FM模拟调制与解调
基于MATLAB的模拟信号频率调制与解调分析
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。
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。
FM调制与解调系统课程设计报告
FM调制与解调系统的设计摘要:调频和调相是广泛采用的两种调角的基本调制方式.其中调频(FM)是载波信号的频率按调制信号的规律变化;调相(PM)是载波信号的相位按调制信号的规律变化。
两种调制方式都表现为信号的瞬时相位受到调变。
调频波的解调称为鉴频;调相波的解调称为鉴相。
在掌握模拟系统FM和PM调制与解调原理和设计方法的基础上,可以通过MATLAB进行编程仿真实现对系统的时域、频域特性分析,可以通过Simulink动态建模和Labview虚拟仪器对系统进行仿真,检测所设计系统的功能,还可以通过GUI设计实现针对该系统的图形用户界面。
关键词:调制,解调,系统,仿真一、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。
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。
通信原理实验13 模拟调制解调实验(FM)
实验十三模拟调制解调实验(FM)实验内容1.模拟调制(FM)实验2.模拟解调(FM)实验一、实验目的1.掌握变容二极管调频电路的工作原理及调频调制特性及其测量方法。
2.熟悉相位鉴频器的基本工作原理。
3.了解鉴频特性曲线(S曲线)的正确调整方法。
二、实验电路工作原理(一)模拟调制实验1.变容二极管工作原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。
其频率的变化量与调制信号成线性关系。
常用变容二极管实现调频。
变容二极管调频电路如图8-1所示。
从J2处加入调制信号,使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化,从而使振荡频率也随调制电压的规律变化,此时从J1处输出为调频波(FM)。
C15为变容二级管的高频通路,L1为音频信号提供低频通路,L1和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。
图8-1 变容二极管调频f因为LCf π21=,所以电容小时,振荡频率高,而电容大时,振荡频率低。
从图(a )中可以看到,由于C-u 曲线的非线性,虽然调制电压是一个简谐波,但电容随时间的变化是非简谐波形,但是由于LCf π21=,f 和C 的关系也是非线性。
不难看出,C-u 和f-C的非线性关系起着抵消作用,即得到f-u 的关系趋于线性(见图(c ))。
2. 变容二极管调频器获得线性调制的条件设回路电感为L ,回路的电容是变容二极管的电容C (暂时不考虑杂散电容及其它与变容二极管相串联或并联电容的影响),则振荡频率为LCf π21=。
为了获得线性调制,频率振荡应该与调制电压成线性关系,用数学表示为Au f =,式中A 是一个常数。
由以上二式可得LCAu π21=,将上式两边平方并移项可得2222)2(1-==Bu u LA C π,这即是变容二极管调频器获得线性调制的条件。
这就是说,当电容C 与电压u 的平方成反比时,振荡频率就与调制电压成正比。
3. 调频灵敏度调频灵敏度f S 定义为每单位调制电压所产生的频偏。
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立体声广播的调制与解调过程
FM立体声广播的调制与解调过程FM立体声广播是一种广播信号的传输方式,其中通过一种称为频率调制(FM)的调制技术来发送音频信号。
FM立体声广播使用了左右声道信号的差分信号(L-R信号)和和信号(L+R信号),以在收音机中恢复出双声道立体声音频。
调制过程:1.首先,左声道和右声道的音频信号被混合成为和信号(L+R信号)和差分信号(L-R信号)。
2.接着,和信号被传输到FM调制器中,其中和信号会改变频率以便与载波信号结合。
3.在FM调制器中,和信号通过传统的频率调制过程,其频率的变化与和信号的振幅成正比。
这样,和信号的振幅变化将导致FM信号的频率变化。
4.差分信号也被送入FM调制器,但它需要经过附加的处理,以便在接收端能够被正确地解码为左右声道信号。
差分信号的编码方式确保了它能够在FM信号中传输,而且不会影响正常的单声道收听。
5.最终,通过混合和差分信号,FM调制器将它们结合成为一个FM立体声信号,并输出到天线进行传输。
解调过程:1.在接收端的收音机中,天线接收到传输的FM信号,包括和信号和差分信号。
2.接收端的解调器首先分离和差分信号。
3.差分信号经过解码处理,以恢复左声道和右声道的音频信号。
解码的过程保证了在恢复后的左右声道信号中没有发生失真或误差。
4.和信号和解码后的差分信号再次被混合在一起,以在听众耳中产生立体声的效果。
5.最终,左右声道分别经过放大和调节,以确保听众能够获得高质量的音频体验。
总结:FM立体声广播是一种高质量的音频传输方式,通过频率调制技术将立体声信号传输到接收端,并通过解调过程将其恢复成为左右声道信号。
调制过程涉及到将和信号和差分信号结合成为一个FM信号的过程,而解调过程则是将接收到的FM信号分解成为原始的左右声道信号的过程。
这种技术使得立体声广播成为现代广播行业中不可或缺的一部分,为听众提供了更加生动和逼真的音频体验。
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调制解调原理
FM调制解调原理FM调制解调(Frequency Modulation)是一种常见的调制解调方法,用于无线电通信和广播中。
它通过改变载波频率的方式传输模拟信号,实现了音频信号的传输和恢复。
本文将详细介绍FM调制解调的原理和过程。
一、FM调制FM调制是将模拟信号转换为频率变化的载波信号。
