下载文档原格式
郑州轻工业学院课程设计说明书题目：利用MATLAB实现信号的频率调制与解调姓名：宋蒙院（系）：电气信息工程学院专业班级：电子信息工程专业学号：541101030233指导教师：赵红梅成绩：时间：2014年 6 月9 日至2014年 6 月13 日郑州轻工业学院 课 程 设 计 任 务 书题目 利用MATLAB 实现信号的频率调制与解调专业、班级 电子信息工程11级 2班 学号 33 姓名 宋蒙 主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：利用MATLAB 对信号 ()()⎪⎩⎪⎨⎧≤=其他 ,0t ,10002t t Sa t m进行频率调制，载波信号频率为1000Hz ，频偏常数s t K f 2.0,500==。
首先在MATLAB 中显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。
然后对已调信号解调，并比较解调后的信号与原信号的区别。
基本要求：1、掌握利用MATLAB 实现信号频率调制与解调的方法。
2、学习MATLAB 中信号表示的基本方法及绘图函数的调用，实现对常用连续时间信号的可视化表示。
3、加深理解调制信号的变化；验证信号调制的基本概念、基本理论，掌握信号与系统的分析方法。
主要参考资料：1、王秉钧等. 通信原理[M].北京：清华大学出版社，2006.112、陈怀琛.数字信号处理教程----MATLAB 释义与实现[M].北京：电子工业出版社,2004.完 成 期 限： 2014.6.9—2014.6.13 指导教师签名： 课程负责人签名：2014年 6月 13日利用MATLAB实现信号的频率调制与解调电子信息工程 11级 2班指导老师：赵红梅摘要：FM属于角度调制，角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。
FM调制又称为频率调制，与幅度调制相比，角度调制的最突出的优势在于其较高的抗噪声性能，但获得这种优势的代价是角度调制占用比幅度调制信号更宽的带宽。
基于MATLAB的模拟信号频率调制与解调分析信号频率调制（FM）是一种将信息信号调制到载频波形上以便在传输过程中保持信号质量的技术。
本文将基于MATLAB对信号频率调制与解调进行分析与模拟。
首先，我们需要生成一个调制信号。
以正弦信号为例，通过改变该信号的频率来模拟调制信号。
我们可以使用MATLAB的信号处理工具箱中的`fmmod(`函数来实现这一点。
以下是一个示例代码：```matlabt = 0:1/fs:1; % 时间向量fc = 2000; % 载频频率fm = 100; % 调制信号频率m = sin(2*pi*fm*t); % 调制信号modulatedSignal = fmmod(m, fc, fs); % 使用fmmod进行调频调制subplot(2,1,1);plot(t, m);title('调制信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');subplot(2,1,2);title('调制后信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');```上述代码中，我们定义了采样频率、时间向量、载频频率和调制信号频率，并生成了调制信号。
然后，我们使用`fmmod(`函数将调制信号调制到载频波形上。
最后，我们用两个子图分别显示调制信号和调制后信号。
接下来，我们将对调制后的信号进行解调以还原原始信号。
我们可以使用MATLAB的信号处理工具箱中的`fmdemod(`函数。
以下是一个示例代码：```matlabdemodulatedSignal = fmdemod(modulatedSignal, fc, fs); % 使用fmdemod进行解调subplot(2,1,1);plot(t, modulatedSignal);title('调制后信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');subplot(2,1,2);title('解调后信号');xlabel('时间');ylabel('振幅');```上述代码中，我们使用`fmdemod(`函数对调制后的信号进行解调。
MATLAB中的信号调制与解调技巧随着科技的不断发展，无线通信越来越成为人们生活中不可或缺的一部分。
