窄带调频原理及其SystemView仿真

常见的模拟调制包括角度调制(FM／PM)和幅度调制(AM／DSB)，与幅度调制不同的是角度调制是原调制信号频谱的非线性搬移，并且产生了新的频谱分量，所以又称为非线性调制。FM(调频)在实际通信中的应用非常广泛，高保真音乐广播、电视伴音信号传输、蜂窝电话以及卫星通信等。与幅度调制相比，FM可以获得较高的抗噪声性能。本文就FM中的一种特殊情况――窄带调频(Narrow-Band FM)，讨论其调制解调原理，并应用通信仿真软件SystemView进行仿真分析，目的是向读者完整展现借助EDA(Electronic Design Automatlon，电子设计自动化)技术分析解决通信问题的思路和过程。

1窄带调频的基本原理

1.1调制原理

角度调制信号的一般表达式为：



所谓频率调制(FM)指瞬时频率偏移△ω随调制信号f(t)成比例的变化，即：



至此，得到窄带调频的一般表达式。以式(7)作为数学模型，可直接建立窄带调频的原理框图，如图1所示。

1.2解调原理

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(-sinωct)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)。