它的原理是根据模拟信号的幅度和方向的变化来改变载波频率。
具体来说,调制信号的幅度增大时,载波频率也随之增大;调制信号的幅度减小时,载波频率也随之减小。
调制过程可以通过以下步骤实现:1.信号预处理:将模拟信号的幅度进行放大或压缩,以便适应于调制电路的工作范围。
2.频率偏移:将模拟信号的频率上移或下移到与载波频率相匹配的范围内,以便进行调制。
3.调制过程:将模拟信号的频率变化转化为对载波频率的调制,一般采用带通滤波器和倍频电路来实现。
4.载波生成:生成指定频率的载波信号,一般采用振荡器和频率合成技术。
5.载波调制:将调制信号与载波信号相乘,形成调制后的信号。
这可以通过调制电路中的乘法器或调制芯片来实现。
6.输出滤波:使用低通滤波器去除调制信号中的高频成分,得到调制后的信号。
FM调制的主要特点是具有抗干扰性能好、信号传输距离远、音质较好等优点。
因此,它被广泛应用于广播、电视和无线通信等领域。
二、FM解调FM解调是将调制后的信号转换为原始模拟信号。
它需要通过解调过程来实现。
解调过程中的步骤如下:1.接收调制信号:接收调制后的信号,一般使用天线或其他接收器设备。
2.信号放大:对接收到的信号进行放大处理,以恢复信号的强度和幅度。
3.特定频率过滤:使用特定频率的滤波器去除多余的频率成分和噪声,保留关键的频率。
4.载波消除:使用消除器或识别器去除载波信号,保留调制信号。
5.载波调制:使用调制芯片或解调电路对调制信号进行解调,以恢复原始模拟信号。
6.幅度平衡:通过放大和压缩等处理来平衡信号的幅度,使其与原始信号相匹配。
FM解调的主要特点是具有较高的音质和较低的噪声,能够重现原始模拟信号。
FM信号的调制与解调
探究FM信号的调制与解调方波的调制:clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:10-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=square(4*t);msg2=reshape(msg.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(2,1,1)plot(t,fftshift(abs(Pm)))title('消息信号频谱')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=250; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号Pfm=fft(Sfm)/fs; % FM信号频谱subplot(2,1,2)plot(f,fftshift(abs(Pfm))) % 画出已调信号频谱title('FM信号频谱')Pc=sum(abs(Sfm).^2)/length(Sfm) %已调信号功率Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2) %消息信号功率fm=50;betaf=kf*max(msg)/fm % 调制指数W=2*(betaf+1)*fm % 调制信号带宽0123456789100246消息信号频谱-500-400-300-200-10001002003004005000123FM 信号频谱已调信号的功率:Pc =0.5000消息信号的功率:Ps =1调制指数:betaf =1调制信号的带宽:W =200正弦信号的FM 调制:clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:10-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=sin(2*pi*t);msg2=reshape(msg.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(2,1,1)plot(t,fftshift(abs(Pm)))title('消息信号频谱')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=250; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号Pfm=fft(Sfm)/fs; % FM 信号频谱subplot(2,1,2)plot(f,fftshift(abs(Pfm))) % 画出已调信号频谱title('FM 信号频谱')Pc=sum(abs(Sfm).^2)/length(Sfm) %已调信号功率Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2) %消息信号功率fm=50;betaf=kf*max(msg)/fm % 调制指数W=2*(betaf+1)*fm % 调制信号带宽012345678910012345消息信号频谱-500-400-300-200-100010020030040050000.51FM 信号频谱Pc = 0.5000 Ps = 0.5000betaf =1 W = 200已调信号的功率:Pc =0.5007消息信号的功率:Ps =0.4975调制指数:betaf =1调制信号的带宽:W =200锯齿波FM 调制:clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:10-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=sawtooth(8*pi*t);msg2=reshape(msg.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(2,1,1)plot(t,fftshift(abs(Pm)))title('消息信号频谱')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=250; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号Pfm=fft(Sfm)/fs; % FM信号频谱subplot(2,1,2)plot(f,fftshift(abs(Pfm))) % 画出已调信号频谱title('FM信号频谱')Pc=sum(abs(Sfm).