FM波的调制与解调

一、实验原理

1.FM的调制

产生调频信号有两种方法，直接调频法和间接调频法。间接调频法就是可以通过调相间接实现调频的方法。但电路较复杂，频移小，且寄生调幅较大，通常需多次倍频使频移增加。对调频器的基本要求是调频频移大，调频特性好，寄生调幅小。所以本实验中所用的方法为直接调频法。通过一振荡器，使它的振荡频率随输入电压变化。当输入电压为零时，振荡器产生一频率为f。的正弦波;当输入基带信号的电压变化时，该振荡频率也作相应的变化。

2.FM非相干解调

调频信号的解调有相干解调和非相干解调两种。相干解调仅适用于窄带调频信号,且需同步信号,故应用范围受限;而非相干解调不需同步信号,且对于NBFM信号和WBFM 信号均适用,因此是 FM 系统的主要解调方式。下面我们将重点讨论 FM非相干解调时的抗噪声性能,其分析模型如图 5 -30 所示。图中,n(t)是均值为零,单边功率谱密度为 ng的高斯白噪声;BPF 的作用是抑制调频信号带宽 B,w以外的噪声,其输出噪声 n(1)为窄带高斯噪声;限幅器的作用是消除信道中噪声和其他原因引起的调频波的幅度起伏。

FM非相干解调时的抗噪声性能分析方法,也和线性调制系统的一样,先分别计算解调器的输入信噪比和输出信噪比,最后通过信噪比增益来反映系统的抗噪声性能。

二．实验内容

使用matlab软件编写FM波的调制解调程序，在matlab上显示出载波信号波形，调制信号波形，已调信号波形和解调信号波形，以及分别对应的频谱图。

（1）代码：

Kf=5;
fc=10;
T=5;
dt=0.001;
fs=1/dt;
t=0:dt:T;
fm=1;
mt=cos(2*pi*fm*t);
A=sqrt(2);
mti=1/2/pi/fm*sin(2*pi*fm*t);
st=A*cos(2*pi*fc*t+2*pi*Kf*mti);
figure(1);
subplot(311);plot(t,st,'k');hold on;
plot(t,mt,'k--');
title('调频信号');
subplot(312);
[f,sf]=T2F(t,st);
plot(f,abs(sf),'k');
axis([-25,25,0,3]);
title('调频信号幅度谱');
mo=demod(st,fc,fs,'fm');
subplot(313);plot(t,mo,'k');
title('解调信号');function[f,sf]=T2F(t,st)
dt=t(2)-t(1);
T=t(end);
df=1/T;
N=length(st);
f=-N/2*df:df:N/2*df-df;
sf=fft(st);
sf=T/N*fftshift(sf);
end