通信原理课程设计.docx
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通信原理课程设计
通信原理课程设计说明书
学院：
班级：
姓名：
学号：
一、MATLAB/Simulink 的简介 ...........................................................2
三、调频调制的理论知识...............................................................4
四、调频信号解调的理论知识...........................................................5
五、设计过程.........................................................................6
六、设计总结........................................................................17
七、参考文献........................................................................18
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一、MATLAB/Simulink 的简介
美国 Mathworks 公司于 1967 年推出了矩阵实验室“MatrixLaboratory”
（缩写为 Matlab）这就是 Matlab 最早的雏形。
开发的最早的目的是帮助学校
的老师和学生更好的授课和学习。
从 Matlab 诞生开始，由于其高度的集成性及
应用的方便性，在高校中受到了极大的欢迎。
由于它使用方便，能非常快的实
现科研人员的设想，极大的节约了科研人员的时间，受到了大多数科研人员的
支持，经过一代代人的努力，目前已发展到了 7.X 版本。
Matlab 是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。
由
于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者
不停的在自己的科研过程中扩充 Matlab 的功能，使其成为了巨大的知识宝库。
可以毫不夸张的说，哪怕是你真正理解了一个工具箱，那么就是理解了一门非
常重要的科学知识。
科研工作者通常可以通过 Matlab 来学习某个领域的科学知
识，这就是 Matlab 真正在全世界推广开来的原因。
目前的 Matlab 版本已经可
以方便的设计漂亮的界面，它可以像 VB 等语言一样设计漂亮的用户接口，同时
因为有最丰富的函数库（工具箱），所以计算的功能实现也很简单，进一步受到
了科研工作者的欢迎。
另外，,Matlab 和其他高级语言也具有良好的接口，可
以方便的实现与其他语言的混合编程，进一步拓宽了 Matlab 的应用潜力。
可以
说，Matlab 已经也很有必要成为大学生的必修课之一，掌握这门工具对学习各
门学科有非常重要的推进作用。
Simulink 是 MATLAB 中的一种可视化仿真工具，也是目前在动态系统的建
模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。
确切的说，Simulink 是一个用来对
动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持线性和非线性系统，连续、
离散时间模型，或者是两者的混合。
系统还可以使多种采样频率的系统，而且
系统可以是多进程的。
Simulink 工作环境进过几年的发展，已经成为学术和工
业界用来建模和仿真的主流工具包。
在 Simulink 环境中，它为用户提供了方框
图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型图就如同用手在纸上画模型一样
自如、方便，故用户只需进行简单的点击和拖动就能完成建模，并可直接进行
系统的仿真，快速的得到仿真结果。
它的主要特点在于：
1、建模方便、快捷；
2、易于进行模型分析；3、优越的仿真性能。
它与传统的仿真软件包微分方程
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和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。
Simulink 模块库（或
函数库）包含有 Sinks（输出方式）、Sources（输入源）、Linear（线性环节）、
Nonlinear（非线性环节）、Connection（连接与接口）和 Extra（其他环节）
等具有不同功能或函数运算的 Simulink 库模块（或库函数），而且每个子模型
库中包含有相应的功能模块，用户还可以根据需要定制和创建自己的模块。
用
Simulink 创建的模型可以具有递阶结构，因此用户可以采用从上到下或从下到
上的结构创建模型。
用户可以从最高级开始观看模型，然后用鼠标双击其中的
子系统模块，来查看其下一级的内容，以此类推，从而可以看到整个模型的细
节，帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。
在定义完一个模型后，
用户可以通过 Simulink 的菜单或 MATLAB 的命令窗口键入命令来对它进行仿真。
菜单方式对于交互工作非常方便，而命令行方式对于运行仿真的批处理非常有
用。
采用 Scope 模块和其他的显示模块，可以在仿真进行的同时就可立即观看
到仿真结果，若改变模块的参数并再次运行即可观察到相应的结果，这适用于
因果关系的问题研究。
仿真的结果还可以存放到 MATLAB 的工作空间里做事后处
理。
模型分析工具包括线性化和整理工具，MATLAB 的所有工具及 Simulink 本
身的应用工具箱都包含这些工具。
由于 MATLAB 和 SIMULINK 的集成在一起的，
因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改模型。
但是
Simulink 不能脱离 MATLAB 而独立工作。
二、课程设计的目的
建模仿真一调频立体声系统（包括收发两端）见樊昌信的《通信原理》
提示：
调频立体声采用的左右声道信号可以是同频单音频信号，但幅度，相位不
同。
不同的幅度代表不同位置的信号到达输入端的衰减不同，不同相位代表不
同位置的信号到达接收端延时不同
三、调频调制的理论知识
由于 AM 本身具有过大的噪声灵敏度等内在不足，所以人们提出了 FM 机制。
因为噪声一般都是由信号中附加的幅度变化产生的，所以需要在调频接收机加
