FM(窄带)调制解调系统仿真模型设计
FM调制与解调系统仿真设计方案
1.系统设计
1.1 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；
(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。
2.3.2 FM信号的频谱特点：
（1）以载频 为中心，由无穷多对以调制信号频率F为间隔的边频分量组成，各分
量幅值取决于Bessel函数，且以 对称分布；
（2）载波分量并不总是最大，有时为零；
（3）FM信号的功率大部分集中在载频附近；
（4）频谱结构与F密切相关；
2.4 主要容设计
2.4.1 必选部分
(1) 设计实现FM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。并对所设计的系统进行理论分析计算。
设调制信号为m(t)，调频信号的数学表达式为
例如：m（t）的时域波形为
2
FM调频波如下：
图2.3 FM信号
调频波的频谱包含无穷多个分量。由于调频波的频谱 包含分量有无穷多个，因此，理论上调频波的频带宽度为无限宽。然而实际上边频幅度随着n的增大而逐渐减小，因此，只要取适合的n值，使边频分量小到可以忽略，调频信号可近似认为具有有限频谱。所以，根据这个原则，调频波的带宽为B=2（β+1）W。
FM调制与解调系统的设计
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。
毕业设计(论文)-FM调制与解调电路设计
下图是晶体管组成的电抗管直接调频电路，图中 ～ 与 、 是电抗管与振荡管的直流偏置电阻， 、 、 、 对高频短路， 是耦合电容， 、 、 、 组成谐振回路， 、 为高频振流圈。电抗管调频器的缺陷是:振荡频率的稳定度不是很高；频率偏移也不能很大,阻抗Ze一般还有电阻分量，这个电阻分量也会随之变化,这个分量变化使振荡器产生寄生调幅。这种调频器的优点是电路较简单，先期的调频装置经常使用这种电路，其后逐渐被变容二极管调频器所替代[6]。
Keywords:FM modulation;FM demodulation;direct frequency modulation;indirect frequency modulation;frequency discriminator;phase locked loop
前言
随着人们生活品质的提高，FM技术被广泛运用于高保真音乐广播、立体声广播、多声道电视音响、电子音乐合成技术中。这就需要我们对FM系统的调制与解调熟悉与掌握。本文主要介绍通过直接调频法和间接调频法对FM进行调制，直接调频法即用调制信号直接控制决定振荡器振荡频率的某个元件参数，使振荡器瞬时频率跟随调制信号大小呈线性变化，即可实现频率调制。间接调频法就是利用频率与相位间有微积分的关系，首先要将调制信号进行积分，然后对载波进行调相。其中直接调频法采用变容二极管直接调频电路和电抗管调频电路，间接调频法是采纳变容管调相电路电路。解调主要采用鉴频器（非相干解调）或鉴相器（非相干解调）以及锁相环电路（相干解调），其中锁相环电路是由环路滤波器、鉴相器、压控振荡器组成。
5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学校按有关规定给予的处理，并承担相应责任。
基于matlab的fm系统调制与解调的仿真课程设计
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。
FM调制解调系统设计与仿真汇总
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。
基于Matlab的模拟(AM、FM、PM)调制系统仿真
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
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。
FM(窄带)调制解调系统仿真模型设计
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调制与解调系统课程设计
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。
FM课程设计---FM调制解调系统设计与仿真
课程设计（论文）设计(论文)题目：FM调制解调系统设计与仿真目录第1章绪论 (2)1.1课程设计的目的 (2)1.2课程设计的要求 (2)第2章调制解调系统设计 (3)2.1FM调制模型的建立 (3)2.2调制过程分析 (4)2.3FM解调模型的建立 (5)2.4解调过程分析 (6)2.5高斯白噪声信道特性 (7)2.6调频系统的抗噪声性能分析 (9)第3章仿真实现 (12)3.1MATLAB源代码 (12)3.2仿真结果 (19)第4章总结 (24)参考文献 (25)FM调制解调系统设计与仿真第1章绪论本课程设计用于实现FM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。
FM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。
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。
第2章调制解调系统设计通信的目的是传输信息。
模拟调制系统中FM的调制与解调
的瞬时
通信原理课程设计
X(t)
FM调制
Xc(t)
Xc(t)+N(t)
信道
BPF
FM解调
X(t)
C(t)பைடு நூலகம்
N(t)
图 3-1 频率调制系统框图 2)解调原理: ①频率调制的非相干解调（鉴频法） 鉴频器的作用是输出一个与输入信号频率成线性关系的信号，包括斜率鉴频器、锁相环鉴 频器、频率负反馈解调器等类型，理想鉴频器可以等效成带微分器的包络检波器。
-3-
通信原理课程设计
(5)强大的仿真能力：Multisim 既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模 混合仿真，尤其是新增了射频(RF) 电路的仿真功能。仿真失败时会显示出错信息、提示 可能出错的原因，仿真结果可随时储存和打印。
2.设计题目
2.1 模拟调制系统中 FM 的调制与解调 要求：实现系统级和电路级的仿真结果并同时给出过程分析和说明，并按照学校要求 撰写课程设计说明书，提交电子版和纸质的说明书及源程序代码或文件。 备注：此题为传统的广播，电视通信系统中主要通信技术的原理的验证及仿真，除了进 行 MATLAB 或 SystemView 环境下的系统仿真，还要进行 Multsim、Pspice 环境下的电路级 仿真。得分与仿真的数量的质量成正比。 2.2 PCM 编译码。 PCM 编译码原理和基带信号的形成过程 要求：实现系统级和电路级的仿真结果并同时给出过程分析和说明，并按照学校要求 撰写课程设计说明书，提交电子版和纸质的说明书及源程序代码或文件。 备注： 此为传统 PSTN 电话网中语音模拟信号数字化后的基带数字信号格式， 比较编译 码前后信号的差异，并和增量调制信号做比较。
voiceoutwav8bitwav声道wav波形audioratesetruntimeaudioplayeron打开播放器inputfromt4outputportt4端口输入0口输出token413仿真结果分析通信原理课程设计图42xt处的时域波形图43xt处的频域波形图44xct的时域波形图通信原理课程设计45xct的频域波形46nt的时域波形图47xctnt的时域波形图通信原理课程设计48解调后未滤波波形图49xt的时域波形图410xt的频域波形图通过对仿真图形分析可以得出这次仿真中输入与输出有轻微失真其原因可以概括为两点
FM调制解调系统设计与仿真
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。
窄带信号调制与解调1
0 20 -1 -0.05 1 0 0.05 0 -0.5 6 4 0 2 -1 -0.05 0 0.05 0 -0.5 -0.25 0 0.25 0.5 -0.25 0 0.25 0.5
幅度调制说明
窄带信号多是幅度 调制信号， 调制信号，如： 窄带信号的表示方法： 窄带信号的表示方法： 1. 直接表示： 直接表示： 2.间接表示 间接表示 令 则 垂直分量 同相分量
Ω0 − Ωh < Ω < Ω0 + Ω h
又称幅 度调制
1 X ( jΩ) = [ A( jΩ + jΩ0 ) + A( jΩ − jΩ0 )] 2
：频谱的中心在 频谱的中心在 有效带宽 ； 窄带 信号
1 0.5 0 -0.5 -0.05 1 0 0.05
15 10 5 0 -0.5 60 40 -0.25 0 0.25 0.5
幅度调制am频率调制fm相位调制pm调制方式传输方式时分复用tdm频分复用fdm调幅am双边带dsb调制单边带ssb调制双边带调制的带宽是单边带调制的2调相pm
窄带信号及调制与解调
窄带信号及调制与解调 一、窄带信号
a (t ) ：低频，其最高频率远小于 Ω 0
假定为 常数
待调制信号(modulating signal)或基带信号 ：载波信号（carrier signal） ：调制信号(modulated signal)
2．demod.m 实现信号的解调，调用格式： ． 实现信号的解调，调用格式： x = modulate(y , Fc, Fs, ‘method’, opt) y是调制信号，x是解调后的信号，其它参 是调制信号， 是解调后的信号 是解调后的信号， 是调制信号 数和“ 中的相同。 数和“modulate.m”中的相同。 中的相同
FM调制解调.
通信原理实验实验名称：基于FM信号调制解调的matlab仿真实验地点：KA116姓名：汪辉/胥译涵学号：2011019100013 /2011019100027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 7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。
一、实验目的通过《FM信号的MATLAB仿真设计》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，并对其进行仿真。
二、实验要求1、熟悉调制和解调的原理，调制的分类和解调的分类。
熟悉并掌握调频信号的产生与解调。
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，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。
简述理论原理；Matlab程序，要点旁注（可手写）；图示波形，说明合理性；其他重要数据、尝试与思考说明，两人一组,两机器互连,解调三、实验原理：1、 通信按照传统理解就是信息传输。
FM频率调制解调电路的设计和制作
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。
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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。
2.3课程设计的环境本次课程设计所采用的仿真环境为SystemView5.0一周4 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。
4.2设计内容分析4.2.1通信系统简介通信的目的是传递消息中包含的信息。
通信系统的作用就是将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，即把要发送的信息变换成原始电信号和将原始电信号调制到较高的载频上，使其频带适合信道的传输。
数字通信系统有多种，如数字电话系统、高速计算机并行数据处理传输系统等。
发送端接收端图4.2.1 数字通信系统模型4.2.2 FM调制系统的建立（1）FM调制原理FM为非线性调制。
设一个载波可以表示为：(4.2.1)式中，为载波的瞬时相位，为载波的初始相位，为载波频率。
现将被角度调制后的定义为瞬时频率，即：(4.2.2)由公式4.2.2可写出：(4.2.3)若相位（即）随调制信号m(t)以某种方式变化，则称之为角度调制。
若使瞬时频率直接随调制信号线性地变化，则得到频率调制，即调频，此时有瞬时角频率:(4.2.4)由公式4.2.2可得：(4.2.5) 若调频信号的最大瞬时相位偏移保持在很小的范围内，一般小于30°，即：(4.2.6)则称为窄带调频或窄带调相。
频率调制（FM）即已调信号的瞬时角频率偏移随原始基带信号线性变化，亦即：(4.2.7)其中为调频灵敏度或有 (4.2.8)调频波的时间表达式：（4.2.9）其中，A 是载波的振幅，是角度调制信号的瞬时相位，而是瞬时相位偏移;为信号的瞬时频率，而称为瞬时频率偏移，即相对于的瞬时频率偏移。
若为单余弦调制信号（）,则调频波的时间表达式为：（4.2.10）上式中称为调频指数，为最大角频率偏移。
调频波的瞬时频率偏移与调制信号呈线性关系，而其瞬时相位偏移与调制信号的积分呈线性关系。
从频率调制的相位与频率关系可以看出，调频信号可通过直接调频和间接调频两种方式得到。
间接调频就是先对调制信号积分再调相得到。
（2）FM解调原理a.非相干解调由于调频信号的瞬时频率正比于调制信号的幅度，因而调频信号的解调必须能产生正比于输入频率的输出电压，由公式4.2.5可得当已调信号表示式为公式4.2.9时，解调器的输出应为:（4.2.11）最简单的解调器是鉴频器。
理想的鉴频器可以看做是微分器与包络检波器的级联。
调频器通过微分器得到调频调幅信号，如果只取其包络信息，则正比于调制信号m(t)，然后滤掉之流分量后，包络检波器输出（4.2.12）其中为鉴频器的灵敏度b.相干解调非线性解调制信号的解调与线性调制信号的解调基本一样，也分相干解调和非相干解调两种方法。
非相干解调的方法上面已经介绍过，而相干解调的方法适用于窄带调制信号。
相干解调的方框图为：NBFM Z(t)BPF LPFC(t)图4.2.2 NBFM相干解调由于窄带调频信号可分解成正交分量与同相分量之和，因而可以采用线性调制中的相干解调法来进行解调。
