基于MATLAB的FM调制实现.doc
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罗亚明 《基于MATLAB的FM调制实现》 第 PAGE 17页 共17页
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基于MATLAB的FM调制实现
学生姓名:罗亚明 指导老师:吴志敏
摘 要 FM属于角度调制,角度调制与线性调制不同,已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移,而是频谱的非线性变换,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。FM信号是用载波频率的变化表征被传输信息状态的。本课程设计内容:在课程设计中,系统开发平台为Windows XP ,程序运行平台使用Windows XP,程序设计语言采用MATLAB,程序通过调试运行,初步实现了用MATLAB对FM进行调制要求。
关键词 FM调制;MATLAB; 噪声
1 引 言
本课程设计主要论述的FM基本原理以及如何在MATALB环境中实现FM的调制,在这里使用正弦信号作为基带信号进行调制,正弦信号形式简单,便于产生及接收。做此课程设计不仅加强了我们对原来的通信原理知识的巩固和了解,更加对利用MATLAB这个工具如何进行通信仿真有了更进一步的了解,为以后用MATLAB做诸如此类的学习与研究打下了基础。
1.1 课程设计目的
(1)熟悉MATLAB文件中M文件的使用方法,包括函数、原理和方法的应用。
(2)加深对FM信号调制原理的理解。
(3)增强在通信原理仿真方面的动手能力与自学能力。
(4)在做完FM调制仿真之后,在今后遇到类似的问题,学会对所面对的问题进行系统的分析,并能从多个层面进行比较。
1.2 课程设计要求
熟悉MATLAB文件中M文件的使用方法,并在掌握FM信号生成原理的基础上,编写出FM信号的调制程序。绘制出FM信号的时频图,并通过改变FM调制信号的采样频率对其进行分析。加入噪声,绘制出加入噪声后的FM信号的时频图,并对其进行分析噪声对信号的影响。
1.3 课程设计步骤
(1) 产生模拟基带信号;
(2) 对信号进行FM调制;
(3) 绘制调制前后的时域图,频谱图;
(4) 改变采样频率后,绘制处理前后的时域图,频谱图;
(5) 调制后加上高斯噪声,绘制加入噪声后的时频图,分析噪声对FM调制信号的影响。
2 FM调制原理
频率调制的一般表达式[1]为:
(2-1)
FM和PM非常相似,如果预先不知道调制信号的具体形式,则无法判断已调信号是调频信号还是调相信号。
图 2-1
图 2-2
图(2-1)所示的产生调频信号的方法称为直接调频法,图(2-2)所示的产生调频信号的方法称为间接调频法[4]。由于实际相位调制器的调节范围不可能超出,因而间接调频的方法仅适用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制情形,而直接调频则适用于宽带调制情形。
根据调制后载波瞬时相位偏移的大小,可将频率调制分为宽带调频(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,
? (2-2)
称为窄带调频。否则,称为宽带调频。
?为方便起见,无妨假设正弦载波的振幅A=1,则由式(2-1)调频信号的一般表达式,得
= (2-3)
通过化解,利用傅立叶变化公式可得NBFM信号的频域表达式:
???? (2-4)???
在NBFM中,由于下边频为负,因而合成矢量不与载波同相,而是存在相位偏移,当最大相位偏移满足式(2-2)时,合成矢量的幅度基本不变,这样就形成了FM信号。
图2-3 NBFM信号频谱
3FM调制的实现
3.1 FM调制的参数设置
通信工具箱中,FM调制可用modulat
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