实验五FM调频波信调制

fm调制与解调实验心得
进行FM调制与解调的实验是一个有趣且富有挑战性的过程。

在这个实验中，我学到了关于调制和解调的基本原理，并且亲自动手进行了实践和验证。

通过实验，我深刻理解了FM调制的原理。

调制过程中，通过改变信号的频率，将音频信号转换为一个频率可变的载波信号，从而实现信号的传输。

在实验中，我使用了一个音频信号发生器来产生音频信号，将其输入到调制器中。

通过调整调制器的调制指数，我成功地调制出了频率可变的载波信号。

解调过程同样具有重要的意义。

通过解调，我们可以将调制过的信号恢复回原始的音频信号。

在实验中，我使用了一个解调器和一个带通滤波器来进行解调。

通过将调制后的信号输入到解调器中，并结合合适的解调器参数和带通滤波器的设置，我成功地将信号解调并得到了原始的音频信号。

这个实验使我更加了解了FM调制与解调的原理和技术，同时也对信号传输和调制解调技术有了更深入的理解。

同时，通过实践，我也学会了如何正确地操作和调整相关的设备，以实现预期的调制和解调效果。

在实验过程中，我也遇到了一些挑战。

调制参数的选择和调整是一个关键的部分，需要进行反复尝试和调整。

另外，信号的噪声和干扰也会对调制和解调的效果产生影响，因此需要采取适当的措施来减少干扰，并保证信号的质量。

第1篇一、实验目的1. 了解普通调制解调的基本原理和过程。

2. 掌握模拟调制和解调的基本方法。

3. 学习调制解调设备的使用和调试方法。

4. 培养实际操作能力和分析问题的能力。

二、实验原理调制解调是一种将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号的通信技术。

调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。

调制解调的基本原理如下：1. 模拟调制：将数字信号转换为模拟信号的过程称为模拟调制。

模拟调制分为调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种。

2. 数字调制：将模拟信号转换为数字信号的过程称为数字调制。

数字调制分为调幅键控（ASK）、调频键控（FSK）和调相键控（PSK）三种。

3. 解调：将模拟信号转换为数字信号的过程称为解调。

解调分为模拟解调和数字解调。

三、实验器材1. 模拟调制解调设备：调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）调制器和解调器。

2. 数字调制解调设备：调幅键控（ASK）、调频键控（FSK）、调相键控（PSK）调制器和解调器。

3. 信号发生器：产生模拟信号和数字信号。

4. 示波器：观察调制解调信号波形。

5. 连接线：连接实验器材。

四、实验步骤1. 调制实验（1）调幅（AM）调制实验1）将信号发生器产生的模拟信号接入AM调制器。

2）调整调制器的调制频率和调制指数。

3）观察示波器上的调制信号波形，记录波形数据。

（2）调频（FM）调制实验1）将信号发生器产生的模拟信号接入FM调制器。

2）调整调制器的调制频率和调制指数。

3）观察示波器上的调制信号波形，记录波形数据。

（3）调相（PM）调制实验1）将信号发生器产生的模拟信号接入PM调制器。

2）调整调制器的调制频率和调制指数。

3）观察示波器上的调制信号波形，记录波形数据。

2. 解调实验（1）调幅（AM）解调实验1）将调制信号接入AM解调器。

2）调整解调器的解调频率和解调指数。

3）观察示波器上的解调信号波形，记录波形数据。

实验一模拟调制系统（AM，FM）实现方法一、实验目的实现各种调制与解调方式的有关运算二、实验内容对DSB，抑制载波的双边带、SSB，FM等调制方式下调制前后的信号波形及频谱进行观察。

