FM调制的基础技术
调变电路为可以将信号波(音频信号等)等乘载在电波上传送的电路。也即是将载波(carrie r)利用信号波加以变形，然后传送出去。在本文中，将针对调变电路中最常使用到的FM调变(F requency Modulation……频率调变)，以及解调(回复到原来的信号)的技术加以说明。
FM调变方式为将载波频率变化而后传送的方式。
FM调变的基础技术
FM调变的理论
图1所示的为FM调变的考查方法。其中的Vc为载波，Vs真为信号波。对于各信号可以如下表示。
图1 FM调变
(FM调变为利用信号而改变频率。由于振幅为一定，较容易去除噪声成分。)
此时的载波频率fc称之为中心频率。
今将此一载波做FM调变。也即是，使载波频率fc会随着信号波的大小而改变。频率变化时角频率w也会变化，因此，
或者
此时的频率变化△f称之为最大频率偏移。经过调变后的信号，称之为被调变波Vm，可以用
下式子表示。
被调变波Vm会随信号波Vs而变化，其瞬间相位为时间积分。因此，相位角成为
所以，被调变波Vm可以如下表示，
此时的称之为调变指数。
FM调变波所占有的频带宽
FM调变波所占有的频带宽会随着调变指数(△f/fs)的增大而扩宽。FM调变波的频谱分布范围很广，而只对于存在有95%以上的能量的频带称之为Carson频带宽。在此，对于占有频带宽B W可以概略计算如下。
△f：最大频率偏移
fsm：信号波的最大频率
图2所示的为△f=±75kHz，fsm=15KHz时的占有频带宽BW。
图2 FM调变波所占有的频带宽
(FM调变波的频率能量为无限大扩广，而其能量成分几乎存在于2△f+2fs)
图3 利用可变电容二极管做成FM调变的实验
(将振荡电路的电容器改为可变电容二极管时，便可以做简单的FM调变。将△V(电压变化)政变成为△f(频率变化)。
FM调变电路的实验
FM调变电路为将信号波的电压变化(△v)变换成为频率变化。在此举一简单的调变电路为例子说明。
图3所示的为使用可变电容二极管，使振荡电路发生调变的FM方式。在无信号时加上直流偏压电压，信号波便以偏压电压为基准而变化。电路的工作原理为信号波的电压变化(△V)→电容量的变化(△C)→谐振频率的变化(△f)，如此可以得到FM调变波。
一般地，振荡电路为晶体振荡电路或陶磁振荡电路时，使振荡器的负载电容量随着信号波而变化时，便可以形成FM波。
FM无线麦克风的设计-制作
为了达到频率稳定化，使用陶瓷振荡器
FM无线麦克风为利用声音改变振荡频率，以达到将声音传送出去的目的。此在无线状态下所传送出去的信号，可以利用FM调谐器等接收之。
大多数的FM无线麦克风为使用LC振荡电路。但是，LC振荡电路容易受到电源电压的变动或温度变化的影响，而使频率变动。
一般地，电源电压虽然可以比较容易稳定化，但是，仍然有温度变化的存在。结果，还是会使LC振荡的频率发生变动。
此种方法所制作的FM无线麦克风，在每次使用时，必须与接收机的接收稳率重新对齐。也即是必须调谐。
为了避免每次都需要重新调整接收，可以使用振荡频率的频率稳定度较佳的陶瓷振荡器。
陶瓷振荡器的性能与晶体相似。图4所示的为陶瓷振荡器的电气特性。图(a)为等效电路，图(b)为电抗特性。振荡频率发生电抗为电感性的fs与fp之间
图4 陶瓷振荡器的构造
在陶瓷振荡器的电感性领域fs～fp晶体的电感性领域fs～fp的数十倍。因此，在做频率调变(FM)时，使用陶瓷振荡器较容易取得高的调变度或者说“响度”、“拾音灵敏度”等。
所制作的无线电麦克风的概要
图5所示的为此次所制作的无线电麦克风的方块图，表1所示的为FM无线麦克风的设计规格。接收机为可以使用FM调谐器，因此，其接收频率为在76MHz～90MHz之间。
表1 待制作的无线麦克风的电气指标规格
(可以使用一般的FM收音机接收，但是，为了避免违反无线电波法，其使用范围只在室内使用。其特征为频率变动小。)
传送频率 FM传送频带7 6MHz~90MHz
电波型式 FM
可能的传输距离20m
频率偏移±75kHz
电源电压 DC306V~6V
电池内藏
频率漂移±20KHz以内
图5 FM无线麦克风的方块图
(由于陶瓷振荡器的种类较少，在此使用较容易取得的12MHz，因此，需要使用7倍频电路。)
为了避免违反电波法，此次所制作的通话传送距离最长为20m，其频率偏移(由于频率调变所产生的频率变化宽幅)与FM广播台同样是±75kHz。
电源为使用镍镉电池或一般的干电池(3个或4个)，工作原理电压范围约为3.6V～6V。考虑到FM调谐器的选择性，在此设定频率变动为±20kHz以内。
利用振荡电路做频率调变
图6所示的为可以形成频率调变的振荡电路的构成。此一振荡电路的基本为如图(a)所示，此为第3章3-4节所示的无调整振荡电路。
在此使用陶瓷振荡器CSA12.0MX(村田制作所)串联可变电容二极管1SV50，直接将调变信号加在此，可以改变可变电容二极管的静电电容量，达到FM调变的目的。
为了易于了解频率调变的工作原理，将无调整振荡电路用图(b)的等效电路表示。
图6 频率调变电路的构成
(为了能使电路容易起振，使用fT较高的晶体管。利用可变电容二极管，直接构成FM调变电路。)
陶瓷振荡器为在电感性的领域工作原理，因此，振荡电路可以视为线圈(电感)工作原理。
虽然串联有可变电容二极管的静电电容，但是，由于陶瓷振荡器的电感量很大，因此,陶瓷振荡器与可变电容二极管的全体还是以线圈形态(电感)工作原理。
但是，此一线圈的电感量会因为可变电容二极管的静电容量而变化，因此，改变加在可变电容二极上的电压，也可以改变振荡频率。
但是，即使陶瓷振荡器的振璗频率再高，也不会高于30MHz，无法直接振荡为FM广播频带的76MHz～90MHz。在此为在12MHz振荡，再7倍频成为84MHz。
在无调整振荡电路的输出并没有连接谐振电路，因此，无调整振荡电路的输出波形不会成为漂亮的波形，而是包含有高谐波成分的失真波形。但是，由于使用其7倍的高频率，因此，其波形稍有失真也不会有太大影响。
