通信课设实基于systemview的窄带调频与调幅分析比较解析

1、摘要 11 SYSTEMVIE软件介绍12 AM调制与解调22.1 AM的调制22.2 AM的解调23 NBFM勺调制与解调 33.1 NBFM的调制33.2 NBFM的解调 44 仿真电路及仿真波形 55 AM与 NBFM 调制性能比较 55.1 频带宽度的比较 55.2 抗噪声性能的比较 65.3 传送信息效率的比较 8参考文献 10SYNOPSIS :11基于systemview的窄带调频与调幅分析比较计算机与信息工程学院 200*级*指导老师*教授摘要本文主要应用systemview软件对相同信号分别经过窄带调频和AM调制进行系统的仿真分析，比较出这两种调制直各自的优劣。关键词 sys

2、temview 仿真软件；窄带调频； AM调制调频（FM和调幅（AM）是无线电通信领域的两种基本的调制方式，而弱信号情形下的窄带调频（NBFM是调频的一种特殊情况，其与普通调幅（AM）又具有 极大地相似性。本文就窄带调频（NBFM与调幅，对它们调制解调原理及抗噪声 性能方面通过systemview软件进行仿真比较分析。I.SystemView软件介绍SystemView是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设 计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器 设计，到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。SystemView借助大家熟悉的Windows窗

3、口环境，以模块化和交互式的接口，为用户提供了一个嵌入 式的分析引擎。使用SystemView时，用户只需关心项目的设计思想和过程，用 鼠标点击图标即可完成复杂系统的建模、设计和测试，而不需要花费太多时间和 精力通过编程来建立系统仿真模型。下面简单介绍SystemViem仿真系统的特点。（1）能方针大量的应用系统（2）快速方便的动态系统设计与仿真（3）在报告中方便地加入SystemView的结论（4）提供基于组织结构图方式的设计（5）多速率系统和并行系统（6）完备的滤波器和线性系统设计（7）先进的信号分析和数据块处理(8) 可扩展性(9) 完善自我诊断功能总之，SystemView的设计者希望它

4、成为一种强有力的基于个人计算机的动 态通信仿真工具，以达到在不具备先进仪器的条件下同样也能完成复杂的通信系 统设计与仿真的目的。2. AM调制及解调2.1 AM调制现以单一正弦信号m(t)=cos Qt为调制波对其调制分析。AM信号的表达式 可以写作：S仁A+m(t)cos 31将m(t)带入上式可得：S仁A+cosQ tcos 3 t =Acos31 + cos Q tcos 31=Acos 31 +1/2cos(3 +Q)+ cos( 3 - Q)由式可以得出AM调试的方法，如下图(1)所示：载：jglOOhzSystem View by ELANIX图(1) AM的调制2.2 AM信号解

5、调原理AM信号的解调有两种方法，一种是包络检波，另一种是相干解调。本文采用相干解调。信号经过一个通带为100hz,110hz的带通滤波器，后有S2=1/2cos( 3 +Q )对乘以载波cos 31可以得到如下式子：S3=1/2cos( 3 +Q) cos 3 Q=1/4cos Q t + cos(2 3 +Q )再经过一个低通滤波器可得出调制信号。 由上述可得解调原理图如图（2）所示:图（2）AM的解调3窄带信号的调制解调 3.1窄带信号的调制原理调频信号的一般表达式为:Sfm(" = Acosrz + KFM|/(r)dr当瞬时相位偏移满足下式条件时KFMj/<r)dr &

6、#171; 寸调频信号表达式可近似为：SNHFM(0 = A cos a)tt AKfm /(r)drsin称之为窄带信号，由上式得其调制仿真图如图（3）所示:图(3) NBFM调制3.1窄带信号的解调制原理由上面的推导可知，窄带调频可以由乘法器实现，因此必然可用相干解调的 方法来回复原调制信号，如图2所示，NBFM信号在接收端首先经过带通滤波器 (BP)滤除频带外信道加性噪声，然后经过乘法器与载波(-sin co ct)相乘，用低通滤波器滤除乘出来的高频分量，最后经微分器去掉f(t)外面的积分，在输出端恢复原调制信号f(t)。如图(4)所示：4仿真电路及仿真波形以下试验中采用频率10hz的正

