调频立体声收音机matlab仿真
基于Matlab的FM仿真实现
3.3 频率调制（FM ）3.3.1 FM 调制和解调的基本原理频率调制是利用载波的频率变化来传递模拟信息，而振幅保持不变。
也就是说，载波信号的频率随着基带调制信号的幅度变化而改变。
调制信号幅度变大（或变小）时，载波信号的频率也变大（或变小），调制信号幅度变小时，载波信号的频率也变小（或变大）。
在FM 中，FM 信号的瞬时频偏与调制信号m(t)成正比。
因此FM 的信号的时域表达式为：(2.1)式中：A 为载波的恒定振幅；[ωc t+φ(t)]为信号的瞬时相位，记为θ（t ）; φ(t)为相对于载波相位ωc t 的瞬时相位偏移；d[ωc t+φ(t)]/dt 是信号的瞬时角频率，记为ω(t)；而d φ(t)/dt 称为相对于载频ωc 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(2.2)式中：K f 为调频灵敏度（rad/(s.V)）。
这时相位偏移为：(2.3)因此，上式可改写为(2.4)图2.1 无噪声调制信号FM 调制的实现调频主要有两种方法：直接调频和间接调频。
1）直接调频法调频就是用调制信号控制载波的频率变化。
直接调频就是用调制信号直接去控制载波振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性的变化。
()]cos[)(⎰+=ττωd m K t A t s f c FM )()(t m K dt t d f =Φ⎰=Φτd t m K t f )(）（)](cos[)(t t A t S c FM Φ+=ω可以由外部电压控制震荡频率的振荡器叫做压控振荡器器。
每个压控振荡器自身就是一个FM 调制器，因为它的振荡频率正比于输入控制电压，即(2.9) 若用调制信号作控制电压信号，就能产生FM 波。
若被控制的振荡器是LC 振荡器，则只需控制振荡回路的某个电抗元件（L 或C ) ，使其参数随调制信号变化。
目前常用的电抗元件是变容二极管。
用变容二极管实现直接调频，由于电路简单，性能良好，已成为目前最广泛采用的调频电路之一。
通过Matlab软件实现对DSP-FPGA线性调频信号仿真
通过Matlab软件实现对DSP/FPGA线性调频信号仿真直接数字频率合成（DDS）是近年来得到迅速发展的一种新的频率合成方法，具有频率切换速度快，很容易提高频率分辨率、对硬件要求低等优点。
可编程全数字化便于单片集成、有利于降低成本。
提高可靠性并便于生产等有点。
DDS技术从相位的概念出发进行频率合成，存储了数字采样波形表，可以产生点频、线性调频、ASK、FSK等各种形式的信号。
线性调频信号可以获得较大的压缩比，有着良好的距离分辨率和径向速度分辨率，作为一种常用的脉冲压缩信号，已经广泛应用于高分辨率雷达领域。
Matlab是美国MathWorks公司自20世纪80年代中期推出的数学软件，优秀的数值计算与卓越的数据可视化能力使其很快在同类软件中脱颖而出。
Matlab已经发展成为多学科、多种工作平台的功能强大的大型软件。
本文用Matlab软件建立DDS系统中线性调频信号的仿真模型，对于理解线性调频信号和在FPGA中来实现线性调频信号有借鉴意义。
DDS线性调频信号发生器框图设计图1 DDS技术的基本原理1 DDS技术的基本原理基本模型如图1所示，主要由时钟频率源fclk、相位累加器、波形存储器(ROM)、数/模转换器(D/A)、以及低通滤波器(LPF)组成。
输出信号波形的频率表达式为：(1)式中，fclk为参考时钟频率，ΔΦ为相位增量，N为相位累加器的位数。
只要N足够大，DDS可以得到很小的频率间隔。
要改变DDS的输出信号的频率，只要改变ΔΦ即可。
当参考时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率的控制字，频率分辨率取决于累加器的位数，相位分辨率取决于ROM的地址位数，幅度量化取决于ROM的数据字长和D/A转换器的位数。
2 线性调频信号的实现框图图2 软件编程实现线性调频信号的原理图脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频信号，接收时采用匹配滤波器（Matched Filter）压缩脉冲。
它的数学表达式如下：式中fe为载波频率，K=B/T是调频斜率，于是，信号的瞬时频率为。