要求用system view 或Matlab中的基本工具组建各种调制解调系统，观察信号频谱。

三、实验原理AM:1)标准调幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM）。

将调制信号m(t)与一个直流分量A叠加后与载波相乘可形成调幅信号。

AM信号的的频谱由载频分量、上边带、下边带组成。

上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。

2）DSB。

若在AM调制模型中将A0去掉，即得到双边带信号（DSB）。

与AM信号比较，因为不存在载波分量。

3）SSB。

单边带调制（SSB）是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的。

产生SSB信号的方法有：滤波法和相移法。

SSB调制包括上边带调制和下边带调制。

解调：解调是调制的逆过程，其作用是从接受的已调信号中恢复调制信号。

解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。

1）相干解调。

解调与调制的实质一样，均是频谱搬移。

即把在载频位置的已调信号的浦搬回到原始基带位置。

2）包络检波。

包络检波器就是直接从已调信号的幅度中提取预案调制信号。

FM：调制中，若载频的频率随调制信号变化，称为频率调制或调频（FM）。

调频信号的产生方法有两种：直接调频和间接调频。

1）直接调频。

用调制信号直接控制载波振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。

2）间接调频。

先将调制信号积分，然后对载波进行调相，即可产生一个NBFM信号，再经n次频倍器得到WBFM信号。

解调：调频信号的解调也分为相干解调和非相干解调。

相干解调仅适用于NBFM信号，而非相干解调对于NBFM和WBFM信号均适用。

四、实验内容(一)标准调幅信号实验代码：f=5;T=1/f;fc=500;A=1.5;ts=0.001;fs=1/ts;t=0:ts:2*T;mt=cos(2*pi*f*t)+cos(2*pi*2*f*t);%调制信号ft=cos(2*pi*fc*t);%载波yt=(mt+A).*ft;%调幅信号N=2*T/ts;%设置抽样点数Mf=abs(fft(mt,N));%求调制信号频谱Ff=abs(fft(ft,N));%求载波频谱Yf=abs(fft(yt,N));%求调幅信号频谱ff=fs*(0:N-1)/N;%将调制信号与其频谱在同一图中作出figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,mt);title('调制信号');subplot(2,1,2);plot(ff,Mf(1:N));title('调制信号频谱');%将载波与其频谱在同一图中作出figure(2);subplot(2,1,1);plot(t,ft);title('载波');subplot(2,1,2);plot(ff,Ff(1:N));title('载波频谱');%将调幅信号与其频谱在同一图中作出figure(3);subplot(2,1,1);plot(t,yt);title('调幅信号');subplot(2,1,2);plot(ff,Yf(1:N)); title('调幅信号频谱'); 生成图像如下：放大后看到，在4HZ,8HZ处有冲击，符合要求。

探究FM信号的调制与解调方波的调制：clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:10-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=square(4*t);msg2=reshape(msg.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(2,1,1)plot(t,fftshift(abs(Pm)))title('消息信号频谱')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=250; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号Pfm=fft(Sfm)/fs; % FM信号频谱subplot(2,1,2)plot(f,fftshift(abs(Pfm))) % 画出已调信号频谱title('FM信号频谱')Pc=sum(abs(Sfm).^2)/length(Sfm) %已调信号功率Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2) %消息信号功率fm=50;betaf=kf*max(msg)/fm % 调制指数W=2*(betaf+1)*fm % 调制信号带宽0123456789100246消息信号频谱-500-400-300-200-10001002003004005000123FM 信号频谱已调信号的功率：Pc =0.5000消息信号的功率：Ps =1调制指数：betaf =1调制信号的带宽：W =200正弦信号的FM 调制：clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:10-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=sin(2*pi*t);msg2=reshape(msg.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(2,1,1)plot(t,fftshift(abs(Pm)))title('消息信号频谱')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=250; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号Pfm=fft(Sfm)/fs; % FM 信号频谱subplot(2,1,2)plot(f,fftshift(abs(Pfm))) % 画出已调信号频谱title('FM 信号频谱')Pc=sum(abs(Sfm).^2)/length(Sfm) %已调信号功率Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2) %消息信号功率fm=50;betaf=kf*max(msg)/fm % 调制指数W=2*(betaf+1)*fm % 调制信号带宽012345678910012345消息信号频谱-500-400-300-200-100010020030040050000.51FM 信号频谱Pc = 0.5000 Ps = 0.5000betaf =1 W = 200已调信号的功率：Pc =0.5007消息信号的功率：Ps =0.4975调制指数：betaf =1调制信号的带宽：W =200锯齿波FM 调制：clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:10-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=sawtooth(8*pi*t);msg2=reshape(msg.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(2,1,1)plot(t,fftshift(abs(Pm)))title('消息信号频谱')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=250; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号Pfm=fft(Sfm)/fs; % FM信号频谱subplot(2,1,2)plot(f,fftshift(abs(Pfm))) % 画出已调信号频谱title('FM信号频谱')Pc=sum(abs(Sfm).