FM调制原理.doc
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1、电子科技大学信号与系统课程设计报告设计题目 基于Matlab的FM调制姓名 * 学院 * 学号 * 指导老师 * 目 录摘 要31.引言42.FM调制原理53.FM调制的实现64.MATLAB源代码75.心得体会86.参考文献9摘 要在空间中,传播着带有各种信号的无线电波,这些电波都是由各个电台、电视台和通信台通过无线辐射出来的。从包含有各种信息的电信号到太空传播的无线电波,中间还需要一系列的变化过程。上面谈到的电信号是不直接用天线发射的。这是因为在这些电信号中包含有很多低频率成分,要把这些低频率信号发射出去,天线的尺寸则需要做得非常庞大,而实际上是办不到的。如对于一个频率为3000Hz的基带
2、信号,如果不通过载波而直接耦合到天线发送,它需要的天线长度(一般应大于信号的四分之一波长)约为25km。为此,我们可以将低频信号装载到高频信号上去,由于高频信号波长短,用较小尺寸的天线就能发射出去。而其中将低频的电信号转载到高频信号上这一过程就称为调制,可见调制在通信系统中有十分重要的作用。在本次课程设计中仅仅针对调制来详细说明。关键字:FM调制;频率调制;调制1. 引言通信的目的是传输信息。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。通信系统对信号进行两种基本变换:第一、 要把发送的消息要变换成原始电信号。第二、 将原始电信号调制到频率较高的载频上,使其频带适合信道的传输。调制前
3、和解调后的信号称为基带信号,已调信号也称为频带信号。对于任何一个通信系统,均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成。信息源发送设备信 道接受设备信息源噪声源发送端接收端信道信息源(简称信源)的作用是把各种信息转换成原始信号。根据消息的种类不同信源分为模拟信源和数字信源。发送设备的作用产生适合传输的信号,即使发送信号的特性和信道特性相匹配,具有抗噪声的能力,并且具有足够的功率满足原距离传输的需求。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
4、围内进行传输。这就是调制的过程。2. FM调制原理调频是将调制信号频谱作非线性变换,因此它被称为非线性调制。又因为已调信号反映出载波矢量角度上的变化,所有又被称为角调。载波信号:其中,瞬时相位: (这里已假设初始相位)瞬时相位偏移: (相对于稳态相位变化而言的)瞬时频率:瞬时频偏:如果调制信号和瞬时频偏成线性对应关系,即为频率调制(FM调制): (代表了调相器灵敏度)此时: 仍为等幅波现在假设基带信号为:,此时:调频指数(该信号的最大相位偏移):调频的方法有直接调频法和间接调频法:直接调频法:调频间接调频法:积分调相(间接调频仅适用于窄频调制)根据调制后载波瞬时相位偏移的大小,可将频率调制分为
5、宽带调频(WBFM)与窄带调频(NBFM)。宽带与窄带调制的区分并无严格的界限,但通常认为由调频所引起的最大瞬时相位偏移远小于30时, 称为窄带调频。否则,称为宽带调频。3. FM调制的实现本次设计使用余弦函数作为调制信号进行调制。调制信号:m(t)=15cos(2*pi*5*t)载波信号:c(t)= cos(2*pi*15*t)相对应的时域波形:采样频率为20时对应的频率波形图: 4. MATLAB源代码(1) 时域figure(1);dt=0.0004; %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fm=5; %设定调制信号频mt=am*cos(2*
6、pi*fm*t); %生成调制信号fc=50; %设定载波频率ct=cos(2*pi*fc*t); %生成载波kf=10; %设定调频指数vt=cos(2*pi*fc*t+10*15*sin(2*pi*fm*t)/(2*pi*fm); %调制,产生已调信号subplot(3,1,1);plot(mt);axis(0,1500,-20,20);title(调制信号的时域图);subplot(3,1,2);plot(ct);axis(0,1500,-1,1);title(载波信号的时域图);subplot(3,1,3);plot(vt);axis(0,1500,-1.2,1.2);title(已调
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