目录 目录 (1) 摘要 (2) ABSTRACT (3) 1.引言 (4) 2. FM调制系统的介绍及设计 (5) 2.1通信系统的简介 (5) 2.2FM调制模型的建立 (6) 2.3FM调制仿真结果 (9) 3. FM解调系统的介绍及设计 (12) 3.1FM解调模型的建立 (12) 3.2解调过程分析 (12) 3.3FM解调的部分程序及波形 (13) 4. 高斯白噪声信道特性 (17) 5. 调频系统的抗噪声性能分析 (19) 6. MATLAB源代码 (21) 7．心得体会 (26) 8．参考文献 (27)
摘要 调制在通信系统中有十分重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，调制方式往往决定了一个通信系统的性能。FM信号的调制属于频谱的非线性搬移，它的解调也有相干和非相干解调两种方式。 本课程设计使用的仿真软件为MATLAB 7.0，利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现FM信号的仿真分析，并分别绘制出基带信号、载波信号、已调信号的时域波形和频域波形；再进一步分别绘制出对已调信号叠加噪声后信号、同步解调前信号和解调后基带信号的时域波形；最后绘出FM基带信号调制和解调系统后的输入输出信噪比的关系，并通过与理论结果波形对比来分析该仿真调制与解调过程的正确性及噪声对FM信号解调的影响。在课程设计中，系统开发平台为Windows Xp，在该平台运行MATLAB程序完成了对FM调制和解调以及对叠加噪声后解调结果的观察和分析。 关键词 FM；调制；解调；MATLAB 7.0；噪声
9018简易调频发射器电路 上图中的发射器线圈是用１.０ｍｍ的漆包线在３.２ｍｍ的钻头上绕６－８圈，可覆盖８８－１０８ＭＨｚ，７圈时在１００ＭＨｚ附近。距离不是很远，<100米（开阔地带）！虽距离不远，但对于初学者来说是很有帮助的！
本无线话筒电路设计合理、造型美观大方、传声距离远、使用寿命长、经济实惠、耗电小，非常适合普通FM调频收音机接收使用。 振荡线圈L的制作：在Ф5mm的直柄钻花上用Ф0.5mm的漆包线平绕4T脱后即成。 振荡线圈L的调整：打开收音机（置于FM段）和话筒开关，然后手持话筒，一边对话筒讲话一边调收台旋钮，直到收音机中传出自己的声音为。如果在整个频段（即88～108MHz）仍收不到自己的声音，仔细拨动振荡线圈L，拨动时只需拉开或缩小线圈每匝之间的距离，调整时应仔细。若调整线圈的松紧仍无凑效应将L焊下来增加一匝或者减少一匝（因电子元件参数的影响），重新焊上后继续上述调整。 在准备安装制作前，请用万用表筛选一下各个元件的质量，有条件的话将各瓷片电容测量一下电容量，这样就万无一失，一装即成功。在焊接时要保证质量，不能出现虚焊、假焊、错焊。
1）高频三极管V1和电容C3、C5、C6组成一个电容三点式的振荡器 2）C4、L组成一个谐振器：谐振频率就是调频话筒的发射频率，根据图中元件的参数发射频率可以在88～108MHZ之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整L的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发射信号通过C4耦合到天线上再发射出去。 3）R4是V1的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，使V1工作在放大区。
一、频率稳定的调频信号传输电路。图1所示电路可以将音频信号以调频（FM）的方式传送到异地。 图中，VT1、R2、R3、C2、C3、L1、Cx组成谐振频率在88MHz～110MHz之间的电容三点式调频振荡电路。 话筒B将声音信号转换成电信号后经过耦合电容C1送入三极管VT1的基极。此时，VT1的基极电压将随着音频信号的变化而变化，于是VT1的集电结电容也相应变化，引起振荡器的振荡频率随之变化，达到调频的目的。 VT1集电极负载L1、Cx、C3等调谐回路决定了高频振荡器的振荡频率（即发射频率），由于C3、L1的参数为固定值，所以电容Cx为振荡频率调整电容，调整电容Cx可以改变该发射器的发射频率，当Cx的电容量为12.5pF时，发射频率约为108MHz。包含有声音信号的调频信号由VT1的集电极输出，并由发射天线向空中发射。天线接在VT1的集电极，长度约为690mm时发射效果最佳。 L1的电感量为0.17μH，如果买不到成品电感，也可以自己绕制。绕制电感的电感量与线圈骨架的直径、长度以及匝数有关， 如图2所示。图中，r表示骨架的半径（单位为mm），x表示线圈成型后的长度（单位为mm），n表示线圈的匝数，电感量为n2×r2/(228.6r+254x）（μH）。 据以上方法，电感L1用φ0.1mm的漆包线在直径为6.7mm的圆形木棒上绕5～6匝，然后脱胎并将线圈长度拉至6.4mm即可 二、高保真调频音频信号传输电路在深夜看电视时通常都要降低音量以免影响他人休息，这就有可 能听不清电视伴音。如果有一个电路能够将电视伴音信号发射到周围空间，然后再用调频收音机接收就能很好地解决这个问题。 该电路如图1所示。