在无线通信系统中，信号调制与解调技巧起到至关重要的作用。
而MATLAB作为一种强大的工具，能够帮助工程师们在信号调制与解调方面进行深入研究和实践。
一、信号调制的基本原理与方法信号调制是将原始信号（baseband signal）通过改变某些参数来转换为调制信号（modulated signal）。
常见的信号调制方法包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
1.1 幅度调制幅度调制是一种通过改变信号的振幅来调制信号的方法。
MATLAB提供了丰富的函数和工具箱，可以方便地进行幅度调制的模拟和分析。
例如，我们可以使用MATLAB中的ammod函数来模拟幅度调制过程。
首先，我们需要准备一个原始信号，可以是一个正弦波或任何其他波形。
然后，通过设置调制指数（modulation index）来改变振幅。
最后，使用ammod函数对原始信号进行调制，生成调制后的信号。
1.2 频率调制频率调制是一种通过改变信号的频率来实现调制的方法。
以调幅电台为例，电台信号的频率会随着音频信号的变化而改变。
在MATLAB中，我们可以利用fmmod函数来模拟频率调制过程。
类似于幅度调制，我们需要先准备一个原始信号。
然后，通过设置调制指数和载波频率来改变频率。
最后，使用fmmod函数对原始信号进行调制，生成调制后的信号。
1.3 相位调制相位调制是一种通过改变信号的相位来实现调制的方法。
在数字通信系统中，相位调制常用于传输和提取数字信息。
MATLAB中的pmmod函数可以方便地实现相位调制。
与前两种调制方法类似，我们需要先准备一个原始信号。
然后，设置调制指数和载波频率来改变相位。
最后，使用pmmod函数对原始信号进行调制，生成调制后的信号。
二、信号解调的基本原理与方法信号解调是将调制信号恢复为原始信号的过程。
解调方法通常与调制方法相对应，常见的解调方法包括幅度解调（AM）、频率解调（FM）和相位解调（PM）。
基于Matlab的模拟调制与解调（开放实验）一、实验目的（一）了解AM、DSB和SSB 三种模拟调制与解调的基本原理（二）掌握使用Matlab进行AM调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行AM调制2、学会运用MATLAB对AM调制信号进行相干解调3、学会运用MATLAB对AM调制信号进行非相干解调（包络检波）（三）掌握使用Matlab进行DSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行DSB调制2、学会运用MATLAB对DSB调制信号进行相干解调（四）掌握使用Matlab进行SSB调制解调的方法1、学会运用MATLAB对基带信号进行上边带和下边带调制2、学会运用MATLAB对SSB调制信号进行相干解调二、实验环境MatlabR2020a三、实验原理（一）滤波法幅度调制（线性调制）（二）常规调幅（AM）1、AM表达式2、AM波形和频谱3、调幅系数m（三）抑制载波双边带调制（DSB-SC）1、DSB表达式2、DSB波形和频谱（四）单边带调制（SSB）（五）相关解调与包络检波四、实验过程（一）熟悉相关内容原理 （二）完成作业已知基带信号()()()sin 10sin 30m t t t ππ=+，载波为()()cos 2000c t t π= 1、对该基带信号进行AM 调制解调（1）写出AM 信号表达式，编写Matlab 代码实现对基带进行进行AM 调制，并分别作出3种调幅系数（1,1,1m m m >=<）下的AM 信号的时域波形和幅度频谱图。
代码 基带信号fs = 10000; % 采样频率 Ts = 1/fs; % 采样时间间隔t = 0:Ts:1-Ts; % 时间向量m = sin(10*pi*t) + sin(30*pi*t); % 基带信号载波信号fc = 1000; % 载波频率c = cos(2*pi*fc*t); % 载波信号AM调制Ka = [1, 0.5, 2]; % 调制系数m_AM = zeros(length(Ka), length(t)); % 存储AM调制信号相干解调信号r = zeros(length(Ka), length(t));绘制AM调制信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)m_AM(i, :) = (1 + Ka(i)*m).