調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)的建模與仿真

1、通信系統(tǒng)建模與仿真實(shí)訓(xùn)報(bào)告調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)的建模與仿真目錄1 概述2 設(shè)計(jì)要求 錯(cuò). 誤！未定義書簽2.1 調(diào)頻立體聲廣播的調(diào)制 錯(cuò). 誤！未定義書簽2.2 調(diào)頻立體聲的非相干解調(diào) 錯(cuò). 誤！未定義書簽3 設(shè)計(jì)方案 錯(cuò). 誤！未定義書簽3.1 發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方案 錯(cuò). 誤！未定義書簽3.2 接收機(jī)設(shè)計(jì)方案 錯(cuò). 誤！未定義書簽4 總結(jié) 1.1.5 致謝 1.1.26 參考文獻(xiàn) 1.1.21概述本設(shè)計(jì)是調(diào)頻廣播系統(tǒng)是小功率無(wú)線調(diào)頻廣播播發(fā)系統(tǒng)的開路無(wú)線電廣播 具有效果好，成本低，使用便捷，維修方便等特點(diǎn)，小功率無(wú)線廣播系統(tǒng)是由 發(fā)射和接收兩部分組成，發(fā)射與接收的性能優(yōu)劣決定著調(diào)頻廣播的收聽效果。由

2、多條聲音信息通道來(lái)傳輸聲音信息，使還原時(shí)呈現(xiàn)空間聲像的廣播技術(shù)。 常用的為二通道。由于立體聲信號(hào)頻帶寬，信號(hào)質(zhì)量要求高，通常采用調(diào)頻方 式傳輸。收聽時(shí)也需配置兩個(gè)通道，甚至采用環(huán)繞聲喇叭，可獲得有空間層次 的立體聲效果。2設(shè)計(jì)要求2.1 調(diào)頻立體聲廣播的調(diào)制在單聲道傳輸中，接收機(jī)的每個(gè)揚(yáng)聲器都再生出同一個(gè)信息。雖然可以用 特殊的揚(yáng)聲器將信息頻率分開，但是不能在空間上將單聲道聲音分開。整個(gè)信 息信號(hào)好像來(lái)自同一個(gè)方向。為了使聆聽者具有身臨其境的感覺，（其中包括了對(duì)聲音頻率和幅度的真實(shí)再現(xiàn)），所以我們要采用立體聲廣播。調(diào)頻立體聲廣播中，聲音在空間上被分成兩路音頻信號(hào)，一個(gè)左聲道信號(hào)L， 一個(gè)右聲道

3、信號(hào) R,頻率都在50HZ15KHZ左聲道和右聲道相加形成和信號(hào) （L+R），相減形成差信號(hào)（L-R）。在調(diào)制之前，差信號(hào)（L-R）先對(duì)38KHZ的副 載波進(jìn)行抑制載波雙邊帶調(diào)制，然后與和信號(hào) （L+R）進(jìn)行頻分復(fù)用后，作為 FM 立體聲廣播的基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。將導(dǎo)頻取為19KHZ而不是38KHZ的原因是：19KHZ的導(dǎo)頻更容易從接收端的頻分復(fù)用信號(hào)中分離出來(lái)。原理框圖為：13L-R圖1.2.1立體聲廣播信號(hào)的形成2.2調(diào)頻立體聲廣播的非相干解調(diào)接受立體聲廣播后先進(jìn)行鑒頻，得到頻分復(fù)用信號(hào)。再對(duì)頻分復(fù)用信號(hào) 進(jìn)行相應(yīng)的分離，已恢復(fù)出左聲道L右聲道R。原理框圖如下：I圖1.2.2立體聲廣播信號(hào)的

4、解調(diào)其中，BPF的作用是抑制調(diào)頻信號(hào)帶寬以外的噪聲；限幅器的作用是消除信 道中的噪聲和其他原因引起的調(diào)頻波的振幅起伏；鑒頻器有半波整流器和低通 濾波器構(gòu)成。3設(shè)計(jì)方案3.1發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方案我們根據(jù)MATLAB計(jì)圖紙，進(jìn)行調(diào)制出圖1.調(diào)頻立體聲發(fā)射機(jī)建模與仿真(1) 仿真模型：根據(jù)立體聲廣播信號(hào)形成原理，可建立調(diào)頻立體聲發(fā)射機(jī) 仿真模型如圖 3.1.1 所示。用Signal Generator和 Voltage-ControlledOscillator 模塊產(chǎn)生的500Hz15kHz之間的掃頻信號(hào)作為音源，并通過(guò)兩個(gè)參 數(shù)不同的濾波器來(lái)模擬不同的傳輸路徑特性。得出的左右兩路信號(hào)經(jīng)過(guò)相互加 減、平衡

