通信0901班學生姓名:容曉慶學號:20096025設計名稱:基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)仿真起止日期:2012.06.10-2012.06.25指導教師:侯寶林設計要求:1)對FM通信系統(tǒng)有整體深入的理解,畫出對應的通信系統(tǒng)的原理框圖;2)提出仿真方案
2、,用FM對模擬輸入信號m(t)進行調(diào)制與解調(diào);3)完成仿真軟件的設計并演示;4)提交詳細的設計報告。課程設計學生日志時間設計內(nèi)容2012.06.11-2012.06.13領取課程設計題目,學習題目要求,預覽相關資料2012.06.14-2012.06.16根據(jù)設計要求,確定相應方案,準備課程設計要用到的軟件2012.06.17-2012.06.19查閱資料,在軟件上實現(xiàn)功能設計要求2012.06.20-2012.06.22調(diào)試程序,發(fā)現(xiàn)不足之處,完善功能要求2012.06.23-2012.06.24按要求完成設
3、計報告書寫2012.06.25答辯課程設計評語表指導教師評語:成績:指導教師:年月日基于MATLAB的FM通信系統(tǒng)仿真一、設計目的和意義(1)熟悉MATLAB文件中M文件的使用方法,包括函數(shù)、原理和方法的應用。(2)加深對FM信號調(diào)制原理的理解。(3)增強在通信原理仿真方面的動手能力與自學能力。(4)在做完FM調(diào)制仿真之后,在今后遇到類似的問題,學會對所面對的問題進行系統(tǒng)的分析,并能從多個層面進行比較。二、設計原理圖1模擬通信系統(tǒng)模型調(diào)制器:使信號與信道相匹配,便于頻分復用等。發(fā)濾波器:濾除調(diào)制器輸出的無用信號
4、。收濾波器:濾除信號頻帶以外的噪聲,一般設N(t)為高斯白噪聲,則Ni(t)為窄帶白噪聲。在通信系統(tǒng)中一般需要將信號進行相應調(diào)制,以利于信號在信道上的傳輸,調(diào)制是將用原始信號去控制高頻振蕩信號的某一參數(shù),使之隨原始信號的變化而成規(guī)律變化。調(diào)制可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。線性調(diào)制有AM、DSB等,非線性調(diào)制有FM、PM等,這里主要討論FM調(diào)制通信系統(tǒng)1.FM調(diào)制原理角調(diào)制不是線性調(diào)制,角調(diào)制中已調(diào)信號和調(diào)制信號頻譜之間不是線性關系而是產(chǎn)生出新的與頻譜搬移不同的新的頻率分量,呈現(xiàn)非線性特性,故又成為非線性調(diào)制。FM
5、調(diào)制中瞬時角頻率是關于調(diào)制信號的線性函數(shù),瞬時角頻率偏移量?w?kFMf(t),則,瞬時角頻率為w?wc?kFMf(t)kFM為頻偏指數(shù)則,調(diào)頻信號為SFM(t)?cos(wct?kFM?f(t)dt)當調(diào)制信號是單頻余弦時,調(diào)制信號為SFM(t)?Acos(wct?kFMAm?coswmtdt)?Acos(wct??FMsinwmt),?FM為調(diào)頻指數(shù),?FM?kFMAm/wm;調(diào)制信號的信號的產(chǎn)生m(t)?FM?S(t)FM圖2m(t)?(?)dt?PM?S(t)?FM圖3圖2為調(diào)頻信號的直接產(chǎn)生,圖3為調(diào)
6、頻信號的間接產(chǎn)生,在間接產(chǎn)生方法中,因為實際調(diào)相的相位調(diào)節(jié)器的范圍在(-?,?),故而間接調(diào)頻只能用于相位偏移和頻率偏移不大的窄調(diào)制情況,而直接調(diào)頻則常用于寬帶調(diào)制情況。窄帶角頻率調(diào)制時,最大瞬時相位偏移遠小于30°即kFM?f(t)dtmax???/6調(diào)頻信號的時域表達式SFM(t)?cos(wct?kFM?f(t)dt),當為窄帶調(diào)制時,SFM(t)?Acoswct?[AkFM?f(t)dt]sinwct假設調(diào)制線號的頻譜為F(W),而且假設飛f(t)的平均值為零,有傅氏變換可得SNBFM(w)??A[?(
7、w?wc)??(w?wc)]?AkFM/2[F(w?wc)/(w?wc)?F(w?wc)/(w?wc)]此時調(diào)頻信號的帶寬為調(diào)制信號的兩倍。其相應圖形如下:調(diào)制信號頻譜調(diào)頻信號頻譜2.解調(diào)原理1)非相干解調(diào)由于調(diào)頻信號的瞬時頻率正比于調(diào)制信號的幅度,因而調(diào)制信號的調(diào)節(jié)器必須產(chǎn)生正比于輸入頻率的輸出電壓,即輸入為調(diào)制信號為Si(t)?Acos[wct?kFM?f(t)dt],則解調(diào)器的輸出應為SO(t)?kFMf(t)最簡單的解調(diào)器是鑒頻器原理圖如下:Si(t)So(t)限幅器及帶通微分器包絡檢低通濾波包絡檢波輸
8、出為So(t)=kFMkdf(t),kd為鑒頻器的靈敏度,微分器和包絡檢波構成鑒頻器。2)相干解調(diào)由于窄帶調(diào)頻信號可分解為同相分量和正交分量,因而可以用線性調(diào)制中的相干解調(diào)來進行解調(diào)。原理圖如下:ni(t)SNBFM(t)Si(t)Sp(t)So(t)帶通濾波相乘器微分器低通濾波帶通濾波器的作用是抑制信號帶寬以外的噪聲,低通濾波器輸出SO(t)?AkFMf(t)/2;上圖所示的相干解調(diào)