FM调制解调系统设计与仿真

课程设计报告课题名称 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： 2011 年 12月23 日目录课程设计目的 (3)课程设计时间 (3)课程设计环境 (3)课程设计内容 (3)4.1 Systemview软件简介 (3)4.2 调制解调系统的基本原理 (3)4.3．仿真设计模型 (5)4.4．结果波形图 (5)4.5．模块说明及参数设置 (7)总结及心得体会 (8)参考文献 (8)1、课程设计目的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、课程设计时间1周3、课程设计环境systemview5.04、课程设计内容4.1． Systemview软件简介Elanix公司的SystemView是一个完整的动态系统设计、仿真和分析的可视化环境，主要用于电路和通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计到复杂的通信系统等不同层的设计、仿真要求。

在SystemView环境下，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种速率的系统，可用于线性或非线性控制系统的设计和仿真。

SystemView包括基本库和专业库。

SystemView可以实时仿真各种DSP结构，并进行各种系统时域和频域分析、谱分析，对各种逻辑电路、射频/模拟电路(混合器、放大器、RLC电路和运放电路)等进行理论分析和失真分析。

SystemView的各种专业库特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证。

随着通信技术的不断发展，通信系统越来越复杂，设计和仿真难度也随之加大，利用SystemView可以十分方便地完成相应的通信系统设计和仿真。

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 日目录1课程设计题目 (2)2 课程设计目的 (2)2.1课程设计的目的 (2)2.2课程设计的背景 (2)2.3课程设计的环境 (2)3 课程设计时间 (3)4 课程设计内容 (3)4.1 SystemView软件简介 (3)4.2设计内容分析 (3)4.2.1通信系统简介 (3)4.2.2 FM调制系统的建立 (4)4.3仿真模型的建立 (6)4.4仿真模型结果 (7)4.5 模块说明及参数设置 (11)4.6 仿真结果分析 (12)5 课程设计体会 (13)参考文献 (13)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。

课题五FM调制与解调系统的设计一、本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。

二、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。

(3)采用LabVIEW进行仿真设计,实现系统的功能,要求给出系统的前面板和框图，采用两种以上调制信号源进行仿真，并记录仿真结果。

(4)要求对系统的时域、频域特性进行分析，并与理论设计结果进行比较分析。

(5)对系统功能进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。

三、主要设备和软件(1)PC机，一台(2)MATLAB6.5以上版本软件，一套(3)LabVIEW7.0以上版本软件，一套四、设计内容、步骤和要求4.1必选部分(1) 设计实现FM、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,具体参数包括：载波频率、调制信号频率、载波大小、调制信号大小、调制系数等参数。

FM调制与解调系统的设计摘要：调频和调相是广泛采用的两种调角的基本调制方式.其中调频（FM）是载波信号的频率按调制信号的规律变化；调相（PM）是载波信号的相位按调制信号的规律变化。

两种调制方式都表现为信号的瞬时相位受到调变。

调频波的解调称为鉴频；调相波的解调称为鉴相。

在掌握模拟系统FM和PM调制与解调原理和设计方法的基础上，可以通过MATLAB进行编程仿真实现对系统的时域、频域特性分析，可以通过Simulink动态建模和Labview虚拟仪器对系统进行仿真，检测所设计系统的功能，还可以通过GUI设计实现针对该系统的图形用户界面。

关键词：调制，解调，系统，仿真一、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。

二、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。

基于matlab的fm系统调制与解调的仿真课程设计课程设计题目：基于MATLAB的FM系统调制与解调的仿真一、设计任务与要求1.设计并实现一个简单的FM（调频）调制和解调系统。

