基于MATLAB SIMULINK的FM调制解调_0.doc

 武汉理工大学《信号分析处理》课程设计说明书

 

 摘要

 在模拟通信系统中，由模拟信源产生的携带有信息的消息经过传感器转换成电

信号。模拟基带信号在经过调制将低通频谱搬移到载波频率上适应信道，最终解

调还原成电信号。

 关键词 ：调制解调；FM ；MATLAB；SIMULINK 仿真

 

 2

after the modul- -ation of the low pass spectrum to carrier frequency to adapt to the

channel, the final reducti- -on into electrical signal demodulation. This paper

applied the frequency modulation method to generate the signal modulation and

demodulation. Mainly through the study and use of SIMULINK toolbox in this

thesis, with its rich template and undergraduate course on comm- -unication theory

knowledge,the modulation and demodulation of FM signal, as well as the design

and simulation with SIMULINK. Firstly, sine wave signal generator is simple as the

source, simulation FM modulation anddemodulation principle of analogue signals.

Then, using the song as the source.

 Keywords: modulation and demodulation；FM; MATLAB; SIMULINK simulation

 通信的目的是传输信息。通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多

个目的地。通信系统对信号进行两种基本变换：

 第一、要把发送的消息要变换成原始电信号。

 第二、将原始电信号调制到频率较高的载频上，使其频带适合信道的传输。

 调 制 前 和 解 调 后 的 信 号 称 为 基 带 信 号 ， 已 调 信 号 也 称 为 频 带 信 号 。

对于任何一个通信系统，均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成（如图

2-1 所示）。

 

 

 

 图 1-1 通信系统一般模型

同信源分

 

 

 

 为模拟信源和数字信源。发送设备的作用产生适合传输的信号，即使发送信号

的特性和信道特性相匹配，具有抗噪声的能力，并且具有足够的功率满足原距离

 信息源和发送设备统称为发送端。

 发送端将信息直接转换得到的较低频率的原始电信号称为基带信号。通常基带

信号不宜直接在信道中传输。因此，在通信系统的发送端需将基带信号的频谱搬

移（调制）到适合信道传输的频率范围内进行传输。这就是调制的过程。

 信号通过信道传输后，具有将信号放大和反变换功能的接收端将已调制的信号

搬移（解调）到原来的频率范围，这就是解调的过程。

 

 

我们假设信道为高斯白噪声信道。

 图 1-2 模拟系统框图

频谱搬移到所希望的位置上去，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信

不同，因此调制影响传输带宽的利用率。可见，调制方式往往决定一个通信系统

的性能。在本仿真的过程中我们选择用调频调制方法进行调制。在本仿真的过程

中我们选择用同步解调方法进行解调。

 

 1.2 FM 调制模型的建立

 m(t)为基带调制信号，设调制信号为

 m(t)=cos(2*pi*fm*t) 公式(1-1)

 

 设正弦载波为

 c(t)=cos(2*pi*fc*t) 公式(1-2)

 信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为�。

 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 25

 

 

 比例变化，即:

为调频灵敏度。

 这时相位偏移为

 �(t)��0t�kf�u�(t)dt0t 公式(1-4)

 f�mm

 则可得到调频信号为 t

 cos(mfsin�t)�J0(mf)�2J2(mf)cos2�t�2J4(mf)cos4�t��

 �∞

 �J

0(mf)�∑2J2n(mf)cos2n�t

 n�1

 sin(m

 n�_�

 可以看出 FM 的频谱与 Jn(mf)的值有关。

 其信号带宽为

 B�2(mf�1)� FM 的频谱理论值无穷大，但

可根据调频指数分为宽带调频和窄带调频。

 6 公式(1-5) 公式(1-6) 公式(1-7) 公式(1-8) 公式(1-9) (1-10) 公式

 

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 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。相干解调即同步解调，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

进行解调。

 

 

 

 

 图 2-1 FM 同步解调解调模型

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

器中的乘法器把调频信号与相干载波相乘，然后由低通滤波器和微分器取出调制

信号。

 解调过程分析

 由上述公式(2-6)知道输入调频信号为

 uFM(t)�Uccos(�0t�kf�u0t�(t)dt)

 

 2�ct� sp(t)��sin

 

 121Kf�m(t)dt�(1�cos2�ct) 公 式 (1-12) 2��1Kf�m(t)dt

 在经过微分器，即得出解调出的基带信号：

 

 m0(t)�

 

 相干解调可以恢复出原来的基带信号，而且要求本地载波与调制载波同步，否

则会使解调信号失真。

 

 1Kfm(t) 公式(1-14) 2

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