1、 通信系統(tǒng)建模與仿真實訓(xùn)報告院 別：專 業(yè)：年級班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：完成日期： 調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)的建模與仿真院 別：專 業(yè)：年級班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：完成日期：院 別：專 業(yè)：年級班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：完成日期：院 別：專 業(yè)：年級班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：完成日期：院 別：專 業(yè)：年級班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：完成日期：目 錄1 概述12設(shè)計要求1 2.1調(diào)頻立體聲廣播的調(diào)制1 2.2調(diào)頻立體聲的非相干解調(diào)13設(shè)計方案1 3.1發(fā)射機設(shè)計方案1 3.2接收機設(shè)計方案1 4總結(jié)115致謝126參考文獻121 概述本設(shè)計是調(diào)頻廣播系統(tǒng)是小功率無線調(diào)頻廣播播發(fā)系統(tǒng)的開路無線電廣播具

2、有效果好，成本低，使用便捷，維修方便等特點，小功率無線廣播系統(tǒng)是由發(fā)射和接收兩部分組成，發(fā)射與接收的性能優(yōu)劣決定著調(diào)頻廣播的收聽效果。由多條聲音信息通道來傳輸聲音信息，使還原時呈現(xiàn)空間聲像的廣播技術(shù)。常用的為二通道。由于立體聲信號頻帶寬，信號質(zhì)量要求高，通常采用調(diào)頻方式傳輸。收聽時也需配置兩個通道，甚至采用環(huán)繞聲喇叭，可獲得有空間層次的立體聲效果。2 設(shè)計要求 2.1調(diào)頻立體聲廣播的調(diào)制在單聲道傳輸中，接收機的每個揚聲器都再生出同一個信息。雖然可以用特殊的揚聲器將信息頻率分開，但是不能在空間上將單聲道聲音分開。整個信息信號好像來自同一個方向。為了使聆聽者具有身臨其境的感覺，（其中包括了對聲音頻

3、率和幅度的真實再現(xiàn)），所以我們要采用立體聲廣播。調(diào)頻立體聲廣播中，聲音在空間上被分成兩路音頻信號，一個左聲道信號L，一個右聲道信號R，頻率都在50HZ15KHZ，左聲道和右聲道相加形成和信號(L+R)，相減形成差信號（L-R）。在調(diào)制之前，差信號（L-R）先對38KHZ的副載波進行抑制載波雙邊帶調(diào)制，然后與和信號(L+R)進行頻分復(fù)用后，作為FM立體聲廣播的基帶信號進行調(diào)制。將導(dǎo)頻取為19KHZ而不是38KHZ的原因是：19KHZ的導(dǎo)頻更容易從接收端的頻分復(fù)用信號中分離出來。原理框圖為：L-R+38KHZ振蕩器19KHZ振蕩器衰減+調(diào)頻調(diào)制器輸出R右聲道左聲道LL+R一+圖1.2.1立體聲廣播

4、信號的形成2.2調(diào)頻立體聲廣播的非相干解調(diào)接受立體聲廣播后先進行鑒頻，得到頻分復(fù)用信號。再對頻分復(fù)用信號進行相應(yīng)的分離，已恢復(fù)出左聲道L右聲道R。原理框圖如下：BPF及其限幅器鑒頻器LPF015KHZBPF23KHZ53KHZ導(dǎo)頻濾波19KHZLPF015KHZ+LR圖1.2.2 立體聲廣播信號的解調(diào)其中，BPF的作用是抑制調(diào)頻信號帶寬以外的噪聲；限幅器的作用是消除信道中的噪聲和其他原因引起的調(diào)頻波的振幅起伏；鑒頻器有半波整流器和低通濾波器構(gòu)成。3設(shè)計方案 3.1發(fā)射機設(shè)計方案我們根據(jù)MATLAB設(shè)計圖紙，進行調(diào)制出圖1.調(diào)頻立體聲發(fā)射機建模與仿真 （1）仿真模型：根據(jù)立體聲廣播信號形成原理，

5、可建立調(diào)頻立體聲發(fā)射機仿真模型如圖3.1.1所示。用Signal Generator和Voltage-Controlled Oscillator模塊產(chǎn)生的500Hz15kHz之間的掃頻信號作為音源，并通過兩個參數(shù)不同的濾波器來模擬不同的傳輸路徑特性。得出的左右兩路信號經(jīng)過相互加減、平衡調(diào)制和導(dǎo)頻疊加之后得出立體聲基帶信號，最后通過Zero-Order Hold和Spectrum Scope模塊將其頻譜顯示出來。調(diào)頻立體聲發(fā)射機仿真模型（2）參數(shù)設(shè)置：圖中各模塊參數(shù)設(shè)置如下：信號發(fā)生器：產(chǎn)生振幅為1、頻率為10Hz的正弦波。壓控振蕩器：輸出振幅為1、靜態(tài)頻率為500Hz和15kHz的中間點、輸入