频率调制解调器案例 1 理论公式解析 1.1 频率调制信号分析 假设有一基带调制信号()m t 为 ()()cos 2m m t A f t π= 设载波信号为 ()()cos 2c c t f t π= 调制时，载波频率的变化受调制信号频率的控制，载波的瞬时频偏根据基带信号()m t 成正比，其比例系数为f K ，即 ()()f d t K m t dt ?= 式中，f K 为调频灵敏度（rad/（s*v ））。这时相位偏移为 ()()?ττ=?f t K m d 则可得到调频信号为 ()()cos f SFM t A t K m d ωττ??=+?? ? 随着调制电压的变化，在调制电压的正半周期，载波振荡频率高于载波频率，当达到调制电压的正峰值时，高频振荡角频率调整到最大值，max ωωω=+?c 。在调制信号的负半周中，载波振荡频率随调制电压的变化而低于载波频率，在调制电压的负峰值处，调制后的高频振荡角频率达到最小值，min ωωω=-?c 。 当1f m <<时，频率调制波的频谱和幅度调制波的频谱一样，也是由载频0f 和一对边频00()2、π Ω+-=f F f F F 组成。但是下边频的相位和上边频相差180度。假如调制信号是一个频带，那么上下边频就变成了上下边带。 当f m 逐渐增大，边频数也渐渐变多，事实上包含了载频和无数对边频。 如果把调制前的载波振幅cm I 的15%以上的边频当作有效的边频，有效边频所占的频带宽度叫做有效频带宽度B ，那么在f m >2时，max 22f B m F f ≈≈?。
1.2 频率解调信号分析 从FM 波中还原出原始的调制信号的过程叫做频率检波，又叫做鉴频。在FM 波中，调制信号包含在了高频振荡频率的变化量中，所以FM 波的解调就是使鉴频器的输出信号和输入的基带信号的瞬时频移成线性的关系。 利用非相干解调方法进行解调的方法如下图1。 图1 非相干解调器 其中输入FM 信号为 ()()() 00c o s t F M c f u t U t k u t d t ωΩ=+ ? 有一个相干载波为 ()()cos 2π=?c t fc t 乘法器的作用就是将FM 信号变为有多种频率波的混合。其中乘法器输出为 ()()()11sin 21cos 222ωω??=-+?-? ??p c f c s t t K m t dt t 经过低通滤波器后取出的低频分量为 ()()12 d f s t K m t dt =? 在经过微分器，就解调出了基带信号： ()()012 f m t K m t = 相干解调在本地的载波与调制的载波同步的情况下，也能够恢复原始基带信号。但是必须保证调制的载波和本地的载波同频且同相，否则将会导致解调信号失真。 2 数值仿真 2.1 基于Matlab 的数值仿真 假设载波信号的表达式为()111u U cos t ω=，调制信号的表达式为()222u U cos t ω=， 则FM 已调信号的表达式为()() 311 2f u U cos t m sin t ωω=+。其中，载波信号角频率w 1=200π rad/s ，调制信号角频率w 2=20πrad/s 。由此可以通过Matlab 画出载波，基带和已调信号的波形图和频谱。
FM调制的基础技术 调变电路为可以将信号波(音频信号等)等乘载在电波上传送的电路。也即是将载波(carrie r)利用信号波加以变形，然后传送出去。在本文中，将针对调变电路中最常使用到的FM调变(F requency Modulation……频率调变)，以及解调(回复到原来的信号)的技术加以说明。 FM调变方式为将载波频率变化而后传送的方式。 FM调变的基础技术 FM调变的理论 图1所示的为FM调变的考查方法。其中的Vc为载波，Vs真为信号波。对于各信号可以如下表示。 图1 FM调变 (FM调变为利用信号而改变频率。由于振幅为一定，较容易去除噪声成分。) 此时的载波频率fc称之为中心频率。 今将此一载波做FM调变。也即是，使载波频率fc会随着信号波的大小而改变。频率变化时角频率w也会变化，因此， 或者 此时的频率变化△f称之为最大频率偏移。经过调变后的信号，称之为被调变波Vm，可以用
下式子表示。 被调变波Vm会随信号波Vs而变化，其瞬间相位为时间积分。因此，相位角成为 所以，被调变波Vm可以如下表示， 此时的称之为调变指数。 FM调变波所占有的频带宽 FM调变波所占有的频带宽会随着调变指数(△f/fs)的增大而扩宽。FM调变波的频谱分布范围很广，而只对于存在有95%以上的能量的频带称之为Carson频带宽。在此，对于占有频带宽B W可以概略计算如下。 △f：最大频率偏移 fsm：信号波的最大频率 图2所示的为△f=±75kHz，fsm=15KHz时的占有频带宽BW。 图2 FM调变波所占有的频带宽
(FM调变波的频率能量为无限大扩广，而其能量成分几乎存在于2△f+2fs) 图3 利用可变电容二极管做成FM调变的实验 (将振荡电路的电容器改为可变电容二极管时，便可以做简单的FM调变。将△V(电压变化)政变成为△f(频率变化)。 FM调变电路的实验 FM调变电路为将信号波的电压变化(△v)变换成为频率变化。在此举一简单的调变电路为例子说明。 图3所示的为使用可变电容二极管，使振荡电路发生调变的FM方式。在无信号时加上直流偏压电压，信号波便以偏压电压为基准而变化。电路的工作原理为信号波的电压变化(△V)→电容量的变化(△C)→谐振频率的变化(△f)，如此可以得到FM调变波。 一般地，振荡电路为晶体振荡电路或陶磁振荡电路时，使振荡器的负载电容量随着信号波而变化时，便可以形成FM波。 FM无线麦克风的设计-制作 为了达到频率稳定化，使用陶瓷振荡器 FM无线麦克风为利用声音改变振荡频率，以达到将声音传送出去的目的。此在无线状态下所传送出去的信号，可以利用FM调谐器等接收之。 大多数的FM无线麦克风为使用LC振荡电路。但是，LC振荡电路容易受到电源电压的变动或温度变化的影响，而使频率变动。
F M电路实现调制解调 The document was finally revised on 2021
