调频简介FM调制即调频是使载波的频率随调制信号即原始信号也叫基带信号的大小变化而变化而振幅保持不变的调制方式其数学公式如下调频的主要指标要实现频率调制(FM)就要保证基带信号与瞬时频率偏移成线性对应关系。DDS信号发生器的补充DDS信号发生器框图如下由上图可以看出DDS发生器主要由相位累加器、相位量化器、波形ROM表、 D/A 转换器构成相位累加器宽度为N位它按相位步进K进行累加运算并向相位量化器输出结相位量化器将相位累加器输出的N位相位控制字和外部输入的N位相位控制字P相加然后在进行截断输出M位结果到波形ROM表波形ROM表一共存储有2^M个波形参数它根据相位量化器输出的值从ROM中取出数据并输出到DA转换器D/A 转换器将数字量转换为模拟量输出相位累加器每来一个时钟就会按相位步进(K)进行一次累加运算溢出后又从零开始进行累加如此往复相位累加器完成一次溢出便对应着的完成了一次波形ROM的遍历所以相位累加器的溢出频率就是DDS信号发生器的输出频率DDS相位增量使用DDS进行FM调制FM解调FM调制后的信号如下对信号做IQ分解matlab音频信号FM调制解调仿真以音频信号的FM调制解调为例编写matlab仿真程序仿真代码如下clc;clear;close all;%载波采样率,16M Fsc16e6;%载波中心频率,1M Fc1e6;%载波幅度 Ac1024;%音频的采样率,16K Fsm16e3;%最大频偏,75K dF75e3;%%音频信号加载%读取音频文件 filefopen(v3edu.pcm,r);audiofread(file,int16);fclose(file);%显示音频数据波形figure(1);plot(audio);%计算仿真长度以音频扩展到16M采样率后的长度为仿真长度 sim_lenlength(audio)*Fsc/Fsm;%%将音频信号扩为16M采样 mzeros(1,sim_len);fori1:length(audio)forj1:fix(Fsc/Fsm)%将一个16K采样率得到的采样点复制fix(Fsc/Fsm)次(这里应该是1000次)就得到16M采样率的采样点m((i-1)*fix(Fsc/Fsm)j)audio(i);end end%%波形ROM表%生成波形ROM表共1024个波形参数 n0:1/1024:1023/1024;sin_romsin(2*pi*n);cos_romcos(2*pi*n);%%已调信号非载波部分%利用DDS进行FM调制的参数 dK(2^32*dF)/Fsc;Kf(((2*pi)/2^32)*dK*Fsc)/(2^15-1);KfsKf/Fsc;KfddsKfs/((2*pi)/2^32);%相位累加器 w0;%生成已调信号非载波部分 dac_izeros(1,sim_len);dac_qzeros(1,sim_len);fori1:sim_len%相位累加 wwKfdds*m(i);%做32位累加器的溢出判断 wmod(w,2^32);%将相位转换为波形ROM地址通过除以2^22来截断低22位保留高10位 rrom_addrfix(w/2^22)1;%IQ通道非载波部分dac_i(i)Ac*cos_rom(rrom_addr);dac_q(i)Ac*sin_rom(rrom_addr);end%Q路取反 dac_q-1*dac_q;%%已调信号载波部分,实际工程中载波由AD9361产生%载波相位步进采样率16M频率1M相位控制字32位 k(2^32*Fc)/Fsc;%相位累加器 w0;%生成1M的载波信号 cos_wavezeros(1,sim_len);sin_wavezeros(1,sim_len);fori1:sim_len%相位累加 wwk;%32位相位溢出处理 wmod(w,2^32);%将相位转换为波形ROM地址通过除以2^22来截断低22位保留高10位 rrom_addrfix(w/2^22)1;%载波cos_wave(i)cos_rom(rrom_addr);sin_wave(i)sin_rom(rrom_addr);end%%正交调制输出实际工程中载波由AD9361进行正交调制 fmzeros(1,sim_len);fori1:sim_len%i_ch(i)是I通道q_ch(i)是Q通道fm(i)cos_wave(i)*dac_i(i)sin_wave(i)*dac_q(i);end%%对已调信号做正交分解%正交解调实际工程中载波由由AD9361进行正交解调 Izeros(1,sim_len);Qzeros(1,sim_len);fori1:sim_lenI(i)fm(i)*cos_wave(i);Q(i)fm(i)*sin_wave(i);end%%对IQ数据进行低通滤波把高频分量滤除%进行低通滤波 NUM[-7.894e-05,-2.483e-04,-4.516e-04,-7.089e-04,-1.035e-03,-1.435e-03,-1.903e-03,-2.417e-03,-2.938e-03,-3.415e-03,-3.778e-03,-3.948e-03,-3.837e-03,-3.357e-03,-2.42e-03,-9.524e-04,1.106e-03,3.791e-03,7.113e-03,1.105e-02,1.554e-02,2.051e-02,2.583e-02,3.135e-02,3.691e-02,4.233e-02,4.742e-02,5.199e-02,5.588e-02,5.894e-02,6.105e-02,6.213e-02,6.213e-02,6.105e-02,5.894e-02,5.588e-02,5.199e-02,4.742e-02,4.233e-02,3.691e-02,3.135e-02,2.583e-02,2.051e-02,1.554e-02,1.105e-02,7.113e-03,3.791e-03,1.106e-03,-9.524e-04,-2.42e-03,-3.357e-03,-3.837e-03,-3.948e-03,-3.778e-03,-3.415e-03,-2.938e-03,-2.417e-03,-1.903e-03,-1.435e-03,-1.035e-03,-7.089e-04,-4.516e-04,-2.483e-04,-7.894e-05];adc_i_lpfconv(I,NUM);adc_q_lpfconv(Q,NUM);%前面部分滤波器未收敛将其去掉 adc_i_lpfadc_i_lpf(32:end-32);adc_q_lpfadc_q_lpf(32:end-32);%Q路取反 adc_q_lpf-1*adc_q_lpf;%%FM解调 denominatorzeros(1,sim_len);numeratorzeros(1,sim_len);fm_tempzeros(1,sim_len);fori2:sim_len%I(n-1)*Q(n)-I(n)*Q(n-1)numerator(i)adc_i_lpf(i-1)*adc_q_lpf(i)-adc_i_lpf(i)*adc_q_lpf(i-1);%I(n)^2Q(n)^2denominator(i)adc_i_lpf(i)*adc_i_lpf(i)adc_q_lpf(i)*adc_q_lpf(i);%(I(n-1)*Q(n)-I(n)*Q(n-1))/(I(n)^2Q(n)^2)ifabs(denominator(i))0.000001fm_temp(i)0;elsefm_temp(i)(numerator(i)/denominator(i))*2^16;end end%%降采样%采用取均值的方式来完成降采样将采样率由16M降低到16K sum0;sum_cnt0;data_cnt1;fm_outzeros(1,fix(sim_len*(Fsm/Fsc)));fori1:sim_len sumsumfm_temp(i);sum_cntsum_cnt1;%完成了Fsc/Fsm(这里应该是1000)次的累加进行平均并且存储到fm_outif(sum_cntfix(Fsc/Fsm))fm_out(data_cnt)sum/sum_cnt;data_cntdata_cnt1;sum_cnt0;sum0;end end%显示解调结果%figure(2);hold onplot(fm_out*17,b);仿真输出如下所示可见解调出来的信号与原始信号基本重叠。