*c; % AM调制信号subplot(3, 2, i);plot(t, m_AM(i, :));title(['AM调制信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');ylim([-2, 2]);subplot(3, 2, i+3);f = (-fs/2):fs/length(m_AM(i, :)):(fs/2)-fs/length(m_AM(i, :));M_AM = fftshift(abs(fft(m_AM(i, :))));plot(f, M_AM);title(['AM调制信号的幅度频谱图(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('频率');ylabel('幅度');r(i, :) = m_AM(i, :) .* c; % 相干解调信号end绘制相干解调信号的时域波形和幅度频谱图figure;for i = 1:length(Ka)subplot(length(Ka), 1, i);plot(t, r(i, :));title(['相干解调信号(Ka = ' num2str(Ka(i)) ')']);xlabel('时间');ylabel('幅度');end图像（2）编写Matlab代码实现对AM调制信号的相干解调，并作出图形。
课程设计任务书学生姓名： 殷 翔 专业班级： 通信0806 指导教师： 郭志强 工作单位： 信息工程学院 题 目:基于MATLAB 的信号调制与解调 初始条件：（1）MATLAB 软件（2）数字信号处理与图像处理基础知识要求完成的主要任务:（1）已知某消息信号⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=elset t t t t t m 03/23/23/01)(000以双边幅度调制（DSB-AM ）方式调制载波)2cos()(t f t c c π=，所得到的已调制信号记为)(t u ，设s t 15.00=，Hz f c 250=。
试比较消息信号与已调信号，并绘制它们的频谱。
（2）对（1）的DSB-AM 调制信号进行相干解调，并绘出信号的时频域曲线。
（3）对（1）中的信号进行单边带幅度调制（SSB-AM ）绘制信号的时频域曲线。
（4）对（1）中的信号进行常规幅度调制（AM ），给定调制指数8.0=a 绘制信号的时频域曲线。
时间安排：第12周：安排任务，分组 第13-14周：设计仿真，撰写报告 第15周：完成设计，提交报告，答辩指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1．常规双边带幅度调制（DSB-AM）与解调 (1)1.1DSB-AM调制原理与分析 (1)1.2 常规双边带解调原理 (3)2单边带幅度调制（SSB-AM）原理 (5)3常规幅度调制（AM）原理 (6)3.1幅度调制的一般模型 (6)3.2 常规双边带调幅（AM） (7)3.2.1 AM信号的表达式、频谱及带宽 (7)3.2.2 AM信号的功率分配及调制效率 (9)4. 双边幅度调制（DSB-AM）与解调的MATLAB实现 (10)4.1 DSB-AM调制的MATLAB实现 (10)4.2 相干解调 (12)5单边带幅度调制（SSB-AM）的MATLAB实现 (14)6 常规幅度调制(AM)的MATLAB实现 (16)7 小结与收获 (17)8 参考文献 (18)摘要MATLAB是集数值计算，符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言。
Matlab在信号调制与解调中的应用技巧一、引言信号调制与解调是通信领域中的重要技术，它涉及到信号的传输和处理，对于实现高质量的通信系统至关重要。
Matlab作为一个功能强大的数学计算软件，提供了丰富的信号处理工具箱，可以有效地辅助信号调制与解调的工作。
本文将深入探讨Matlab在信号调制与解调中的应用技巧，旨在帮助读者更好地理解和应用这些技术。
二、信号调制信号调制是将信息信号转化为适合传输的信号形式的过程。
常见的信号调制技术包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
在Matlab中，我们可以使用Signal Processing Toolbox中的函数来实现信号调制。
