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基于MATLAB SIMULINK的FM调制解调.doc

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基于MATLAB SIMULINK的FM调制解调.doc

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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。本文应用了频率调制法产生调制解调信号。本论文中主

要通过对SIMULINK工具箱的学习和使用，利用其丰富的模

板以及本科对通信原理知识的掌握，完成了FM信号的调制

与解调，以及用SIMULINK进行设计和仿真。首先利用简单

的正玄波信号发生器作为信源，对模拟信号进行FM调制解

调原理的仿真。关键词：调制解调；FM；MATLAB；SIMULI

NK仿真2

武汉理工大学《信号分析处理》课程设计说明书

AbstractInthesimulationofcommunicationsystems,generate

dbytheanalogsourcecarryingamessagethroughthesensorintoele

ctricalsignals.Analogbasebandsignalafterthemodul--

ationofthelowpassspectrumtocarrierfrequencytoadapttothecha

nnel,thefinalreducti--

onintoelectricalsignaldemodulation.Thispaperappliedthefreque

ncymodulationmethodtogeneratethesignalmodulationanddem

odulation.MainlythroughthestudyanduseofSIMULINKtoolboxint

histhesis,withitsrichtemplateandundergraduatecourseoncomm-

unicationtheoryknowledge,themodulationanddemodulationofF

Msignal,aswellasthedesignandsimulationwithSIMULINK.Firstly,s

inewavesignalgeneratorissimpleasthesource,simulationFMmod

ulationanddemodulationprincipleofanaloguesignals.Then,usingt

hesongasthesource.modulationanddemodulationFM;MATLAB;S

IMULINKsimulationKeywords:；3

武汉理工大学《信号分析处理》课程设计说明书

1FM调制与解调原理1.1模拟通信系统的简介通信的

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）。

发送端接收端信道

信道信息源发送设接受设信息源噪声源图1-

1通信系统一般模型信息源（简称信源）的作用是把各种信

息转换成原始信号。根据消息的种类不同信源分为模拟信

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传输的需求。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。信号在信道

中传输的过程总会受到噪声的干扰，通信系统中没有传输

信号时也有噪声，噪声永远存在于通信系统中。由于这样

的噪声是叠加在信号上的，所以有时将其称为加性噪4

武汉理工大学《信号分析处理》课程设计说明书

声。噪声对于信号的传输是有害的，它能使模拟信号失真。在本仿真的

过程中我们假设信道为高斯白噪声信道。模拟系统框图如下图1-

2所示：图1-

2模拟系统框图调制在通信系统中具有十分重要的作用。一方面，通过

调制可以把基带信号的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道多路复用的已调信号。另一方面，通

过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力，同时，它还和传输

效率有关。不同的调制方式产生的已调信号的带宽不同，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。1.2FM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)2�信号传输信道为高斯白噪声信道，其功率为。m(t)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

武汉理工大学《信号分析处理》课程设计

说明书比例变化，即:tkut()()��f�0公式(1-

3)Kf式中，为调频灵敏度。这时相位偏移为t�ttkutdt()()

��f0�公式(1-4)0�� m�m�公式(1-

5)fm则可得到调频信号为t�tUtkutdtu()cos(())��c

fFM0�公式(1-

6)0FM的频谱的计算：mtJmJmtJmt�cos(sin)()2()c

os22()cos4��ffff024∞�JmJmnt()2()co

s2��fnf02公式(1-

7)n1�mtJmtJmtJmt�sin(sin)2()sin2()sin32()si

n5��ffff135∞�Jmnt2()sin(21)��nf(

21)�n0�公式(1-

8)kVtsin��ftAtU()cos��FMc ��公式(1-

9)�AJmnt()cos()��nfc_n��Jm()nf可以看出FM

的频谱与的值有关。其信号带宽为公式(1-

10)Bm�2(�1)�fFM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

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