^2)/length(Sfm) %已调信号功率Ps=sum(abs(msg2).^2)/length(msg2) %消息信号功率fm=50;betaf=kf*max(msg)/fm % 调制指数W=2*(betaf+1)*fm01234567891001234消息信号频谱-500-400-300-200-100010020030040050000.511.5FM 信号频谱已调信号的功率:Pc =0.5000消息信号的功率:Ps =0.3333调制指数:betaf =0.9920调制信号的带宽: W =199.2000不同信号的调制与解调信号:输入信号:square 方波clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分,得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,20,'measured'); %调制信号通过A WGN信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1,'g');title('信噪比为20dB时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-505信噪比为20dB 时的解调信号信噪比为10dB 时clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM 调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分,得到消息信号 dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,20,'measured'); %调制信号通过A WGN 信道 y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1,'g');title('信噪比为10dB 时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-10010信噪比为10dB 时的解调信号信噪比为2dB 时clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分,得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,20,'measured'); %调制信号通过A WGN信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1,'g');title('信噪比为2dB时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-10010信噪比为2dB 时的解调信号余弦波:clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=cos(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式 msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM 调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分,得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,20,'measured'); %调制信号通过A WGN 信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1,'g');title('信噪比为20dB 时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-11消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-202信噪比为20dB 时的解调信号clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=cos(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分,得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,10,'measured'); %调制信号通过A WGN信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1);title('信噪比为10dB时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-11消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-505信噪比为10dB 时的解调信号信噪比为2dB 时 clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=cos(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM 调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分,得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,2,'measured'); %调制信号通过A WGN 