1. 调幅（AM）调幅是通过改变载波的幅度来传输信息的一种方法。
在Matlab中，可以使用ammod函数实现调幅操作。
例如，我们可以将一个正弦信号调幅到一个载波上：```matlabfs = 1000; % 采样频率fc = 100; % 载波频率t = 0:1/fs:1-1/fs; % 时间序列m = sin(2*pi*10*t); % 基带信号modulated_signal = ammod(m, fc, fs); % 调幅信号```这样，我们就得到了一个调幅信号。
可以使用波形显示工具（如plot函数）来显示调幅信号的时域和频域特性。
2. 调频（FM）调频是通过改变载波的频率来传输信息的一种方法。
在Matlab中，可以使用fmmod函数实现调频操作。
例如，我们可以将一个正弦信号调频到一个载波上：```matlabfs = 1000; % 采样频率fc = 100; % 载波频率t = 0:1/fs:1-1/fs; % 时间序列m = sin(2*pi*10*t); % 基带信号modulated_signal = fmmod(m, fc, fs); % 调频信号```同样，我们可以使用波形显示工具来显示调频信号的时域和频域特性。
MATLAB实现FM调制摘要：FM属于角度调制，角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。
FM调制又称为频率调制，与幅度调制相比，角度调制的最突出的优势在于其较高的抗噪声性能，但获得这种优势的代价是角度调制占用比幅度调制信号更宽的带宽。
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。
本课程设计主要基于MATLAB集成环境编写程序实现FM 调制与解调过程，并分别绘制出调制信号、已调信号和解调信号的时域及频域波形。
1FM 调制被调信号()0sin 100()0else⎧≤⎪=⎨⎪⎩c t t t m t00.1t =，载波()()cos 2c c t ft π=，其中250c f Hz =，偏移常量100kf =。
1. 绘制()m t 的时域、频域曲线；2. 令()x t 表示调频信号，求()x t 的表达式，绘制()x t 的时域、频域曲线；3. 绘制解调信号的时域、频域曲线。
二、课程设计目的1.熟悉MATLAB 的使用方法，其中包括了解简单函数、了解原理和掌握操作方法；2.加深对FM 信号调制原理的理解；3.增强在通信原理仿真方面的动手能力与自学能力；4.完成FM 调制仿真之后，再遇到类似的问题时，学会对所面对的问题进行系统的分析，并能从多个方面进行比较。
三、实验原理角度调制信号的一般表达式为()cos[()]m c s t A t t ωϕ=+式中：A 为载波的恒定振幅；[()]c t t ωϕ+为信号的瞬时相位，记为()t θ；()t ϕ为相对于载波相位c t ω的瞬时相位偏移；d[()]/dt c t t ωϕ+是信号的瞬时角频率，记为(t)ω；而d ()/dt t ϕ称为相对于载频c ω的瞬时频偏。
第一章 调制解调的基本原理第一节 调制的基本原理“调制”就是使信号f(t)控制载波的某一个或某些参数（如振幅、频率、相位等），是这些参数按照信号f(t)的规律变化的过程。
载波可以是正弦波或脉冲序列。
以正弦型信号作载波的调制叫做连续波调制。
调制后的载波就载有调制信号所包含的信息，称为已调波。
对于连续波调制，已调信号可以表示为())(cos )()t (t ot t A ϑωϕ+=它有振幅频率和相位三个参数构成。
改变三个参数中的任何一个都可以携带同样的信息。
因此连续波的调制可分为调幅、调相、和调频。
调制在通信过程中起着极其重要的作用：无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的，调制过程可以将信号的频谱搬移到容易以电磁波形势辐射的较高范围；此外，调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上，实现多路复用，不至于互相干扰。
按照被调制信号参数的不同，调制的方式也不同。
如果被控制的参数是高频振荡的幅度，则称这种调制方式为幅度调制，简称调幅；如果被控制的参数是高频振荡的频率或相位，则称这种调制方式为频率调制或相位调制，简称调频或调相（调频与调相又统称调角）。
