频率调制与解调

实验三频率调制与解调一、实验目的1、理解频率调制的定义及调频波的实质；2、了解如何用电压控制振荡器（VCO）产生调频信号；3、了解两种调频波解调的方法，即用锁相环路PLL (Phase lock loop)来鉴频和用脉冲计数式鉴频。

二、实验原理调频信号的时域表达式为：s FM(t)=Acos[ωc t+K f∫m(t)dt]式中，K f为频偏常数（调制常数），表示调频器的调制灵敏度，单位为rad/(V·s)。

调频信号的最大频率偏移：ΔωFM=K f∣m(t)∣max调频信号的最大相位偏移(又称调频指数)：βFM=ΔθFM= K f∣∫m(t) dt∣max直接产生调频信号的方法之一是设计一个振荡器，使它的振荡频率随输入电压而变。

当输入电压为0时（或没有输入信号时），振荡器产生一频率为f c的正弦波，可看着载波信号。

当输入基带信号的电压变化时，该振荡频率作相应变化。

称这样的振荡器为电压控制振荡器（V oltage Controlled Oscillator）。

用VCO产生FM信号的原理如图3-1（a）所示。

图3-1（b）显示当输入信号为正弦波的FM信号波形。

(a) (b)图3-1 用VCO产生FM信号的原理及波形图FM信号的解调有很多种方法，在这个实验中我们将使用过零检测法，其原理如图3-2所示。

FM信号经限幅产生矩形波序列，触发脉冲信号发生器，产生与频率变化相对应的脉冲序列。

这个序列代表了调频波的过零点，也就包含了基带信号的信息，经低通滤波后可还原基带信号。

图3-2 过零检测器图3-3所示为一加到过零检测器输入端的FM信号，和对应的脉冲序列产生器的输出波形。

图3-3 FM波形及对应脉冲序列三、实验设备1、主机TIMS-301F2、TIMS基本插入模块（1）TIMS-148音频振荡器（Audio Oscillator）（2）TIMS-155双脉冲信号产生（Twin Pulse Generator）（3）TIMS-156共享模块（Utilities）（4）TIMS-157电压控制振荡器（VCO）3、计算机4、Pico虚拟仪器四、实验步骤1、将VCO的频率选择置于“L0”状态，此时VCO的输出频率为800Hz ~17kHz。

《高频电子线路》频率调制与解调实验报告课程名称：高频电子线路实验类型：验证型实验项目名称：频率调制与解调一、实验目的和要求通过实验，学习频率调制与解调的工作原理、电路组成和调试方法，学习用锁相环电路实现频率调制、斜率鉴频实现调频信号的解调的设计方法，利用Multisim仿真软件进行仿真分析实验。

二、实验内容和原理1、实验原理所谓调制，就是用一个信号(原信号也称调制信号)去控制另一个信号(载波信号)的某个参量，从而产生已调制信号，解调则是相反的过程，即从已调制信号中恢复出原信号。

根据所控制的信号参量的不同，调制可分为：调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。

调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。

调相，利用原始信号控制载波信号的相位。

这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移，将信号的频谱搬移到所需要的较高频带上，从而满足信号传输的需要。

2、实验内容（1）设计实现中心频率为100kHz的调频信号发生器。

绘出电路原理图，采用锁相调频的方式，给出仿真结果图。

（2）对产生的调频信号，采用斜率鉴器进行鉴频，设计失谐网络和包络检波器，绘出电路图，给出仿真结果图。

三、主要仪器设备计算机、Multisim仿真软件、双踪示波器、函数发生器、直流电源。

四、操作方法与实验步骤及实验数据记录和处理1、采用锁相环路实现调频信号，调频信号的中心频率为100kHz。

2、对调频信号进行解调，采用斜率鉴器，对调频信号进行解调。

将AD741输出的100kHz 的调频信号加到电容C7与地之间，设计失谐网络和包络检波器。

C21nFR65kΩR550ΩC71µF L11.2mHU2AD741CH3247651U3AD741CH3247651R131kΩR141kΩR152kΩR164kΩD21N4150D31N4150V712VV812VC81µFXSC1A BExt Trig++__+_C3160nFR810kΩR71kΩR111kΩR121kΩC4160nFC510µF C9160nF4、分析说明U2、U3、D2、D3的作用。

