2022年通信原理课程设计报告FM调制解调系统的仿真模型设计 .pdf

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1、1课程设计报告课题名称 FM调制解调系统的仿真模型设计学院电子信息学院专业通信工程班级 BX0906 学号姓名指导教师胡之惠定稿日期： 2011 年 12 月 23 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 2目 录课程设计目的 . 3 课程设计时间 . 3 课程设计环境 . 3 课程设计内容 . 34.1 Systemview软件简介 . . 3 4.2 调制解调系统的基本原理. 3 4.3 仿真设计模型. 5 4.4

2、 结果波形图 . 5 4.5 模块说明及参数设置. 7 总结及心得体会 . . 8 参考文献 . . 8名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 31、 课程设计目的1. 学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证2. 学习现有流行通信系统仿真软件的基本使用方法，学会使用这些软件解决实际系统出现的问题。3. 通过系统仿真加深对通信课程理论的理解

3、。 2、 课程设计时间1 周 3、 课程设计环境systemview5.0 4、 课程设计内容4.1 Systemview 软件简介Elanix公司的 SystemView 是一个完整的动态系统设计、仿真和分析的可视化环境，主要用于电路和通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计到复杂的通信系统等不同层的设计、仿真要求。在 SystemView环境下，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种速率的系统，可用于线性或非线性控制系统的设计和仿真。SystemView包括基本库和专业库。 SystemView可以实时仿真各种DSP结构，并进行各种系

4、统时域和频域分析、谱分析，对各种逻辑电路、射频/ 模拟电路 ( 混合器、放大器、 RLC电路和运放电路 ) 等进行理论分析和失真分析。SystemView的各种专业库特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证。随着通信技术的不断发展，通信系统越来越复杂，设计和仿真难度也随之加大，利用SystemView可以十分方便地完成相应的通信系统设计和仿真。4.2 调制解调系统的基本原理图 4.2.1 窄带调频原理框图(1) FM 角度调制原理角度调制是用调制信号去控制载波信号角度（频率或相位）变化的一种信号变换方式，信号经过角度调制后，频率结构将发生变化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -

5、- - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 4角度调制的一般原理 :cosmcstAtt其中:ctt为已调信号的瞬时相位（rad）t为已调信号的瞬时相位偏移（rad）cdtdt为已调信号的瞬时角频率（rad/s ）dtdt为已调信号的瞬时角频率偏移（rad/s ）频率调制（ FM ）即已调信号的瞬时角频率偏移随原始基带信号线性变化，亦即：fdtk m tdt，其中fk为调频灵敏度/rads V或有costFMcfstAtkmtdt其中， A 是载波的振幅，ttwc是角度

6、调制信号的瞬时相位，而t是瞬时相位偏移 ;为信号的瞬时频率，而称为瞬时频率偏移，即相对于的瞬时频率偏移。(2) FM 角度解调原理非相干解调由于调频信号的瞬时频率正比于调制信号的幅度，因而调频信号的解调必须能产生正比于输入频率的输出电压，也就是当输入调频信号为: 时，解调器的输出应当为。相干解调由于窄带调频信号可分解成正交分量与同相分量之和，因而可以采用线性调制中的相干解调法来进行解调。设窄带调频信号为，相干载波为，则乘法器输出为，经低通滤波器滤除高频分量，得名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -

7、- - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 5再经微分，得输出信号。可见，相干解调可以恢复原调制信号，这种解调方法与线性调制中的相干解调一样，要求本地载波与调制载波同步，否则将使解调信号失真。显然，上述相干解调法只适用于窄带调频。 4.3仿真设计模型图 4.3.1 FM 调制解调设计模型根据 FM调制解调原理，如图4.3.1 所示，模块 1、2、3、20、28 通过积分再与载波相乘构成调制模块，模块6 之后就是 FM系统解调模型。 4.4结果波形图图 4.4.1 调制信号FM调制信号的输入信号是正弦波，如图4.4.1 。图 4.4.2 调制波频谱波形调制波形

8、进行傅里叶变换即为频谱波形，如图4.4.2 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 6图 4.4.3 FM 载波时域波形对于 FM （调频）载波频率，载波幅度是一定值，载波频率变化。载波频率与调制信号的频率无关，与调制信号的幅度相关。如图4.3.3 。图 4.4.4 已调波频谱波形已调波的频谱波形的形成取决于已调波波形，对比已调波，形成的频谱波形如图4.4.4 。图 4.4.5 已调波波形按照原理， FM角度调制出来的

