nbfm传输系统[技术学习].doc
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1、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1621 学号: 姓名: 成绩: 2019年 6月23日互联网络一、课题背景调制与解调在整个数字通信系统中起着很重要的作用。调制包含调节或调整的意义。调制的主要目的是使经过编码的信号特性与信道的特性相适应,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,把调制信号的频谱搬移到所需要的位置上,从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号,而且它对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。调制方式往往决定了一个通信系统的性能。调制方式分模拟调制系统和数字调制系统。在模拟调制系统中又可分为线性调制
2、和非线性调制两种,而这里将对非线性调制中的调频调制,即FM中窄带的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、电视伴音信号的传输、卫星通信和蜂窝电话系统等等方面。二、原理介绍(1)FM调制原理FM角度调制信号的一般表达式为: Smt=Acosct+(t) (1-1)式中,A为载波的恒定振幅;ct+(t)为载波的瞬时相位;(t)为相对载波相位ct的瞬时相位偏移;dct+t/dt是信号的瞬时角频率,记为(t);而dt/dt称为相对于载频c的瞬时频偏。所谓频率调制(FM),是指瞬时频率偏移随调制信号m(t)成比例变化,即: d(t)dt=Kfm(t) (1-2)式
3、中:Kf为调频灵敏度。这时相位偏移为 t=Kfm()d (1-3)带入式(1-1),则可得调频信号为 SFMt=Acosct+Kfm()d (1-4)如果FM信号的最大瞬时相位偏移满足以下条件 Kfm()d6(或0.5) (1-5)时,FM信号的频谱宽度比较窄,称为窄带调频(NBFM)。将FM信号一般表示式(1-4)展开得到SFMt=Acosct+Kfmd=AcosctcosKfmd- AsinctsinKfmd (1-6)当满足式子(1-5)的条件时,有 cosKfmd1 (1-7) sinKfmdKfmd (1-8)故式(1-6)可以简化为 SNBFMtAcosct-AKfmdsinct
4、(1-9)利用傅里叶变换对 m(t)M() (1-10) cosct+c+(-c) (1-11) sinctj+c+(-c) (1-12) m(t)dtM()j (设m(t)的均值为0) (1-13) m(t)dtsinct12M(-c)-c-M(+c)+c (1-14)可得NBFM信号的频域表达式 sNBFM=A+c+(-c+AKf2M(-c)-c-M(+c)+c (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 SNBFMtAcosct-AKfmdsinct (2-1)并设相干载波 ct=-sinct (
5、2-2)相乘器的输出为 SPt=-A2sin2ct+A2AKfmd(1-cos2ct) (2-3)再经微分器,即得解调输出 m0t=AKf2m(t) (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。三、设计方案本次设计基带信号为sin10t,载波频率 100Hz;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信号可看成由正交分量与同相分量合成即:由式(1-9)可得SNBFMtAcosct-AKfmdsinct。因此采
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