5、調(diào)制和導(dǎo)頻疊加之后得出立體聲基帶信號(hào)，最后通過(guò)Zero-Order Hold和Spectrum Scope模塊將其頻譜顯示出來(lái)。11 口口：0ElqnalAddilPr-odluc-tDQiQO樹口皿1圖3.1.1調(diào)頻立體聲發(fā)射機(jī)仿真模型(2) 參數(shù)設(shè)置：圖中各模塊參數(shù)設(shè)置如下：信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生振幅為1、頻率為10Hz的正弦波。壓控振蕩器：輸出振幅為1、靜態(tài)頻率為500Hz和15kHz的中間點(diǎn)、輸入靈 敏度為(15kHz-500Hz)/2。帶通濾波器：通帶為 1.5kHz15kHz的1階Butterworth 帶通濾波器。低通濾波器：截止頻率為 5kHz的1階Butterworth 低通濾波器

6、。頻譜示波器：緩存長(zhǎng)度1024、緩存交疊512、FFT長(zhǎng)度512、譜平均點(diǎn)數(shù)2、 顯示器位置get(0,'defaultfigureposition')、頻率單位Hertz、頻率范圍0Fs/2、幅度刻度 Magnitude-squared、輸入信號(hào)采樣時(shí)間 Inherit sample in creme nt from in put、Y軸最小刻度-5、Y軸最大刻度150。圖3.1.2信號(hào)發(fā)生器圖3.1.2發(fā)射機(jī)壓控震蕩器圖3.1.3帶通濾波器圖3.1.4低通濾波器圖3.1.5頻譜示波器（a）圖3.1.6頻譜示波器（b）圖3.1.7頻譜示波器（c）L'lr r 9 9 0

7、/ St r oG eo圖3.1.8二倍鎖相環(huán)電路（3）仿真結(jié)果：仿真步長(zhǎng)設(shè)置為1/1e6，仿真運(yùn)行結(jié)果如圖所示omo 10Frame: 712CI 304050 BCFrequency (kHz)70 BO 90100 o O 5 4 3 2 gp -mpnEhEW圖1.1.2仿真運(yùn)行結(jié)果3.2調(diào)頻立體聲接收機(jī)建模與仿真（1）仿真模型：根據(jù)立體聲廣播信號(hào)形成原理和立體聲廣播信號(hào)解調(diào)原理， 可建立調(diào)頻立體聲發(fā)射機(jī)、接收機(jī)仿真模型如圖3.2.1所示。圖中子系統(tǒng)“發(fā)射機(jī)”就是對(duì)圖3.1.1中虛線所圍部分的封裝，左右聲道測(cè)試信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā) 射機(jī)相同，為了進(jìn)行比較，在此用示波器顯示出原始左右聲道信號(hào)。

8、立體聲副 信號(hào)解調(diào)的載波是通過(guò)對(duì)導(dǎo)頻的二倍頻鎖相環(huán)電路來(lái)提取的（圖3.1.8 ），模型中設(shè)置了一手動(dòng)切換開關(guān)來(lái)模擬鎖相環(huán)失鎖情況口口 UUg =QtntijlpiUDDE1g 一igruid肩怦葉nAnJlOO FilLti ditiihl*oAhUlpFiHtlXPlOdudl*DfcillJMrAnu科1X*<-Artiilc-HProdudCnHJpCIfFIMtiSlidaiQijln£edrk1圖3.2.1調(diào)頻立體聲接收機(jī)仿真模型(2) 參數(shù)設(shè)置：發(fā)射機(jī)模塊內(nèi)部及之前各模塊參數(shù)設(shè)置與調(diào)頻立體聲發(fā)射 機(jī)相同；接收機(jī)部分各濾波器的通帶設(shè)置請(qǐng)參照?qǐng)D322 ;壓控振蕩器：輸出

