1、1实验四 角度调制实验一、实验目的1、掌握调频与调相以及解调的基本原理。2、理解模拟调制在通信系统中的作用。3、进一步掌握傅立叶变换的原理。二、实验原理：1、角度调制（1）角度调制角度调制信号的表达式为： ()cos()mstAt式中，A载波的恒定振幅； 信号的瞬时相位； 瞬时相位偏c()t移； 称为瞬时角频率； 称为瞬时频偏。()/cdtdt()/dt（1）频率调制(FM)：FM 信号表达式 ()cos()FMfstAtKm瞬时频率偏移随调制信号成比例变化，即 ，式中 调频灵敏度，()fdttfK单位是 。这时相位偏移为/radV()ft（2）相位调制(PM) ()cos()PMpstAtK
2、mt瞬时相位偏移随调制信号作线性变化，即 ，式中 调相灵敏度，含()()ptKmtp义是单位调制信号幅度引起 PM 信号的相位偏移量，单位是 。/radV（3）单音调制 FM 与 PM设调制信号为单一频率的正弦波，即 ()coscs2mmtAtft用它对载波进行相位调制时，将上式代入后得到： ()o()PMcpKPM()coscoscsspmpmstAtKttct式中， 调相指数，表示最大的相位偏移。p用它对载波进行频率调制时，将 代入()coscs2mmtAtft得到 FM 信号的表达式：()cosFMfstAtKdcscsncfmfmtit2式中， 调频指数，表示最大的相位偏移； fmf
3、mKAf fmKA最大角频偏； 最大频偏。f（4）非相干解调调频信号的一般表达式为 ()cos()tFMfstAtKmd解调器的输出应为 ofmtK完成这种频率-电压转换关系的器件是频率检波器，下面以振幅鉴频器为例介绍： omtFMstB P F 及限幅微分电路包络检波L P Fdst鉴频器dc输入频率输出电压0图中，微分电路和包络检波器构成了具有近似理想鉴频特性的鉴频器。限幅器的作用是消除信道中噪声等引起的调频波的幅度起伏。微分器的作用是把幅度恒定的调频波 变成幅度和频率都随调制信号 变化的FM()st ()mt调幅调频波 ，即d()st()in()tdcfcftAKmtd包络检波器则将其幅
4、度变化检出并滤去直流，再经低通滤波后即得解调输出，式中 为鉴频器灵敏度，单位为 。带通信号的包络可以o()()dfmtKtd /Vras通过求该信号的低通等效信号的幅度求得。实验中，先求出已调信号的相位 ，通过微分后再除以 ，就可以()tfKmd2fK得到 。对于调相信号，先求出已调信号的相位 ，除以 ，则可以得到()t ()ptp。为了恢复此相位，并将相位卷绕解开，需要使用 matlab 中的 unwrap 函数。m2、角度调制的仿真（1）基本参数的设置kf=100; %调频灵敏度fc=250; %载波频率 3T=0.2; %终止时间dt=0.0001; %采样间隔t=0:dt:T; %时间
5、F=1/dt; %仿真频宽df=1/T; %频率间隔f=-F/2:df:F/2 %频率N=length(f); %采样点数fm=20; %单频调制信号频率Am=1; %单频调制信号幅度mt(1:round(N)=1;mt(1:round(N/4)=1;mt(round(N/4)+1:round(N/2)=-1;mt(round(N/2)+1:round(3*N/4)=1;int_m(1)=0;A=sqrt(2); %载波信号幅度B=1.5*fm; %低通带宽（2）调频mf=kf*Am/(2*pi*fm); %调频指数for i=1:length(t)-1 %信号的积分int_m(i+1)=in
6、t_m(i)+mt(i)*dt;endsfm=A*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_m); %FM（3）解调zs=hilbert(ss);xl=zs.*exp(-j*2*pi*fc*t);phase=angle(xl);v=abs(hilbert(ss);phi=unwrap(phase);dem=(1/(2*pi*kf)*(diff(phi)/dt);3、仿真结果4三、实验步骤1、设载波频率为 150Hz，幅度为 1；2、当调频信号为频率为 20，幅度为 1 的正弦波，当调频灵敏度为 50 时，分析并绘制调频信号的时频域波形，计算带宽，分析并绘制该调频信号的解调波形，并与原波形比较；3、当调相信号为频率为 20，幅度为 1 的正弦波，当调相灵敏度为 50 时，分析并绘制调频信号的时频域波形，计算带宽；分析并绘制该调相信号的解调波形，并与原波形比较；4、当调频灵敏度为 10，其余条件不变，重复步骤 2；5、当调相灵敏度为 10，其余条件不变，重复步骤 3。四、实验结果1、写出完成实验步骤的程序。2、绘制实验步骤中要求的图形5