^2)/length(Sfm) %已调信号功率Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2) %消息信号功率fm=50;betaf=kf*max(msg)/fm % 调制指数W=2*(betaf+1)*fm01234567891001234消息信号频谱-500-400-300-200-100010020030040050000.511.5FM 信号频谱已调信号的功率：Pc =0.5000消息信号的功率：Ps =0.3333调制指数：betaf =0.9920调制信号的带宽： W =199.2000不同信号的调制与解调信号：输入信号：square 方波clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分，得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,20,'measured'); %调制信号通过A WGN信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1,'g');title('信噪比为20dB时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-505信噪比为20dB 时的解调信号信噪比为10dB 时clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM 调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分，得到消息信号 dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,20,'measured'); %调制信号通过A WGN 信道 y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1,'g');title('信噪比为10dB 时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-10010信噪比为10dB 时的解调信号信噪比为2dB 时clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分，得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,20,'measured'); %调制信号通过A WGN信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1,'g');title('信噪比为2dB时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-10010信噪比为2dB 时的解调信号余弦波：clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=cos(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式 msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM 调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分，得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,20,'measured'); %调制信号通过A WGN 信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1,'g');title('信噪比为20dB 时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-11消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-202信噪比为20dB 时的解调信号clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=cos(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分，得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,10,'measured'); %调制信号通过A WGN信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1);title('信噪比为10dB时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-11消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-505信噪比为10dB 时的解调信号信噪比为2dB 时 clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=cos(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM 调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分，得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,2,'measured'); %调制信号通过A WGN 信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1);title('信噪比为2dB 时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-11消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-10010信噪比为2dB 时的解调信号方波信号的解调信噪比为20dB 时clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分，得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,20,'measured'); %调制信号通过A WGN信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1);title('信噪比为20dB时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-505信噪比为20dB 时的解调信号信噪比为10dB 时clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM 调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分，得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,10,'measured'); %调制信号通过A WGN 信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1);title('信噪比为10dB 时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-10010信噪比为10dB 时的解调信号信噪比为2dB 时clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分，得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,2,'measured'); %调制信号通过A WGN信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1);title('信噪比为2dB时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-10010信噪比为2dB 时的解调信号 FM 信号的解调采用的解调器是具有频率—电压转换特性的鉴频器，因而解调出的消息信号幅度是随着输入频率变化的。

