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    6-1 振幅解调基本工作原理

    解调过程是调制的反过程,即把低频信号从高频载波上搬移下来的过程。解调过程在收信端,实现解调的装置叫解调器。

    一.普通调幅波的解调

    振幅调制的解调被称为检波,其作用是从调幅波中不失真地检出调制信号。由于普通调幅波的包络反映了调制信号的变化规律,因此常用非相干解调方法。非相干解调有两种方式,即小信号平方律检波和大信号包络检波。我们只介绍大信号包络检波器。

    1.大信号检波基本工作原理

    大信号检波电路与小信号检波电路基本相同。由于大信号检波输入信号电压幅值一般在500mV以上,检波器的静态偏置就变得无关紧要了。下面以图6-1所示的简化电路为例进行分析。

    在这里插入图片描述

    			图6-1   大信号检波电路
    

    大信号检波和二极管整流的过程相同。图6-2表明了大信号检波的工作原理。输入信号为正并超过和上的时,二极管导通,信号通过二极管向充电,此时随充电电压上升而升高。当下降且小于时,二极管反向截止,此时停止向充电,通过放电,随放电而下降。
    充电时,二极管的正向电阻较小,充电较快。以接近的上升速率升高。放电时,因电阻比大得多(通常),放电慢,故的波动小,并保证基本上接近于的幅值。
    如果是高频等幅波,则是大小为的直流电压(忽略了少量的高频成分),这正是带有滤波电容的整流电路。
    当输入信号的幅度增大或减少时,检波器输出电压也将随之近似成比例地升高或降低。当输入信号为调幅波时,检波器输出电压就随着调幅波的包络线而变化,从而获得调制信号,完成检波作用。由于输出电压的大小与输入电压的峰值接近相等,故把这种检波器称为峰值包络检波器。

    在这里插入图片描述

    				图6-2 大信号检波原理
    

    2.检波失真

    检波输出可能产生三种失真:第一种是由于检波二极管伏安特性弯曲引起的失真;第二种是由于滤波电容放电慢引起的失真,它叫对角线失真(又叫对角线切割失真);第三种是由于输出耦合电容上所充的直流电压引起的失真,这种失真叫割底失真(又叫底部切割失真)。其中第一种失真主要存在于小信号检波器中,并且是小信号检波器中不可避免的失真,对于大信号检波器这种失真影响不大,主要是后两种失真,下面分别进行讨论。

    (1)对角线失真

    参见图6-1所示的电路,在正常情况下,滤波电容对高频每一周充放电一次,每次充到接近包络线的电压,使检波输出基本能跟上包络线的变化。它的放电规律是按指数曲线进行,时间常数为。假设很大,则放电很慢,可能在随后的若干高频周期内,包络线电压虽已下降,而上的电压还大于包络线电压,这就使二极管反向截止,失去检波作用,直到包络线电压再次升到超过电容上的电压时,才恢复其检波功能。在二极管截止期间,检波输出波形是的放电波形,呈倾斜的对角线形状,如图6-3所示,故叫对角线失真,也叫放电失真。非常明显,放电愈慢或包络线下降愈快,则愈易发生这种失真。
    在这里插入图片描述

    			6-3  对角线失真原理图
    

    (2)割底失真

    一般在接收机中,检波器输出耦合到下级的电容很大(5-10 ),图6-4中的为耦合电容。

    在这里插入图片描述

    					图6-4  
    

    对检波器输出的直流而言,上充有一个直流电压。如果输入信号的调制度很深,以致在一部分时间内其幅值比上电压还小,则在此期间内,二极管将处于反向截止状态,产生失真。此时电容上电压等于,故表现为输出波形中的底部被切去,如图6-5所示。

    在这里插入图片描述

    			图6-5  割底失真波形图
    

    二.抑制载波调幅波的解调电路

    包络检波器只能解调普通调幅波,而不能解调DSB和SSB信号。这是由于后两种已调信号的包络并不反映调制信号的变化规律,因此,抑制载波调幅波的解调必须采用同步检波电路,最常用的是乘积型同步检波电路。
    乘积型同步检波器的组成方框图如图6-6所示。它与普通包络检波器的区别就在于接收端必须提供一个本地载波信号,而且要求它是与发端的载波信号同频、同相的同步信号。利用这个外加的本地载波信号与接收端输入的调幅信号两者相乘,可以产生原调制信号分量和其它谐波组合分量,经低通滤波器后,就可解调出原调制信号。