FM信号的MATLAB仿真设计
FM信号的MATLAB仿真设计FM调制是一种常见的调制技术，广泛应用于无线通信、广播等领域。
本文将介绍如何使用MATLAB进行FM信号的仿真设计。
主要包括以下几个方面的内容：FM调制原理、MATLAB信号处理工具箱、FM信号的MATLAB仿真设计。
一、FM调制原理FM调制（Frequency Modulation）是一种连续变化载波频率以控制信号的调制方法。
FM调制的原理是改变载波频率的偏差与调制信号幅度的关系，以实现信号的传输。
FM调制的公式如下所示：\[ s(t) = A_c \cos{(2\pi f_c t + \int_{0}^{t}k_fm(\tau)d\tau)} \]其中，\(s(t)\)表示输出的调制信号，\(A_c\)为载波幅度，\(f_c\)为载波频率，\(m(t)\)为调制信号，\(k_f\)为调制指数，其表示了频率与幅度之间的关系。
二、MATLAB信号处理工具箱MATLAB提供了强大的信号处理工具箱，其中包括了许多用于信号调制与解调的函数和工具。
该工具箱提供了丰富的函数，如modulate、demodulate等，用于实现各种调制和解调方法。
下面将介绍如何使用MATLAB进行FM信号的仿真设计。
1.创建载波信号首先，需要创建一个载波信号。
可以使用MATLAB的sin函数生成一个正弦信号作为载波信号。
假设载波频率为1000Hz，采样频率为8000Hz，持续时间为1秒，代码如下：\[f_c=1000;\]\[ fs = 8000; \]\[ t = 0:1/fs:1; \]\[ carrier = sin(2*pi*f_c*t); \]2.创建调制信号然后，需要创建一个调制信号。
仿真中常用的调制信号包括正弦信号、方波信号、三角波信号等。
这里以正弦信号为例，假设调制信号频率为200Hz，代码如下：\[f_m=200;\]\[ modulation = sin(2*pi*f_m*t); \]3.进行FM调制接下来，使用MATLAB的modulate函数对载波信号进行FM调制。
MATLAB FM仿真报告
实验二FM仿真一实验题目假设基带信号，载波频率为20kHz，FM的频率偏移常数为5kHz/V。
仿真产生FM信号，观察已调信号的波形和频谱。
二基本原理单音频信号经FM调制后的表达式为其中调制指数。
同实验一中相仿，定义必要的仿真参数，在此基础上可得到载波信号和调制信号。
根据可得到频偏，由此可写出最终的FM信号的表达式进行仿真计算。
对FM信号进行傅里叶变换可得频谱特性，变换依旧使用实验一中给出的t2f.m函数。
三仿真方案四仿真源代码cleart1=0.1; %调制信号的时域范围fs=600000; %抽样频率ts=1/fs; %采样率t=-t1:ts:t1;fc=20000; %设定载波频率fc=20kHzs=cos(2*pi*fc*t); %生成载波figureplot(t,s);xlabel('时间');ylabel('幅度');title('载波波形');grid onaxis([-0.0001 0.0001 -2 2]);fm=250; %设定调制信号频率kf=5000;x=sin(2*pi*4*fm*t)+2*cos(2*pi*2*fm*t)+4*sin(2*pi*fm*t+pi/3);%生成调制信号figure;plot(t,x);grid onxlabel('t');ylabel('x');axis([0 0.01 -10 10])title('调制信号波形')figurea=fftshift(fft(x));f=linspace(-fs/2,fs/2,length(t)); plot(f,abs(a));grid onxlabel('ffrequence(Hz)');ylabel('powerspectrum(x)');axis([-1500 1500 0 100]);title('调制信号频谱图');figurephi=2*pi*kf*cumsum(x)*ts;y=cos(2*pi*fc*t+phi);plot(t,y);grid onxlabel('t(s)');ylabel('y');axis([0 0.01 -5 5]);b=fft(y,1024);f=(0:length(b)-1)*fs/length(b)-fs/2; title('已调信号波形');figureplot(f,abs(b));grid onxlabel('frequence(Hz)');ylabel('powerspectrum(x)');axis([-300000 300000 0 200]); title('已调信号频谱图');grid on五实验结果及分析1.调制信号波形极其频谱图根据调制信号表达式可知信号x由三个正弦波相加而成，其中三个正弦波频率符合频率频谱图所示。