解析通信技术中的频率调制与解调原理频率调制（Frequency Modulation，简称FM）和解调是通信技术中常用的调制解调方式。

频率调制通过改变信号的频率来表示信息，而解调则是将调制信号转换为原始信号的过程。

本文将对频率调制与解调的原理进行解析。

频率调制是一种常见的调制方式，它利用调制信号的频率变化来传递信息。

调制的基本原理是将原始信号与载波信号相结合，通过改变载波信号的频率来改变信号的特性。

在频率调制中，最常用的调制方式是调频调制（Phase Modulation，简称PM）和频率调制。

调频调制通过改变载波信号的相位来传递信息。

在调频调制中，原始信号被看作是一个不断变化的相位信号，这个相位信号被加到载波信号上。

调频调制的优点是抗噪声性能好，缺点是传输带宽较大。

频率调制是调频调制的一种特殊形式，它通过改变载波信号的频率来传递信息。

频率调制在调频调制的基础上进行简化，使得调制后的信号更容易被解调。

频率调制的原理可以通过调幅调制（Amplitude Modulation，简称AM）来说明。

调幅调制是通过改变载波信号的幅度来传递信息。

在调幅调制中，原始信号与载波信号相乘，产生调制信号。

调制信号的幅度与原始信号的幅度成正比，从而实现信息的传递。

解调时，可以通过简单的电路将调制信号的幅度还原为原始信号。

频率调制的优点是抗干扰能力强，信号质量较好，可以传输较长距离的信号。

然而，频率调制也存在一些局限性，如占用带宽较大和对设备的要求较高。

解调是将调制信号还原为原始信号的过程。

解调的原理与调制相反，它通过一系列的操作将调制信号转换为原始信号。

解调的方法有很多种，常见的有包络检波、同步检波和鉴频检波等。

包络检波是一种简单且常见的解调方法。

它通过将调制信号通过非线性元件，如二极管，使输入信号的幅度和波形发生变化。

然后，通过一个低通滤波器将幅度变化后的信号转换为原始信号。

这种解调方法常用于调幅调制的解调。

同步检波是一种精确的解调方法。

通信技术中的频率调制和解调技术的原理和实际应用频率调制和解调技术是通信技术中重要的调制解调过程，它们被广泛应用于各种无线通信系统以及调制解调设备中。

本文将介绍频率调制和解调技术的原理和实际应用。

一、频率调制技术的原理和应用频率调制技术是将源信号的频率变化与载波信号相结合，以传输信息的一种调制方法。

常见的频率调制技术有频率移键（FSK）和频率调制键（FM）。

频率移键（FSK）是通过改变载波信号的频率来表示数字信号的一种调制方法。

在FSK调制过程中，数字信号的高电平和低电平分别对应载波信号的两个不同频率，从而传输二进制数据。

FSK技术被广泛应用于无线通信系统中的数据传输领域，如调制解调器、语音调制解调器、传真机等。

频率调制键（FM）是通过改变载波信号的频率来表示模拟信号的一种调制方法。

在FM调制过程中，模拟信号的幅度变化与载波信号的频率变化成正比关系。

由于FM调制技术具有抗干扰性好、信息传输质量高等特点，因此被广泛应用于广播、电视、卫星通信等领域。

二、频率解调技术的原理和应用频率解调技术是将经过调制后的信号恢复为原始信号的一种解调方法。

常见的频率解调技术有频率移键解调（FSK）和频率解调键（FM）。

频率移键解调（FSK）是通过检测载波信号的频率变化来恢复数字信号的一种解调方法。

在FSK解调过程中，接收端通过识别载波信号的频率变化，将其恢复为原始的二进制数据。

FSK技术的解调设备被广泛应用于无线通信系统中的数据接收和解码领域。

频率解调键（FM）是通过检测载波信号的频率变化来恢复模拟信号的一种解调方法。

在FM解调过程中，接收端通过检测载波信号的频率变化，将其恢复为原始的模拟信号。

FM解调技术在广播、电视等领域具有广泛的应用，可以实现高质量的音频和视频传输。

三、频率调制和解调技术的实际应用频率调制和解调技术在各种通信系统和设备中都有广泛的应用。

以下是一些实际应用示例：1. 无线通信系统：频率调制和解调技术是无线通信系统中的重要组成部分，用于实现高效的数据传输和通信。

