fm調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真-文庫吧
2025-07-21 01:26 本頁面
【正文】 *pi*fc*t)。 %生成載波kf=10。 %設(shè)定調(diào)頻指數(shù)int_mt(1)=0。 %對mt進(jìn)行積分for i=1:length(t)1 int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt。end sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt)。 %調(diào)制，產(chǎn)生已調(diào)信號 圖3 FM調(diào)制 FM解調(diào)模型的建立 調(diào)制信號的解調(diào)分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種。相干解調(diào)僅僅適用于窄帶調(diào)頻信號，且需同步信號，故應(yīng)用范圍受限；而非相干解調(diào)不需同步信號，且對于NBFM信號和WBFM信號均適用，因此是FM系統(tǒng)的主要解調(diào)方式。在本仿真的過程中我們選擇用非相干解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)。 圖4 FM解調(diào)模型非相干解調(diào)器由限幅器、鑒頻器和低通濾波器等組成，其方框圖如圖5所示。限幅器輸入為已調(diào)頻信號和噪聲，限幅器是為了消除接收信號在幅度上可能出現(xiàn)的畸變；帶通濾波器的作用是用來限制帶外噪聲，使調(diào)頻信號順利通過。鑒頻器中的微分器把調(diào)頻信號變成調(diào)幅調(diào)頻波，然后由包絡(luò)檢波器檢出包絡(luò)，最后通過低通濾波器取出調(diào)制信號。 解調(diào)過程分析 設(shè)輸入調(diào)頻信號為微分器的作用是把調(diào)頻信號變成調(diào)幅調(diào)頻波。微分器輸出為包絡(luò)檢波的作用是從輸出信號的幅度變化中檢出調(diào)制信號。包絡(luò)檢波器輸出為稱為鑒頻靈敏度（），是已調(diào)信號單位頻偏對應(yīng)的調(diào)制信號的幅度，經(jīng)低通濾波器后加隔直流電容，隔除無用的直流，得微分器通過程序?qū)崿F(xiàn)，代碼如下：for i=1:length(t)1 %接受信號通過微分器處理 diff_nsfm(i)=(nsfm(i+1)nsfm(i))./dt。enddiff_nsfmn = abs(hilbert(diff_nsfm))。 %hilbert變換，求絕對值得到瞬時(shí)幅度（包絡(luò)檢波）通過M文件繪制出兩種不同信噪比解調(diào)的輸出波形如下：圖5 FM解調(diào) 高斯白噪聲信道特性 設(shè)正弦波通過加性高斯白噪聲信道后的信號為其中，白噪聲的取值的概率分布服從高斯分布。MATLAB本身自帶了標(biāo)準(zhǔn)高斯分布的內(nèi)部函數(shù)。函數(shù)產(chǎn)生的隨機(jī)序列服從均值為，方差的高斯分布。正弦波通過加性高斯白噪聲信道后的信號為故其有用信號功率為噪聲功率為信噪比滿足公式則可得到公式我們可以通過這個(gè)公式方便的設(shè)置高斯白噪聲的方差。在本仿真過程中，我們選擇了10db和30db兩種不同信噪比以示區(qū)別，其時(shí)域圖如圖7和圖8。圖6 無噪聲條件下已調(diào)信號的時(shí)域圖圖7 含小信噪比高斯白噪聲已調(diào)信號的時(shí)域圖圖8 含大信噪比高斯白噪聲已調(diào)信號的時(shí)域圖 調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能分析 從前面的分析可知，調(diào)頻信號的解調(diào)有相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種。相干解調(diào)僅適用于窄帶調(diào)頻信號，且需同步信號；而非相干解調(diào)適用于窄帶和寬帶調(diào)頻信號，而且不需同步信號，因而是FM系統(tǒng)的主要解調(diào)方式，所以這里僅僅討論非相干解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲性能，其分析模型如圖9所示。 圖9 調(diào)頻系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型圖中帶通濾波器的作用是抑制信號帶寬以外的噪聲。是均值為零，單邊功率譜密度為的高斯白噪聲，經(jīng)過帶通濾波器后變?yōu)檎瓗Ц咚乖肼?。限幅器是為了消除接收信號在幅度上可能出現(xiàn)的畸變。設(shè)調(diào)頻信號為故其輸入功率為輸入噪聲功率為因此輸入信噪比為在大信噪比條件下，信號和噪聲的相互作用可以忽略，這時(shí)可以把信號和噪聲分開來算，這里，我們可以得到解調(diào)器的輸出信噪比 上式中，為載波的振幅，為調(diào)頻器靈敏度，為調(diào)制信號的最高頻率，為噪聲單邊功率譜密度。我們?nèi)缛艨紤]為單一頻率余弦波時(shí)的情況，可得到解調(diào)器的制度增益為考慮在寬帶調(diào)頻時(shí)，信號帶寬為 則可以得到可以看出，大信噪比時(shí)寬帶調(diào)頻系統(tǒng)的信噪比增益是很高的，它與調(diào)頻指數(shù)的立方成正比?？梢姡哟笳{(diào)頻指數(shù)，可使調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能迅速改善。但加大調(diào)頻指數(shù)，又會(huì)增大信號占用帶寬，所以說FM調(diào)制的大信噪比是用帶寬來換取的。各種調(diào)制解調(diào)方式的傳輸增益和所占帶寬各有不同，我們可根據(jù)實(shí)際情況選用比較合適的調(diào)制解調(diào)方式，下表列出了幾種方式的各項(xiàng)指標(biāo)（ ）：調(diào)制方式傳輸帶寬實(shí)現(xiàn)的難易線性調(diào)制AM2B最簡單DSBSC2B1復(fù)雜SSBB1最復(fù)雜VSB1中等非線性調(diào)制FM簡單PM復(fù)雜 模擬調(diào)制系統(tǒng)的帶寬與噪聲性能 三．仿真實(shí)現(xiàn) 圖10 程序流程圖 MATLAB源代碼%%頻率調(diào)制與解調(diào)的Matlab演示源程序%可以任意改原調(diào)制信號函數(shù)m(t)%電子信息工程 杜懷超 091308305 %***************%*****************初始化******************echo off close allclear allclc%*****************************************%****1
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