    在这里插入图片描述

    						图6-6
    

    乘积检波电路可以利用二极管环形调制器来实现。环形调制器既可用作调幅又可用作解调。利用模拟乘法器构成的抑制载波调幅解调电路,如图6-7所示。

    在这里插入图片描述

    			图6-7  用模拟乘法器构成同步检波电路
    

    6-2 振幅解调实验电路

    1.二极管包络检波

    二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电平较大(俗称大信号,通常要求峰-峰值为1.5V以上)的AM波。它具有电路简单,检波线性好,易于实现等优点。本实验电路主要包括二极管、RC低通滤波器和低频放大部分,如图6-8所示。
    图中,10D01为检波管,10C02、10R08、10C07构成低通滤波器,10R01、10W01为二极管检波直流负载,10W01用来调节直流负载大小,10R02与10W02相串构成二极管检波交流负载,10W02用来调节交流负载大小。开关10K01是为二极管检波交流负载的接入与断开而设置的,10K01置“on”为接入交流负载,10K01置“off”为断开交流负载。10K02开关控制着检波器是接入交流负载还是接入后级低放。开关10K02拨至左侧时接交流负载,拨至右侧时接后级低放。当检波器构成系统时,需与后级低放接通。10BG01、10BG02对检波后的音频进行放大,放大后音频信号由10P02输出,因此10K02可控制音频信号是否输出,调节10W03可调整输出幅度。图中,利用二极管的单向导电性使得电路的充放电时间常数不同(实际上,相差很大)来实现检波,所以RC时间常数的选择很重要。RC时间常数过大,则会产生对角切割失真(又称惰性失真)。RC常数太小,高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式:
    在这里插入图片描述

    其中:在这里插入图片描述为调幅系数,Ω为调制信号角频率。
    当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻在这里插入图片描述不相等,而且调幅度在这里插入图片描述又相当大时会产生底边切割失真(又称负峰切割失真),为了保证不产生底边切割失真应满足。
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    				图6-8 二极管包络检波电路
    

    2.同步检波

    同步检波又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步(同频、同相)的一个恢复载波与已调幅波相乘,再用低通滤波器滤除高频分量,从而解调出调制信号。本实验采用MC1496集成电路来组成解调器,如图6-9所示。该电路图利用一片1496集成块构成两个实验电路,即幅度解调电路和混频电路,混频电路在前面实验3已作介绍,本节介绍解调电路。图中,恢复载波vc先加到输入端9P01上,再经过电容9C01加在⑻、⑽脚之间。已调幅波vamp先加到输入端9P02上,再经过电容9C02加在⑴、⑷脚之间。相乘后的信号由(6)脚输出,再经过由9C04、9C05、9R06组成的型低通滤波器滤除高频分量后,在解调输出端(9P03)提取出调制信号。
    需要指出的是,在图6-9中对1496采用了单电源(+12V)供电,因而⒁脚需接地,且其它脚亦应偏置相应的正电位,恰如图中所示。

    在这里插入图片描述

    			图6-9   MC1496 组成的解调器实验电路
    

    6-3 振幅解调实验目的、内容和步骤

    一、实验目的

    1.掌握用包络检波器实现AM波解调的方法。了解滤波电容数值对AM波解调影响;
    2.理解包络检波器只能解调m≤100%的AM波,而不能解调m>100%的AM波以及DSB波的概念;
    3.掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调的方法;
    4.理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。

    二.实验内容

    1.用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB波时的性能;
    2.用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能;
    3.用示波器观察普通调幅波(AM)解调中的对角切割失真和底部切割失真的现象。

