基于SystemView的FM语音通信系统设计

基于SystemView 的FM 语音通信系

统设计

学生姓名朱春来

学号29

所在学院通信工程学院

专业名称通信工程

班级2012级1班

景文芳、段恒利

指导教师

成绩

四川师范大学成都学院

二○一五年六月

基于SystemView 的FM 语音通信系统设计

内容摘要：调频（Frequency Modulation，缩写：FM）是一种以载波的瞬时频率变化来表示信息的调变方式。在模拟应用中，载波的频率跟随输入信号的幅度直接成等比例变化。调频技术通常运用在高频段VHF无线电上的高保真无线电音乐和语音的传送。本课程设计主要是实现模拟信号的调频过程，同时对已调信号加以解调。设计通过System View软件实现系统的设计和仿真，最后仿真效果与理论分析一致。

关键词：调频解调设计 System View

Based on the C language library management system

program design

Abstract：FM (Modulation Frequency, FM) is a kind of variable frequency

modulation method which is based on the instantaneous frequency of the carrier. In the simulation, the frequency of the carrier wave is proportional to the amplitude of the input signal. FM technology is usually used in the high frequency section of the high fidelity radio VHF radio music and voice transmission. This course is designed to achieve the analog signal of the FM process, at the same time, the signal has been modulated. Design and Simulation of the system through the View System software, the simulation results are consistent with the theoretical analysis.

Keywords：Frequency modulation Demodulation Design System View

目录

基于SystemView 的FM 语音通信系统设计

前言

信号调制的本质是频谱的搬移，把携带基带信号的频谱搬移到较高的频带上，适于信道的传输。模拟信号的调频（FM），即已调信号瞬时角频率受基带信号的控制而改变的调制过程，调频信号的瞬时频率与基带信号呈线性关系。已调信号频谱不会是原调制信号频谱的线性搬移，而会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。本课程设主要是设计一个模拟信号的调频以及相干解调系统的传输过程，同时运用System View加以实现和仿真。

1绪论

课程设计的目的

首先要深入了解模拟信号调频以及解调的原理，同时掌握System View平台的使用，然后设计模拟系统的传输过程并仿真，观察调制信号与解调信号的波形，以及已调信号与调频信号的频谱变化。

课程设计的要求

设计平台为System View集成环境。在System View下构建调制解调电路，运行仿真后，观察解调信号与调制信号的波形并分析，要求解调后的波形与调制波形基本一致。同时观察调制前后的信号频谱变化并分析，要求符合调频信号的频谱非线性搬移特性。

2设计原理

调频信号的产生——直接调频法

图2-1 通信系统的一般模型

调频就是用调制信号控制载波的频率变化[1]。

所谓频率调制（FM），是指瞬时频率偏移随限制信号吗m(t)成比例变化，即调频信号的瞬时角频率可以表示为：

①

其中为载波角频率，为调制信号，为频偏常数（调制常数），表示调频器的调制灵敏度，此时调频信号的相位为：

将上式代入①得调频信号为：

调频信号的产生这里主要介绍了直接调频法。

直接调频就是用调制信号直接去控制载波振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性地变化。

可以由外部电压控制振荡器频率的叫做压控振荡器（VCO）。每个压控振荡器自身就是一个FM调制器，因为它的振荡频率正比于输入控制电压，即若用调制信号作控制电压信号，就能产生FM波，如图2-2：

图2-2 调频器

若被控制的振荡器是LC振荡器，则只需控制振荡回路的某个电抗元件（L或C），使其参数随调制信号变化。目前常用的电抗元件是变容二极管。用变容二极管实现直接调频，由于电路简单，性能良好，已成为目前最广泛采用的调频电路之一。

在直接调频法中，振荡器与调制器合二为一。这种方法的主要优点是在实现线性调频的要求下，可以获得较大的频偏；其主要缺点是频率稳定度不高。

调频信号的解调——相干解调

由于调频信号可以分解成同相分量与正交分量之和，因而可以采用线性调制中的相干解调法来进行解调，如图2-3：

图2-3 FM信号相干解调

根据公式可以设调频信号

并设相干载波

则相乘器的输出为

经过低通滤波器取出其低频分量

再经微分器，即得解调输出

可见，相干解调可以恢复原调制信号。这种解调方法需要本地载波与调制载波同步，否则将使解调信号失真。