matlab课程设计——调幅广播系统的仿真设计 完整版
南京工程学院课程设计任务书课程名称matlab调幅广播系统的仿真设计院(系)专业班级姓名学号指导教师目录1、引言 (3)1.1课程设计应达到的目的 (3)1.2 课程设计题目及要求 (3)2、调频广播系统的模型及仿真环境 (4)2.1 MA TLAB及SIMULINK建模环境简介 (4)2.2 调幅广播系统介绍 (4)2.3 模型参数指标 (4)2.3 仿真参数设计 (5)3、系统的建立与仿真 (6)3.1 仿真参数设置 (6)3.2 系统中仿真模块参数的设置 (6)3.3 SCOPE端的最终波形图 (7)3.4 调幅的包络检波和相干解调性能仿真比较 (8)3.5脚本程序 (9)4、总结与体会 (10)5、主要参考文献 (11)1 引言1.1 设计目的及任务要求1．课程设计应达到的目的（1）掌握使用Matlab语言及其工具箱进行基本信号分析与处理的方法。
（2）用matlab和simulink设计一个通信系统，加深对通信原理基本原理和matlab应用技术的理解；学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证；（3）提高和挖掘学生将所学知识与实际应用相结合的能力，学习现有流行通信系统仿真软件MA TLAB的基本使用方法，学会使用这些软件解决实际系统出现的问题；（4）培养学生的合作精神和独立分析问题和解决问题的能力；通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。
（5）用MATLAB完成调幅广播系统的仿真，提高学生科技论文的写作水平。
1.2 课程设计题目调幅广播系统的仿真设计设计任务：1.采用接收滤波器Analog Filter Design模块，在同一示波器上观察调幅信号在未加入噪声和加入噪声后经过滤波器后的波形。
采用另外两个相同的接收滤波器模块，分别对纯信号和纯噪声滤波，利用统计模块计算输出信号功率和噪声功率，继而计算输出信噪比，用Disply显示结果。
基于matlab的fm系统调制与解调的仿真课程设计
基于matlab的fm系统调制与解调的仿真课程设计课程设计题目：基于MATLAB的FM系统调制与解调的仿真一、设计任务与要求1.设计并实现一个简单的FM（调频）调制和解调系统。
2.使用MATLAB进行仿真，分析系统的性能。
3.对比和分析FM调制和解调前后的信号特性。
二、系统总体方案1.系统组成：本设计包括调制器和解调器两部分。
调制器将低频信号调制到高频载波上，解调器则将已调制的信号还原为原始的低频信号。
2.调制方式：采用线性FM调制方式，即将低频信号直接控制高频载波的频率变化。
3.解调方式：采用相干解调，通过与本地载波信号相乘后进行低通滤波，以恢复原始信号。
三、调制器设计1.实现方式：使用MATLAB中的modulate函数进行FM调制。
2.参数设置：选择合适的载波频率、调制信号频率以及调制指数。
3.仿真分析：观察调制后的频谱变化，并分析其特性。
四、解调器设计1.实现方式：使用MATLAB中的demodulate函数进行FM解调。
2.参数设置：选择与调制器相同的载波频率、低通滤波器参数等。
3.仿真分析：观察解调后的频谱变化，并与原始信号进行对比。
五、系统性能分析1.信噪比（SNR）分析：通过改变输入信号的信噪比，观察解调后的输出性能，绘制信噪比与误码率（BER）的关系曲线。
2.调制指数对性能的影响：通过改变调制指数，观察输出信号的性能变化，并分析其影响。
3.动态范围分析：分析系统在不同输入信号幅度下的输出性能，绘制动态范围曲线。
六、实验数据与结果分析1.实验数据收集：根据设计的系统方案进行仿真实验，记录实验数据。
2.结果分析：根据实验数据，分析系统的性能指标，并与理论值进行对比。
总结实验结果，提出改进意见和建议。
七、结论与展望1.结论：通过仿真实验，验证了基于MATLAB的FM系统调制与解调的可行性。
实验结果表明，设计的系统具有良好的性能，能够实现低频信号的FM调制和解调。