信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1);title('信噪比为2dB 时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-11消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-10010信噪比为2dB 时的解调信号方波信号的解调信噪比为20dB 时clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分,得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,20,'measured'); %调制信号通过A WGN信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1);title('信噪比为20dB时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-505信噪比为20dB 时的解调信号信噪比为10dB 时clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft 的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM 调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分,得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,10,'measured'); %调制信号通过A WGN 信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1);title('信噪比为10dB 时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-10010信噪比为10dB 时的解调信号信噪比为2dB 时clear allts=0.001; %信号抽样时间间隔t=0:ts:5-ts; %时间向量fs=1/ts; %抽样频率df=fs/length(t); %fft的频率分辨率msg=2*square(8*pi*[0:0.001:0.999]);msg1=msg.'*ones(1,fs/200); %扩展成取样信号形式msg2=reshape(msg1.',1,length(t));Pm=fft(msg2)/fs; %求消息信号的频谱f=-fs/2:df:fs/2-df;subplot(3,1,1)plot(t,msg2) %画出消息信号title('消息信号')int_msg(1)=0; %消息信号积分for ii=1:length(t)-1int_msg(ii+1)=int_msg(ii)+msg2(ii)*ts;endkf=50;fc=300; %载波频率Sfm=cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_msg); %调频信号phase=angle(hilbert(Sfm).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %FM调制信号相位phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*diff(phi)/ts); %求相位微分,得到消息信号dem(length(t))=0;subplot(3,1,2)plot(t,dem);title('无噪声的解调信号')y1=awgn(Sfm,2,'measured'); %调制信号通过A WGN信道y1(find(y1>1))=1; %调制信号限幅y1(find(y1<-1))=-1;phase1=angle(hilbert(y1).*exp(-j*2*pi*fc*t)); %信号解调phi1=unwrap(phase1);dem1=(1/(2*pi*kf)*diff(phi1)/ts);dem1(length(t))=0;subplot(3,1,3)plot(t,dem1);title('信噪比为2dB时的解调信号')00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-22消息信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-55无噪声的解调信号00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-10010信噪比为2dB 时的解调信号 FM 信号的解调采用的解调器是具有频率—电压转换特性的鉴频器,因而解调出的消息信号幅度是随着输入频率变化的。
fm正交调制和解调方法
fm正交调制和解调方法
FM(频率调制)是一种调制方法,它可以用来在载波信号中传输模拟信号。
在FM调制过程中,模拟信号的频率会根据模拟信号的幅度变化而变化。
正交调制是一种调制技术,它使用正交载波来传输数字信号。
下面我将从调制和解调的角度对FM正交调制和解调方法进行全面的解释。
首先,我们来看FM正交调制。
在FM正交调制中,数字信号被调制到两个正交的载波上。
这意味着,数字信号被分成两部分,分别调制到正交的载波上。
这样做的好处是可以通过两路信号来传输更多的信息,并且可以减少信号之间的干扰。
在FM正交调制中,通常使用相移键控(PSK)或者正交振幅调制(QAM)来调制数字信号到正交载波上。
接下来是FM正交解调。
在接收端,需要对接收到的信号进行解调以获取原始的数字信号。
对于FM正交调制信号的解调,通常使用相移键控解调(PSK)或者正交振幅调制解调(QAM)技术。
解调的过程中,需要恢复出原始的两个数字信号,并进行合并以得到原始的数字信号。