振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。
幅度调制的特点是载波的频率始终保持不变，它的振幅却是变化的。
其幅度变化曲线与要传递的低频信号是相似的。
它的振幅变化曲线称之为包络线，代表了要传递的信息。
第二节解调的基本原理解调是调制的逆过程，它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。
调制过程是一个频谱搬移的过程，它将低频信号的频谱搬移到载频位置。
如果要接收端回复信号，就要从已调信号的频谱中，将位于载频的信号频谱再搬回来。
解调分为相干解调和非相干解调。
相干解调是指为了不失真地恢复信号，要求本地载波和接收信号的载波必须保持同频同相。
非相干解调主要指利用包络检波器电路来解调的。
包络检波电路实际上是一个输出端并接一个电容的整流电路。
二极管的单向导电性和电容器的充放电特性和低通滤波器滤去高频分量，得到与包络线形状相同的音频信号，见图1.2.3 。
使用Matlab进行信号调制和解调技术信号调制和解调是通信系统中非常重要的环节，它们能够将原始信号转换为适合传输的调制信号，并在接收端将其恢复为原始信号。
Matlab是一种功能强大的工具，提供了丰富的信号处理函数和算法，可以方便地进行信号调制和解调的研究与实现。
本文将介绍如何使用Matlab进行信号调制和解调技术，并通过实例展示其在通信系统中的应用和效果。
一、调制技术概述调制技术是将需要传输的信息信号转换为载波信号的过程。
常见的调制技术包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
调制的目的是将低频信号转换为高频信号，使得信号能够在较长距离传输，并能够通过信道传输到接收端。
在Matlab中，可以使用内置函数如ammod、fmmod和pmmod来实现不同的调制技术。
以幅度调制为例，可以使用ammod函数来实现。
下面给出一个简单的幅度调制实例。
```matlabfs = 1000; % 采样频率t = 0:1/fs:1-1/fs; % 时间序列fc = 100; % 载波频率Ac = 1; % 载波幅度ym = sin(2*pi*10*t); % 原始信号ym_mod = ammod(ym, fc, fs, Ac); % 幅度调制```上述代码中，首先定义了采样频率fs、时间序列t、载波频率fc和载波幅度Ac。
然后，生成了一个原始信号ym，其中使用了sin函数生成了一个频率为10Hz的正弦波。
最后使用ammod函数对原始信号进行幅度调制，得到了调制后的信号ym_mod。
二、解调技术概述解调技术是将调制后的信号恢复为原始信号的过程。
解调技术主要包括幅度解调（AM）、频率解调（FM）和相位解调（PM）。
解调的目的是从调制信号中提取出原始信号，以实现信息的传输。
在Matlab中，可以使用内置函数如amdemod、fmdemod和pmdemod来实现不同的解调技术。
以幅度解调为例，可以使用amdemod函数来实现。
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。
郑州轻工业学院课程设计说明书题目：利用MATLAB实现信号的频率调制与解调*名：**院（系）：电气信息工程学院专业班级：电子信息工程专业学号：************指导教师：***成绩：时间：2014年 6 月9 日至2014年 6 月13 日郑州轻工业学院 课 程 设 计 任 务 书题目 利用MATLAB 实现信号的频率调制与解调专业、班级 电子信息工程11级 2班 学号 33 姓名 宋蒙 主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：利用MATLAB 对信号 ()()⎪⎩⎪⎨⎧≤=其他 ,0t ,10002t t Sa t m进行频率调制，载波信号频率为1000Hz ，频偏常数s t K f 2.0,500==。
首先在MATLAB 中显示调制信号的波形和频谱，已调信号的波形和频谱，比较信号调制前后的变化。
然后对已调信号解调，并比较解调后的信号与原信号的区别。
基本要求：1、掌握利用MATLAB 实现信号频率调制与解调的方法。
2、学习MATLAB 中信号表示的基本方法及绘图函数的调用，实现对常用连续时间信号的可视化表示。
3、加深理解调制信号的变化；验证信号调制的基本概念、基本理论，掌握信号与系统的分析方法。
