nbfm传输系统课件.docx

苏州科技大学天平学院 《通信原理》课程设计报告 题目: NBFM 传输系统设计 班级: 通信1 62 1 学号: 姓名: 成绩: 2019 年 6 月 23 日 一、课题背景 调制与解调在整个数字通信系统中起着很重要得作用、调制包含调节或调整 得意义。调制得主要目得就是使经过编码得信号特性与信道得特性相适应,使信 号经过调制后能够顺利通过信道传输、 通过调制,不仅可以进行频谱搬移,把调制信号得频谱搬移到所需要得位置 上,从而将调制信号转换成适合于传播得已调信号,而且它对系统得传输有效性 与传输可靠性有着很大得影响、调制方式往往决定了一个通信系统得性能。 调制方式分模拟调制系统与数字调制系统。在模拟调制系统中又可分为线性 调制与非线性调制两种,而这里将对非线性调制中得调频调制,即FM中窄带得 调制解调做一个深入研究。FM 在当今通信系统中用途非常广泛,可用于高保真 音乐广播、 电视伴音信号得传输、 卫星通信与蜂窝电话系统等等方面。 二、原理介绍 ( 1 )FM调制原理 FM 角度调制信号得一般表达式为: ?? (?) = ????[?? ? + ?(?) (1-1) 式中,?为载波得恒定振幅;[?? ? + ?(?)]为载波得瞬时相位;?(?)为相对载波相位 ?? ?得瞬时相位偏移;d[?? ? + ?(?)]/??就是信号得瞬时角频率,记为ω(?);而 d?(?)/??称为相对于载频?? 得瞬时频偏。 所谓频率调制(FM),就是指瞬时频率偏移随调制信号m(?)成比例变化,即: ?? m(?) ( 1 —2) 式中:?? 为调频灵敏度、 这时相位偏移为 ?(?) = ?? ∫ ?(?)?? (1- 3) 带入式(1— 1 ),则可得调频信号为 ??? (?) = ????[?? ? + ?? ∫ ?(?)??] ( 1－4) 如果 FM 信号得最大瞬时相位偏移满足以下条件 |?? ∫ ?(?) ??| ? (或0。 5) ( 1 — 5) 时,FM 信号得频谱宽度比较窄,称为窄带调频(NBFM)。 将 FM 信号一般表示式(1－4)展开得到 ??? (?) = ???? + ?? ∫ ?(?) ?? = ?????? ???? ∫ ?(?) ?? ? ?????? ???? ∫ ?(?) ?? (1—6) 当满足式子(1－5)得条件时,有 ??? ∫ ?(?) ?? ≈ 1 ( 1 -7) ??? ∫ ?(?) ?? ≈ ?? ∫ ?(?) ?? (1—8) 故式(1- 6)可以简化为 ????? (?) ≈ ?????? ? ? ?∫ ?(?) ??]sin (1－9) 利用傅里叶变换对 m(t) ? ?(?) (1－1 0) cos ?? ? ? ? ?(? + ?? ) + ?(? ? ?? ) (1-11) sin ?? ? ? ?? ?(? + ?? ) + ?(? ? ?? ) (1－1 2) ??∫ ?(?)?? ? ?(?) ?? (1-13) ( 设 m(t) 得 均 值 为 0) (1－14)∫ ?(?)?? sin ?? ? ? ? (1－14) 可得 NBFM 信号得频域表达式 ????? (?) = ??[?(? + ?? ) + ?(? ? ?? ] + ?? [ ??) ? ??)] (1—15) 2)相干解调 由于 NBFM信号可分解成同相分量与正交分量之与,因而可以采用线性调制 中得相干解调法来进行解调、 设窄带调频信号为 ????? (?) ≈ ?????? ? ? [??? ∫ ?(?) ??]sin?? ? (2－1) 并设相干载波 c(?) = ?sin?? ? ( 2－2 ) 相乘器得输出为 ?? (?) = ? ???2?? ? + [??? ∫ ?(?) ??] ? (1 ? ???2?? ?) ( 2－3) 再经微分器,即得解调输出 2? 0 (?) = ??? ?(?) 2 (2—4) 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得相干解调一 样,要求本地载波与调制载波同步,否则将使解调信号失真、 三、设计方案 本次设计基带信号为sin 10?? ,载波频率 10 0Hz;解调方式为相干解调、所 以基带频率为 5Hz。实验使用了间接调频,即先对调制信号积分再调相。最后使 用相干解调法还原信号,即输出解调信号。 NBFM信号可瞧成由正交分量与同相 分量合成即:由式(1－9)可得????? (?) ≈ ?????? ? ? [??? ∫ ?(?)??]sin?? ?。因此 采用图一得方框