通过对比和分析，得出了一些有益的结论，为进一步研究提供了基础。
matlab-收音机仿真
f值 KHZ
第一行
这里我们 L3 是 180μH，电容选 8.5pf，另一个电容是 270pf，表中所得到的差频，便于分析合适的电容电感值。
476.53
475.61
474.76
473.95
473.19
472.49
471.82
471.20
470.63
第二行
469.59
469.13
468.71
468.32
62.6 53.6 46.4 40.6 35.8 31.8
表一、遍历所需的 C 值
61.6 52.8 45.8 40.1 35.3 31.4
60.6 52.0 45.1 39.5 34.9 31.1
59.7 51.3 44.5 39.0 34.5 30.7
58.7 50.5 43.9 38.5 34.1 30.4
完整源代码： n=[59:1:180]; fs=9*n*1000; L1= 3.25e-004; C=1./[(2*pi*fs).^2*L1]; C %遍历所需的电容值 C1=10.5e-12; C2=C+C1;
代码仿真结果整理及分析：
第二行
202.1
196.4
第三行
227.7 171.1 133.2 106.6 87.3 72.8
220.9 166.6 130.1 104.4 85.6 71.5
214.3 162.3 127.1 102.3 84.0 70.3
208.1 158.2 124.3 100.2 82.5 69.1
第七行 第八行 第九行 第十行 第十一行 第十二行 第十三行
154.2
150.3
第四行
121.5
118.8
基于MATLAB的AM超外差收音机仿真
AM超外差收音机设计仿真一.课程设计目的（1）通过本次课程设计了解超外差AM收音机的结构。
（2）分別以数学分析以及频谱分析说明超外差式AM收音机的原理。
（3）了解超外差式AM收音机的镜像频率干扰问题。
二．课程设计要求（1）超外差AM收音机结构及原理说明（2）图解超外差AM收音机系统（3）超外差AM收音机模拟及分析（4）镜像频率干扰分析三．课程设计原理超外差式收音机是指输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程，由射频放大器，混频器，本地振荡器,中频放大器，解调器组成，如果把收音机收到的广播电台的高频信号，都变换为一个固定的中频载波频率（仅是载波频率发生改变，而其信号包络仍然和原高频信号包络一样），然后再对此固定的中频进行放大，检波，再加上低放级，就成了超外差式收音机。
从天线接收的信号经射频放大器放大，射频意指高频，通常是指载波频率。
两个可变电容分別被使用來调谐射頻放大器和本地振荡的频率，以达到选择想要接收到射频信号的目的。
本地振荡的频率为 fLO = fc + fIF，其中 fc 为想要接收的AM信号的载波频率。
本地振荡器的调谐范围是952~2055 KHZ。
混频器输出频率为其输入信号频率相加与相减的信号。
(混頻器的数学模型相当于乘法器) ，其中差值频率称为中频，一般超外差AM 收音机的 fIF = 455 KHZ 。
从天线接收的信号经放大及混频处理后转换至中频与其他频带，这个频率转换的优点在于，任何载波频率的无线信号，皆可使用单一的调谐中频放大器。
中频放大具有滤波功能，具有较窄的频宽，以确保能隔绝频宽以外不需要的信号，因中频放大器頻宽窄，容易设计高增益的放大电路，提供了超外差收音机大部份的增益，而且关系著收音机的选择性。
设接收讯号为：接收信号通过混频器的输出信号表示为：()[1()]cos(2)c a c r t A k m t f t π=+上述信号有两个信号分量，一個分量的频谱中心点落于頻率 fIF ，另一個分量的频谱中心点则落在频率2 fc+ fIF ，中频放大器的输出是一个调幅信号，其载波频率为fIF ，载波頻率为fIF 的调幅信号通过包络检波器，解调得到所选择到要的电台信号m(t) ，包络检波器的输出被放大，通过扬声器播放。
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湖南师范大学研究生课程论文
论文题目调频收音机仿真
课程名称现代通信技术
姓名彭善华
学号 ************ 专业电路与系统
年级 2010级
学院物理与信息科学学院
日期(年月日) 2011年7月6日
研究生课程论文评价标准
湖南师范大学研究生处制