主要参考资料：1、王秉钧等. 通信原理[M].北京：清华大学出版社，2006.112、陈怀琛.数字信号处理教程----MATLAB 释义与实现[M].北京：电子工业出版社,2004.完 成 期 限： 2014.6.9—2014.6.13 指导教师签名： 课程负责人签名：2014年 6月 13日利用MATLAB实现信号的频率调制与解调电子信息工程 11级 2班指导老师：赵红梅摘要：FM属于角度调制，角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。
FM调制又称为频率调制，与幅度调制相比，角度调制的最突出的优势在于其较高的抗噪声性能，但获得这种优势的代价是角度调制占用比幅度调制信号更宽的带宽。
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本课程设计主要基于MATLAB集成环境编写程序实现FM 调制与解调过程，并分别绘制出调制信号、已调信号和解调信号的时域及频域波形。
关键词： FM调制；非相干解调；MATLAB1 绪论 (1)2原理介绍 (2)2.1问题重述 (2)2.2基本原理 (2)2.2.1频率调制的基本原理 (2)2.2.2频率解调的基本原理 (3)2.3问题分析 (4)3设计内容 (5)3.1原始信号的时域与频域 (5)3.2已调信号的时域与频域 (6)3.3解调信号的时域与频域 (7)3.4调制与解调前后的比较 (9)4心得体会 (10)参考文献 (12)附录：总程序 (13)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。
本课程设计主要论述了FM基本原理以及如何在MATALB环境中实现FM的调制与解调，在这里使用Sa(100t)*Sa(100t)作为基带信号进行调制，形式简单，便于产生及接收。
做此课程设计不仅加强了我们对原来的通信原理知识的巩固和了解，更加对利用MATLAB这个工具如何进行通信仿真有了更进一步的了解，为以后用MATLAB做诸如此类的学习与研究打下了基础。
2 原理介绍2.1 问题重述实现频率的调制：被调信号 ()()⎪⎩⎪⎨⎧≤=其他,0t ,10002t t Sa t m t0=0.2，载波()()cos 2c c t ft π=，其中fc=1000hz ，偏移常量kf=50。
1. 制()m t 的时域、频域曲线；2. 令()x t 表示调频信号，求()x t 的表达式，绘制()x t 的时域、频域曲线；3. 绘制解调信号的时域、频域曲线。
4. 比较信号调制和解调前后的变化。
2.2 基本原理2.2.1 频率调制的基本原理频率调制的一般表达式为：（2-1）FM 和PM 非常相似，如果预先不知道调制信号的具体形式，则无法判断已调信号是调频信号还是调相信号。
图 2-1直接调频法()()()FM m t dtPM S t →•→→⎰图 2-2间接调频法图（2-1）所示的产生调频信号的方法称为直接调频法。
图（2-2）所示的产生调频信号的方法称为间接调频法。
由于实际相位调制器的调节范围不可能超出，因而间接调频的方法仅适用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制情形，而直接调频则适用于宽带调制情形。
角度调制信号的一般表达式为()cos[()]m c s t A t t ωϕ=+ （2-2）式中：A 为载波的恒定振幅；[()]c t t ωϕ+为信号的瞬时相位，记为()t θ；()t ϕ为相对于载波相位c t ω的瞬时相位偏移；d[()]/dt c t t ωϕ+是信号的瞬时角频率，记为(t)ω；而d ()/dt t ϕ称为相对于载频c ω的瞬时频偏。
所谓频率调制（FM ），是指瞬时频率偏移随调制信号()m t 成比例变化，即d ()()dtf t K m t ϕ= （2-3）式中：f K 为调频灵敏度。
这时相位偏移为：()()f t K m d ϕττ=⎰，代入角度调制信号的一般表达式，可得调频信号为：()cos[()]FM c f s t A t K m d ωττ=+⎰ （2-4）2.2.2 频率解调的基本原理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2-3 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2-3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。