FM电路实现调制解调 调制解调，即我们常说的Modem，其实是Modulator（调制器）与Demodulator （解调器）的简称，中文称为调制解调器。也有人跟据Modem的谐音，亲昵地称之为“猫”。 调制: 将各种转换成适于传输的数字调制信号(已调信号或频带信号)； 解调: 在接收端将收到的数字频带信号还原成数字基带信号 一、概述 FM调制电路将代表不同信息的信号频率，搬移到频率较高的频段，以电磁波的方式将信息通过信道发送出去。FM解调电路将接收到的包含信息的高频信号的频率搬移到原信号所处的频段。锁相环是一种相位负反馈的自动相位控制电路，它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域它是通过比较输入信号的相位和压控振荡器输出信号的相位，取出与这两个信号的相位差成正比的电压，并将该电压该电压作为压控振荡器的控制电压来控制振荡频率，以达到输出信号的频率与输入信号的频率相等的目的。锁相环主要由相位比较器、压控振荡器和低通滤波器三部分组成。调制电路还需要另设计一个高频信号放大器和加法器。解调电路需要设计一个低通滤波器，来取出解调信号。 技术指标： 1．载波频率fc=,载波信号的电压Vp-p≥3V； 2．FM调频信号的电压Vp-p≥6V，最大频率偏移∆fm≥5KHz；
3．解调电路输出的FM 调制信号的电压Vp-p 200mV 。 二、方案设计与分析 调频是用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率，即使载波振荡频率随调制信号的失真变化而变化。其逆过程为频率解调（也称频率检波或鉴频）。 本实验是用CD4046数字集成锁相环（PLL ）来实现调频/解调（鉴频）的。 调频电路原理图（如图1所示） 将调制信号加到压控振荡器（VCO ）的控制端，使压控振荡器得输出频率（在自振频率（中心频率）o f 上下）随调制信号的变化而变化，于是生成了调频波。 当载波频率与自由振荡频率相近时，载波频率与压控振荡器的振荡频率锁定。低通滤波器只保证压控振荡中心振荡频率与载波频率锁定时所产生的相位误差电压通过，该电压与调制信号同经加法器，用以控制压控振荡器的频率，从而获得与载波频率具有同样频率稳定度的调频波。 图1 FM 调频电路原理框图 解调电路的原理图（如图2所示） 调频波（经过放大器放大后）与压控振荡器的输出被送入鉴相器，经鉴相获得变化的相位误差电压，该误差电压通过低通滤波器被滤掉其高频成份，继而获得随调制信号频率变化而变化的信号，经跟随器得到解调信号，从而实现了解调（鉴频）过程。
ASK调制与解调电路设计 调制与解调电路是无线通信中的重要组成部分，用于将信息信号转换为适合传输的高频信号，并在接收端将高频信号还原为原始信息信号。接下来将详细介绍调制与解调电路的设计。 一、调制电路设计： 调制电路主要用于将低频信息信号调制到高频载波上进行传输，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。 1.AM调制电路设计： AM调制主要包括信号放大、频率变换、调幅和输出滤波等环节。具体设计步骤如下： (1)信号放大：将输入的低频信号经过放大电路进行放大，一般使用运放进行放大。 (2)频率变换：将放大后的信号通过频率变换电路转换为所需的高频信号，常见的频率变换方式有上、下变频和乘法变频等。 (3)调幅：将频率变换后的高频信号经过调幅电路进行调幅，常用的调幅电路有晶体二极管调制器和集成电路调制器等。 (4)输出滤波：将调幅后的信号通过低通滤波器进行滤波，去除高频噪声和杂波。 2.FM调制电路设计： FM调制是将信息信号的频率变化转换为载波频率的变化，并将其用于传输。FM调制电路的设计步骤如下：
(1)信号放大：将输入的低频信号经过放大电路进行放大，使用运放或差动放大电路进行放大。 (2)频率变换：将放大后的信号通过频率变换电路转换为所需的高频信号，常见的频率变换方式有上、下变频和乘法变频等。 (3)调频：将频率变换后的高频信号进行调频，一般采用三角调制电路进行调频。 (4)输出滤波：将调频后的信号经过低通滤波器进行滤波，去除高频噪声和杂波。 3.PM调制电路设计： PM调制是将信息信号的相位变化转换为载波相位的变化，并将其用于传输。PM调制电路的设计步骤如下： (1)信号放大：将输入的低频信号经过放大电路进行放大，使用运放或差动放大电路进行放大。 (2)频率变换：将放大后的信号通过频率变换电路转换为所需的高频信号，常见的频率变换方式有上、下变频和乘法变频等。 (3)调相：将频率变换后的高频信号进行调相，一般采用集成电路调相器进行调相。 (4)输出滤波：将调相后的信号经过低通滤波器进行滤波，去除高频噪声和杂波。 二、解调电路设计：
《电类综合实验》 仿真报告 实验课题：FM调制解调的数字实现 指导教师：刘光祖 学生姓名： 院系：电光学院 专业：通信与信息系统 实验时间：2016.05.09至2016.05.13
一、实验背景 1.FPGA简介 FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）是在PAL、GAL、CPLD等可编程逻辑器件的基础上进一步发展的产物，是专用集成电路领域一种半定制的集成数字芯片，其最大特点是现场可编程，既解决了全定制电路的不足，又克服了原有可编程逻辑器件门电路数有限的缺点。FPGA的内部结构由CLB、RAM、DCM、IOB、Interconnect 等构成。如下给出了FPGA的最典型的结构： FPGA开发的一般流程： 1(a) 1(b) 2.DE2-115开发板简介 本实验中所用开发板为Altera公司的DE2-115。如下为开发板的配置列表： •Altera Cyclone® IV 4CE115 FPGA 器件 •Altera 串行配置芯片：EPCS64 •USB Blaster 在线编程；也支持JTAG和AS可编程方式 •2MB SRAM •两片64MB SDRAM •8MB Flash memory •SD卡插槽 •4个按钮 •18个滑动开关 •18个红色LED •9个绿色LED •50M时钟源 •24位音频编解码器，麦克风插孔 •电视解码 •RJ45 2G以太网接口 •VGA连接器 •含有USB_A和USB_B连接器的主从控制器 •RS232收发器和9针连接器 •PS/2鼠标和键盘连接器 •红外接收器 ControlPanel是开发板自带的一个工具软件，可以通过该软件提供的图形界面直接对FPGA上的各个外设进行操作。通过该操作可以确认PC机与开发板的连接是否正确，开发板的硬件工作是否正常。ControlPanel的安装过程如下： 确保QUARTUS II 10.0 或以上版本能被成功安装；将开关RUN/PROG切换到RUN位置；将USB接线连接至USB驱动端口，供12V电源并打开开关；打开主机上的可执行文
