基于labview的频率调制
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国家电工电子实验教学中心通信系统与原理实验报告实验题目:基于LabVIEW的频率调制学院:电子信息工程学院专业:通信1210班通信1212班学生姓名:学号:任课教师:李纯喜李磊实验老师:王琴一、实验目标本实验的目的是实现一个基于LabVIEW和NI-USRP平台的调频收音机,并正确接收空中的调频广播电台信号。
让学生可以直观深入的理解调频收音机的工作原理,感受真实信号。
并通过实验内容熟悉图形化编程方式,了解软件LabVIEW 和USRP硬件基本模块的使用和调试方法,为后续实验奠定基础。
二、实验环境与准备软件LabVIEW 2012(或以上版本);硬件NI USRP(1台)及配件。
三、实验原理1. 频率调制FM(Frequency Modulation)代表频率调制,常用于无线电和电视广播。
世界各地的FM调频广播电台使用从87.5MHz到108MHz为中心频率的信号进行传输,其中每个电台的带宽通常为200kHz。
本实验重新温习FM的理论知识,并介绍其基本的实现方法。
m调节载波的数学过程分为两步。
首先,信源信号经过通过一个基带信号)(t,再将该函数当作载波信号的相位,从而实现根据积分得到关于时间的函数)(t信源信号变化对载波频率进行控制的频率调制过程。
FM发射机频率调制的框图如图1所示。
图 1 频率调制示意图在图1的框图中,将信源信号的积分得到一个相位和时间的方程,即:⎰+=tfcdmktft)(22)(ττππθ(1.1)式中,cf代表载波频率,fk代表调制指数,)(τm代表信源信号。
调制结果是相位的调制,与在时域上载波相位的变化有关。
此过程需要一个正交调制器如下图2所示:图 2 相位调制在此次实验中,NI USRP-2920通过天线接收FM信号,经模拟下变频后,再使用两个高速模拟/数字转化器和数字下变频后将信号下变频至基带I/Q采样点,采样点通过千兆以太网接口发送至PC,并在LabVIEW中进行信号处理。
Value Engineering课程教学基本要求:试行[M].北京:高等教育出版社,2006.9.[2]赵燕.基于网络教学平台的精品课程网站建设[J].江苏科技信息,2011,(3):30-32.[3]练永华.试论高职院校精品课程与互动开放式网络教学平台建设[J].湖北经济学院学报(人文社会科学版),2009,12(6):158-159.[4]何克抗,李文光.教育技术学[M].北京:北京师范大学出版社,2002.[5]李兆延等.网络教学平台的设计与实现[J].高等教育研究,2008,25(3):45-48.基于LabVIEW 的频移键控调制解调系统仿真设计Simulation and Design of LabVIEW-based Frequency-shift Keying Modulation and Demodulation System马小青MA Xiao-qing ;侯亚玲HOU Ya-ling(西安欧亚学院信息工程学院,西安710065)(Information &Engineering School ,Xi'an Eurasia University ,Xi'an 710065,China )摘要:文章以LabVIEW 软件为平台对4FSK 仿真系统进行了总体设计,并利用LabVIEW 软件平台对4FSK 的调制模块、解调模块以及调制解调综合模块进行系统仿真。
结果表明,在LabVIEW 软件平台上可以很方便对各种通信链路、调制解调、编码解码等进行动态系统仿真。
Abstract:The 4FSK simulation system was made overall design,taking LabVIEW software as a platform,and the modulation module,demodulation module as well as comprehensive module of modulation and demodulation of 4FSK with the use of LabVIEW software platform.The results show that it can be very convenient for a variety of communications links,modulation and demodulation,encoding and decoding to carry out dynamic system simulation in the LabVIEW software platform.关键词:LabVIEW ;4FSK ;仿真;调制与解调Key words:LabVIEW ;4FSK ;simulation ;modulation and demodulation 中图分类号:TP29文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)31-0203-020引言数字技术的飞速发展与数字旗舰的广泛使用,使得数字信号处理在通信系统中的应用越来越重要。
