基于Matlab的模拟信号传输系统实验(频率调制).docx
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基于Matlab的模拟信号传输系统实验(频率调制).docx
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1)、实验原理及框图
调制:
所谓频率调制,是指载波的振幅不变,用基带信号m(t)去控制载波的瞬时频率的一种调制方法。
其信号可表示为:
其中:
解调:
本次试验的FM解调用的是非相干解调的方法。
非相干解调器由限幅器、鉴频器和低通滤波器等组成,其方框图如图:
2)、实验结果
附:
程序源代码
fs=1e6; %采样率
N=8192;
t=0:
1/fs:
(N-1)/fs;%时域采样点
f=(0:
(N-1))*fs/N-fs/2;%频域采样点
fm=2000; %基带频率
fss=20000; %载波频率
fmk=5;
m=cos(fm*2*pi*t); %基带信号
subplot(4,1,1);
plot(t,m);
title('基带信号','FontWeight','bold');
xlabel('t/s','FontSize',12);
axis([0.001,0.004,-1.5,1.5]);
m_w=fft(m); %基带频谱
subplot(4,1,2);
plot(f,fftshift(abs(m_w)));
title('基带频谱','FontWeight','bold');
xlabel('f/Hz','FontSize',12);
axis([-10000,10000,0,3500]);
w1=0;w2=0;
forn=1:
length(t)
w1=m(n)+w2;
w2=m(n)+w1;
fi(n)=w1/(2*fss);
end
fi=fi*2*pi/max(abs(fi)*2*pi);%积分后信号
subplot(4,1,3);
plot(t,fi);
title('积分后信号','FontWeight','bold');
xlabel('t/s','FontSize',12);
axis([0.001,0.004,-1.5,1.5]);
fi_w=fft(fi);%积分后信号频谱
subplot(4,1,4);
plot(f,fftshift(abs(fi_w)));
title('积分后信号频谱','FontWeight','bold');
xlabel('f/Hz','FontSize',12);
axis([-10000,10000,0,3500]);
fi1=fi*fmk;
s=cos(fss*2*pi*t); %载波信号
figure;
subplot(4,1,1);
plot(t,s);
title('载波信号','FontWeight','bold');
xlabel('t/s','FontSize',12);
axis([0.001,0.004,-2,2]);
s_w=fft(s); %载波频谱
subplot(4,1,2);
plot(f,fftshift(abs(s_w)));
title('载波频谱','FontWeight','bold');
xlabel('f/Hz','FontSize',12);
axis([-30000,30000,0,3500]);
sfm=s.*cos(fi1)-sin(fss*2*pi*t).*sin(fi1); %调制后信号
subplot(4,1,3);
plot(t,sfm);
title('调制后信号','FontWeight','bold');
xlabel('f/Hz','FontSize',12);
axis([0.001,0.005,-2,2]);
sfm_w=fft(sfm); %调制后信号频谱
subplot(4,1,4);
plot(f,fftshift(abs(sfm_w)));
title('调制后信号频谱','FontWeight','bold');
xlabel('f/Hz','FontSize',12);
axis([-40000,40000,0,1500]);
sfm1=awgn(sfm,30);%加入噪声后的调制信号
figure;
subplot(4,1,1);
plot(t,sfm1);
title('加入噪声后的调制信号','FontWeight','bold');
xlabel('t/s','FontSize',12);
axis([0.001,0.005,-2,2]);
sfm1_w=fft(sfm1);%加入噪声后的调制信号频谱
subplot(4,1,2);
plot(f,fftshift(abs(sfm1_w)));
title('加入噪声后的调制信号频谱','FontWeight','bold');
xlabel('f/Hz','FontSize',12);
axis([-40000,40000,0,1500]);
fsamp=1e6; %采样频率为1MHz
fcuts=[1000100003700038000];
mags=[010];
devs=[0.050.010.05];
[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fsamp);
hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');
sfm2=fftfilt(hh,sfm1);
subplot(4,1,3);%滤掉部分噪声后的调制信号
plot(t,sfm2);
title('滤掉部分噪声后的调制信号','FontWeight','bold');
xlabel('t/s','FontSize',12);
axis([0.001,0.004,-2,2]);
sfm2_w=fft(sfm2);
%滤掉部分噪声后的调制信号频谱
subplot(4,1,4);
plot(f,fftshift(abs(sfm2_w)));
title('滤掉部分噪声后的调制信号频谱','FontWeight','bold');
xlabel('f/Hz','FontSize',12);
axis([-40000,40000,0,1500]);
fori=1:
length(t)-1%接收信号通过微分器处理
sd0(i)=(sfm2(i+1)-sfm2(i))/(1/fs);
end
sd=abs(hilbert(sd0));
figure;
subplot(4,1,1);
plot(sd);
title('恢复出的信号','FontWeight','bold');
xlabel('t/s','FontSize',12);
axis([3733,8000,0,200000]);
fsamp=1e6;%采样频率为1MHz
fcuts=[0100070008500];
mags=[010];
devs=[0.050.010.05];
[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fsamp);
hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');
sd2=fftfilt(hh,sd);%滤掉直流分量的调制信号
subplot(4,1,2);
plot(sd2);
title('滤掉直流分量的信号','FontWeight','bold');
xlabel('t/s','FontSize',12);
axis([3733,8000,-8e4,8e4]);
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