FM调制及解调系统仿真设计方案 1.系统设计 1.1 课题的目的 本课程设计课题主要研究FM 调制与解调模拟系统的理论设计和软件仿真方法。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的： 1) 掌握模拟系统FM 调制与解调的原理。 2) 掌握模拟系统FM 调制与解调的设计方法； 3) 掌握应用MATLAB分析系统时域、频域特性的方法，进一步锻炼应用Matlab进行编程仿真的能力； 4) 熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程； 5) 了解基于LabVIEW虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行仿真的方法。 1.2课程设计报告要求 (1) 设计报告书包括内容：课程设计题目，设计目的和意义，设计方案，详细设计步骤，设计结果（原理图等），测试和仿真结果（图形或数据）及其分析，结论，参考文献等。 (2) 提交课程设计报告时应同时提交相关设计和仿真分析材料（电路图、程序、结果等）的电子版。 1.3 课题任务 设计FM调制与解调模拟系统，仿真实现相关功能。包括: 可实现单音调制的FM调制及解调、PM调制及解调的系统设计及仿真，要求给出系统的设计框图、源程序代码及仿真结果，并要求给出程序的具体解释说明，记录系统的各个输出点的波形和频谱图。具体内容为： (1）设计FM调制与解调、PM调制与解调的模拟系统，给出系统的原理框图,对系统的主要参数进行设计说明。 (2）采用Matlab语言设计相关程序,实现系统的功能，要求采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab语言编程的静态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式。要求采用两种以上调制信号源进行仿真，并记录系统的各个输出点的波形和频谱图。
目录 摘要 (1) 绪论 (2) 频率的调制 (3) 1.1调频的原理 (3) 1.2调频信号在matlab中的产生 (4) 1.3调频信号的电路实现 (5) 频率的解调 (7) 2.1解调的理论分析........ . (8) 2.2解调过程在matlab的实现 (9) 2.3解调过程的电路实现 (9) 2.3.1鉴频器 (10) 高斯白噪声的分析 (11) 3.1高斯白噪声对系统的影响 (12) 3.2调频系统的抗噪声性能分析 (14) 参考文献 (16) 附录一 (17) 附录二 (26) 附录三 (28) 附录四 (29)
FM系统的设计 摘要 FM在通信系统中的使用非常广泛。FM广泛应用于高保真音乐广播、电视伴音信号的传输、卫星通信和蜂窝电话系统等。 本设计一方面利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现FM调制与解调过程，并分别绘制出基带信号，载波信号，已调信号的时域波形；再进一步分别绘制出对已调信号叠加噪声后信号，相干解调后信号和解调基带信号的时域波形，通过此仿真可以来论证FM系统在理论的可行性；另一方面，通过对FM系统电路的multism仿真来论证此系统在实际运用的可行性。通过该课程设计，达到了实现FM系统理论和实际应用的可行性的目的 关键词：matlab仿真，multism仿真,频率的调制和解调
绪论 1.意义和目的 随着全球经济一体化的发展，世界通信行业也是日新月异，发展迅猛之快，更新速度之极，给与我们巨大的挑战和机遇。“通信原理”是学习通信的基础课程，具有很强的理论性和实践性。频率的调制和解调是通信电子线路的重要组成部分。此部分在学习的过程当中具有有一定的困难。为了是学生融会贯通课程所学的内容，完成一个较为完整的频率的调制和解调的设计，仿真和分析不且有利于学生掌握频率的调制和解调的知识，而且有利于培养学生综合运用自己所学知识来解决问题的能力。 2.研究范围 通信的目的是传输信息。通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多个目的地。对于任何一个通信系统，均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成（如图1所示）。 图1 通信系统一般模型 FM系统的设计的研究范围主要如何对信息源进行调制使其可以在信道中高效的传输，然后在到达接收设备前进行解调，使信号不失真的传递给接收设备。
邮电大学移通学院 《FM调制与解调电路的设计》课程 设计 2012 级电子信息工程专业06111202 班级 题目FM调制解调电路的设计 姓名王优学号********** 指导教师礼华 2016年4 月15 日