9、波形特征为：频率周期性地稀疏变化，所以波形调制成功。图 4.4.6 解调输出波形名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 7频率调制（ FM ） ，是指瞬时频率偏移随调制信号m （t ）成比例变化，则可得到调频信号为( )cos( )FMcfstAtKmd如图 4.4.6 。通过对仿真图形分析可以得出，这次仿真中，输入与输出有轻微失真，其原因可以概括为两点：（1）所选波形文件频率与参数设置匹配没有理论上理想，导致解调轮廓出

10、现少量失真；（2）该波形文件受高斯白噪声的影响太大，以致解调输出波形出现轻微失真。4.5 模块说明及参数设置：模块 11：Operator Library 说明：该模块是一个巴特沃思低通滤波器，截止频率为 5000Hz ，将输入的波形滤掉高频部分后输出。Linear Sys Butterworth Lowpass IIR 3 Ploes Low Cuttoff=10Hz Quant bits=none Init cndtn=Transient Dsp mode disabled Token 5 模块 3：Multiplier 说明：该模块是一个乘法器，将输入的信号相乘后输出。Non Param

11、etirc 输入信号为模块 1,2,28 的输出输出到模块 7 Token 9 模块 17：Function Library 说明：该模块是一个FM调制器，将输入的信号进行频率调制，从而获得10 倍的增益输出。Freq mod Amp=1v 振幅为 1v Freq=5000Hz 频率为 5000Hz Phase=0 deg Mod Gain=10 Hz/v 调制增益为 10Hz/V Output 0=quadrature(sin) t6 Output 1=In-Phase(Cos) Token 1 模块 8：Operator Library 说明： 该模块是一个延迟模块， 根据积分鉴频器的原理

12、， 给输入信号一个250ms的延迟，然后输出Delay Interpolating Delay= 2.5e-3 sec Output 0= delay t9 输出 0 Output 1= delay-dt 输出 1 Token 8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 85. 总结及心得体会本周的实训是关于通信原理调制解调系统的仿真模型设计。在学习通信原理课程理论之后，开设这类的课程设计，目的是让我们更深刻的理解通信原

13、理这门课，并且把所学的理论与实践相联系，同时，这对于课程原理的掌握起到了深化的作用。短短一周，从认识 SystemView软件到动手操作，时间还是比较紧迫的。但是紧凑中，我也学到了很多知识，首先通过查阅有关书籍，熟悉了通信仿真软件SystemView的使用方法，学会了基本的通信系统建模方法。拿到任务，一开始还真是没概念，幸好老师发给我们的资料中有相关的例题， 可以照着例题的思路进行推究学习，从中获取一些经验。 后来，我是按照例题的原理图改制的，可是，仿真时发现已调波波形图没有达到理论中的样子，在和同题同学讨论下，多次改了参数却还是不得成功，最后询求了老师的帮助，看来还是我的理论知识不够扎实，搞

14、不清如何灵活地进行参数设置。通过本次实训，我深刻体会到了通信原理设计是一门实践性很强的东西，不仅要学好书本知识，还必须随时把所学知识投入实际应用之中，只有这样，才能达到学习的目的。这次实践中， 我感觉到自己掌握的还是太匮乏了，当用到某个知识点时， 经常是概念不清。所以，我还是觉得必须很熟练的掌握专业知识，这样才能很顺畅的设计应用、提高效率，考虑问题也会更全面。总的来说，这次课程设计的实践还是给了我不少的收获，提高了我独立实验和思考及解决问题的能力，也提高了运用书本所学知识解决实践问题的水平。对于我们任何同学来说，在以后的课余时间应加强实践锻炼，将理论付诸于实践，时刻不忘培养我们的实干能力。6.

15、 参考文献1樊昌信通信原理教程电子工业出版社 2005 2韦岗通信系统建模与仿真电子工业出版社 2007 3达新宇通信原理实验与课程设计北京邮电大学出版社 2005 4李东生 systemview 系统设计及仿真入门与应用电子工业出版社 2002 5. 罗卫兵 systemview 动态系统分析及通信系统仿真设计西安电子科技大学出版社，2001名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 9评语及成绩评定记录指导教师评语：综合评定分数：分指导教师签名年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -