基于MATLAB的調(diào)頻廣播設(shè)計

江帥璋

（寧夏省銀川市寧夏大學(xué) 寧夏銀川 750021）

基于MATLAB的調(diào)頻廣播設(shè)計

江帥璋

（寧夏省銀川市寧夏大學(xué) 寧夏銀川 750021）

通信代表著從一個地方向另一個地方發(fā)送信息，而另一個地方接收信息，之間產(chǎn)生交流和傳遞的過程，因此，我們可以將通信系統(tǒng)的主要功能總結(jié)為：實現(xiàn)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(tǒng)的組成是比較復(fù)雜的，但是進(jìn)一步的研究表明，通信系統(tǒng)主要是由三大部分所組成，依次為是發(fā)送端，信道以及接收端。

調(diào)頻廣播 發(fā)送 接收 信道 噪聲

一、調(diào)制過程

對于通信系統(tǒng)來說，調(diào)制是十分的關(guān)鍵的。信號要實現(xiàn)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(diào)制到特定范圍，才能夠更好的實現(xiàn)信號的傳輸。當(dāng)然，從信號的性能來看，經(jīng)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(yīng)對外界的該繞，從而確保信號的質(zhì)量，避免信號失真。對于信號來說，如果采取的是不同的調(diào)制方式，則最終的信號的帶寬也是不同的，如此可以看出，調(diào)制能夠?qū)挼睦寐十a(chǎn)生很大的影響。從目前來分析，調(diào)制主要包括兩種：分別代表著基帶調(diào)制和帶通調(diào)制。大多數(shù)情況下，調(diào)制都是值得載波調(diào)制。[1]

載波調(diào)制的過程并不復(fù)雜，主要是通過調(diào)制信號來實現(xiàn)對載波參數(shù)的控制，從而確保具體的參數(shù)能夠根據(jù)信號的規(guī)律發(fā)生變化。而這些調(diào)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(shù)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(diào)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(dāng)發(fā)射信號時，我們需要天線幫助我們發(fā)射信號，天線的長度是跟發(fā)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?qū)崿F(xiàn)多路復(fù)用，進(jìn)一步提升信道的利用率。[2]

二、未來得到更好的帶寬，并且進(jìn)一步促使系統(tǒng)的抗干擾能力得到提升。

由此可見，一個通信系統(tǒng)的性能如何有很大層面的取決于這個系統(tǒng)的調(diào)制方式。

1.解調(diào)過程

可以看出，解調(diào)與調(diào)制之間實際上是一個相反的過程，從本質(zhì)方面去理解，無論是解調(diào)還是調(diào)制，主要功能就是對接收信號進(jìn)行處理。信號在傳輸過程中，必須要借助于信道來實現(xiàn)，信道能夠?qū)崿F(xiàn)對信號的放大。通過反變換功能，能夠?qū)⒔邮艿降男盘柦庹{(diào)到原來的頻率范圍。從現(xiàn)今的研究情況來看，信號的解調(diào)包括兩種方式：第一種方式主要是相干解調(diào)方式。根據(jù)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(diào)方式。實際上，盡管解調(diào)和調(diào)制是兩個相反的過程，但是從本質(zhì)方面來分析，調(diào)制和解調(diào)都是相似的，他們都是為了頻譜的搬移。調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)頻信號當(dāng)中得到具體的應(yīng)用。如果采用的是相干解調(diào)方法，則在具體操作過程中，還需要進(jìn)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(diào)是目前FM系統(tǒng)的主要解調(diào)方式，其操作更加的簡單，適應(yīng)范圍也更加廣。

2.FM調(diào)制模型的建立

m(t)為基帶調(diào)制信號，設(shè)調(diào)制信號為

設(shè)正弦載波為信號傳輸信道的具體功率為2σ。

3.調(diào)制過程分析

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

式中，Kf為調(diào)頻靈敏度

這時相位偏移為

則可得到調(diào)頻信號為

4.FM解調(diào)模型的建立

通過的分析可以看出，第一種是相干解調(diào)方式，這種方式在應(yīng)用過程中受到了很大的限制，因此，其應(yīng)用的范圍并不是很廣；第二種是非相干解調(diào)方式。這個解調(diào)方式具有更好的實用性，其應(yīng)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(yīng)用，基于此，本文最終選擇了非相干解調(diào)方法來進(jìn)行解調(diào)[2]。

通過分析可以看出，非相干解調(diào)器包括限幅器、低通濾波器等。信號是經(jīng)過調(diào)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(fā)生的不正常的變化。而帶通濾波器的主要功能是確保調(diào)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(luò)檢波器。整個操作過程中，最終會借助于低通濾波器來實現(xiàn)對調(diào)整信號的處理。

5.FM解調(diào)過程分析

設(shè)輸入調(diào)頻信號為

從微分器的功能來看，其能夠?qū)⒄{(diào)頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)幅調(diào)頻波，其輸出如下：

從包絡(luò)檢波器的功能來分析，其主要的功能是從信號幅度變化發(fā)現(xiàn)調(diào)制信號。包絡(luò)檢波器輸出為

Kd代表的是鑒頻靈敏度；代表的是已調(diào)信號單位頻偏對應(yīng)的調(diào)制信號的幅度。在此基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步的低通濾波器從處理，最終可以得到：

結(jié)語

本次設(shè)計主要研究了調(diào)頻廣播調(diào)制解調(diào)的基本原理，通過MATLAB對調(diào)頻廣播進(jìn)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(jìn)行仿真，本次設(shè)計全程采用的代碼進(jìn)行仿真。

本次設(shè)計完成的主要工作：

（1）查閱文獻(xiàn)，了解當(dāng)前調(diào)頻廣播技術(shù)與現(xiàn)狀，掌握調(diào)制與解調(diào)的基本方法和思路，并能運用MATLAB對設(shè)計進(jìn)行仿真；

（2）對調(diào)制以及解調(diào)，調(diào)頻廣播進(jìn)行了比較詳細(xì)的闡述；

（3）利用MATLAB軟件對調(diào)頻廣播調(diào)制和解調(diào)技術(shù)進(jìn)行仿真。

[1]李光輝.信號調(diào)制方式自動識別的研究[D].西華大學(xué), 2012.

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