基于MATLAB的調頻廣播設計

江帥璋

（寧夏省銀川市寧夏大學 寧夏銀川 750021）

基于MATLAB的調頻廣播設計

江帥璋

（寧夏省銀川市寧夏大學 寧夏銀川 750021）

通信代表著從一個地方向另一個地方發送信息，而另一個地方接收信息，之間產生交流和傳遞的過程，因此，我們可以將通信系統的主要功能總結為：實現信息從信息源到目的地的傳輸過程。通過分析可以看出，通訊系統的組成是比較復雜的，但是進一步的研究表明，通信系統主要是由三大部分所組成，依次為是發送端，信道以及接收端。

調頻廣播 發送 接收 信道 噪聲

一、調制過程

對于通信系統來說，調制是十分的關鍵的。信號要實現在信道中的傳輸，必須要符合特定的條件。具體來看，在操作過程中，需要借助于將基帶信號的頻譜調制到特定范圍，才能夠更好的實現信號的傳輸。當然，從信號的性能來看，經過處理之后，其抗干擾能力在很大程度上得到了提升，能夠更好的應對外界的該繞，從而確保信號的質量，避免信號失真。對于信號來說，如果采取的是不同的調制方式，則最終的信號的帶寬也是不同的，如此可以看出，調制能夠對帶寬的利用率產生很大的影響。從目前來分析，調制主要包括兩種：分別代表著基帶調制和帶通調制。大多數情況下，調制都是值得載波調制。[1]

載波調制的過程并不復雜，主要是通過調制信號來實現對載波參數的控制，從而確保具體的參數能夠根據信號的規律發生變化。而這些調制信號就是來自于信源的消息信號，不管這些信號是模擬的，亦或者是數字的[1]。載波包括正弦以及非正弦兩種。整體上來分析，基帶信號對載波的調制主要目的有以下幾個：

能夠讓信號以電磁波的形式傳送出去。當發射信號時，我們需要天線幫助我們發射信號，天線的長度是跟發射信號的波長掛鉤的。但存在一個問題就是基帶中是較低的頻率，為了提高比較好的輻射效率，我們需要采用很長的天線，這是不及實際的，為了促使信道能夠實現多路復用，進一步提升信道的利用率。[2]

二、未來得到更好的帶寬，并且進一步促使系統的抗干擾能力得到提升。

由此可見，一個通信系統的性能如何有很大層面的取決于這個系統的調制方式。

1.解調過程

可以看出，解調與調制之間實際上是一個相反的過程，從本質方面去理解，無論是解調還是調制，主要功能就是對接收信號進行處理。信號在傳輸過程中，必須要借助于信道來實現，信道能夠實現對信號的放大。通過反變換功能，能夠將接受到的信號解調到原來的頻率范圍。從現今的研究情況來看，信號的解調包括兩種方式：第一種方式主要是相干解調方式。根據這種方式的特點，其也被稱之為同步檢波。第二種是非相干解調方式。實際上，盡管解調和調制是兩個相反的過程，但是從本質方面來分析，調制和解調都是相似的，他們都是為了頻譜的搬移。調制的主要功能是將基帶信號頻譜搬移到載波的位置，而解調則主要是將信號從載波位置搬回到其最初的位置。通過分析還可以看出，目前的情況下，相干解調方式的使用范圍相對來說是更加狹窄的，通常都是在窄帶調頻信號當中得到具體的應用。如果采用的是相干解調方法，則在具體操作過程中，還需要進行同步信號操作，只有這樣才能夠保證該方法的處理效果；而非相干解調是目前FM系統的主要解調方式，其操作更加的簡單，適應范圍也更加廣。

2.FM調制模型的建立

m(t)為基帶調制信號，設調制信號為

設正弦載波為信號傳輸信道的具體功率為2σ。

3.調制過程分析

在整個調制過程中，載波的瞬時頻偏和調制信號m(t)之間存在著正比例關系，具體如下：

式中，Kf為調頻靈敏度

這時相位偏移為

則可得到調頻信號為

4.FM解調模型的建立

通過的分析可以看出，第一種是相干解調方式，這種方式在應用過程中受到了很大的限制，因此，其應用的范圍并不是很廣；第二種是非相干解調方式。這個解調方式具有更好的實用性，其應用過程中，并不需要就信息同步信號的操作，無論是對WBFM信號還是對其他的信號，都能夠得到應用，基于此，本文最終選擇了非相干解調方法來進行解調[2]。

通過分析可以看出，非相干解調器包括限幅器、低通濾波器等。信號是經過調制之后才輸出到限幅器中的，其主要功能為清掉接收信號在幅度上可能會發生的不正常的變化。而帶通濾波器的主要功能是確保調頻信號的順利通過。鑒頻器被分為兩個部分：一個是微分器；而另一個是包絡檢波器。整個操作過程中，最終會借助于低通濾波器來實現對調整信號的處理。

5.FM解調過程分析

設輸入調頻信號為

從微分器的功能來看，其能夠將調頻信號轉變為調幅調頻波，其輸出如下：

從包絡檢波器的功能來分析，其主要的功能是從信號幅度變化發現調制信號。包絡檢波器輸出為

Kd代表的是鑒頻靈敏度；代表的是已調信號單位頻偏對應的調制信號的幅度。在此基礎上，通過進一步的低通濾波器從處理，最終可以得到：

結語

本次設計主要研究了調頻廣播調制解調的基本原理，通過MATLAB對調頻廣播進行仿真，并得到仿真圖像。

在利用MATLAB仿真的方式有兩種方式可以去選擇，一丶用代碼仿真；二丶運用simulink來進行仿真，本次設計全程采用的代碼進行仿真。

本次設計完成的主要工作：

（1）查閱文獻，了解當前調頻廣播技術與現狀，掌握調制與解調的基本方法和思路，并能運用MATLAB對設計進行仿真；

（2）對調制以及解調，調頻廣播進行了比較詳細的闡述；

（3）利用MATLAB軟件對調頻廣播調制和解調技術進行仿真。

[1]李光輝.信號調制方式自動識別的研究[D].西華大學, 2012.

[2]佘明輝, 余輪.一種在通信系統中解調器抗噪聲性能的分析[J].網友世界·云教育, 2012(12):33-35.