容摘要 在日常应用中FM广泛应用于电视信号的传输、卫星和系统等。 FM调制解调电路的设计主要是通过对模拟通信系统主要原理 和技术进行研究，理解FM调制原理和FM电路调制解调的基本过程，学会建立FM调制模型并利用集成环境下的M文件，对FM调制解调电路进行设计和仿真，并分别绘制出它的基带信号，载波信号，及已调信号的时域波形；再进一步分别绘制出对已调信号叠加噪声后信号，相干解调后信号和解调基带信号的时域波形；最后绘出FM基带信号通过以上信道和调制解调系统后的误码率与信噪比的关系，并通过与理论结果的波形对比来分析此仿真调制与解调电路的正确性以及噪声对信号解调的影响。在本课程设计中，系统开发平台为Windows XP，使用的工具软件为MATLAB 7.0。在该平台运行程序完成了对FM调制和解调以及对叠加噪声后解调结果的观察。通过本课程设计，达到了实现FM信号通过噪声信道，调制和解调系统的仿真目的。从而了解FM调制解调系统的优点和缺点，有利于以后设计应用。 关键词
解调；MATLAB仿真；信噪比；FM；调制 一、MATLAB软件简介 MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和mathematica、maple并称为三大数学软件。它以矩阵为基本数据单位，在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 二、理论分析
课程设计报告 课落款称 FM调制解调系统的仿真模型设计学院电子信息学院 专业通信工程 班级 BX0906 学号 姓名 指导教师胡之惠 定稿日期： 2020 年 12月23 日
目录 课程设计目的............................................... 错误!未定义书签。课程设计时刻............................................... 错误!未定义书签。课程设计环境............................................... 错误!未定义书签。课程设计内容............................................... 错误!未定义书签。 Systemview软件简介..................................... 错误!未定义书签。 调制解调系统的大体原理................................. 错误!未定义书签。 ．仿真设计模型.......................................... 错误!未定义书签。 ．结果波形图............................................ 错误!未定义书签。 ．模块说明及参数设置.................................... 错误!未定义书签。总结及心得体会............................................. 错误!未定义书签。参考文献................................................... 错误!未定义书签。
2ASK调制解调电路设计 调制解调电路是一种用于将信息信号转换为适用于传输或储存的格式 的电路。调制是将低频信号（称为基带信号）转换为高频信号（载波信号）的过程，而解调是将经过调制的信号重新恢复为原始的基带信号的过程。 设计一个调制解调电路需要考虑多个因素，包括调制解调方式、电路 拓扑、信号处理、噪声抑制等等。下面将从这些方面详细介绍调制解调电 路设计。 一、调制方式的选择 常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等。选择合适的调制方式要根据具体的应用需求进行，例如AM适用于音 频广播，FM适用于广播电台和无线电通信等。 二、电路拓扑的设计 根据不同的调制和解调方式，可以选择不同的电路拓扑来实现。常见 的调制解调电路拓扑有振荡器、功率放大器、调制器、解调器等。可以根 据需要进行组合和配置，以实现所需的功能。 三、信号处理 信号处理是调制解调电路设计中的重要环节。在调制过程中，可以通 过滤波器对基带信号进行滤波，以消除不需要的频率成分。在解调过程中，可以通过放大器、滤波器等对经过调制的信号进行恢复和去除噪声。 四、噪声抑制
噪声是调制解调电路设计中的一个重要问题。为了减小噪声的影响，可以采用合适的滤波器来抑制噪声的传输和输出。此外，还可以使用反馈电路来减小噪声的干扰。 五、电路参数的优化 在实际的调制解调电路设计中，需要对电路的参数进行优化。例如，可以通过电路参数的选择和调整来实现信号的放大、失真的控制、带宽的调节等。 综上所述，调制解调电路设计是一个复杂的工程，需要综合考虑调制方式、电路拓扑、信号处理、噪声抑制、电路参数优化等多个因素。只有在理论基础和实践经验的指导下，才能设计出稳定、高效、低噪声、高保真的调制解调电路。
FM(调频)无线话筒电路图 该话筒语音清晰度较高，主要采取了几个措施：ＭＩＣ输出的信号先送到ＢＧ１管进行放大，其中Ｒ１和Ｃ１是附加的高音预加重电路。Ｃ２和Ｃ３是ＢＧ１管的输入和输出耦合电容，其值用得较小，是为了衰减低音，提升中高音。ＢＧ１管输出端反向并联的二极管Ｄ３、Ｄ４与Ｃ４、Ｒ７的电路，是利用二极管正向导通时内阻变小的特性对强信号起限幅作用，而正常强度的信号不受影响，同时对话筒与扬声器之间的正反馈引起的啸叫也有良好的抑制作用。话筒信号经ＢＧ１放大后，通过Ｌ５加到ＩＣ内部的变容管上，对高频信号进行调频调制，可得到较大的频偏。Ｃ７、Ｃ８和Ｃ９、Ｌ１组成调频信号调谐电路，其工作频率在８８ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ之间。ＩＣ的第脚输出的高频信号经Ｌ２和Ｃ１０调谐选频后送Ｃ１１再耦合到ＢＧ２管进行射频放大（ＢＧ２可用一般的超高频管）后，向空间辐射调频的话筒信号。整机装在一个袖珍半导体收音机的外壳内。ＭＩＣ用一根８０ｃｍ长的单芯屏蔽软线引出，此话筒引线兼作发射天线。Ｃ１３输出的高频信号用电感Ｌ４与地隔离，接到屏蔽线的外层。ＭＩＣ装在一个合适的乳胶管内，再用一个领带夹与乳胶管固定在一起。使用时将话筒夹在胸前靠近衣领处，机器挂在裤带上，使话筒线展开，其发射效果最好。Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３用∮０．５ｍｍ左右的漆包线在直径为５ｍｍ的圆棒上绕５圈，Ｌ２上有一抽头。Ｌ４、Ｌ５和Ｌ６可用普通小型色码电感。调试时先调Ｌ１的松紧度，使收音机在ＦＭ段能收到该调频话筒发射的信号，再调Ｃ１６使信号更强。最后将收音机天线缩短后调Ｌ３，使发射距离最远。如有简易场强计配合调试，能调到效果最佳。
