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1、毕业设计（论文）题 目： FM调制与解调电路设计学生姓名：学 号：所在学院： 电子与信息学院专业班级： 通信 1303班届 别： 2017届指导教师：皖西学院本科毕业设计（论文）创作诚信承诺书1.本人郑重承诺：所提交的毕业设计（论文），题目FM调制与解调电路设计是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容； 2.毕业设计（论文）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已标注说明来源； 3. 毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况； 4.本人已被告知并清楚：学校对毕业设计
2、（论文）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业设计（论文）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果； 5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学校按有关规定给予的处理，并承担相应责任。 学生（签名）： 日期： 年 月 日目 录前言 .21、概念 .21.1 简述 FM.21.2 调制与解调 .32、FM 调制系统的分析与设计 .42.1FM 调制系统的分析 .42.2 调频电路分析 .53、FM 解调系统的分析与设计 .93.1F
3、M 解调方法的分析 .93.2 解调电路设计 .103.3 锁相环电路的设计 .134、调频系统的性能分析 .155、总结 .17参考文献： .18皖西学院 2017 届本科毕业设计（论文）1FM调制与解调电路设计学生：杨辉（指导老师：吴仲华）（皖西学院电子与信息工程学院）摘要：众所周知，FM 应用于人们最熟悉的无线广播中。FM 还用于模拟电视标准中语音信号的传输等常见的应用。虽然 FM 自身的非线性特质，在许多情形下，只能进行近似分析。但由于它的抗噪性能和恒包络优点以及应用的广泛性，FM 的调制与解调还是值得研究一番的。本文采用直接调频和间接调频法对 FM 进行调制，通过鉴频器、锁相环对 F
4、M 进行解调。并通过 SPLAN 软件绘制调制解调电路并对其分析，采用 MATLAB/SIMULINK 的通信系统仿真对系统性能的分析。关键词：FM 调制； FM 解调；直接调频；间接调频；鉴频器；锁相环Design of FM Modulation and Demodulation CircuitStudent: Yang Hui (Faculty Adviser:Wu Zhonghua)(College of Electronic and Information Engineering, West Anhui University)Abstract: As we all know, FM
5、is used in peoples most familiar wireless broadcasting. FM is also used in analog television standards for the transmission of voice signals and other common applications. Although FM has its own nonlinear characteristics, it can only be approximated in many cases. But because of its anti noise perf
6、ormance and constant envelope advantages as well as the wide range of applications, the modulation and demodulation of FM is still worth studying. In this paper, FM is modulated by direct frequency modulation and indirect frequency modulation method, and the FM is demodulated by frequency discrimina
7、tor and phase-locked loop. And through the Splan software to draw modulation and demodulation circuit and its analysis, the use of MATLAB/Simulink communication system simulation, system performance analysis.Keywords: FM modulation;FM demodulation;direct frequency modulation;indirect frequency modul