一、实验目的1. 理解频率调制（FM）的基本原理和过程。

2. 掌握变容二极管调频电路的设计和调试方法。

3. 熟悉高频电子线路实验系统的操作和常用仪器。

4. 通过实验验证频率调制电路的性能指标。

二、实验原理频率调制（Frequency Modulation，FM）是一种通过改变载波频率来传输信息的调制方式。

在FM调制过程中，载波的频率会根据调制信号的幅度而变化，而载波的幅度保持不变。

常用的调频电路有变容二极管调频电路、电压控制振荡器（VCO）调频电路等。

本实验采用变容二极管调频电路，其基本原理如下：1. 调制信号与本振信号经过调制器进行调制，得到调频信号。

2. 调频信号通过变容二极管，其电容值随调制信号的变化而变化，从而改变谐振频率。

3. 调频信号通过滤波器滤波，得到稳定的调频信号。

三、实验仪器与设备1. 高频电子线路实验系统2. 双踪示波器3. 频率计4. 变容二极管5. 滤波器6. 调制信号发生器7. 本振信号发生器四、实验步骤1. 按照实验原理图搭建变容二极管调频电路。

2. 将调制信号发生器输出信号接入调制器，调节调制信号幅度和频率。

3. 将本振信号发生器输出信号接入变容二极管，调节本振信号频率。

4. 使用示波器观察调制器输出信号波形，分析调频效果。

5. 使用频率计测量调频信号的频率变化范围，计算调频指数。

6. 使用滤波器对调频信号进行滤波，观察滤波效果。

7. 改变调制信号幅度和频率，观察调频效果的变化。

五、实验结果与分析1. 调制信号幅度为1Vpp，频率为1kHz时，调频信号波形如图1所示。

可以看出，调频效果较好，调频指数约为10。

图1 调频信号波形2. 本振信号频率为10MHz时，调频信号频率变化范围为9.9MHz至10.1MHz，调频指数约为0.2。

图2 调频信号频率变化范围3. 使用滤波器对调频信号进行滤波，滤波后信号波形如图3所示。

可以看出，滤波效果较好，信号较为稳定。

图3 滤波后信号波形六、实验结论1. 通过实验验证了变容二极管调频电路的基本原理和性能指标。

FM调制解调原理FM调制解调（Frequency Modulation）是一种常见的调制解调方法，用于无线电通信和广播中。

它通过改变载波频率的方式传输模拟信号，实现了音频信号的传输和恢复。

本文将详细介绍FM调制解调的原理和过程。

一、FM调制FM调制是将模拟信号转换为频率变化的载波信号。

它的原理是根据模拟信号的幅度和方向的变化来改变载波频率。

具体来说，调制信号的幅度增大时，载波频率也随之增大；调制信号的幅度减小时，载波频率也随之减小。

调制过程可以通过以下步骤实现：1.信号预处理：将模拟信号的幅度进行放大或压缩，以便适应于调制电路的工作范围。

2.频率偏移：将模拟信号的频率上移或下移到与载波频率相匹配的范围内，以便进行调制。

3.调制过程：将模拟信号的频率变化转化为对载波频率的调制，一般采用带通滤波器和倍频电路来实现。

4.载波生成：生成指定频率的载波信号，一般采用振荡器和频率合成技术。

5.载波调制：将调制信号与载波信号相乘，形成调制后的信号。

这可以通过调制电路中的乘法器或调制芯片来实现。

6.输出滤波：使用低通滤波器去除调制信号中的高频成分，得到调制后的信号。

FM调制的主要特点是具有抗干扰性能好、信号传输距离远、音质较好等优点。

因此，它被广泛应用于广播、电视和无线通信等领域。

二、FM解调FM解调是将调制后的信号转换为原始模拟信号。

它需要通过解调过程来实现。

解调过程中的步骤如下：1.接收调制信号：接收调制后的信号，一般使用天线或其他接收器设备。

2.信号放大：对接收到的信号进行放大处理，以恢复信号的强度和幅度。

3.特定频率过滤：使用特定频率的滤波器去除多余的频率成分和噪声，保留关键的频率。

4.载波消除：使用消除器或识别器去除载波信号，保留调制信号。

5.载波调制：使用调制芯片或解调电路对调制信号进行解调，以恢复原始模拟信号。

6.幅度平衡：通过放大和压缩等处理来平衡信号的幅度，使其与原始信号相匹配。

FM解调的主要特点是具有较高的音质和较低的噪声，能够重现原始模拟信号。

一、实验背景频率调制（Frequency Modulation，简称FM）是一种常见的信号调制方式，通过改变载波的频率来传输信息。

与幅度调制相比，频率调制具有抗干扰能力强、音质好等优点。

本次实验旨在通过搭建频率调制实验电路，验证频率调制的基本原理，并分析其性能。

二、实验目的1. 熟悉频率调制的基本原理和实验方法；2. 掌握频率调制实验电路的搭建和调试；3. 分析频率调制实验结果，了解其性能特点。

三、实验原理频率调制的基本原理是：将信息信号（基带信号）与载波信号进行调制，使载波信号的频率随信息信号的变化而变化。

实验中，我们采用变容二极管作为调制器，通过改变变容二极管的电容值来控制载波的频率。

四、实验器材1. 变容二极管；2. 高频信号发生器；3. 低频信号发生器；4. 频率计；5. 示波器；6. 频率调制实验电路板；7. 连接线等。

五、实验步骤1. 搭建频率调制实验电路，包括变容二极管调制器、低频信号发生器、高频信号发生器等；2. 将低频信号发生器产生的信号输入变容二极管调制器，改变电容值，观察载波信号的频率变化；3. 将调制后的信号输入高频信号发生器，观察调制信号的频率变化；4. 使用频率计测量调制信号的频率，分析其调制特性；5. 使用示波器观察调制信号的波形，分析其波形特性。

六、实验结果与分析1. 调制特性分析实验结果表明，当改变变容二极管的电容值时，载波信号的频率发生相应变化。

随着电容值的增大，载波频率降低；随着电容值的减小，载波频率升高。

这符合频率调制的基本原理。

2. 频率特性分析实验中，我们测量了调制信号的频率。

结果表明，调制信号的频率变化与输入的低频信号成线性关系，即调制信号的频率变化量与低频信号幅度成正比。

这说明频率调制具有较好的线性特性。

3. 波形特性分析实验中，我们使用示波器观察了调制信号的波形。

结果表明，调制信号的波形较为稳定，无明显失真。

这说明频率调制具有较好的波形特性。

4. 抗干扰能力分析与幅度调制相比，频率调制具有更强的抗干扰能力。

频率调制实验报告1 引言1.1 实验背景及意义频率调制（Frequency Modulation，简称FM）作为一种重要的信号调制方式，在无线通信、广播、雷达等领域有着广泛应用。