一、实验目的1、了解LabVIEW的编程与运行环境。
2、掌握LabVIEW的基本操作方法,并编写简单的程序。
3、了解数字信号的调制解调的原理。
4、利用LabVIEW进行数字信号的调制解调的仿真设计并调试。
二、实验设备清单1、微型计算机2、LabVIEW软件三、实验要求1、完成简单数字信号调制过程与解调过程。
2、载波信号要求为某个(频率自己设定)的正弦波或余弦波。
3、生成可执行文件,可以在没有该软件的环境下运行。
4、人机界面良好。
5、所有信号均采用LabVIEW仿真产生。
四、实验原理2ASK调制解调工作原理所谓的调制就是在发送端将所要传送的基带信号附加在高频信号上。
原始基带信号称为调制信号;高频信号就是作为调制信号的运载工具,称为载波信号;经过调制的高频信号称为已调波信号。
在接收端要想得到原始的基带信号,这就需要解调,解调其实就是调制的逆过程。
在信号调制中,由于正弦信号有幅值、频率、相位3 个参数,故可以对这3 个参数进行调制,分别称为调幅(Amplitude modulation )、调频(Frequency modulation )、调相(Phase modulation )。
本次实验以调幅为例。
1、 2ASK 调制工作原理调制信号为二进制数字信号时,这种调制称为二进制数字调制。
在2ASK 调制中,载波的幅度只有两种变化状态,即利用数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波,使载波时断时续的输出。
有载波输出时表示“1”,无载波输出时表示发送“0”。
2ASK 信号可表示为t t b t e c ωcos 0)()(= (4-1)式中,c ω为载波角频率,是为单极性NRZ 矩形脉冲序列)()(b an nT t g a t b -=∑ (4-2)其中,g (t )是持续时间为b T 的矩形脉冲,常称为门函数;n a 为二进制数字,当1=n a ,出现概率为P ;当0=n a ,出现概率为(1-P )。
基于LabVIEW和NI-USRP的FM收音机学生:学号:指导教师:日期:1 实验任务本实验的目的是实现一个基于LabVIEW 和NI-USRP 平台的调频收音机,并正确接收空中的调频广播电台信号。
让学生可以直观深入的理解调频收音机的工作原理,感受真实信号。
并通过实验内容熟悉图形化编程方式,了解软件LabVIEW 和USRP 硬件基本模块的使用和调试方法,为后续实验奠定基础。
本实验需要用到的软件和仪器有:软件LabVIEW 2012(或以上版本),硬件NI USRP (1台)及配件 2 理论分析2.1 频率调制FM (Frequency Modulation )代表频率调制,常用于无线电和电视广播。
世界各地的FM 调频广播电台使用从87.5MHz 到108MHz 为中心频率的信号进行传输,其中每个电台的带宽通常为200kHz 。
本实验重新温习FM 的理论知识,并介绍其基本的实现方法。
通过一个基带信号)(t m 调节载波的数学过程分为两步。
首先,信源信号经过积分得到关于时间的函数)(t θ,再将该函数当作载波信号的相位,从而实现根据信源信号变化对载波频率进行控制的频率调制过程。
FM 发射机频率调制的框图如图2-1所示。
图2-1 频率调制示意图在图2-1的框图中,将信源信号的积分得到一个相位和时间的方程,即:⎰+=tf c d m k t f t 0)(22)(ττππθ(式2-1) 式中,c f 代表载波频率,f k 代表调制指数,)(τm 代表信源信号。
调制结果是相位的调制,与在时域上载波相位的变化有关。
此过程需要一个正交调制器如下图2-2所示:图 2-2 相位调制在此次实验中,NI USRP-2920通过天线接收FM 信号,经模拟下变频后,再使用两个高速模拟/数字转化器和数字下变频后将信号下变频至基带I/Q 采样点,采样点通过千兆以太网接口发送至PC ,并在LabVIEW 中进行信号处理。
假设已知调频信号的数学表达式:⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=⎰∞-t )(cos )(ττωd m k t A t s f c c FM(式2-2)式中,c A 代表载波幅度,f k 代表调制指数,()m τ代表信源信号。
虚拟仪器专题实验————调制与解调班级:信息 83*****学号:********调制与解调一、实验目标通信系统在人、系统之间的信息传递上起着至关重要的作用。
在所有的通信系统中,源信息都要先被某一发射装置或是调制器所处理,以将它变化到在通信信道上最适合传输的形式,而在接收端又可通过适当的处理将信号给予恢复。
