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FM调制解调系统设计与仿真汇总.pdf
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FM调制解调系统设计与仿真汇总.pdf
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基于 Matlab 的 FM调制解调仿真
叶傻逼 白痴 NO.1
1.1 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
mt A f t
设正弦载波为
( ) cos(2 )
c
c t f t
信号传输信道为高斯白噪声信道,其功率为
2
。
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
dt
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
则可得到调频信号为
( ) cos ( )
FM c f
s t A t K m d
调制信号产生的 M 文件:
dt=0.001; %设定时间步长
第 2 页 共 14 页
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)-1
int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt;
end
sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt); %调制,产生已调信号
0 0.5 1 1.5
-10
0
10
时 间 t
调 制 信 号 的 时 域 图
0 0.5 1 1.5
-1
0
1
时 间 t
载 波 的 时 域 图
0 0.5 1 1.5
-10
0
10
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。在本仿
真的过程中我们选择用非相干解调方法进行解调。
第 3 页 共 14 页
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
( ) ( ) cos( ( ) )
t
t FM c f
S t S t A t K m d
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
t
c f c f
dS t dS t
S t
dt dt
K m t t K m d
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 Km t K K Km t
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
微分器通过程序实现,代码如下:
for i=1:length(t)-1 %接受信号通过微分器处理
diff_nsfm(i)=(nsfm(i+1)-nsfm(i))./dt;
end
diff_nsfmn = abs(hilbert(diff_nsfm)); %hilbert 变换,求绝对值得到瞬时幅度
(包络检波)
通过 M 文件绘制出两种不同信噪比解调的输出波形如下:
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