设窄带调频信号为：（4.2.13）相干载波为，则乘法器输出为:（4.2.14）经低通滤波器滤除高频分量，得再经微分，得输出信号:（4.2.15）可见，相干解调可以恢复原调制信号，这种解调方法与线性调制中的相干解调一样，要求本地载波与调制载波同步，否则将使解调信号失真。
4.3仿真模型的建立实验使用了间接调频，即先对调制信号积分再调相。
最后使用相干解调法还原信号，即输出解调信号。
图4.3.1 窄带调频原理框图图4.3.2 相干解调原理图如上图制作仿真模型，图4.3.3左右分别为间接调频和相干解调。
图4.3.3 FM间接法调频调制与解调的仿真模型在图中，图符1、2、3、4为调频器，图符0为幅度为1V，频率为10Hz的正弦波信号，图符5为幅度为3V、频率为100Hz的正弦波信号，图符8为幅度为1V，频率为100Hz的正弦波信号。
从图符0到图符6是对FM信号的调制阶段，从图符7到图符12为解调阶段。
需注意图符11为一切比雪夫滤波器，其作用是用作环路滤波。
本仿真模型的流程如下：信号源产生信号对FM信号调制加入高斯白噪声对FM信号解调还原加入白噪声后的信号图4.3.4 FM调制解调流程4.4仿真模型结果仿真后的波形图以及频谱图如下：图4.4.1 调制信号波形FM的输入信号是正弦波图4.4.2 调制信号频谱波形调制信号频谱波形是在调制波形的基础上进行傅里叶变换后所得出的图4.4.3 已调信号波形调制后的波形，按照原理，FM角度调制出来的波形特征为：频率周期性地稀疏变化，所以波形调制成功。
图4.4.4 已调信号频谱波形图4.4.5 解调信号波形解调后的波形图4.4.6 解调信号频谱波形图4.4.7 载波信号波形图4.4.8 载波信号频谱波形频率调制（FM ），是指瞬时频率偏移随调制信号m （t ）成比例变化，则可得到调频信号为()cos ()FM c f s t A t K m d ωττ⎡⎤=+⎣⎦⎰ 4.5 模块说明及参数设置模块0：输入信号Token 0 Parameters:Source: SinusoidAmp = 1 vFreq = 10 HzPhase = 0 degOutput 1 = CosineMax Rate (Port 0) = 2e+3 Hz模块1：Function Library说明：积分器Token 1 Parameters:Operator: IntegratorZero OrderInitial Condition = 0 v模块2：Gain说明：增益对信号进行放大处理Gain=3模块3：Multiplier说明：该模块是一个乘法器，将输入的信号相乘后输出。
Token 3 Parameters:Multiplier: Non ParametricInputs from 2 5Outputs to 4模块4：Negate说明：取负数模块5：载波信号，载波在解调过程中作用是识别原来的信号Token 6 Parameters:Source: SinusoidAmp = 3 vFreq = 100 HzPhase = 0 degOutput 0 = Sine t3Output 1 = Cosine t6 t14Max Rate (Port 1) = 2e+3 Hz模块6：加法器对输入信号进行加法操作模块7：双通滤波器Liner SysChebyshev Bandpass IIR5 PolesLow Fc=80HzHi Fc=120HzQuant Bits=NoneInit Cndtn=TransientDSP Mode Disabled模块8：Source LibrarySource: SinusoidAmp = 1 vFreq = 100 HzPhase = 0 degMax Rate (Port 1) = 2e+3 Hz模块9：Negate说明：取负数模块11：Operator Library说明：该模块是一个切比雪夫滤波器Token 14 Parameters:Operator: Linear SysChebyshevLowpass IIR5 PolesFc = 25 HzQuant Bits = NoneInitCndtn = TransientDSP Mode DisabledMax Rate = 2e+3 Hz模块15：该模块是将信号微分，完成解调4.6 仿真结果分析仿真结果分析：鉴于鉴频器不适于窄带仿真，故本次设计采用了相干解调法对FM信号进行调制解调。
从解调后的波形来看，与之前的输入信号相比有轻微失真，可能原因分析如下：1、所选波形文件频率与参数设置匹配没有理论上理想，导致解调轮廓出现少量失真；2、该波形文件受高斯白噪声的影响太大，以致解调输出波形出现轻微失真。