调制就是将一个载有信息的信号嵌入另一个信号的过程,以便于有效地传输信号。
为了简化,本实验只对幅度调制与解调进行演示。
载有信息的调制信号和某一正弦载波信号相乘就得到已调信号。
而信号时域的相乘带来的就是其在频域的频谱的搬移,即调制信号的频谱搬移到载波信号的频率上。
二、实验要求本实验要求对一个复信号(如复正弦信号),对其作幅度调制,表现出信号的频谱的翻转和搬移的确切过程。
要求包括普通AM,双边带和单边带三种幅度调制方式。
本实验的演示界面上至少应包括如下内容:1. 原始信号频率(可改变);2. 载波频率(可改变);3. 调制后的频谱和波形;4. 解调后的频谱和波形;三、实验说明1. 请注意频谱不对称的信号的产生方法,这是本实验唯一的难点。
2. 所编程序应该有适当的注释,包括框图窗口中的局部变量都需要注释。
每个功能块也需要说明,程序中也需要旁注。
3. 最后要形成一个详细的报告,包括VI 的设计,演示的原理,在完成的过程中所遇到的问题及解决方法和最终的心得等等。
四、实验设计及运行结果设计分析:调制实质上是实现频谱的向上搬移(故最简单的实现基于信号相乘),而解调则是与之相反(故最简单的实现仍是信号相乘),但是在搬移过程中,因为信号相乘的特性,会产生互调频谱,故要通过滤波器滤去不利频率。
具体实现如下。
1、普通AM调制1.AM调幅波的时域表达式;其中:为调幅指数,为调制信号;为载波信号;Labview设计:调制信号波形及频谱图-1 参数设置与信号波形图-2调制信号频谱图-3已调信号频谱图-4解调信号频谱图-5 AM调制程序框图2. DSB调制DSB调制波的时域表达式为:其中:为调制波为载波调制信号波形及频谱图6-DSB调制解调参数设定与时域波形图-7DSB调制解调信号频谱图图-8DSB调制解调已调信号频谱图图-9DSB调制解调解调信号频谱图图10-DSB调制解调程序框图3. SSB调制SSBSC信号产生方法:滤波法带通滤波器调制信号波形及频谱图-11 SSB调制解调图-12 SSB调制解调调制信号频谱图图-13 SSB调制解调已调信号频谱图图-14 SSB调制解调解调信号频谱图图-15 SSB调制解调程序框图五、问题分析及解决1. 在调制时,再将载波频率增加到1kHz以上时,程序容易出现问题。
成绩评定表课程设计任务书目录1 目的及基本要求 12 AM调制与解调的原理 12.1 AM调制与解调的原理 12.2流程设计 12.3设计步骤 13 AM调制与解调的设计和仿真 2 3.1总体程序设计 23.2 各功能模块详细设计 34 结果及性能分析 64.1 运行结果 64.2 性能分析 7参考文献 81 目的及基本要求熟悉LabVIEW开发环境,掌握基于LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧,运用专业课程中的基本理论和实践知识,采用LabVIEW开发工具,实现无线电通信系统模拟的设计和仿真。
基本要求:本程序是根据无线电通信系统的原理而设计的,目的是对一个复信号,对其做幅度调制,表现出信号频谱的翻转和搬移的过程,2 AM调制与解调的原理通信的目的是传输信息,如何准确的传输信息是通信的一个重要目标。
通常从信源产生的原始的基带信号具有较低频率的频谱分量,这种信号在多信道复用,无线电传输场合不适合直接进行传输。
因此,在通信系统的发送端通常要将基带信号调至在较高的载频上,而在接收端则需要相反的过程---解调。
2.1 AM调制与解调的原理幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度,使正弦载波的幅度随着调制信号而改变的调制方案属于线性调制。
2.2流程设计调制实际上是实现频谱的向上搬移(故最简单的实现基于信号想乘),而解调则是与之相反(故最简单的仍是信号相乘),但是在搬移过程中,因为信号相乘的特性,会产生互调频谱,故要通过滤波器滤去不利频率。
2.3设计步骤(1)前面板设计(2)后面板设计(3)AM调制模块的设计(4)AM解调模块的设计3 AM调制与解调的设计和仿真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。
模拟调制方式是载频信号的幅度、频率或相位随着欲传输的模拟输入基带信号的变化而相应发生变化的调制方式,包括:幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)三种。
学校代码:10255学号:2131195基于LabVIEW锁相调频与鉴频电路远程实验的开发THE DEVELOPMENT OF REMOTE EXPERIMENT ABOUT “PLL FREQUENCY MODULATION & DEMODULATIONCIRCUITS” BASED ON LABVIEW学院:信息科学与技术学院专业:电子与通信工程姓名:霍然导师:叶建芳2015年5月东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明:我恪守学术道德,崇尚严谨学风。
