1、目錄一、目的2二、MATLAB的簡介以及通信技術的發展2三、 FM的調制與解調原理33.1 FM調制原理33.2 FM解調原理5四、FM的調制與解調仿真64.1仿真程序64.2仿真結果8五、結果與結論9FM調制解調系統 一、目的 FM在通信系統中的使用非常廣泛。FM廣泛應用于高保真音樂廣播、電視伴音信號的傳輸、衛星通信和蜂窩電話系統等。本設計主要是利用MATLAB集成環境下的M文件，編寫程序來實現FM調制與解調過程，并分別繪制出基帶信號，載波信號，已調信號的時域波形；再進一步分別繪制出相干解調后解調基帶信號的時域波形。該設計使用系統開發平臺為Windows XP ,程序運行平臺使用Window

2、s XP,程序設計語言采用MATLAB，運行程序完成對FM調制和解調結果的觀察。通過該本次設計，達到了實現FM信號調制和解調系統的仿真目的。【關鍵詞】： FM；調制；解調；MATLAB 7.0二、 MATLAB的簡介以及通信技術的發展 從MATLAB誕生開始，由于其高度的集成性及應用的方便性，在高校中受到了極大的歡迎。由于它使用方便，能非常快的實現科研人員的設想，極大的節約了科研人員的時間，受到了大多數科研人員的支持。 由于它使用簡單，擴充方便，尤其是世界上有成千上萬的不同領域的科研工作者不停的在自己的科研過程中擴充MATLAB的功能，使其成為了巨大的知識寶庫。可以毫不夸張的說，哪怕是你真正理

3、解了一個工具箱，那么就是理解了一門非常重要的科學知識。科研工作者通常可以通過MATLAB來學習某個領域的科學知識，這就是MATLAB真正在全世界推廣開來的原因。可以說，MATLAB已經也很有必要成為大學生的必修課之一，掌握這門工具對學習各門學科有非常重要的推進作用。MATLAB是一種解釋性執行語言，具有強大的計算、仿真、繪圖等功能。基于數字處理，通信系統的用于通信系統的動態仿真軟件MATLAB具有強大的功能，可以滿足從底層到高層不同層次的設計、分析使用，并且提供了嵌入式的模塊分析方法，形成多層系統，使系統設計更加簡潔明了，便于完成復雜系統的設計。隨著電子技術和計算機技術的發展，MATLAB仿真

4、技術將得到更為廣泛的應用。通信的目的是傳遞消息，但對受信者有用的是消息中包含的有效內容，也即信息。通信技術，特別是數字通信技術近年來發展非常迅速，它的應用越來越廣泛。通信從本質上來講就是實現信息傳遞功能的一門科學技術，它要將大量有用的信息無失真，高效率地進行傳輸，同時還要在傳輸過程中將無用信息和有害信息抑制掉。通信系統就是傳遞信息所需要的一切技術設備和傳輸媒質的總和，包括信息源、發送設備、信道、接收設備和信宿。通信系統可分為數字通信系統和模擬通信系統。在大多數通信系統中已代替模擬通信，成為當代通信系統的主流。隨著現代電子技術的發展，通信技術正向著數字化、網絡化、智能化和寬帶化的方向發展。隨著科

5、學技術的進步，人們對通信的要求越來越高，各種技術會不斷地應用于通信領域，各種新的通信業務將不斷地被開發出來。到那時人們的生活將越來越離不開通信。本文重點論述了FM調制解調系統的原理及仿真。 FM屬于角度調制，角度調制與線性調制不同，已調信號頻譜不再是原調制信號頻譜的線性搬移，而是頻譜的非線性變換，會產生與頻譜搬移不同的新的頻率成分，故又稱為非線性調制。FM信號是用載波頻率的變化表征被傳輸信息狀態的。三、 FM的調制與解調原理 通信系統的作用就是將信息從信息源發送到一個或多個目的地。對于任何個通信系統，均可視為由發送端、信道和接收端三大部分組成（如圖1所示）。信息源發送設備信 道接受設備信息源噪

6、聲源發送端接收端信道圖1 通信系統一般模型信息源的作用是把各種信息轉換成原始信號，發送設備的作用產生適合傳輸的信號，信息源和發送設備統稱為發送端。發送端將信息直接轉換得到的較低頻率的原始電信號稱為基帶信號。通常基帶信號不宜直接在信道中傳輸。因此，在通信系統的發送端需將基帶信號的頻譜搬移（調制）到適合信道傳輸的頻率范圍內進行傳輸。這就是調制的過程。信號通過信道傳輸后，具有將信號放大和反變換功能的接收端將已調制的信號搬移（解調）到原來的頻率范圍，這就是解調的過程。調制過程是一個頻譜搬移的過程，它是將低頻信號的頻譜搬移到載頻位置。而解調是將位于載頻的信號頻譜再搬回來，并且不失真地恢復出原始基帶信號。

