数字系统设计实习报告(滤波器+FM调制算法的实现).doc

数字系统设计实习报告指导老师：李林、邹修国、徐友 专业：电子信息科学与技术 组员：3238212李丽林 3238215郝文星 3238207王雷鸣 3238214金 煜 基础部分滤波器一、设计目的1.掌握用Matlab设计FIR数字高通滤波器的方法；2.掌握高通滤波器截止频率变换的原理和方法；3.利用设计的FIR数字滤波器，检验、观察滤波效果；二、设计原理用sine wave 、highpass filter和scope模块搭建FIR数字低通率波器。改变高通滤波器的滤波系数，通过波特图观察滤波效果。三、设计结果FIR滤波器的滤波系数以及Matlab仿真的波特图(1)截止频率=1KHz(2)截止频率=2KHz(3)截止频率=3KHz(4)截止频率=4KHz(5)截止频率=5KHz(6)截止频率=6KHz(7)截止频率=7KHz(8)截止频率=8KHz(9)截止频率=9KHz(10)截止频率=10KHz四、心得体会实习过程中我了解到要快而准备的完成设计，必须对低通滤波器有个深刻的了解，另外模块的搭建成功与否在于参数的设计，这要求我们需对各个模块有个大致的了解。专业部分FM调制算法的实现一、 设计目的1. 设计FM调制通信系统，并得出仿真结果。2. 熟悉MATLAB文件中M文件的使用方法，包括函数、原理和方法的应用。3. 增强在通信原理仿真方面的动手能力与自学能力。二、 设计内容和实验要求系统建模、确定仿真算法、建立仿真模型、设计仿真程序、运行仿真程序、输出仿真结果三、 实验原理FM调制原理：频率调制的一般表达式1为： （2-1）FM和PM非常相似，如果预先不知道调制信号的具体形式，则无法判断已调信号是调频信号还是调相信号。 图 2-3 图 2-4 图（2-3）所示的产生调频信号的方法称为直接调频法，图（2-4）所示的产生调频信号的方法称为间接调频法4。由于实际相位调制器的调节范围不可能超出，因而间接调频的方法仅适用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制情形，而直接调频则适用于宽带调制情形。 根据调制后载波瞬时相位偏移的大小，可将频率调制分为宽带调频（WBFM）与窄带调频（NBFM）。宽带与窄带调制的区分并无严格的界限，但通常认为由调频所引起的最大瞬时相位偏移远小于30时，称为窄带调频。否则，称为宽带调频。（2-2） 为方便起见，无妨假设正弦载波的振幅A1，则由式（2-1）调频信号的一般表达式，得= （2-3）通过化解，利用傅立叶变化公式可得NBFM信号的频域表达式：（2-4） 在NBFM中，由于下边频为负，因而合成矢量不与载波同相，而是存在相位偏移，当最大相位偏移满足式（2-2）时，合成矢量的幅度基本不变，这样就形成了FM信号 图2-5 NBFM信号频谱四、 实验结果MATLAB源程序如下：dt=0.001; %设定时间步长t=0:dt:1.5; %产生时间向量am=5; %设定调制信号幅度fm=5; %设定调制信号频率mt=am*cos(2*pi*fm*t); %生成调制信号fc=50; %设定载波频率ct=cos(2*pi*fc*t); %生成载波kf=10; %设定调频指数int_mt(1)=0;for i=1:length(t)-1 int_mt(i+1)=int_mt(i)+mt(i)*dt; %求信号m(t)的积分end %调制，产生已调信号sfm=am*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kf*int_mt); %调制信号ts=0.001; %抽样间隔fs=1/ts; %抽样频率df=0.25; %所需的频率分辨率，用在求傅里叶变换时，它表示FFT的最小频率间隔m=am*cos(2*pi*fm*t); %原调信号fs=1/ts;if nargin=2 n1=0;else n1=fs/df;endn2=length(m);n=2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);M=fft(m,n);m=m,zeros(1,n-n2);df1=fs/n; %以上程序是对调制后的信号u求傅里变换M=M/fs; %缩放，便于在频铺图上整体观察f=0:df1:df1*(length(m)-1)-fs/2; %时间向量对应的频率向量fs=1/ts;if nargin=2 n1=0;else n1=fs/df;endn2=length(sfm);n=2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);U=fft(sfm,n);u=sfm,zeros(1,n-n2);df1=fs/n; %以上是对已调信号u求傅里变换U=U/fs; %缩放subplot(3,1,1);plot(t,mt); %绘制调制信号的时域图xlabel(时间t);title(调制信号的时域图);subplot(3,1,2);plot(t,ct); %绘制载波的时域图xlabel(时间t);title(载波的时域图);subplot(3,1,3);plot(t,sfm); %绘制已调信号的时域图xlabel(时间t);title(已调信号的时域图);subplot(2,1,1)plot(f,abs(fftshift(M) %fftshift:将FFT中的DC分量移到频谱中心xlabel(频率f)title(原调制信号的频谱图)subplot(2,1,2)plot(f,abs(fftshift(U)xlabel(频率f)title(已调信号的频谱图)五、 实验小结与体会通过这一次课程设计，我了解很多关于专业的知识，以前每次学这些知识时，总是不知道这些东西具体拿来有