2.使用MATLAB进行仿真，分析系统的性能。

3.对比和分析FM调制和解调前后的信号特性。

二、系统总体方案1.系统组成：本设计包括调制器和解调器两部分。

调制器将低频信号调制到高频载波上，解调器则将已调制的信号还原为原始的低频信号。

2.调制方式：采用线性FM调制方式，即将低频信号直接控制高频载波的频率变化。

3.解调方式：采用相干解调，通过与本地载波信号相乘后进行低通滤波，以恢复原始信号。

三、调制器设计1.实现方式：使用MATLAB中的modulate函数进行FM调制。

2.参数设置：选择合适的载波频率、调制信号频率以及调制指数。

3.仿真分析：观察调制后的频谱变化，并分析其特性。

四、解调器设计1.实现方式：使用MATLAB中的demodulate函数进行FM解调。

2.参数设置：选择与调制器相同的载波频率、低通滤波器参数等。

3.仿真分析：观察解调后的频谱变化，并与原始信号进行对比。

五、系统性能分析1.信噪比（SNR）分析：通过改变输入信号的信噪比，观察解调后的输出性能，绘制信噪比与误码率（BER）的关系曲线。

2.调制指数对性能的影响：通过改变调制指数，观察输出信号的性能变化，并分析其影响。

3.动态范围分析：分析系统在不同输入信号幅度下的输出性能，绘制动态范围曲线。

六、实验数据与结果分析1.实验数据收集：根据设计的系统方案进行仿真实验，记录实验数据。

2.结果分析：根据实验数据，分析系统的性能指标，并与理论值进行对比。

总结实验结果，提出改进意见和建议。

七、结论与展望1.结论：通过仿真实验，验证了基于MATLAB的FM系统调制与解调的可行性。

实验结果表明，设计的系统具有良好的性能，能够实现低频信号的FM调制和解调。

通过对比和分析，得出了一些有益的结论，为进一步研究提供了基础。

沈阳理工大学通信系统课程设计报告摘要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。

本设计主要是利用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；最后绘出FM基带信号通过上述信道和调制和解调系统后的误码率与信噪比的关系，并通过与理论结果波形对比来分析该仿真调制与解调系统的正确性及噪声对信号解调的影响。

在课程设计中，系统开发平台为Windows 8.1，使用工具软件为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。

通过该课程设计，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。

关键词:FM；调制；解调；MATLAB 7.0；噪声目录1 课程设计目的 (1)2 课程设计要求 (1)3 设计基础 (2)3.1 Matlab及M文件的简介 (2)3.2模拟调制概述 (4)3.2.1模拟调制系统各个环节分析 (5)3.2.2 模拟调制的意义 (5)4 FM基本原理与实现 (7)4.1 FM的基本原理 (7)4.1.1调制 (7)4.1.2解调 (8)4.2 FM的实现 (9)4.2.1 FM调制的实现 (9)4.3 调频系统的抗噪声性能 (11)4.3.1 高斯白噪声信道特性 (11)5 FM的仿真实现与分析 (15)5.1 仿真 (15)5.2 未加噪声的FM解调实现 (20)5.3 叠加噪声时的FM解调 (22)6 心得体会 (26)7 参考文献 (27)FM系统仿真1 课程设计目的通过《FM调制解调系统设计与防真》的课程设计，掌握通信原理中模拟信号的调制和解调、数字基带信号的传输、数字信号的调制和解调，模拟信号的抽样、量化和编码与信号的最佳接收等原理。

基于Matlab 的FM 调制解调仿真叶傻逼 白痴NO.11.1 FM 调制模型的建立图2 FM 调制模型其中，()m t 为基带调制信号，设调制信号为()cos(2)m m t A f t π=设正弦载波为()cos(2)c c t f t π=信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为2σ。

1.2 调制过程分析在调制时，调制信号的频率去控制载波的频率的变化，载波的瞬时频偏随调制信号()m t 成正比例变化，即()()f d t K m t dtϕ=式中，f K 为调频灵敏度（()rad s V •）。

这时相位偏移为()()f t K m d ϕττ=⎰则可得到调频信号为()cos ()FM c f s t A t K m d ωττ⎡⎤=+⎣⎦⎰调制信号产生的M 文件：dt=0.001; %设定时间步长t=0:dt:1.5; %产生时间向量am=15; %设定调制信号幅度←可更改 fm=15; %设定调制信号频率←可更改 mt=am*cos(2*pi*fm*t); %生成调制信号fc=50; %设定载波频率←可更改 ct=cos(2*pi*fc*t); %生成载波 kf=10; %设定调频指数 int_mt(1)=0; %对mt 进行积分 for i=1:length(t)-1int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt; endsfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt); %调制，产生已调信号0.51 1.5-10010时间t调制信号的时域图0.511.5-101时间t载波的时域图00.51 1.5-10010时间t已调信号的时域图图3 FM 调制1.3 FM 解调模型的建立调制信号的解调分为相干解调和非相干解调两种。

相干解调仅仅适用于窄带调频信号，且需同步信号，故应用范围受限；而非相干解调不需同步信号，且对于NBFM 信号和WBFM 信号均适用，因此是FM 系统的主要解调方式。

通信系统模拟调制系统仿真一 课题内容 AM FM PM 调制 二 设计要求1.掌握AM FM PM 调制和解调原理。

2.学会Matlab 仿真软件在AM FM PM 调制和解调中的应用。

3.分析波形及频谱1.AM 调制解调系统设计1.振幅调制产生原理所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。

这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。

振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。

在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM ）。

在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。

设正弦载波为)cos()(0ϕω+=t A t c c式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0ϕ为载波初始相位(通常假设0ϕ=0).调制信号（基带信号）为)(t m 。

根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为)cos()()(t t Am t s c m ω=设调制信号)(t m 的频谱为)(ωM ，则已调信号)(t s m 的频谱)(ωm S ：)]()([2)(c c m M M AS ωωωωω-++=2.调幅电路方案分析标准调幅波（AM ）产生原理调制信号是只来来自信源的调制信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的。

为首调制的高频振荡信号可称为载波，它可以是正弦波，亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。

载波由高频信号源直接产生即可，然后经过高频功率放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波。

设载波信号的表达式为t c ωcos ，调制信号的表达式为t A t m m m ωcos )(= ，则调幅信号的表达式为t t m A t s c AM ωcos )]([)(0+=图5.1 标准调幅波示意图 3.信号解调思路从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调(demodulation )，又称为检波(detection )。

Matlab FM调制仿真目录引言 (3)一．课程设计的目的与要求 (3)1.1课程设计的目的 (3)1.2课程设计的要求 (3)二．FM调制解调系统设计 (3)2.1FM调制模型的建立 (4)2.2调制过程分析 (5)2.3FM解调模型的建立 (6)2.4解调过程分析 (7)2.5高斯白噪声信道特性 (8)2.6调频系统的抗噪声性能分析 (11)三．仿真实现 (12)3.1MATLAB源代码 (13)3.2仿真结果 (17)四．心得体会 (20)五．参考文献 (20)引言本课程设计用于实现DSB信号的调制解调过程。

信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。

调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。

解调是调制的逆过程，即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。

信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。

因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。

调制与解调方式往往决定了一个通信系统的性能。

双边带DSB信号的解调采用相干解调法，这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。

一．课程设计的目的与要求1.1 课程设计的目的通过《FM调制解调系统设计与防真》的课程设计，掌握通信原理中模拟信号的调制和解调、数字基带信号的传输、数字信号的调制和解调，模拟信号的抽样、量化和编码与信号的最佳接收等原理。

应用原理设计FM调制解调系统，并对其进行防真。

1.2 课程设计的要求要求能够熟练应用MATLAB语言编写基本的通信系统的应用程序，进行模拟调制系统，数字基带信号的传输系统的建模、设计与仿真。

所有的仿真用MATLAB 程序实现（即只能用代码的形式，不能用SIMULINK实现），系统经过的信道都假设为高斯白噪声信道。

模拟调制要求用程序画出调制信号，载波，已调信号、解调信号的波形，数字调制要求画出误码率随信噪比的变化曲线。

二．FM调制解调系统设计通信的目的是传输信息。

标准文档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 日目录1课程设计题目 (2)2 课程设计目的 (2)2.1课程设计的目的 (2)2.2课程设计的背景 (2)2.3课程设计的环境 (2)3 课程设计时间 (3)4 课程设计内容 (3)4.1 SystemView软件简介 (3)4.2设计内容分析 (3)4.2.1通信系统简介 (3)4.2.2 FM调制系统的建立 (4)4.3仿真模型的建立 (6)4.4仿真模型结果 (7)4.5 模块说明及参数设置 (11)4.6 仿真结果分析 (12)5 课程设计体会 (13)参考文献 (13)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。

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。

FM调制与解调系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握FM调制的基本原理，包括频率调制的过程和特性；2. 学习并了解FM解调的方法及其工作原理，掌握解调过程中的关键步骤；3. 掌握FM调制解调系统的数学表达和信号波形变化。

技能目标：1. 能够运用所学知识，通过计算和模拟实验，设计简单的FM调制与解调系统；2. 能够分析FM调制解调系统的性能，并进行简单的系统优化；3. 能够使用相关软件工具（如MATLAB）进行FM信号的调制与解调操作，完成信号的仿真分析。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信科学的兴趣，激发他们对电子信息技术发展的好奇心和探索欲；2. 通过团队合作完成课程项目，增强学生的团队协作能力和沟通能力；3. 培养学生严谨的科学态度和问题解决能力，增强学生面对困难的勇气和毅力。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在通过理论与实验相结合的教学方式，使学生在理解FM调制解调技术的基础上，能够运用所学知识解决实际问题，同时培养他们的创新意识和实践能力。

通过具体的学习成果分解，教师可针对性地进行教学设计和评估，确保课程目标的实现。

二、教学内容1. FM调制原理：- 频率调制的基本概念与特性；- 调制指数与调制带宽的关系；- FM调制信号的表达式及波形。

2. FM调制方法：- 直接FM调制与间接FM调制；- 相位调制与频率调制的关系；- 抑制载波的双边带调制。

3. FM解调技术：- 非相干解调与相干解调；- 斜率检测与相位检测原理；- 解调性能分析。

4. FM调制解调系统的性能分析：- 系统带宽与噪声性能；- 调制指数对系统性能的影响；- 系统的抗干扰能力。

5. 实践操作与仿真：- 使用MATLAB软件进行FM调制与解调的仿真实验；- 设计简单的FM调制解调系统，并进行性能测试；- 分析实验结果，优化系统性能。

教学内容依据课程目标和教材章节安排，注重理论与实践相结合，强调科学性和系统性。

实验十三模拟调制解调实验（FM）实验内容1.模拟调制(FM)实验2.模拟解调(FM)实验一、实验目的1.掌握变容二极管调频电路的工作原理及调频调制特性及其测量方法。

2.熟悉相位鉴频器的基本工作原理。

3.了解鉴频特性曲线（S曲线）的正确调整方法。

二、实验电路工作原理(一)模拟调制实验1.变容二极管工作原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。

其频率的变化量与调制信号成线性关系。

常用变容二极管实现调频。

变容二极管调频电路如图8-1所示。

从J2处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从J1处输出为调频波（FM）。

C15为变容二级管的高频通路，L1为音频信号提供低频通路，L1和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。

图8-1 变容二极管调频f因为LCf π21=，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。

从图（a ）中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LCf π21=，f 和C 的关系也是非线性。

不难看出，C-u 和f-C的非线性关系起着抵消作用，即得到f-u 的关系趋于线性（见图（c ））。

2. 变容二极管调频器获得线性调制的条件设回路电感为L ，回路的电容是变容二极管的电容C （暂时不考虑杂散电容及其它与变容二极管相串联或并联电容的影响），则振荡频率为LCf π21=。

为了获得线性调制，频率振荡应该与调制电压成线性关系，用数学表示为Au f =，式中A 是一个常数。

由以上二式可得LCAu π21=，将上式两边平方并移项可得2222)2(1-==Bu u LA C π，这即是变容二极管调频器获得线性调制的条件。

这就是说，当电容C 与电压u 的平方成反比时，振荡频率就与调制电压成正比。

3. 调频灵敏度调频灵敏度f S 定义为每单位调制电压所产生的频偏。

基于Matlab的FM调制解调仿真叶傻逼白痴NO.11.1 FM调制模型的建立图2 FM调制模型其中，为基带调制信号，设调制信号为设正弦载波为信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为。

1.2 调制过程分析在调制时，调制信号的频率去控制载波的频率的变化，载波的瞬时频偏随调制信号成正比例变化，即式中，为调频灵敏度（）。

这时相位偏移为则可得到调频信号为调制信号产生的M文件：dt=0.001; %设定时间步长t=0:dt:1.5; %产生时间向量am=15; %设定调制信号幅度←可更改fm=15; %设定调制信号频率←可更改mt=am*cos(2*pi*fm*t); %生成调制信号fc=50;%设定载波频率←可更改ct=cos(2*pi*fc*t); %生成载波kf=10;%设定调频指数int_mt(1)=0; %对mt进行积分for i=1:length(t)-1int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt;endsfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt); %调制，产生已调信号图3 FM调制1.3 FM解调模型的建立调制信号的解调分为相干解调和非相干解调两种。

相干解调仅仅适用于窄带调频信号，且需同步信号，故应用范围受限；而非相干解调不需同步信号，且对于NBFM信号和WBFM信号均适用，因此是FM系统的主要解调方式。

在本仿真的过程中我们选择用非相干解调方法进行解调。

图4 FM解调模型非相干解调器由限幅器、鉴频器和低通滤波器等组成，其方框图如图5所示。

限幅器输入为已调频信号和噪声，限幅器是为了消除接收信号在幅度上可能出现的畸变；带通滤波器的作用是用来限制带外噪声，使调频信号顺利通过。

鉴频器中的微分器把调频信号变成调幅调频波，然后由包络检波器检出包络，最后通过低通滤波器取出调制信号。

1.4 解调过程分析设输入调频信号为微分器的作用是把调频信号变成调幅调频波。

微分器输出为包络检波的作用是从输出信号的幅度变化中检出调制信号。

河北联合大学轻工学院通信原理课程设计设计报告课题名称： AM及FM调制系统设计与仿真专业班级： 08级通信一班组数：（1）成员及学号：一、设计内容概述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，从而将信号转换成合适于传播的已调信号，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。