6、靈敏度為(15kHz-500Hz)/2。帶通濾波器：通帶為1.5kHz15kHz的1階Butterworth帶通濾波器。低通濾波器：截止頻率為5kHz的1階Butterworth低通濾波器。頻譜示波器：緩存長度1024、緩存交疊512、FFT長度512、譜平均點數(shù)2、顯示器位置get(0,'defaultfigureposition')、頻率單位Hertz、頻率范圍0Fs/2、幅度刻度Magnitude-squared、輸入信號采樣時間Inherit sample increment from input、Y軸最小刻度-5、Y軸最大刻度150。圖3.1.2信號發(fā)生器圖3.1.2

7、發(fā)射機壓控震蕩器圖帶通濾波器圖3.1.4低通濾波器圖頻譜示波器（a）圖頻譜示波器（b）圖頻譜示波器（c）圖3.1.8二倍鎖相環(huán)電路（3）仿真結(jié)果：仿真步長設(shè)置為1/1e6，仿真運行結(jié)果如圖所示。 圖1.1.2 仿真運行結(jié)果 3.2調(diào)頻立體聲接收機建模與仿真 （1） 仿真模型：根據(jù)立體聲廣播信號形成原理和立體聲廣播信號解調(diào)原理，可建立調(diào)頻立體聲發(fā)射機、接收機仿真模型如圖3.2.1所示。圖中子系統(tǒng)“發(fā)射機”就是對圖3.1.1中虛線所圍部分的封裝，左右聲道測試信號的產(chǎn)生與發(fā)射機相同，為了進行比較，在此用示波器顯示出原始左右聲道信號。立體聲副信號解調(diào)的載波是通過對導(dǎo)頻的二倍頻鎖相環(huán)電路來提取的（圖3.

8、1.8），模型中設(shè)置了一手動切換開關(guān)來模擬鎖相環(huán)失鎖情況。 圖3.2.1 調(diào)頻立體聲接收機仿真模型（2） 參數(shù)設(shè)置：發(fā)射機模塊內(nèi)部及之前各模塊參數(shù)設(shè)置與調(diào)頻立體聲發(fā)射機相同；接收機部分各濾波器的通帶設(shè)置請參照圖3.2.2；壓控振蕩器：輸出振幅為1、靜態(tài)頻率為38kHz、輸入靈敏度為500；計數(shù)器：最大計數(shù)值和原始值分別設(shè)成1和0，以便對振蕩器輸出的38 kHz波形進行2分頻得到19 kHz波形，與提取的導(dǎo)頻進行相位比較。圖3.2.2接收機壓控振蕩器圖計數(shù)器模塊（3） 仿真結(jié)果：仿真步長設(shè)置為1/1e6。把手動開關(guān)打到下面，系統(tǒng)運行在同步方式下，仿真運行結(jié)果如圖1.1.4（a）和.1.4(b)所

9、示。由圖可知，接收信號與發(fā)送信號波形一樣，即實現(xiàn)正確解碼。當(dāng)把手動開關(guān)打到上面時，系統(tǒng)運行在失步狀態(tài)下，仿真運行結(jié)果如圖1.1.5所示。通過比較發(fā)送信號和接收信號波形，可發(fā)現(xiàn)解碼后的信號與原信號差別很大，即解碼錯誤（4） 開關(guān)向下連接時：圖3.2.4（1）示波器1圖3.2.4（2）示波器2 開關(guān)向上連接時:圖3.2.5（3）示波器23.2.6同步時調(diào)頻立體聲解碼測試結(jié)果（a）示波器1顯示的發(fā)送信號（b）同步時示波器2顯示的輸出信號3.2.7失步時調(diào)頻立體聲解碼測試結(jié)果4 總結(jié)我們學(xué)習(xí)了MATLAB，通過MATLAB我們做了一系列的仿真設(shè)計，通過這些設(shè)計我們學(xué)習(xí)到了一些關(guān)于通信方面的知識，根據(jù)此

10、軟件我們做了一個調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)的通信設(shè)備，利用MATLAB通過畫圖，自己編寫程序，通過軟件進行調(diào)試然后調(diào)試成功出結(jié)果，通過此結(jié)果做出相應(yīng)的論文進行教學(xué)答辯得到一些相應(yīng)的知識，進行了自我提高對我們有很大幫助！在實習(xí)的過程中我學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學(xué)問要一絲不茍，對出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情的過程中要有耐心和毅力，只要堅持做就可以找到思路去解決問題。通過這次課程設(shè)計，提高了我的主動學(xué)習(xí)的能力。因為我們這次實驗的完成，必須自己學(xué)會如何使用這個軟件，其實還要學(xué)習(xí)所做的實驗的理論和原理，在此基礎(chǔ)上還有可能對實驗進行擴展。通過這次課程設(shè)計，學(xué)到的理論知識得到了證實，是我對于這門課的學(xué)習(xí)有的更深的認(rèn)識和更濃厚的學(xué)習(xí)興趣。 5 致謝感謝老師多次以來的幫助跟指導(dǎo)，感謝學(xué)校對我們的信任跟培養(yǎng)為我們提供了優(yōu)質(zhì)的教學(xué)器材，謝謝！6 參考文獻1 邵