所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已明确注明和引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。
论文为本人亲自撰写,我对所写的内容负责,并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:日期:年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅或借阅。
本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□,在年解密后适用本版权书。
本学位论文属于不保密□√。
学位论文作者签名:指导教师签名:日期:年月日日期:年月日基于LabVIEW锁相调频与鉴频电路远程实验的开发摘要随着测量仪器向着数字化、计算机化的方向发展,虚拟仪器正逐渐取代了传统的测试仪器。
在实验中使用虚拟仪器,不但可以节省大量仪器的经费投入,免去维护仪器的复杂工作及排除仪器故障所需的大量时间与精力,同时也能够调动学生的积极性,使学生更加专注于对知识的理解而不是仪器的调试。
由美国NI(National Instruments)公司开发的Multisim软件平台将原理图输入、工业标准的SPICE仿真集成在同一环境中,可方便地仿真和分析电路。
使用LabVIEW进行电力系统电压与频率控制随着电力系统的发展,对电压与频率控制的要求越来越高。
为了确保电力系统的稳定运行,需要对电压和频率进行精确的控制。
在这方面,使用LabVIEW软件可以提供高效、灵活和准确的解决方案。
一、电力系统电压控制电力系统的电压控制是确保电力系统稳定运行的重要环节。
LabVIEW可以利用其强大的控制能力和图形化编程界面来实现电压的控制。
以下是电力系统电压控制的几个关键步骤:1. 采集电压信号:通过使用合适的传感器装置,实时采集电力系统中的电压信号。
LabVIEW提供了丰富的数据采集接口和工具,可以方便地对电压信号进行采集和处理。
2. 分析电压波形:将采集到的电压信号输入LabVIEW程序中,通过信号处理和分析算法,对电压波形进行分析。
可以通过计算均方根、最大值、最小值等参数来确定电压的稳定性和准确度。
3. 设定目标电压:根据实际需要,通过LabVIEW程序设定目标电压值。
可以根据实时电网负荷情况、电力系统稳定性要求等因素来确定目标电压。
4. 控制电压输出:将设定的目标电压值与实际采集到的电压信号进行比较,通过调节控制器参数和输出信号控制电力设备(如变压器或发电机)的运行状态,实现电压的稳定控制。
二、电力系统频率控制电力系统的频率控制是保证电网正常运行和设备正常工作的关键。
利用LabVIEW软件和相应硬件设备,可以实现对电力系统频率的精确控制。
以下是电力系统频率控制的主要步骤:1. 采集频率信号:使用适当的频率传感器装置,实时采集电力系统中的频率信号。
LabVIEW的数据采集和处理功能可以方便地对频率信号进行采集和处理。
2. 分析频率波形:将采集到的频率信号输入LabVIEW程序中,通过信号处理和分析算法,对频率波形进行分析。
可以计算出频率的波动程度、平均值等参数,用于后续的频率控制。
3. 设定目标频率:根据电网运行要求和电力设备的稳定性要求,设定目标频率值。
LabVIEW提供了可编程的界面,可以方便地设定目标频率值。
国家电工电子实验教学中心通信系统与原理实验报告实验题目:基于LabVIEW的频率调制学院:电子信息工程学院专业:通信1210班通信1212班学生姓名:学号:任课教师:李纯喜李磊实验老师:王琴一、实验目标本实验的目的是实现一个基于LabVIEW和NI-USRP平台的调频收音机,并正确接收空中的调频广播电台信号。
让学生可以直观深入的理解调频收音机的工作原理,感受真实信号。
并通过实验内容熟悉图形化编程方式,了解软件LabVIEW 和USRP硬件基本模块的使用和调试方法,为后续实验奠定基础。
二、实验环境与准备软件LabVIEW 2012(或以上版本);硬件NI USRP(1台)及配件。
三、实验原理1. 频率调制FM(Frequency Modulation)代表频率调制,常用于无线电和电视广播。
世界各地的FM调频广播电台使用从87.5MHz到108MHz为中心频率的信号进行传输,其中每个电台的带宽通常为200kHz。
本实验重新温习FM的理论知识,并介绍其基本的实现方法。
m调节载波的数学过程分为两步。
首先,信源信号经过通过一个基带信号)(t,再将该函数当作载波信号的相位,从而实现根据积分得到关于时间的函数)(t信源信号变化对载波频率进行控制的频率调制过程。