7、弦信号做载波，频率100hz的余弦信号做载波，一般软件时钟采样率至少十倍载频，本次试验软件时钟设为2000hz,采样数为1024。各系数如图(5)示：10图（5）为了便于后面AM调制与NBFMS制各方面的比较，所以为它们提供相同的输 入信号功率设计仿真电路如下图（6）示：图（6）systemview仿真电路仿真过程后可得到各点的波形如下图（7）中所示:U回臨O回旦1$ iint3S母皿SAXIIIirp姐 <7:SfK3i11刖山皿图（7） systemview仿真波形lut inIBTim115Tme in SecctrfeSywrVE删囱减齢1!®lv.l：Skkld$ v

8、.z a'nlc rs叩卩伸Q £25 AM调制与NBFMS制的比较 5.1调制带宽的比较经过 systemview分别给这两套系统10hz的调试信号与100hz的载频信号, 仿真后得到如图（8）的频谱。绿色线为AM调制后的频谱，黄色线的为 NBFMM图（8）AM与 NBFM调制后的频谱制后的频谱。经比较可知它们传送相同信号时占用频带宽度几乎相同。5.2抗噪声性能的比较当它们输入相同功率的信号，分别加入同一不同功率的高斯噪声， 结果如下:決 w4c Sink 2$卑第斓&出囱 w2i Snik 15nirpirs4430e-3Tine m ccixadx北？N：Si礙

9、岀WOe-5BOCIe-3图（12） AM调制后的能量谱图（13） NBFMM制后的能量谱13图（9）噪声Vs=0v时AM与 NBFMB调波形& w4: Sink 29| dcoonsooe-3丁Lnp ta Sticonds勺m2400-3D2tJ0e-3«n*-3ST驰lina id Sacanjs1T.2二& w2: Sink 15图（11）噪声Vs=2v时AM与NBFM解调波形由图（9）图（10）图（11）可知，在输入相同信号时，当加入噪声为Vs=Ov, 经过相干解调AM与 NBFM%噪声性能相同；当加入噪声为 Vs=1v时，AM解调后 波形失真，而NBFM解

10、调效果仍然较好；当加入噪声为 Vs=2v时，AM解调后波形 失真严重，而NBFMS调波形有较小失真；所以窄带调制在抗噪声性能上优于调 幅。5.3传送信息效率的比较应用systemview的计算模块，可分别得出AM与 NBFMM制后的能量谱柱状如图（12）（ 13）所示：Overlay 旷1!辿口0 屮叫 w9: Himt opr am of w5 (51 bi*1050510图（14） AM与 NBFM调制解调后的能量谱由图（14）可以看出窄带信号的能量分布在较广的频域内，而调幅信号能量主要分布在以直流分量为中心的很窄的频带内。然而直流分量是无法传送信号 的，所以窄带调制比普通调幅效率高得多。

11、小结Systemview是一款强大的仿真软件，其借助现代的计算机方便地完成各种 通信及相关领域的模拟仿真任务，大大简化实验成本，节约时间，为各种研究提 供可靠的依据。本此实验所涉及内容使我对此软件的各项功能作了应用，也对以前学习的AM与NBFM调制与解调有了深入的理解，也从直观上强化了NBFM在抗噪声及调制效率的优势。18本次试验的选题经过 表示深深感谢。致谢老师认定，并有关实验内容和方法给予提示，在此参考文献1. 樊昌信，曹丽娜，通信原理，国防工业出版社，第6版；2. 刘祖刚 窄带调频与普通条幅信号差异讨论，高等函授学报，2003年6月第16卷第3期。内家古师范大学计算机与信息工程学院通信工

12、程课程设计报告设计题目基于systemview的窄带调频与调幅较指导教师*职称教授姓名学号*日期*Based on the Systemview narrowband frequency andamplitude modulation analysis and comparisonSchool of computer and in formatio n engineering level *The guida nee of Professor *Abstract : this paper applied Systemview software to the same signal respectively through the n arrow band freque ncy modulati on and AM modulat