FM立体声广播的调制与解调过程FM（频率调制）立体声广播是一种广播技术，通过调制与解调过程，实现高质量的立体声音频传输。

下面是FM立体声广播的调制和解调过程的详细解释。

调制过程：1.音频信号调制：音频信号在调制过程中被称为基带信号。

它是立体声音频源产生的低频信号，宽度范围在20Hz至15kHz之间。

调制使得音频信号逐渐变成适用于无线传输的高频信号。

2.预加重：对音频信号进行预加重处理是调制的第一步。

预加重是为了提高高频内容的传输效率。

在这个阶段，音频信号被通过一个高通滤波器进行处理，以强调高频信号的能量。

3.额外的调制：在FM广播中，音频信号通过载波信号调制。

载波信号通常是一个固定频率的正弦波。

调制过程会改变载波频率的偏移量，以根据音频信号的变化而改变。

FM调制通常使用频率偏移调制（Frequency Deviation Modulation），它使得音频信号的频率偏离原始的载波频率。

音频信号的幅度没有改变，只是频率发生了变化。

4.调制指数：调制指数是一个参数，用于控制音频信号对载波频率的影响程度。

调制指数越大，频率的变化范围就越大，音频信号的变化也会更明显。

5.生成左/右声道信号：立体声广播需要将两个声道（左声道和右声道）编码为单一的信号进行传输。

这可以通过矩阵编码方法完成，其中左声道和右声道的音量和相位信息以其中一种方式混合。

6.编码为立体声信号：矩阵编码后的立体声信号通过信号组合器生成两个特殊的信号，分别是左声道信号和右声道信号。

这些信号与FM载波信号进行调制，从而实现立体声的传输。

解调过程：解调是接收器中对收到的FM信号进行处理以恢复原始音频信号的过程。

解调的过程与调制过程相反。

具体步骤如下：1.接收FM信号：接收器接收到调制后的FM信号，该信号包含了经过编码和调制的立体声信号。

2.多频解调：多频解调器分离出FM信号中的左声道和右声道信号。

这是通过使用一个特殊的解调器来完成的，该解调器能够在不同的频率上同时解调出多个频率上的信号。

无线通信技术的频率调制与解调方法随着信息技术的快速发展，无线通信技术在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

而信号的频率调制与解调是无线通信技术中最基本也是最重要的环节之一，可谓是无线通信技术的灵魂所在。

本文将从理论和应用两个方面，简要介绍无线通信技术的频率调制与解调方法。

一、频率调制无线通信技术中的频率调制，是指将基带信号转换为高频信号进行传输的过程。

常用的频率调制方法主要有正弦波调制、角度调制、频移键控、离散频移键控和正交频分复用，下面将分别进行介绍。

1.正弦波调制正弦波调制是最简单的一种调制方法，它是将基带信号和高频载波信号直接相乘，生成调制信号。

正弦波调制信号的频率与基带信号的频率相同，其特点是传输距离较短，而且抗干扰能力不强。

2.角度调制角度调制是指将基带信号加入到由两个相互垂直的正弦波组成的信号中，使其中一个正弦波的相位随时间变化，生成调制信号。

角度调制可以分为两种，一种是相移键控调制(PSK)，另一种是频移键控调制(FSK)。

相对于正弦波调制，角度调制具有更高的抗干扰能力和更远的传输距离。

3.频移键控频移键控是指将基带信号的数字信息转化为两种频率，一种低频率表示数字0，一种高频率表示数字1，然后将这些频率加到载波信号上进行传输。

它的特点是传输速率较快但频率带宽较窄。

4.离散频移键控离散频移键控是指将基带信号按照一定的规律转换为多种频率，然后将这些频率加到载波信号上进行传输。

它可以支持更高的数据传输速率和更高精度的频率控制。

5.正交频分复用正交频分复用是指将信号分成多个子信号，然后将每个子信号调制到不同的频率上，统一传输到接收端后再通过正交解调的方式将其从不同的频率上分离出来，使多个子信号能够在同一信道上传输。

正交频分复用的特点是传输速率高且对信道干扰性能较强。

二、解调技术解调是指将接收到的调制信号还原为原始的基带信号的过程。

解调技术主要有同步解调、非同步解调和软件无线解调，下面将分别进行介绍。