8、ation;frequency discriminator;phase locked loopFM 调制与解调电路设计2前言随着人们生活品质的提高，FM 技术被广泛运用于高保真音乐广播、立体声广播、多声道电视音响、电子音乐合成技术中。这就需要我们对 FM 系统的调制与解调熟悉与掌握。本文主要介绍通过直接调频法和间接调频法对 FM 进行调制，直接调频法即用调制信号直接控制决定振荡器振荡频率的某个元件参数，使振荡器瞬时频率跟随调制信号大小呈线性变化，即可实现频率调制。间接调频法就是利用频率与相位间有微积分的关系，首先要将调制信号进行积分，然后对载波进行调相。其中直接调频法采用变容二极管直接调频电路
9、和电抗管调频电路，间接调频法是采纳变容管调相电路电路。解调主要采用鉴频器（非相干解调）或鉴相器（非相干解调）以及锁相环电路（相干解调），其中锁相环电路是由环路滤波器、鉴相器、压控振荡器组成。1、概念1.1简述 FMFM(frequency modulation)就是调频。从习惯上通常我们用 FM 来指普通的调频广播（中国的频段选用 88-108MHZ），实际上 FM 也是一种调制形式，即便在短波范围内的 27-30MHZ 之内，作为业余的广播电台、太空人造卫星通讯应用的频段，也有采纳调频（FM）的方式。正弦载波有幅度、频率、相位三个参量。我们可以把调制信号的信息荷载于载波的幅度变化之中，还可以
10、将调制信号的信息荷载于载波的频率或相位变化之中。在调制的时候，如果载波的频率跟随着调制信号变化而变化，称为频率调制或调频（FM）。在这样的调制过程中，载波的幅度都表现为恒定不变，而频率和相位的变化都体现为载波瞬时相位的变化。因此我们把调频与调相都称之为角度调制 1。角度调制信号的一般表达式为（1）)(cos)(mtAtS所谓频率调制（FM），是指瞬时频率偏移随调制信号 m(t)成比例变即 （2）)()(tKdtf这时的相位偏移为皖西学院 2017 届本科毕业设计（论文）3（3） dmKtf)()(将（3）带入式（1），可得调频信号为（4）)(costASfFM提到 FM 就必须要考虑到 PM，
11、那么他们之间有什么关系呢？所谓相位调制（PM ），指的是瞬时相位偏移跟随着调制信号 m(t)作线性变化，即(5)()(tmKtp将（5）带入式（1）中，即可得调相信号为(6)(cos)(ttAtSpPM因为相位和频率之间存在微分与积分的关系，所以 PM 与 FM 之间是可以相互转换的。图 1 直接调频流程图图 2 间接调频流程图调频又分为窄带调频和宽带调频，当 FM 信号的最大瞬时相位偏移满足（或 0.5） (7)6|)(|dmKfFM 信号的频谱带宽较窄，我们称为窄带调频（NBFM），否则我们称为宽带调频（WBFM ） 2。1.2调制与解调大量信源产生的都是模拟信号。模拟信号可以直接进行调制
12、和传输，也可以将其数字化，再利用数字调制技术进行传输。我们提到的调制，就是把信号方式转换成适合在信息通道内传输的一种过程。广义上的调制我们分为两种，FM 调制与解调电路设计4基带调制和带通调制（也称之为载波调制）。本文调制指的是载波调制。载波调制即利用调制信号去掌控载波的参数，让载波的某个或某几个参数依照调制信号的法则而变化。调制信号就是来自信源的基带信号，这些信号既可以是模拟信号，也可以是数字信号。载波就是没有经过调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，又可以不是正弦波（就比如周期性脉冲序列）。载波经过调制后，我们称之为已调信号，它包含调制信号的全部特点。解调就是调制的逆过程，它的作用就是将已
13、调制信号中的调制信号从中恢复出来。调制的作用和目的：第一，在无线传输中，为了取得比较高的辐射频率，天线的尺寸长度必须与发射信号的波长相比较。这是因为基带信号通常包括低频分量，如果直接发射，就会因为天线过长而难以实现。第二，可以把多个基带信号分别搬移到不同的载频上，用于实现信道的多路复用，以提高信道的利用率。第三，可以扩大信号的带宽，用于提升系统的抗干扰的能力。因而，调制对通讯系统的有效性及可靠性都有很大的影响和用处。2、FM 调制系统的分析与设计2.1FM调制系统的分析 在前言中已提到 FM 调制主要有两种方法：直接调频方法和间接调频方法（窄带调频-倍频），其实目前广泛使用的调频方法是锁相调频，用这样办法得到的调频信号的载频频率稳定度与时钟源(时钟源是用来为环形脉冲发生器提供电平匹配并且稳定频率的方波时钟脉冲信号。它一般由与非门组成的正反馈振荡电路和石英晶体振荡器组成的，它的输出运送至环形脉冲发生器中)相同,而且还可方便地改变载波频率 3。图 3 直接调频电路模型图那么首先我们来了解直接调频的方法，它的电路是怎样设计的。因为角度皖西学院 2017 届本科毕业
