FM调制及解调系统仿真设计方案.doc

FM调制及解调系统仿真设计方案 1.系统设计 1.1 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。 1.2课程设计报告要求 (1) 设计报告书包括内容：课程设计题目，设计目的和意义，设计方案，详细设计步骤，设计结果（原理图等），测试和仿真结果（图形或数据）及其分析，结论，参考文献等。 (2) 提交课程设计报告时应同时提交相关设计和仿真分析材料（电路图、程序、结果等）的电子版。 1.3 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。 整体设计 2.1 一般通信系统 通信的目的是传输信息。一般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（如图2.1所示）。 图2.1 通信系统一般模型 2.2 设计方案论证 调频（FM）：载波信号的频率按调制信号的规律变化； 调相（PM）：载波信号的相位按调制信号的规律变化； 两种调制方式均表现为载波信号的瞬时相位收到调变。 在设计调频（FM）和调相（PM）系统时，由于调频（FM）可以看成是相位按调制信号的时间积分值规律变化的的调相信号，故可以都借助调相系统，只是调频时，需先将调制信号积分以后再通过调相系统。设计调相系统时，在确定载波幅度和频率、调制信号幅度和频率、调频或调相比例常数后，将调制信号与比例常数的乘积（调相时）或 调制信号积分以后与比例常数的乘积（调频时），即可完成调相功能。 由于等幅调频波通过延时网络以后，在限制(为调制信号的角频率，为延时量)的条件下，输出调频波与输入时相比会产生附加相移，该附加相移反映了输入调频波的瞬时频率变化，即输出为调频-调相波，再将其通过鉴相器即可完成鉴频。此即相位鉴频器的理论设计模型。 假设调相波和载波之间的相位差为，使调相波产生固定相移后，和载波一起通过相乘器，再通过低通滤波器后，输出波在限制的条件下，幅度反映了输入调相波的瞬时相位变化，即完成了鉴相功能。此即乘积型鉴相器的理论设计模型。 故在设计鉴频（FM）和鉴相（PM）系统时，只需在确定系统参数的情况下，按上述原理完成相位鉴频器和乘积型鉴相器的功能即可完成相应的解调功能。 在MATLAB静态编程仿真部分，将上述原理转换成相应的数学关系，即可完成编程； 在Simulink动态建模仿真部分，根据上述原理选择合适的模型，并做合适的参数设置，即可完成系统方框图的设计； 在Labview仿真部分，根据上述原理选择合适的函数和控件，并做合适的参数设置，即可完成前面板和程序框图的设计； 在GUI图形用户界面设计部分，在了解设计方法的基础上，根据上述原理给添加的按钮或文本框添加对应的代码，即可实现图形用户界面。 2.3 原理分析 2.3.1 FM调制与解调的原理 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