总的来说,FM正交调制和解调方法通过将数字信号分别调制到两个正交的载波上,以及在接收端将信号进行解调和合并,实现了对数字信号的可靠传输和恢复。
这种方法在无线通信和数字通信中得到了广泛的应用,能够提高通信系统的可靠性和效率。
(完整版)FM调制与解调
FM调制与解调系统一、目的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相干解调后解调基带信号的时域波形。
该设计使用系统开发平台为Windows XP ,程序运行平台使用Windows XP,程序设计语言采用MATLAB,运行程序完成对FM调制和解调结果的观察。
通过该本次设计,达到了实现FM信号调制和解调系统的仿真目的。
二、工作原理与计算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。
对于任何个通信系统,均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成(如图1所示)。
图1 通信系统一般模型信息源的作用是把各种信息转换成原始信号,发送设备的作用产生适合传输的信号,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。
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。
而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来,并且不失真地恢复出原始基带信号。
在本仿真的过程中我们选择用非相干解调方法进行解调。
2.1 FM调制原理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。
具体地讲,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。
FM立体声广播的调制与解调过程
FM立体声广播的调制与解调过程FM(频率调制)立体声广播是一种广播技术,通过调制与解调过程,实现高质量的立体声音频传输。
下面是FM立体声广播的调制和解调过程的详细解释。
调制过程:1.音频信号调制:音频信号在调制过程中被称为基带信号。
它是立体声音频源产生的低频信号,宽度范围在20Hz至15kHz之间。
调制使得音频信号逐渐变成适用于无线传输的高频信号。
2.预加重:对音频信号进行预加重处理是调制的第一步。
预加重是为了提高高频内容的传输效率。
在这个阶段,音频信号被通过一个高通滤波器进行处理,以强调高频信号的能量。
3.额外的调制:在FM广播中,音频信号通过载波信号调制。
载波信号通常是一个固定频率的正弦波。
调制过程会改变载波频率的偏移量,以根据音频信号的变化而改变。
FM调制通常使用频率偏移调制(Frequency Deviation Modulation),它使得音频信号的频率偏离原始的载波频率。
音频信号的幅度没有改变,只是频率发生了变化。
4.调制指数:调制指数是一个参数,用于控制音频信号对载波频率的影响程度。
调制指数越大,频率的变化范围就越大,音频信号的变化也会更明显。
5.生成左/右声道信号:立体声广播需要将两个声道(左声道和右声道)编码为单一的信号进行传输。
这可以通过矩阵编码方法完成,其中左声道和右声道的音量和相位信息以其中一种方式混合。
6.编码为立体声信号:矩阵编码后的立体声信号通过信号组合器生成两个特殊的信号,分别是左声道信号和右声道信号。
这些信号与FM载波信号进行调制,从而实现立体声的传输。
解调过程:解调是接收器中对收到的FM信号进行处理以恢复原始音频信号的过程。
解调的过程与调制过程相反。
具体步骤如下:1.接收FM信号:接收器接收到调制后的FM信号,该信号包含了经过编码和调制的立体声信号。
2.多频解调:多频解调器分离出FM信号中的左声道和右声道信号。
这是通过使用一个特殊的解调器来完成的,该解调器能够在不同的频率上同时解调出多个频率上的信号。
调制与解调的概念
调制与解调的概念1. 调制的概念调制是指将信息信号载体(如电磁波、光波等)的某种属性(如频率、振幅、相位等)随时间变化,使其携带上特定的信息。
调制技术是通信系统中广泛使用的一种技术,通过调制技术可以将原始信号转变成能够在传输介质中传输的信号,从而完成信息传输的过程。
在实际应用中,调制技术主要是指模拟调制和数字调制两种方式。
模拟调制是将模拟信号转化为模拟调制信号,如调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)等调制方式;数字调制是将数字信号转化为数字调制信号,如PSK调制、ASK调制、FSK调制、QAM调制等。
2. 解调的概念解调是指将调制信号中所携带的信息信号进行还原的过程,解调可以分为模拟解调和数字解调两种方式。
模拟解调是指将模拟调制信号还原成模拟信号的过程,例如将FM调制信号解调成音频信号;数字解调则是指将数字调制信号还原为数字信号的过程,例如将QPSK信号解调为二进制数字信号。
为了实现可靠的信息传输,解调技术对于通信系统来说是至关重要的一环。
很多解调技术都是针对特定调制方式的,例如对于相移键控调制(PSK)而言,其中的信息可以通过对相位的解调来还原成二进制数字信号。
3. 调制解调在通信中的应用调制解调技术是通信领域非常重要的一部分,目前在无线通信、有线通信、卫星通信、电视广播等领域广泛应用。
在无线通信中,调制技术主要用来将原始信号转化成高频信号,通过传输介质(如空气)的传输将信息传至接收端,而接收端需要经过解调过程,将这些高频信号还原成原始信号。
例如手机通信就是将人声音频信号转化为射频信号传输,再通过接收端将信号解调为原始语音信号。
在数字通信领域,调制解调技术也是广泛应用的。
例如在ADSL中,通过将数字信号调制成高频信号,然后通过电话线传输至接收端,最终将数字信号还原成原数据信号。
类似的,数字调制技术也被广泛运用在数字电视、卫星通信领域等。
总之,调制解调技术是通信领域中不可或缺的重要技术。
通过调制和解调技术,我们可以将信息信号转化成能够在传输介质中传输的信号,并且在接收端将其还原成原始信号,从而实现可靠的信息传输。
FM模拟调制与解调
电子信息与通信学院实验报告实验名称FM信号的调制与解调课程名称通信原理姓名顾康学号U201413323日期2017/3/14 地点成绩教师徐争光1 实验目标本实验完成了对音乐信号的FM 调制与解调。
要达到的效果是让音乐信号经历了调制、信道传送、解调的过程后仍能不失真地播放。
2 调制与解调原理2.1 调制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。
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= 式中:f K 为调频灵敏度。
这时相位偏移为:()()ft 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=+⎰以下为FM 调制的代码:2.2解调由于非相干解调对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=+⎰ 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。
完成这种频率-电压转化关系的器件是频率检波器,简称鉴频器。
下图描述了一种振幅鉴频器进行相干解调的特性与原理框图。
限幅器的作用是消除信道中的噪声和其他原因引起的调频波的幅度起伏,带通滤波器(BPF )是让调频信号顺利通过你,同时滤除带外噪声及高次谐波分量。
微分器和包络检波器构成了具有近似理想鉴频特性的鉴频器。
微分器的作用是把幅度恒定的调频波()x t 变成幅度和频率都随原始信号()m t 变化的调幅调频()d s t ,即()()()sin d c f c f s t A K m t t K m d ωωττ⎡⎤⎡⎤=-++⎣⎦⎣⎦⎰包络检波器则将其幅度变化检出并滤去直流,再经低通滤波后即得解调输出()()d f y t K K m t =式中:d K 为鉴频器灵敏度(V/(rad/s))以下为解调部分代码:3实验难点与解决方案实验中我先尝试最简单的AM方式,但是结果十分不理想,噪声的干扰太大。
基于MATLAB的模拟信号频率调制(FM)与解调分析
课程设计任务书学生姓名:杨刚专业班级:电信1302指导教师: 工作单位:武汉理工大学题目信号分析处理课程设计—基于MATLAB的模拟信号频率调制(FM)与解调分析初始条件:1.Matlab6.5以上版本软件;2.先修课程:通信原理等;要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、利用MATLAB中的simulink工具箱中的模块进行模拟频率(FM)调制与解调,观察波形变化2、画出程序设计框图,编写程序代码,上机运行调试程序,记录实验结果(含计算结果和图表等),并对实验结果进行分析和总结;3、课程设计说明书按学校统一规范来撰写,具体包括:⑴目录;⑵理论分析;⑶ 程序设计;⑷ 程序运行结果及图表分析和总结;⑸课程设计的心得体会(至少800字,必须手写。
);⑹参考文献(不少于5篇)。
时间安排:周一、周二查阅资料,了解设计内容;周三、周四程序设计,上机调试程序;周五、整理实验结果,撰写课程设计说明书2013系主任(或责任教师)签名: 2013 年7月2日指导教师签名:目录1 Simulink 简介 (1)1.1 Matlab简介.................................... 错误!未定义书签。
1.2 Simulink介绍 .................................. 错误!未定义书签。
2原理分析........................................... 错误!未定义书签。
2.1通信系统....................................... 错误!未定义书签。
2.1.1通信系统的一般模型........................ 错误!未定义书签。
2.1.2模拟通信系统 (3)2.2 FM调制与解调原理............................. 错误!未定义书签。
FM调频与解调原理
二,调频立体声编码 MPX=(L+R)+38KHZ*(L-R)+19KHZ
立体声广播频谱图
导
载
L+R 频 L-R 频 L-R
下边带 上边带
辅助 通信通道
15 19 23
38
53 59
75
f(KHZ)
立体声广播信号的产生
左声道
L-R
-
L
右声道 R
38Khz振荡器
除2
L+R
衰减
去调频发射机
立体声广播的解调
单位以M调频的一些基本参数计算
Stereo Separation:立体是声分离度 VL=Vin , VR=0 Sep. = 20 log [V / L(Demod) V ] R(Demod)
Channel Balance:声道平衡度 VL=VR=Vin C.B. = 20 log [V / L(Demod) V ] R(Demod)
½ (L+R)
L
LPF 0-15KHZ
来自鉴 频信号
BPF 23-53KHZ
导频滤波 19KHZ
*2
LPF 0-15KHZ
-
½ ((L-R)
R
AGND
4
AVDD
7
GND_VCO 11
GND_PA 12
VDD_PA 14
VDD_VCO 15
DGND 18
DVDD 24
SELTC_PIN
REX
1
32
X’TAL_SEL S3 S2 S1 S0 OSCOUT
31 30 29 28 27
26
OSCIN 25
SINGLE TO
DIFEERENTIAL
调制与解调的原理
调制与解调的原理
调制和解调是无线通信中的关键技术,用于将数字信号转换为模拟信号进行传输,以及将模拟信号转换为数字信号进行接收和处理。
调制(Modulation)是将待传输的数字信号通过调制
技术转化为模拟信号的过程,解调(Demodulation)则是将接
收到的模拟信号再转化回数字信号的过程。
调制的原理是通过改变模拟载波的某些特性来传输数字信息。
常用的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相
位调制(PM)。
在幅度调制中,通过改变载波的振幅来携带
数字信息;在频率调制中,通过改变载波的频率来传输数字信息;在相位调制中,通过改变载波的相位来携带数字信息。
这样,数字信号与载波相结合,形成可传输的模拟信号,即调制信号。
解调的原理则是将接收到的调制信号还原为原始的数字信号。
解调过程与调制方式相对应,使用相同的技术逆向处理。
对于幅度调制,解调器通过测量信号的振幅来恢复原始的数字信号;对于频率调制,解调器测量信号的频率变化并转换为对应的数字信息;对于相位调制,解调器则测量信号的相位变化以还原数字信号。
通过解调过程,根据特定的调制方式,将接收到的模拟信号还原为数字信号,以便进一步处理和解码。
调制和解调技术在无线通信中起着重要的作用,它们通过将数字信号转换为模拟信号来适应无线传输的特性,并在接收端将模拟信号转换为数字信号,实现无线传输中的信息传递和处理。
fm调制解调原理
FM调制解调原理一、FM调制原理FM(Frequency Modulation,频率调制)是一种广泛使用的调制方法,主要用于无线通信领域。
在FM调制中,调制信号的幅度保持不变,而频率则根据输入信号的幅度或相位变化进行调制。
具体来说,FM调制过程可以描述为:首先,将输入信号(通常是音频信号或其他信号)与一个固定频率的载波信号进行调制。
这个载波信号的频率受到输入信号的影响,其变化与输入信号的幅度或相位成正比。
这样,当输入信号发生变化时,载波信号的频率也会相应地发生变化。
二、FM解调原理解调是调制的逆过程。
在FM解调中,接收端接收到的是调频信号,需要将其还原为原始的输入信号。
FM解调的基本原理是:首先,通过一个滤波器将调频信号中的载波成分滤除。
然后,利用一个本地振荡器产生一个与原始载波信号频率相同的振荡信号。
这个振荡信号与滤波后的调频信号进行混频,得到一个差频信号。
这个差频信号的频率与输入信号的幅度或相位变化成正比。
最后,通过一个低通滤波器将差频信号中的高频成分滤除,得到还原后的输入信号。
三、FM解调性能优化为了提高FM解调的性能,可以采用一些优化措施。
例如,选择合适的滤波器以减少噪声和失真;调整本地振荡器的频率以减小混频产生的差频;采用更先进的解调算法以提高解调精度等。
四、FM解调技术发展随着通信技术的发展,FM解调技术也在不断进步。
目前,已经出现了许多先进的FM解调技术,如数字FM解调、自适应FM解调、超宽带FM解调等。
这些技术使得FM解调的性能不断提高,适用范围也越来越广。
五、FM解调技术的应用FM解调技术在许多领域都有广泛的应用,如无线通信、音频处理、雷达探测等。
在无线通信领域,FM解调技术主要用于语音传输、数据传输等;在音频处理领域,FM解调技术可用于音频信号的还原和处理;在雷达探测领域,FM解调技术可用于目标检测和跟踪等。
六、FM调制解调技术与其他技术的比较与其他调制解调技术相比,FM调制解调技术具有一些独特的优势和不足。
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电子信息与通信学院
实验报告
实验名称FM信号的调制与解调课程名称通信原理
姓名顾康学号U201413323
日期2017/3/14 地点
成绩教师徐争光
1 实验目标
本实验完成了对音乐信号的FM 调制与解调。
要达到的效果是让音乐信号经历了调制、信道传送、解调的过程后仍能不失真地播放。
2 调制与解调原理
2.1 调制
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。
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 ()
()dt
f t K m t ϕ= 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=+⎰
以下为FM 调制的代码:
2.2解调
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=+⎰ 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。
完成这种频率-电压转化关系的器件是频率检波器,简称鉴频器。
下图描述了一种振幅鉴频器进行相干解调的特性与原理框图。
限幅器的作用是消除信道中的噪声和其他原因引起的调频波的幅度起伏,带通滤波器(BPF )是让调频信号顺利通过你,同时滤除带外噪声及高次谐波分量。
微分器和包络检波器构成了具有近似理想鉴频特性的鉴频器。
微分器的作用是把幅度恒定的调频波()x t 变成幅度和频率都随原始信号()m t 变化的调幅调频
()d s t ,即
()()()sin d c f c f s t A K m t t K m d ωωττ⎡⎤⎡⎤=-++⎣⎦⎣⎦⎰
包络检波器则将其幅度变化检出并滤去直流,再经低通滤波后即得解调输出
()()d f y t K K m t =
式中:d K 为鉴频器灵敏度(V/(rad/s))
以下为解调部分代码:
3实验难点与解决方案
实验中我先尝试最简单的AM方式,但是结果十分不理想,噪声的干扰太大。
所以改为FM方式,以增加系统复杂度来换取更好的效果。
FM的解调制方式中,第一个BPF 是影响输出好坏的关键,我使用了巴特沃斯滤波器,所以需要多次尝试来选择合适的阶数和通频带。
此外,在调制阶段的系数Kf 同样会在一定程度上影响调制效果,实际上它决定了信号是属于NBFM 还是WBFM。
4总结与感想
虽然课本中的公式十分直观,但在实际操作中我发现情况复杂了许多,虽然不用考虑带宽的限制,但是噪声的干扰仍然令人头痛。
并且我们的调制对象不再是单一正弦波,而是频率成分丰富的音乐信号。
所以,实验中的诸多不确定因素都需要考虑,对实验效果的要求也不容易达到。
我认为我设计的系统还需要更复杂的平滑滤波,以抑制背景噪声。
5附录
实验代码见matlab M文件。