本机频率稳定，一次调好后使用数月不会漂移。本人使用４．５Ｖ电源时，发射—接收距离２５米之内无方向性，用调频收音机收听，感觉就像是一个调频广播电台。
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 1
目录 1课程设计题目 (3) 2 课程设计目的 (3) 2.1课程设计的目的 (3) 2.2课程设计的背景 (3) 2.3课程设计的环境 (3) 3 课程设计时间 (4) 4 课程设计内容 (4) 4.1 SystemView软件简介 (4) 4.2设计内容分析 (4) 4.2.1通信系统简介 (4) 4.2.2 FM调制系统的建立 (5) 4.3仿真模型的建立 (8) 4.4仿真模型结果 (10) 4.5 模块说明及参数设置 (14) 4.6 仿真结果分析 (17) 5 课程设计体会 (18) 参考文献 (18) 2
1 课程设计题目 FM（窄带）调制解调系统的仿真模型设计 2 课程设计目的 2.1课程设计的目的 （1）学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证 （2）学习现有流行通信系统仿真软件的基本使用方法，学会使用这些软件解决实际系统出现的问题。 （3）通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。 2.2课程设计的背景 调制与解调在整个数字通信系统中起着很重要的作用。调制包含调节或调整的意义。调制的主要目的是使经过编码的信号特性与信道的特性相适应，使信号经过调制后能够顺利通过信道传输。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所需要的位置上，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制方式往往决定了一个通信系统的性能。调制方式分模拟调制系统和数字调制系统。在模拟调制系统中又可分为线性调制和非线性调制两种，而这里将对非线性调制中的调频调制，即FM中窄带的调制解调做一个深入研究。FM在当今通信系统中用途非常广泛，可用于高保真音乐广播、电视伴音信号的传输、卫星通信和蜂窝电话系统等等方面。 2.3课程设计的环境 本次课程设计所采用的仿真环境为SystemView5.0 3
课程设计报告 题目：基于Multisim的FM调频与鉴 频电路设计与仿真 学生姓名：** 学生学号：******** 系别：电气信息工程学院 专业：通信工程 届别：2014届 指导教师：*** 电气信息工程学院制 2013年3月
目录 1课程设计的任务与要求 (4) 1.1 课程设计的任务 (4) 1.2 课程设计的要求 (4) 1.3 课程设计的研究基础 (4) 2基于锁相环FM调制与解调系统方案制定 (5) 2.1 方案提出 (5) 2.2 方案论证 (5) 2.2.1调频与鉴频的概念 (5) 2.2.2 间接调频电路 (6) 2.2.3变容二极管直接调频电路 (7) 3 Multisim软件介绍 (13) 4实现FM调频与鉴频的电路元件 (14) 4.1FM的调制 (14) 4.2FM的解调 (15) 5实验结果与分析 (16) 5.1调频仿真 (16) 5.2鉴频仿真 (17) 6总结 (18) 参考文献 (20)
基于Multisim的FM调频与鉴频电路设计与仿真 学生：** 指导教师：*** 电气信息工程学院通信工程专业 摘要：频率的调制和解调是通信电子线路中非常重要且比较关键的一部分，调频电路在通信电子线路中运用非常广泛且作用很大,如何学好此部分对我们来说非常重要。本课程设计的内容是学习基于Multisim的调频电路设计与仿真。用Multisim仿真软件进行调频电路调频和解调，得到仿真结果。调制信号的仿真结果是弹簧波形图,解调信号的仿真结果是调制信号波形图。从仿真结果中更好地理解频率的调制和解调。 Abstract: frequency modulation and demodulation is a part of communication electronic circuit is very important and key, frequency modulation circuit is widely applied and plays a great role in the communication electronic circuit, how to learn this part is very important for us. The content of the curriculum design is the study of design and Simulation of frequency modulation circuit based on Multisim. FM frequency modulation and demodulation, using Multisim simulation software, the simulation results are obtained. Simulation of modulation signal is the result of spring waveform, simulation of signal demodulation results are modulated waveform. From the simulation results in better understanding of frequency modulation and demodulation. 关键词：调制与解调；Multisim;仿真分析 Keywords: modulation and demodulation; Multisim; simulation analysis and demodulation