设输入调频信号为()()cos(())tt FM c f S t S t A t K m d ωττ-∞==+⎰（2-5）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[]()()()()sin(())i FM d tcf c fdS t dS t S t dt dtK m t t K m d ωωττ+-∞===-+⎰（2-6）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。
包络检波器输出为[]()()()o d c f d c d f S t K K m t K K K m t ωω++== （2-7）d K 称为鉴频灵敏度（V Hz ），是已调信号单位频偏对应的调制信号的幅度，经低通滤波器后加隔直流电容，隔除无用的直流，得()()o d f m t K K m t = （2-8）2.3 问题分析本题主要要求描绘出各状态下信号的时域及频域曲线，其中时域曲线可以直接根据函数表达式利用plot 函数画出图形，而频域表达式则需对时域表达式求傅里叶变换之后，再利用plot 函数做出频域曲线。
第一问中要求求出调制信号()m t 的时域和频域曲线。
我们可以根据题目中给出的表达式()m t 利用plot 函数画出时域波形，再将()m t 进行傅里叶变换得到()M f ，根据表达式()M f 利用plot 函数画出频域波形。
第二问中要求求出调频信号()x t 的时域和频域曲线。
根据调频信号的一般表达式()cos[()]FM c f s t A t K m d ωττ=+⎰可知，要想求出调频信号()x t 的表达式，须得先求出()m t 的积分，然后再求出调频信号的表达式，根据求出的表达式()x t 利用plot 函数画出时域波形，再将()x t 进行傅里叶变换得到()X f ，根据表达式()X f 利用plot 函数画出频域波形。
第三问中要求求出解调信号()y t 的时域和频域曲线。
由于非相干解调对NBFM 信号和WBFM 信号均适用，而相干解调只适用于NBFM 信号，根据题目要求，采用非相干解调方法。
此时解调器的输出应为：()()d f y t K K m t =。
根据表达式()y t 利用plot 函数画出时域波形，再将()y t 进行傅里叶变换得到()Y f ，根据表达式()Y f 利用plot 函数画出频域波形。
比较前三问的波形图，可得到第四问的答案。
3 设计内容3.1 原始信号的时域与频域连续傅里叶变换是一个特殊的把一组函数映射为另一组函数的线性算子。
傅里叶变换就是把一个函数分解为组成该函数的连续频率谱。
在数学分析中，信号f(t)的傅里叶变换被认为是处在频域中的信号。
离散傅里叶变换的一种快速算法,简称FFT 。
为了节省电脑的计算时间，实现数字信号的实时处理，减少离散傅里叶变换（DFT ）的计算量。
已知被调信号表达式()m t ，根据表达式利用plot 函数求出时域曲线，调用傅里叶变换模块求出频域表达式()M f ，利用plot 函数求出频域曲线。
结果如下：图3-1原始信号时域图形-0.500.511.5原始信号的时域图形时间图3-2 原始信号频域图形3.2 已调信号的时域与频域已知调频信号表达式为：()cos[()]c f x t A t K m d ωττ=+⎰，将被调信号()m t 带入，即可求得调频信号的时域表达式()x t ,然后类似于第一问的求解即可求得调频信号的时域和频域表达式。
结果如下：-0.01-0.008-0.006-0.004-0.00200.0020.0040.0060.0080.01-2-1.5-1-0.50.51.5已调信号的时域图形时间图3-3 已调信号的时域图形-200-150-100-50050100150200-0.0100.010.020.030.040.05原始信号的频域图形频率图3-4 已调信号的频域图形3.3解调信号的时域与频域由于非相干解调对NBFM 信号及WBFM 信号均适用，所以采用非相干的解调方法。
调频信号的一般表达式为：()cos[()]c f x t A t K m d ωττ=+⎰ （3-1） 则解调输出应为：()()d f y t K K m t =这就是说，调频信号的解调是要产生一个与输入调频信号的频率呈线性关系的输出电压。
