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毕业设计（论文）

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基于MATLABSIMULINK的FM调制解调

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基于MATLABSIMULINK的FM调制解调

摘要：本文主要研究了基于MATLABSIMULINK的调频（FM）调制解调技术。首先，对FM调制解调的基本原理进行了详细阐述，包括调制过程、解调过程以及相关数学模型。然后，通过MATLABSIMULINK仿真平台搭建了FM调制解调系统，并对系统进行了性能分析和优化。最后，通过实验验证了所提方法的有效性，为FM调制解调技术在通信领域的应用提供了理论依据和实践指导。

随着通信技术的不断发展，无线通信在现代社会中扮演着越来越重要的角色。调频（FM）调制解调技术作为一种成熟的通信调制方式，具有抗干扰能力强、传输质量高等优点，被广泛应用于广播、移动通信等领域。MATLABSIMULINK作为一款功能强大的仿真软件，为通信系统的设计和仿真提供了便利。本文旨在利用MATLABSIMULINK平台，对FM调制解调技术进行深入研究，以期为通信领域的技术创新提供理论支持。

一、1FM调制解调技术概述

1.1FM调制原理

(1)调频（FrequencyModulation，简称FM）调制是一种通过改变载波的频率来传递信息的技术。在FM调制过程中，原始信息信号（又称调制信号）对载波信号的频率进行调制，使得载波的频率随调制信号的变化而变化。这种调制方式具有抗干扰能力强、传输质量高等优点，因此在无线电广播、电视广播和移动通信等领域得到了广泛应用。

(2)FM调制的基本原理可以描述为：首先，将原始信息信号通过一个调制器进行频率调制，将信息信号与一个高频载波信号相乘，得到一个含有调制信息的中间信号。然后，该中间信号通过一个低通滤波器，去除由于调制产生的频率附近的谐波成分，只保留调制信号的主要频率成分。最后，将滤波后的信号进行功率放大，使其具备足够的能量，以适应传输和接收的要求。

(3)FM调制的过程涉及到几个关键参数：调制指数、带宽和相位。调制指数是指调制信号频率变化量与载波频率之比，它决定了调制信号的强度。带宽是指调制信号所占用的频率范围，它与调制指数和载波频率有关。相位则是指调制信号与载波信号之间的相位关系，它影响着调制的相位特性。在FM调制中，通过调整这些参数，可以实现对不同信息信号的调制效果，以满足不同通信系统的需求。

1.2FM解调原理

(1)FM解调是FM调制过程的逆过程，其主要目的是从接收到的调频信号中恢复出原始信息信号。FM解调的基本原理是通过检测载波频率的变化来提取信息信号。解调过程主要包括两个步骤：鉴频和滤波。

(2)鉴频是FM解调的第一步，其目的是将调频信号中的频率变化转换为电压变化。常用的鉴频方法有包络检波法、相位检波法和频率检波法。包络检波法通过检测调频信号的包络来实现解调，这种方法简单易实现，但抗干扰能力较差。相位检波法通过比较调频信号与本地振荡器的相位差来实现解调，这种方法具有较高的抗干扰能力。频率检波法则通过检测调频信号的频率变化来实现解调，具有较好的动态范围。

(3)滤波是FM解调的第二步，其目的是将鉴频器输出的电压信号中的噪声和干扰滤除，提取出纯净的信息信号。滤波器的设计需要考虑滤波器的带宽、通带波动和阻带衰减等参数。在实际应用中，滤波器通常采用有源滤波器或无源滤波器。有源滤波器具有响应速度快、滤波效果好等优点，而无源滤波器则具有结构简单、成本低等优点。通过合理设计滤波器，可以有效地提高FM解调系统的性能。

1.3FM调制解调系统的数学模型

(1)FM调制解调系统的数学模型是描述系统行为和性能的理论基础。在FM调制中，原始信息信号可以表示为\(m(t)=m_0\sin(2\pif_mt+\phi_m)\)，其中\(m_0\)为信号的幅度，\(f_m\)为信号频率，\(\phi_m\)为信号相位。载波信号可以表示为\(c(t)=C\sin(2\pif_ct+\phi_c)\)，其中\(C\)为载波幅度，\(f_c\)为载波频率，\(\phi_c\)为载波相位。

(2)FM调制过程涉及到的数学模型主要包括调制指数\(\beta\)和带宽\(B\)。调制指数定义为\(\beta=\frac{\Deltaf}{f_m}\)，其中\(\Deltaf\)为频率偏移量，\(f_m\)为调制信号频率。带宽\(B\)与调制指数和载波频率有关，通常表示为\(B=2(1+\beta)f_m\)。在调制过程中，信息信号与载波信号相乘，得到调