与幅度调制相比，频率调制具有抗干扰能力强、信号带宽宽、传输距离远等优点。

随着科技的发展，频率调制技术在数字通信、卫星通信等领域发挥着越来越重要的作用。

本实验旨在通过频率调制实验，使学生深入理解频率调制的基本原理，掌握频率调制信号的产生、传输和接收方法，培养实际操作能力和科学思维。

1.2 实验目的本实验的主要目的有以下几点：1.加深对频率调制原理的理解，掌握频率调制信号的产生、传输和接收方法；2.学习使用相关实验设备，提高实际操作能力；3.分析实验数据，探讨频率调制信号的特点及其影响因素；4.培养学生解决实际问题的能力，为后续相关课程打下基础。

1.3 实验原理频率调制是一种基于载波频率变化的调制方法。

在频率调制过程中，载波的频率随调制信号的幅值变化而变化，而载波的幅度保持不变。

频率调制信号的表达式为：[ s(t) = A_c (2f_c t + f _{0}^{t} m()d) ]其中，( A_c ) 表示载波幅度，( f_c ) 表示载波频率，( f ) 表示调制指数，( m(t) ) 表示调制信号。

频率调制的关键参数包括调制指数、信号带宽、频偏等。

调制指数是衡量频率调制程度的参数，其值越大，频率调制效果越明显。

信号带宽与调制信号的最高频率成分有关，一般来说，频率调制信号的带宽较宽。

频偏是指载波频率变化的最大值，它决定了频率调制信号的传输距离和抗干扰能力。

本实验将围绕频率调制原理，设计实验方案，探讨频率调制信号的产生、传输和接收过程。

2 实验设备与仪器2.1 实验设备频率调制实验所需的主要设备包括信号发生器、频率计数器、示波器和频率调制器。

信号发生器用于产生稳定的原始信号，频率计数器用于精确测量信号的频率，示波器用于观察信号的波形，频率调制器则负责对信号进行频率调制。

一、实验目的1. 理解频率调制的原理，掌握频率调制的基本方法。

2. 通过实验，观察和分析频率调制信号的特性。

3. 学习使用频率调制器，并了解其工作原理。

4. 掌握频率调制信号解调的方法。

二、实验原理频率调制（Frequency Modulation，简称FM）是一种利用调制信号的幅度变化来控制载波信号的频率，使其按调制信号的变化规律进行变化的调制方式。

频率调制具有抗干扰能力强、音质好等优点，广泛应用于广播、通信等领域。

在频率调制中，调制信号称为调制信号（Modulating Signal），载波信号称为载波（Carrier Signal）。

调制信号的频率称为调制频率（Modulating Frequency），载波的频率称为载波频率（Carrier Frequency）。

频率调制的原理可以表示为：\[ f_c(t) = f_{c0} + k_m \cdot u_m(t) \]其中，\( f_c(t) \)为调制后的频率，\( f_{c0} \)为载波频率，\( k_m \)为调制系数，\( u_m(t) \)为调制信号。

三、实验仪器与设备1. 频率调制器2. 高频信号发生器3. 低频信号发生器4. 示波器5. 频率计6. 双踪示波器7. 万用表四、实验步骤（1）连接实验仪器，确保各仪器工作正常。

（2）设置高频信号发生器，输出频率为\( f_{c0} \)的载波信号。

（3）设置低频信号发生器，输出调制信号。

2. 频率调制实验（1）将载波信号输入频率调制器，调节调制系数\( k_m \)，观察调制后的频率调制信号。

（2）使用示波器观察调制信号的波形，记录调制信号的频率变化范围。

（3）使用频率计测量调制信号的频率，记录频率变化范围。

3. 频率调制信号解调实验（1）将频率调制信号输入解调器，观察解调后的信号。

（2）使用示波器观察解调信号的波形，记录解调信号的波形。

（3）使用示波器观察解调信号的频率，记录解调信号的频率。