一个限幅器来滤出这些噪声[1]。
调制就是用一个信号（称为调制信号）去控
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制另一个作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。
用来改变载波信号的某一参数（如幅值、频率、相位）的信号称为调制信号。
调制是给测量信号赋予一定特征，这个特征由作为载体的信号提供；常以一个
高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。
经过调制的载波
信号称为已调信号。
调频是通过改变载波的频率使之与基带信号幅度的变化相
同从而实现调制过程。
当经过调频的载波到达接收机时，由原始基带信号产生
的频率变化被表示成幅度的变化。
然后基带信号被放大并送入适当的变换器中。
调频中基带信号的幅度会改变 RF 载波的频率，而不像调幅会改变载波的幅度[4]。
调频载波的实际频率偏移量由基带信号幅度的增加和减少来决定。
频偏是指在
调制过程中载波偏移中心频率的量。
然而，若不经过任何基带信号的调制，载
波的频率将停在发射机预置的中心频率上。
中心频率是有主控振荡器产生的频
率经过倍频而得到的[4]。
因此，当进行基带调制时，载波的频率会忽大忽小：
当基带信号的幅度是正值时，载波的频率变大；而基带信号的幅度是负值时，
载波的频率将小于它的中心频率。
调频电路的种类很多，无论采用哪种调频电
路，都应满足以下要求：
具有线性的调频特性，即已调波的瞬时频率应与调制信号幅度成比例地变
化；
具有较高的调制灵敏度，即单位调制电压的变化所产生的频率偏移要大；
最大频偏与调制信号频率无关，在调制过程中保持不变；
未调制的载波频率应具有一定的频率稳定度；
寄生调幅应尽可能小。
产生调频信号通常有两种方法，一种为直接调频法，又称参数变值法，即
用调制信号直接控制载频振荡电路的振荡频率；另一种为倍频法，又称间接调
频法，即先对调制信号积分，然后用积分后的调制信号对载波进行调相，最终
得到调频。
四、调频信号解调的理论知识
解调就是在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从
已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号的过程。
其目的是得到一个幅
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度随输入信号频率成比例变化的输出信号。
相干解调适用于线性调制，因此对
调频信号只限于窄带调频的情况。
相干解调的关键是必须在接收端产生与调制
载波同频同相的本地载波，否则会对解调的结果产生不同程度的影响。
解调器
的框图如图所示。
其中带通滤波器用来限制信道所引入的噪声，但能使调频信
号顺利通过。
五、设计过程
1、设计调制模块，其过程框图如下：
各模块设置参数框图：
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得到的波形如下：
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DSB 信号：
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2、解调信号模块：
LPF
0~15khz
BPF
23khz~53khz
导频滤波
19khz×2
LPF
立体声解调
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低通滤波器参数设置模块：
通过低通滤波器得到的为和信号的波形为：
带通滤波器参数设置模块：
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通过带通通滤波器得到的 DSB 信号的波形为：
保留导频的 LPF 参数设置为：
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通过 LPF 得到的导频信号为：
解调得到的信号为
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六、设计总结
本设计主要完成了如下工作：
（1）分析了调制解调的基本原理及其在现
代通信领域中的重要性，通过对多种调制解调方案进行分析和比较，调制过程
选择了直接调频法，解调过程选择了高频电路；具体实现语音信号调制解调的
过程时，我采取对多种基本电路进行分析、计算和比较，找出优缺点，选择最
佳方案。
（2）从解决语音信号调制解调的基本问题入手，讨论了调制解调原
理在无线电通信、广播、电视、雷达、导航和遥控遥测系统中的广泛应用。
（3）通过对语音信号调制解调系统的深入研究，使我掌握了调制解调的基本原
理以及利用基本电路实现该系统的方法。
对调制解调原理在无线电通信、广播、
电视、雷达、导航和遥控遥测系统中广泛的发展和应用具有一定的指导意义。
（4） 通过本次 设计，使我学会了怎样查阅资料和利用工具书；由于学有所限，
因此，当在设计过程中需要用一些不曾学过的东西时，就要去有针对性地查找
资料，然后加以吸收利用，以提高自己的应用能力，而且还能增长自己见识，
补充最新的专业知识。
让我对以前学过的理论知识起到了回顾、消化和巩固作
用。
丛中培养了我严肃认真、实事求是的科学态度，吃苦耐劳的精神以及相对
应的工程意识，体现了同学之间的友谊互助精神。
本课题的研究虽然取得了一
定的收获，但在很多方面还有待于进一步的改进和完善
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七、参考文献
[1] 韩广兴.电子元器件与实用电路基础.北京：
电子工业出版社，2002.331～332
[2] 南里平.通信原理简明教程.北京:
清华大学出版社,2000.1～5,102～105
[3] 唐素荣.无线电爱好者读本.北京：
人民邮电出版社，2000.371～403
[4]CotterW.sayre.无线通信设备与系统设计大全.北京：
人民邮电出版社，
2004.40～69
[5]罗伟雄，韩力，原东昌，丁志达.通信原理与电路，北京：
北京理工大学出
版社，1999.71～143
[6] Roy Blake，张晋峰.现代通信系统（第二版），电子工业出版社，2001
[7] 董荔真，模拟与数字通信电路，北京：
北京理工大学出版社，1990
[8] 曹志刚，现代通信原理，北京：
国防工业出版社，1992
[9] 郭世满，数字通信-原理、技术及应用北京：
人民邮电出版社 ，1994
[10]张风言，电子电路基础（第二版），北京：
高等教育出版社，1995
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