摘要：调频收音机就是通过采用调频调频载波方式传输无线电信号的收音机，调频立体声收音机属于超外差式调频收音机。
本文利用Matlab软件的Simulink仿真工具箱来模拟仿真调频立体声收音机。
关键词：调频，超外差，调频立体声收音机
一背景
收音机作为现代的娱乐工具，与人们的生活紧密相关。
众所周知，
音频及其他低频信号不能直接进行远距离传遍，而必须借助于高频无线电载波。
现如今电台大部分具备调频立体声广播的条件，调频立体声收音机也普及了。
目前，国际上较为普及的立体声广播都是双声道的，而且使用最多的是采用导频制式，我国也采用这种制式。
国际调频广播的标准频段规定为87～108MHz，我国、美国、欧洲一些国家就采用了这一标准频段。
也有些国家不采用这一频段，如苏联(采用64.5～73MHz)、日本(采用76～90MHz)及西欧的一些国家(采用87.5～104MHz)。
目前调频式或调幅式收音机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点。
使载波频率按照调制信号改变的调制方式叫调频。
已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。
已调波的振幅保持不变。
调频收音机就是通过采用调频载波方式传输无线电信号的收音机。
由于采用的波长较短，因此传输的信号要比采用调幅方式传播信号的收音机要好很多，但是因为是短波，因此传播距离比较短。
二调频立体声收音机原理
立体声收音机原理方框图如图1所示。
图1.超外差式收音机原理图
高放，即高频放大器，功能是选择所要接收（频率）的信号，并对其进行低噪声放大。
由于设置了自动增益控制（AGC ）电路，它还可以保证在接收信号大幅度变化时，输出信号幅度基本上维持在一个允许的范围内。
混频，混频器把高频放大器送来的高频信号，和本振级送来的等幅振荡信号进行差拍，产生中频信号，以利于后面的处理、放大。
中频，中频放大器，用于放大混频器输出的调频中频信号。
它所接收的高频信号与本振信号经过变频器后差出固定的中频信号，这个中频信号的频率规定为.3MHz 0.710 。
鉴频，又称频率检波，指从调频波中解调出立体声基带信号，具有这一功能的电路称为鉴频器。
锁相环鉴频器具有很强的抗干扰能力，在输入信号信噪比很差的情况下仍可以正常工作，所以本文后续仿真采用锁相环鉴频器。
解码，立体声解码器的任务是把接收到得复合信号解码成左、右两路声道信号。
低放，立体声音频放大器由两个完全相同的音频声道组成，用于立体声解码器输出的左、右两路音频信号进行高保真放大，使之达到一定的功率，去推动左、右两个声道的扬声器发声。
AFC,自动频率控制电路,解决变频器输出中频信号偏离10.7MHz ，严重时产生频率失真，影响立体声效果，甚至收不到电台信号的问题。
三 Matlab 仿真分析
利用Matlab 软件下的Simulink 工具对调频立体声收音机进行仿真，仿真模型如图2.
Continuous-Time
VCO Voltage-Controlled
Oscillator
In1
In2
Out1
SteroGen
0.5
Slider Gain
Signal Generator3
Signal Generator
Scope2
Scope1
Product1
Product
Manual Switch
Ground
-1
Gain
Clk Cnt
CntUp Counter
butter
Analog Filter Design4
butter
Analog
Filter Design3
butter
Analog Filter Design2
butter
Analog Filter Design1
butter
Analog Filter Design
接收L(t)
接收R(t)
图2 调频立体声收音机
设置好仿真参数后，运行得到图3的仿真结果。
图3 输出仿真结果
由图可知，输入信号()t
R、接收()t L
R、()t L，分别与输出信号接收()t
的幅度频率几乎想吻合。
参考文献
[1] 邵玉斌.Matlab/simulink通信系统建模与仿真实例分析[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2] 陈建国.调频立体声收音机[M].河南:河南科学技术出版社,1998.
[3] 鲁廉.调频立体声收音机——原理、维修与测试[M].北京:电子工业出版社。