AM 信号的调制属于频谱的线性搬移，它的解调往往采用非相干解调即包络解调方式；而FM信号的调制属于频谱的非线性搬移，它的解调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Matlab6.5，利用Matlab集成环境下的M文件，编写程序来实现模拟调制中的振幅调制AM和频率调制FM的设计和仿真，并分析绘制基带信号即调制信号、载波信号、已调信号的时域波形和频域波形，并改变参数观察信号变化情况，进行实验分析。

二、仿真软件介绍MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，它的首创者是在数值线性代数领域颇有影响的Cleve Moler博士，他也是生产经营MATLAB 产品的美国Mathworks公司的创始人之一。

MATLAB是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境,它用于科学和工程的计算与可视化。

MATLAB的编程功能简单,并且很容易扩展和创造新的命令与函数，它将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，应用MATLAB可方便地解决复杂数值计算问题。

此外，MATLAB还具有强大的Simulink动态仿真环境,可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。

MATLAB以一系列称为工具箱的应用指定解答为特征。

对多数用户十分重要的是，工具箱使你能学习和应用专门的技术。

工具箱是MATLAB函数（M-文件）全面的综合，这些文件把MATLAB的环境扩展到解决特殊类型问题上。

具有可用工具箱的领域有：信号处理，控制系统神经网络，模糊逻辑，小波分析，模拟等等，从而使其被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作中。

通信原理仿真实验报告实验名称：FM调制及解调姓名：专业：年级：学号：201X年X 月X日精选文档FM 调制及解调设输入信号为()cos 2m t t π= ，载波中心频率为 10c z f H =，VCO 的压控振荡系数为 5/z H V ，载波平均功率为1W 。

试画出： ● 已调信号的时域波形； ● 已调信号的振幅谱；● 用鉴频器解调该信号，并与输入信号比较。

一、 程序代码clear allt0=2;tz=0.0001; %时间向量精度 fs=1/tz; %设定抽样频率 t=[-t0:tz:t0]; %产生时间向量kf=5; %设定压控振荡器系数 fc=10; %设定载波频率kd=0.8; %设定鉴频增益/鉴频器灵敏度 m_fun=cos(2*pi*t);int_m(1)=0; %对m_fun 积分 for i=1:length(t)-1int_m(i+1)=int_m(i)+m_fun(i)*tz; endx=sqrt(2)*cos(2*pi*fc*t+kf*int_m); %调制信号 y=m_fun.*kd*kf; %解调信号 z=-sqrt(2)*(2*pi*fc+kf*m_fun).*sin(2*pi*fc*t+kf*int_m); Nf=4096*32;M=fft(m_fun,Nf); %对原始信号快速傅里叶变换 f=[0:1:Nf-1]./Nf.*fs;X=fft(x,Nf); %对已调信号快速傅里叶变换 Y=fft(y,Nf); %对解调信号快速傅里叶变换figure(1); %生成原始信号的时域图形 plot(t,m_fun(1:length(t)),'linewidth',2); title('原始信号的时域图形'); xlabel('时间/s'); legend('m(t)')figure(2); %生成原始信号的频域图形 h1=plot(f,abs(fftshift(M))/max(abs(M)),'linewidth',1);精选文档title('原始信号的频域图形');xlabel('频率/Hz');legend('M(f)');figure(3); %生成已调信号的时域图形plot(t,x(1:length(t)),'linewidth',2);title('已调信号的时域图形');xlabel('时间/s');legend('x(t)');figure(4); %生成已调信号的频域图形plot(f,abs(fftshift(X))/max(abs(X)),'linewidth',1);title('已调信号的频域图形');xlabel('频率/Hz');legend('X(f)');figure(5); %鉴频微分电路输出plot(t,z(1:length(t)),'linewidth',2);title('鉴频微分电路输出的时域图形');xlabel('时间/s');legend('z(t)');figure(6); %生成解调信号的时域图形plot(t,y(1:length(t)),'linewidth',2);title('解调信号的时域图形');xlabel('时间/s');legend('y(t)');figure(7); %生成解调信号的频域图形plot(f,abs(fftshift(Y))/max(abs(Y)),'linewidth',1);title('解调信号的频域图形');xlabel('频率/Hz');legend('Y(f)');二、实验结果与分析时间/s时间/s时间/s调频信号的一般表达式为：()cos[()]c fx t A t K m dωττ=+⎰，已知()cos2m t tπ=，2c cw fπ=，10c zf H=,5/f zK H V=,由于载波平均功率为1W，故A=由于5/f zK H V=，调制波形的频率变化不明显，对比第二、三图可知，fK越大时（第三张图25/f zK H V=），调制现象更加明显。