FM发射机频率调制的框图如图1所示。
图 1 频率调制示意图在图1的框图中,将信源信号的积分得到一个相位和时间的方程,即: ⎰+=t f c d m k t f t 0)(22)(ττππθ(1.1)式中,c f 代表载波频率,f k 代表调制指数,)(τm 代表信源信号。
调制结果是相位的调制,与在时域上载波相位的变化有关。
此过程需要一个正交调制器如下图2所示:图 2 相位调制在此次实验中,NI USRP-2920通过天线接收FM 信号,经模拟下变频后,再使用两个高速模拟/数字转化器和数字下变频后将信号下变频至基带I/Q 采样点,采样点通过千兆以太网接口发送至PC ,并在LabVIEW 中进行信号处理。
假设已知调频信号的数学表达式:⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=⎰∞-t )(cos )(ττωd m k t A t s f c c FM(1.2)式中,c A 代表载波幅度,f k 代表调制指数,()m τ代表信源信号。
由于在软件无线电中,各种调制都是在数字域实现的,所以首先要对式1.2进行数字化。
若将调频信号以t 为采样间隔离散化,则式1.2中的积分运算应转化为适合用软件处理的数值积分,可采用复化求积法实现FM 连续数学表达式的离散化。
即把积分区间分成若干子区间,再在每个子区间上用低阶求积。
即将积分区间[a ,b ]分为n 等份,分点kh x k =,n a b h -=,k =0,1,…,n 在每个子区间[]1,+k k x x 上引用梯形公式()()()[]121++≈⎰+k k x xx f x f h dx x f k k ,求和得复化求积公式为: ()()()()[]∑∑⎰⎰-=+-=+≈==+10110a 2x 1n k k k n k x x b x f x f h dx x f dx f I k k (1.3)采用复化求积公式后,按三角运算展开后可得到FM 的离散数学表达式为:()[]()[])sin(2)1(sin )cos(2)1(cos )(11s c n i s s s f s c n i s s s f s FM nT T i x iT x T k nT T i x iT x T k nT s ωω•⎭⎬⎫⎩⎨⎧-+-•⎭⎬⎫⎩⎨⎧-+=∑∑== (1.4)从理论上来说,各种通信信号都可以用正交调制的方法加以实现,如图3所示。
图 3正交调制实现框图根据图3,可以写出它的时域数学表达式为:()()()())sin(cos t t Q t t I t S c c FM ωω+= (1.5)2. 反正切解调原理在本实验中,推荐一个经典的解调方法——反正切方法。
其基本思想和实现过程如下:对于连续波调制,调制信号的数字表达式可以写成:()[]n n A n S φω+=c 0cos )( (1.6) 换句话讲,()()()[]∑Φ++=0c cos n m k n n A n S ω(1.7)式中,c ω表示载频的角频率,k 表示比例因子,0φ是一个常数。
展开1.8的结果是:()()[][])sin()(sin )()cos()(cos 00n n m k n A n n m k n A n S c c ωω∑∑Φ+-Φ+=(1.8)根据正交展开,设置同向分量如下:()[]∑Φ+=0)(cos )(n m k n A n X I (1.9) 假设正交分量是:()[]∑Φ+=0)(sin )(n m k n A n X Q(1.10)对正交分量与同向分量之比值进行反正切运算,得: ()0)(arctan ∑Φ+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Φn m k X X n I Q (1.11)然后,对相位差分,就可以得到调制信号为:()())(1n m n n =-Φ-Φ (1.12)即对接收到的经过下变频的基带正交信号化为极坐标的形式,得到其相位后再进行求导处理,得到调制信号。
四、程序设计FM 收音机的原理框图如图4所示:图4 FM 收音机原理框图⑴ 改变载波频率[Hz]找到要收听的广播电台,例如,如果中心频率是94.7MHz 并且电台出现在频谱图上-1M 位置处,那么该广播电台的频率为93.7MHz 。
⑵ 将I/Q 速率[样本数/秒]减小到200k 。
⑶ 打开频谱图中的自动模式“Auto Scale X ”。
⑷ 移动到程序框图(CTRL+E )。
⑸ 从未完成的图形程序“Disabled Diagram ”中捕捉VI 并把它们放在程序框图中。
⑹ 基于FM 解调器是从一个实信号恢复原始的音频。
从得到一个FM 调制的I/Q 采样信号开始,为了恢复音频,从以下几步实现算法:①提取瞬时相位的I/Q信号,一种方法是利用反正切函数:phase_est =arctan(Q/I);②去除因为反正切操作引入的在+/-180度处的信号不连续性;③使用相位的一阶导数来估计瞬时频率,它随着我们想恢复的消息(音频)成比例变化;④最后使用重采样来降低数据率以便与声卡相配。