9、振幅為1、靜態(tài)頻率為38kHz、輸入靈敏度為500;計(jì)數(shù)器：最大計(jì)數(shù)值和原始值 分別設(shè)成1和0,以便對(duì)振蕩器輸出的38 kHz波形進(jìn)行2分頻得到19 kHz波形, 與提取的導(dǎo)頻進(jìn)行相位比較。圖3.2.2接收機(jī)壓控振蕩器E丄oafc Pax?asLC± er?: Coun.1:erCount er(1 ink)亡oimt up oi* dowi h-a"sad on inpxit couiit a-vant £. I f th.4 Count fiv*nt i s set to Free ruiuxiiuc tlie output updAt es a.t the

10、specif i ed saimpl eFa Tfl.mi41 a rs圖323計(jì)數(shù)器模塊(3) 仿真結(jié)果：仿真步長(zhǎng)設(shè)置為1/1e6。把手動(dòng)開關(guān)打到下面，系統(tǒng)運(yùn)行在同步方式下，仿真運(yùn)行結(jié)果如圖1.1.4 ( a)和1.1.4(b)所示。由圖可知，接 收信號(hào)與發(fā)送信號(hào)波形一樣，即實(shí)現(xiàn)正確解碼。當(dāng)把手動(dòng)開關(guān)打到上面時(shí)，系 統(tǒng)運(yùn)行在失步狀態(tài)下，仿真運(yùn)行結(jié)果如圖1.1.5所示。通過(guò)比較發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)波形，可發(fā)現(xiàn)解碼后的信號(hào)與原信號(hào)差別很大，即解碼錯(cuò)誤(4)開關(guān)向下連接時(shí):圖3.2.4 (1)示波器1Scop e2鼻 B3 |Q倉(cāng) 即 ES E3 | B fl "Rg接收?qǐng)D324 (2)示

11、波器2 開關(guān)向上連接時(shí)：圖3.2.5 (3)示波器23.2.6同步時(shí)調(diào)頻立體聲解碼測(cè)試結(jié)果渋諼左路信號(hào)1 r 1 :00 050 10.150,2笈送石跖信號(hào)(a)示波器1顯示的發(fā)送信號(hào)接收左跖信號(hào)0.050.1接收石跖信號(hào)0,150.2(b)同步時(shí)示波器2顯示的輸出信號(hào)327失步時(shí)調(diào)頻立體聲解碼測(cè)試結(jié)果4總結(jié)我們學(xué)習(xí)了 MATLA，通過(guò)MATLA我們做了一系列的仿真設(shè)計(jì)，通過(guò)這些設(shè) 計(jì)我們學(xué)習(xí)到了一些關(guān)于通信方面的知識(shí)，根據(jù)此軟件我們做了一個(gè)調(diào)頻立體 聲廣播系統(tǒng)的通信設(shè)備，利用 MATLAB!過(guò)畫圖，自己編寫程序，通過(guò)軟件進(jìn)行 調(diào)試然后調(diào)試成功出結(jié)果，通過(guò)此結(jié)果做出相應(yīng)的論文進(jìn)行教學(xué)答辯得到

12、一些 相應(yīng)的知識(shí)，進(jìn)行了自我提高對(duì)我們有很大幫助！在實(shí)習(xí)的過(guò)程中我學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了 做學(xué)問要一絲不茍，對(duì)出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過(guò)正確的途徑 去解決，在做事情的過(guò)程中要有耐心和毅力，只要堅(jiān)持做就可以找到思路去解 決問題。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，提高了我的主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。因?yàn)槲覀冞@次實(shí)驗(yàn) 的完成，必須自己學(xué)會(huì)如何使用這個(gè)軟件，其實(shí)還要學(xué)習(xí)所做的實(shí)驗(yàn)的理論和 原理，在此基礎(chǔ)上還有可能對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行擴(kuò)展。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到的理論 知識(shí)得到了證實(shí)，是我對(duì)于這門課的學(xué)習(xí)有的更深的認(rèn)識(shí)和更濃厚的學(xué)習(xí)興趣。5 致謝感謝老師多次以來(lái)的幫助跟指導(dǎo)，感謝學(xué)校對(duì)我們的信任跟培養(yǎng)為我們提供了 優(yōu)質(zhì)的教學(xué)器材，謝謝