摘要 在模拟通信系统中，由模拟信源产生的携带有信息的消息经过传感器转换成电信号。模拟基带信号在经过调制将低通频谱搬移到载波频率上适应信道，最终解调还原成电信号。本文应用了频率调制法产生调制解调信号。本论文中主要通过对SIMULINK工具箱的学习和使用，利用其丰富的模板以及本科对通信原理知识的掌握，完成了FM信号的调制与解调，以及用SIMULINK进行设计和仿真。首先利用简单的正玄波信号发生器作为信源，对模拟信号进行FM调制解调原理的仿真。 关键词：调制解调；FM ；MATLAB；SIMULINK仿真
Abstract In the simulation of munication systems,generated by the analog source carrying amessage thro ugh the sensor into electrical signals.Analog baseband signal after the modul- -ation of the lo w pass spectrum to carrier frequency to adapt to the channel,the final reducti- -on into electric al signal demodulation.This paper applied the frequency modulation method to generate the sign al modulation and demodulation.Mainly through the study and use of SIMULINK toolbox in this t hesis,with its rich template and undergraduate course on m- -unication theory knowledge,th e modulation and demodulation o f FM signal,as well asthe design and simulation with SIMULI NK.Firstly,sine wave signal generator is simple asthe source,simulation FM modulation anddem odulation principle of analogue signals.Then,using the song as the source. Keywords:modulation and demodulation；FM; MATLAB; SIMULINK simulation 1 FM调制与解调原理 1.1模拟通信系统的简介 通信的目的是传输信息。通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多个目的地。通信系统对信号进行两种基本变换： 第一、要把发送的消息要变换成原始电信号。 第二、将原始电信号调制到频率较高的载频上，使其频带适合信道的传输。 调制前和解调后的信号称为基带信号，已调信号也称为频带信号。 对于任何一个通信系统，均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成（如图2-1所示）。 图1-1 通信系统一般模型
FM发射器电路——全集本电路图所用到的元器件： BBC109C
电路如图所示。它包括红外传感头、电子开关、音响发声电路、无线FM电路等。将它安装在银行、密室或库房等需要监护的场所，用于晚上代替人员值守，当有人潜入作案时，电路将自动发出调频(FM)无线报警信号，附近(500m)的值班人员从FM收音机中可收到“呜 呜……”作响的报警信号．从而采取积极的防范措施。 高频发射管D40揭密 最早的关于"D40"文章 从电路明显可以看出电路还较简易，不够完善，但这篇文章的历史意义要远远大于他的实际制作意义，我想也是这篇文章给了业余调频发烧友一个美丽的梦。 晓吴： 这是一篇刊登在《家电维修》1992年第7期上的文章，名叫《超远程无线话筒》，作者是李栋鑫，说是能在开阔地最远可以发射1.5kM。我看到这篇文章是在95年还是96年的时候，当时我真的对这管子是日思夜想，千方百计的想买到这个神奇的管子，但几年后我终于明白了些什么………… D40 这个管子最早初现在1992年《家用电器》刊登的一篇《超远程调频无线话筒》文章提到的，文章发表后，无线电爱好者无不为它神往，但确苦于没D40的参数，无法制做，正在吊足所有人胃口时，巧在这时，半年后又一篇《超远程调频无线话筒》一文答读者见刊，声称D40为特殊新型产品，并提供了该管的性能指标：D40 管是台湾敏通公司的产品，进口时型号已被抹去，电气参数BVCE0>9V、ft>280MHz、PCM:1W、ICM:150mA、β>120，声称据他们了解国内市场目前是不可能有买或替代品，只有他们有货可供，12.5元/只(相当与一只2SC1971的价)。 几年来，圈内又相继出现了所谓发射距离更远的D50的精品发射管，一时间电子报刊与网上有供D40、D50的信息漫天飞，，无意例外他们的价格都高的离谱，甚至我还看到了声称可以发射5公里的发射管D60的广告，我的天那！