⑺用橙色通道线将程序框图左边的while循环与subResampleWF.vi中的重采样(dt)模块的输入端连接起来。
⑻删除subSound_Out_16b_mono.vi右侧的棕色波形线和subResFMpleWF.vi上方的输出和移位寄存器右侧的连线。
⑼最后,删除进入PS/PSD VI的VI,并连接导数和重采样波形VI。
⑽运行VI。
重要模块解析(这部分内容用来说明subVIs提供的已编写好的功能模块)① subComplextoPolarWF.vi 图标“”功能:将复数向极坐标转换位置:文件夹“FM Receiver”→“subVIs”中② subUnwrap Phase - Continuous.vi 图标“”功能:将相位展开为连续相位位置:文件夹“FM Receiver”→“subVIs”中输入信号Input Signal Angle(波形DBL)待处理的相位波形信号Reset 布尔(TRUE或FALSE)是否重置输出信号Phase Unwrapped Angle(波形DBL)经相位连续展开的波形信号③ subDifferentiateContinuous.vi 图标“”功能:对相位逐点求导位置:文件夹“FM Receiver”→“subVIs”中五.实验现象程序设计完成后,将USPR硬件用网线连接到PC机的网络接口,启动LabVIEW 寻找接入设备,运行程序,可收听到不同频率的广播,但有一定的杂音。
程序结构如下图所示:六.实验中遇到的问题及解决方法遇到问题:程序设计完成后,将USPR硬件用网线连接到PC机的网络接口,不能启动程序。
解决方法:检查程序设计无误,通过请教同学得知USPR不光要在硬件上接入,还要在PC机的网络连接窗口将IP地址改为192.168.10.5,子网掩码改为255.255.255.0,启动LabVIEW寻找接入设备可看到IP地址已被修改,这时USPR 才真正与连接到电脑,在程序中可用,运行程序可收听不同频率的广播。
七.实验扩展1.频偏的意义是什么?它怎样影响调制信号?从听众的角度,我们能做些什么来解决这些影响?做一些测试验证自己的观点。
频偏就是调频波以载频为中心频率摆动的幅度,一般说的是最大频偏,它影响调频波的频谱带宽。
调制指数m=最大频偏/调制低频的频率,调制指数直接影响移频波频谱的形状与带宽,一般说来,调制指数越大,移频波频谱的带宽越宽。
而最大频偏是调制指数的一个决定因素,所以说它影响调频波的频谱带宽。
调频收音机中的频偏是相对于调幅收音机而言的。
在调幅收音机中,音频信号的变化是体现在电压和电流的大小变化上,即声大电压就高,声小电压就低。
因为绝大多数干扰信号也是电压变化,所以调幅收音机,抗干扰性要差得多。
调频收音机,信号调制的是频率,也就是说声音大小,体现的是频率的变化,频率随声音变化的范围,就是频偏。
2.找出一些能证明你设计的FM收发信机性能优劣的技术指标。
信噪比和功率,接收端噪音的大小等。
性能越好的收发信机,其信噪比增益越接近理论值越好。
3.你可以用你的FM接收机来收听不同的真实的音频信道如103.9MHz,87.6MHz,它和在接收信号的功率谱有什么相同点?你知道其原因吗?频谱中的尖峰脉冲意味着什么?在接收真实音频信道时,可以看到在一些位置会出现尖峰脉冲,且出现的位置保持不变。
这是由于FM解调时存在的门限效应。
门限效应是指当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后,检波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。
开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。
这种门限效应是由包络检波器的非线性解调作用引起的。
在小信噪比情况下,调制信号无法与噪声分开,而且有用信号淹没在噪声之中,此时检波器输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降,而是急剧恶化,也就是出现了门限效应。
当频谱中出现尖峰脉冲时,代表着出现门限效应,输入信噪比过小,造成输出检波器的信噪比急剧下降,性能急剧下降。
频谱中的尖峰脉冲应该是短暂的噪声干扰。
4.你能基于USRP数字平台设计一个类似的解调算法吗?通过查阅资料得到正交解调法系统框图如下:5.尝试创建一个双通道立体声的视频流的正确解调算法。
非相干解调法原理图如下:BPF滤去无用的噪声信号;限幅器消除信道中的振幅起伏;鉴频器由半波整流和低通滤波组成。
收到立体声FM后先进行鉴频,得到频分复用的信号。
将频分复用的信号分离开来,恢复成左右声道。
八.思考题1.结合通信原理课程,试推导FM 时域频域的信号表达式,并大致画出单音信号调制后的时域波形和复频谱。