1、 1 / 43 信号与线性系统课程设计报告 FMFM 调制与解调系统的设计调制与解调系统的设计 摘要：摘要： 调频和调相是广泛采用的两种调角的基本调制方式。其中调频（FM）是载波信号的频率按调 制信号的规律变化；调相（PM）是载波信号的相位按调制信号的规律变化。两种调制方式都 表现为信号的瞬时相位受到调变。调频波的解调称为鉴频；调相波的解调称为鉴相。在掌握 模拟系统 FM 和 PM 调制与解调原理和设计方法的基础上， 可以通过 MATLAB 进行编程仿真实 现对系统的时域、频域特性分析，可以通过 Simulink 动态建模和 Labview 虚拟仪器对系统进 行仿真，检测所设计系统的功能，还可
2、以通过 GUI 设计实现针对该系统的图形用户界面。 关键词：关键词：调制，解调，系统，仿真 一、一、 课题的目的课题的目的 本课程设计课题主要研究 FM 调制与解调模拟系统的理论设计和软件仿真方法。通过完 成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的： 1掌握模拟系统 FM 调制与解调的原理。 2掌握模拟系统 FM 调制与解调的设计方法； 3掌握应用 MATLAB 分析系统时域、频域特性的方法，进一步锻炼应用 Matlab 进行编程 仿真的能力； 4熟悉基于 Simulink 的动态建模和仿真的步骤和过程； 5了解基于 LabVIEW 虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用 LabVIEW 进行仿真的方
3、法。 二、二、 课题任务课题任务 设计设计 FMFM 调制与解调模拟系统，仿真实现相关功能。调制与解调模拟系统，仿真实现相关功能。 包括: 可实现单音调制的 FM 调制及 解调、PM 调制及解调的系统设计及仿真，要求给出系统的设计框图、源程序代码及仿真结果， 并要求给出程序的具体解释说明，记录系统的各个输出点的波形和频谱图。具体内容为： (1）设计 FM 调制与解调、PM 调制与解调的模拟系统，给出系统的原理框图,对系统的主 要参数进行设计说明。 (2）采用 Matlab 语言设计相关程序,实现系统的功能，要求采用两种方式进行仿真，即 直接采用 Matlab 语言编程的静态仿真方式、采用 Si
4、mulink 进行动态建模和仿真的方式。要 求采用两种以上调制信号源进行仿真，并记录系统的各个输出点的波形和频谱图。 (3)采用 LabVIEW 进行仿真设计,实现系统的功能,要求给出系统的前面板和框图， 采用两 种以上调制信号源进行仿真，并记录仿真结果。 (4)要求对系统的时域、频域特性进行分析，并与理论设计结果进行比较分析。 (5)对系统功能进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。 三、三、 设计方案论证设计方案论证 2 / 43 信号与线性系统课程设计报告 调频（FM） ：载波信号的频率按调制信号的规律变化； 调相（PM） ：载波信号的相位按调制信号的规律变化； 两种调制方式均表现为载波信
5、号的瞬时相位收到调变。 在设计调频（FM）和调相（PM）系统时，由于调频（FM）可以看成是相位按调制信号的时间 积分值规律变化的的调相信号，故可以都借助调相系统，只是调频时，需先将调制信号积分 以后再通过调相系统。设计调相系统时，在确定载波幅度和频率、调制信号幅度和频率、调 频或调相比例常数后，将调制信号与比例常数的乘积（调相时）或 调制信号积分以后与比例 常数的乘积（调频时） ，即可完成调相功能。 由于等幅调频波通过延时网络以后， 在限制( 为调制信号的角频率， 为延时量) 的条件下，输出调频波与输入时相比会产生附加相移，该附加相移反映了输入调频波的瞬时 频率变化，即输出为调频-调相波，再将
6、其通过鉴相器即可完成鉴频。此即相位鉴频器的理论 设计模型。 假设调相波和载波之间的相位差为，使调相波产生固定相移后，和载波一起通过相乘 器，再通过低通滤波器后，输出波在限制的条件下，幅度反映了输入调相波的瞬 时相位变化，即完成了鉴相功能。此即乘积型鉴相器的理论设计模型。 故在设计鉴频（FM）和鉴相（PM）系统时，只需在确定系统参数的情况下，按上述原理完成 相位鉴频器和乘积型鉴相器的功能即可完成相应的解调功能。 在 MATLAB 静态编程仿真部分，将上述原理转换成相应的数学关系，即可完成编程； 在 Simulink 动态建模仿真部分，根据上述原理选择合适的模型，并做合适的参数设置，即可 完成系统方框图的设计； 在 Labview 仿真部分，根据上述原理选择合适的函数和控件，并做合适的参数设置，即可完 成前面板和程序框图的设计； 在 GUI 图形用户界面设计部分，在了解设计方法的基础上，根据上述原理给添加的按钮或文 本框添加对应的代码，即可实现图形用户界面。 四、四、 设计内容、步骤和要求设计内容、步骤和要求 4.14.1 必选部分必选部分 3 / 43 信号
