调频立体声广播系统的建模与仿真

《通信系统建模与仿真》

实训报告

调频立体声广播系统的建模与仿真

目录

1 概述 (1)

2设计要求 ................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1调频立体声广播的调制 ................................................. 错误！未定义书签。

2.2调频立体声的非相干解调 ............................................. 错误！未定义书签。3设计方案 ................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1发射机设计方案 .............................................................. 错误！未定义书签。

3.2接收机设计方案 .............................................................. 错误！未定义书签。4总结 (11)

5致谢 (112)

6参考文献 (112)

1 概述

本设计是调频广播系统是小功率无线调频广播播发系统的开路无线电广播具有效果好，成本低，使用便捷，维修方便等特点，小功率无线广播系统是由发射和接收两部分组成，发射与接收的性能优劣决定着调频广播的收听效果。

由多条声音信息通道来传输声音信息，使还原时呈现空间声像的广播技术。常用的为二通道。由于立体声信号频带宽，信号质量要求高，通常采用调频方式传输。收听时也需配置两个通道，甚至采用环绕声喇叭，可获得有空间层次的立体声效果。

2 设计要求

2.1调频立体声广播的调制

在单声道传输中，接收机的每个扬声器都再生出同一个信息。虽然可以用特殊的扬声器将信息频率分开，但是不能在空间上将单声道声音分开。整个信息信号好像来自同一个方向。为了使聆听者具有身临其境的感觉，（其中包括了对声音频率和幅度的真实再现），所以我们要采用立体声广播。

调频立体声广播中，声音在空间上被分成两路音频信号，一个左声道信号L，一个右声道信号R，频率都在50HZ~15KHZ，左声道和右声道相加形成和信号(L+R)，相减形成差信号（L-R）。在调制之前，差信号（L-R）先对38KHZ的副载波进行抑制载波双边带调制，然后与和信号(L+R)进行频分复用后，作为FM 立体声广播的基带信号进行调制。将导频取为19KHZ而不是38KHZ的原因是：19KHZ的导频更容易从接收端的频分复用信号中分离出来。

原理框图为：

图1.2.1立体声广播信号的形成

2.2调频立体声广播的非相干解调

接受立体声广播后先进行鉴频，得到频分复用信号。再对频分复用信号进行相应的分离，已恢复出左声道L右声道R。

原理框图如下：

图1.2.2 立体声广播信号的解调

其中，BPF的作用是抑制调频信号带宽以外的噪声；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振幅起伏；鉴频器有半波整流器和低通滤波器构成。

3设计方案

3.1发射机设计方案

我们根据MATLAB设计图纸，进行调制出图

1.调频立体声发射机建模与仿真

（1）仿真模型：根据立体声广播信号形成原理，可建立调频立体声发射机仿真模型如图 3.1.1所示。用Signal Generator和Voltage-Controlled Oscillator模块产生的500Hz~15kHz之间的扫频信号作为音源，并通过两个参数不同的滤波器来模拟不同的传输路径特性。得出的左右两路信号经过相互加减、平衡调制和导频叠加之后得出立体声基带信号，最后通过Zero-Order Hold 和Spectrum Scope模块将其频谱显示出来。

图3.1.1调频立体声发射机仿真模型

（2）参数设置：图中各模块参数设置如下：

信号发生器：产生振幅为1、频率为10Hz的正弦波。

压控振荡器：输出振幅为1、静态频率为500Hz和15kHz的中间点、输入灵敏度为(15kHz-500Hz)/2。

带通滤波器：通带为1.5kHz~15kHz的1阶Butterworth带通滤波器。

低通滤波器：截止频率为5kHz的1阶Butterworth低通滤波器。

频谱示波器：缓存长度1024、缓存交叠512、FFT长度512、谱平均点数2、显示器位置get(0,'defaultfigureposition')、频率单位Hertz、频率范围[0…Fs/2]、幅度刻度Magnitude-squared、输入信号采样时间Inherit sample increment from input、Y轴最小刻度-5、Y轴最大刻度150。

图3.1.2信号发生器

图3.1.2发射机压控震荡器

图3.1.3带通滤波器

图3.1.4低通滤波器

图3.1.5频谱示波器（a）

图3.1.6频谱示波器（b）

图3.1.7频谱示波器（c）

图3.1.8二倍锁相环电路

（3）仿真结果：仿真步长设置为1/1e6，仿真运行结果如图所示。

图1.1.2 仿真运行结果

3.2调频立体声接收机建模与仿真

（1）仿真模型：根据立体声广播信号形成原理和立体声广播信号解调原理，可建立调频立体声发射机、接收机仿真模型如图 3.2.1所示。图中子系统“发射机”就是对图3.1.1中虚线所围部分的封装，左右声道测试信号的产生与发射机相同，为了进行比较，在此用示波器显示出原始左右声道信号。立体声副信号解调的载波是通过对导频的二倍频锁相环电路来提取的（图3.1.8），模型