7、在本仿真的過程中我們選擇用非相干解調方法進行解調。3.1 FM調制原理 調制在通信系統中具有十分重要的作用。一方面，通過調制可以把基帶信號的頻譜搬移到所希望的位置上去，從而將調制信號轉換成適合于信道傳輸或便于信道多路復用的已調信號。另一方面，通過調制可以提高信號通過信道傳輸時的抗干擾能力，同時，它還和傳輸效率有關。具體地講，不同的調制方式產生的已調信號的帶寬不同，因此調制影響傳輸帶寬的利用率。可見，調制方式往往決定一個通信系統的性能。在本仿真的過程中我們選擇用FM調制方法進行調制,調制模型如圖2圖2 FM調制模型調制信號產生的M文件：dt=0.001; %設定時間步長t=0:dt:1.5; %

8、產生時間向量am=15; %設定調制信號幅度可更改fm=15; %設定調制信號頻率可更改mt=am*cos(2*pi*fm*t); %生成調制信號fc=50; %設定載波頻率可更改ct=cos(2*pi*fc*t); %生成載波kf=10; %設定調頻指數int_mt(1)=0; %對mt進行積分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); %調制，產生已調信號通過M文件繪制出解制過程如圖3. 圖3 FM解制過程圖3.2 FM解調原理調制信號的解調分為相干

9、解調和非相干解調兩種。相干解調僅僅適用于窄帶調頻信號，且需同步信號，故應用范圍受限；而非相干解調不需同步信號，且對于NBFM信號和WBFM信號均適用，因此是FM系統的主要解調方式。在本仿真的過程中我們選擇用非相干解調方法進行解調。非相干解調器由限幅器、鑒頻器和低通濾波器等組成，其方框圖如圖4所示。限幅器輸入為已調頻信號和噪聲，限幅器是為了消除接收信號在幅度上可能出現的畸變；帶通濾波器的作用是用來限制帶外噪聲，使調頻信號順利通過。鑒頻器中的微分器把調頻信號變成調幅調頻波，然后由包絡檢波器檢出包絡，最后通過低通濾波器取出調制信號。 圖4 FM解調模型 微分器通過程序實現，代碼如下：for i=1:

10、length(t)-1 %接受信號通過微分器處理 diff_sfm(i)=(nsfm(i+1)-sfm(i)./dt;enddiff_sfmn = abs(hilbert(diff_sfm); %hilbert變換，求絕對值得到瞬時幅度（包絡檢波） 通過M文件繪制出解調的過程如圖5：圖5 FM解調過程四、FM的調制與解調仿真4.1仿真程序%FM調制解調系統MATLAB源代碼%*初始化*echo off close allclear allclc%*FM調制*dt=0.001; %設定時間步長t=0:dt:2; %產生時間向量am=4; %設定調制信號幅度fm=2; %設定調制信號頻率mt=am

11、*cos(2*pi*fm*t); %生成調制信號fc=50; %設定載波頻率ct=cos(2*pi*fc*t); %生成載波kf=10; %設定調頻指數int_mt(1)=0;for i=1:length(t)-1 int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt; %求信號m(t)的積分end %調制，產生已調信號sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt); %調制信號%*FM解調*for i=1:length(t)-1 %接受信號通過微分器處理 diff_sfm(i)=(sfm(i+1)-sfm(i)./dt;enddiff_sfmn = abs(

12、hilbert(diff_sfm); %hilbert變換，求絕對值得到瞬時幅度（包絡檢波）zero=(max(diff_sfmn)-min(diff_sfmn)/2;diff_sfmn1=diff_sfmn-zero;%*顯示程序*%*figure(1)*figure(1)subplot(3,1,1);plot(t,mt); %繪制調制信號的時域圖xlabel('時間t');grid on;title('調制信號的時域圖');subplot(3,1,2);plot(t,ct); %繪制載波的時域圖xlabel('時間t');grid on;ti

13、tle('載波的時域圖');subplot(3,1,3);plot(t,sfm); %繪制已調信號的時域圖xlabel('時間t');grid on;title('已調信號的時域圖');%*figure(2)*figure(2)subplot(3,1,1);plot(t,mt); %繪制調制信號的時域圖xlabel('時間t');grid on;title('調制信號的時域圖');subplot(3,1,2);plot(t,sfm); %繪制已調信號的時域圖xlabel('時間t');grid on

14、;title('已調信號的時域圖');nsfm=sfm; for i=1:length(t)-1 %接受信號通過微分器處理 diff_sfm(i)=(sfm(i+1)-sfm(i)./dt;enddiff_sfmn = abs(hilbert(diff_sfm); %hilbert變換，求絕對值得到瞬時幅度（包絡檢波）zero=(max(diff_sfmn)-min(diff_sfmn)/2;diff_sfmn1=diff_sfmn-zero;subplot(3,1,3); %繪制解調信號的時域圖plot(1:length(diff_sfmn1)./1000,diff_sfmn1./400);xlabel('時間t');grid on; title('解調信號的時域圖');4.2仿真結果 五、結果與結論本次設計達到了實現FM信號調制和解調系統的仿真目的。在這里使用正弦信號作為基帶信號進行調制，正弦信號形式簡單，便于產生及接收。輸入的調制信號通過FM調制之后，正弦信號波形發生了明顯的變化,與調制前的完全不同，這證明FM調制并不是線性的，而是非線性的。解調后基本恢復了原調制信號波形，通過本次仿真，我對FM調制解調的概念又有了更深的了解，加強了我們對原來的通信知識的鞏固，而且