    三.实验步骤

    (一)实验准备

    1.选择好需做实验的模块:集成乘法器幅度调制电路、二极管检波器、集成乘法
    器幅度解调电路。
    2.接通实验板的电源开关,使相应电源指示灯发光,表示已接通电源即可开始实验。
    注意:做本实验时仍需重复振幅调制实验中部分内容,先产生调幅波,再供这里解调之用。

    (二)二极管包络检波

    1.AM波的解调

    (1)在这里插入图片描述的AM波的解调

    ① AM波的获得

    与振幅调制实验步骤中的二、4.⑴中的实验内容相同,低频信号或函数发生器作为调制信号源(输出300mVp-p的1kHz正弦波),以高频信号源作为载波源(输出200mVp-p的2MHz正弦波),调节8W03,便可从幅度调制电路单元上输出在这里插入图片描述的AM波,其输出幅度(峰-峰值)至少应为0.8V。

    ② AM波的包络检波器解调

    先断开检波器交流负载(10K01=off),把上面得到的AM波加到包络检波器输入端(10P01),即可用示波器在10TP02观察到包络检波器的输出,并记录输出波形。为了更好地观察包络检波器的解调性能,可将示波器CH1接包络检波器的输入10TP01,而将示波器CH2接包络检波器的输出10TP02(下同)。调节直流负载的大小(调10W01),使输出得到一个不失真的解调信号,画出波形。

    ③ 观察对角切割失真

    保持以上输出,调节直流负载(调10W01),使输出产生对角失真,如果失真不明显可以加大调幅度(即调整8W03),画出其波形,并记算此时的值。

    ④观察底部切割失真

    当交流负载未接入前,先调节10W01使解调信号不失真。然后接通交流负载(10K01至“on”,10K02至左侧),示波器CH2接10TP03。调节交流负载的大小(调10W02),使解调信号出现割底失真,如果失真不明显,可加大调幅度(即增大音频调制信号幅度)画出其相应的波形,并计算此时的。当出现割底失真后,减小(减小音频调制信号幅度)使失真消失,并计算此时的。在解调信号不失真的情况下,将10K02拨至右侧,示波器CH2接10TP04,可观察到放大后音频信号,调节10W03音频幅度会发生变化。
    (2)在这里插入图片描述的AM波的解调
    调节8W03,使=100%,观察并记录检波器输出波形。
    (3)在这里插入图片描述的AM波的解调
    加大音频调制信号幅度,使>100%,观察并记录检波器输出波形。
    (4)调制信号为三角波和方波的解调
    在上述情况下,恢复在这里插入图片描述,调节10W01和10W02,使解调输出波形不失真。然后将低频信号源的调制信号改为三角波和方波,即可在检波器输出端(10TP02、10TP03、10TP04)观察到与调制信号相对应的波形,调节音频信号的频率,其波形也随之变化。
    实际观察到各种调制度的解调波形如下图:
    在这里插入图片描述

    2.DSB波的解调

    采用振幅调制实验步骤中二、3相同的方法得到DSB波形,并增大载波信号及调制信号幅度,使得在调制电路输出端产生较大幅度的DSB信号。然后把它加到二极管包络检波器的输入端,观察并记录检波器的输出波形,并与调制信号作比较。
    实际观察到DSB解调波形如下图:
    在这里插入图片描述

    (三)集成电路(乘法器)构成的同步检波

    1.AM波的解调

    将幅度调制电路的输出接到幅度解调电路的调幅输入端(9P02)。解调电路的恢复载波,可用铆孔线直接与调制电路中载波输入相连,即9P01与8P01相连。示波器CH1接调幅信号9TP02,CH2接同步检波器的输出9TP03。分别观察并记录当调制电路输出为在这里插入图片描述=30%、在这里插入图片描述=100%、在这里插入图片描述>100%时三种AM的解调输出波形,并与调制信号作比较。
    实际观察到各种调制度的解调波形如下图:
    在这里插入图片描述

    2.DSB波的解调

    采用振幅调制实验步骤中的二、3中相同的方法来获得DSB波,并加入到幅度解调电路的调幅输入端,而其它连线均保持不变,观察并记录解调输出波形,并与调制信号作比较。改变调制信号的频率及幅度,观察解调信号有何变化。将调制信号改成三角波和方波,再观察解调输出波形。
    DSB波解调波形如下图:

    在这里插入图片描述

    3.SSB波的解调

    采用振幅调制实验步骤中的二、4中相同的方法来获得SSB波,并将带通滤波器输出的SSB波形(15P06)连接到幅度解调电路的调幅输入端,载波输入与上述连接相同。观察并记录解调输出波形,并与调制信号作比较。改变调制信号的频率及幅度,观察解调信号有何变化。由于带通滤波器的原因,当调制信号的频率降低时,其解调后波形将产生失真,因为调制信号降低时,双边带(DSB)中的上边带与下边带靠得更近,带通滤波器不能有效地抑制下边带,这样就会使得解调后的波形产生失真。
    (四)调幅与检波系统实验
    按图6-10可构成调幅与检波的系统实验。
    在这里插入图片描述

    				图6-10 调幅与检波系统实验图
    

    将电路按图6-10连接好后,按照上述实验的方法,将幅度调制电路和检波电路调节好,使检波后的输出波形不失真。然后将检波后音频信号接入低频信号源中的功放输入(P104),即用铆孔线将二极管检波器输出10P02(注意10K01、10K02的位置)与低频信号源中的“功放输入”P104相连,或将同步检波器输出9TP03与“功入输入”(P104)相连,便可在扬声器中发出声音。改变调制信号的频率、声音也会发生变化。将低频信号源接“音乐输出”,扬声器中就有音乐声音。

    四.实验报告要求

    1.由本实验归纳出两种检波器的解调特性,以“能否正确解调”填入表中。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    2.观察对角切割失真和底部切割失真现象并分析产生的原因。
    对角线失真的主要原因是滤波电容放电慢。在正常的情况下,滤波电容对高频每一周充放电一次,每次充到接近包络线的电压,使检波输出基木能跟上包络线的变化。它的放电规律是按指数曲线进行的,时间常数为RC。假设RC很大,则放电很慢,可能在随后的若干高频周期内,包络线的电压虽然已经下降,但c上的电压还大于包络线的电压,这就使二极管反向截止,失去检波功能,直到包络线电压再次升到超过电容上的电压时,才恢复检波功能。在二极管反向截止期间,检波输出电压是C的放电波形,呈倾斜的对角线形状,故称其为对角线失真,也叫放电失真。
    割底失真的主要原因是输入调制信号的调制深度很深,幅值太小。一般在接收机中,检波器输出耦合到下级的电容很人(5-10uF)。对检波器输出的直流而言,c1上充有一个直流电压 U。如果输入信号u(t)的调制度很深,以致在一部分时间内其幅值比 c1 上电压E还小,则在此期
    间内,二极管将处于反向截止状态,产生失真。此时电容上电压等于E,故表现为输出波形中的底部被切去,称作割底失真或底部切割失真。

    3.对实验中的两种解调方式进行总结。
    在这里插入图片描述

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  • (1)检波器的概念、类型、组成主要技术指标 (2)同步检波器的实现模型工作原理
  • AD8361检波器 功率检波器 均值检波 功率计 原理图PCB...从已调信号中检出调制信号的过程称为解调检波解调的目的是为了恢复被调制的信号。AD8361就是一款集成射频检波器。具体芯片检波原理不做赘述。 芯片选型 ...

    AD8361检波器 功率检波器 均值检波 功率计 原理图和PCB

    基本原理

    从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波,解调的目的是为了恢复被调制的信号。AD8361就是一款集成射频检波器。具体芯片检波原理不做赘述。

    芯片选型

    AD8361是一款均值响应功率检波器,适用于最高2.5 GHz的高频接收机和发射机信号链。 该器件使用非常简单, 在大部分应用中仅需2.7 V至5.5 V的单电源、电源去耦电容和输入耦合电容即可工作。 输出为线性响应直流电压,转换增益为7.5 V/V均方根值。 可添加一个外部滤波器电容,提升平均时间常数。类似的还有对数检波器AD8362等等。

    原理图&3D-PCB

    芯片功能比较简单,但是由于是射频器件,所以输入接口采用SMA。
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    具体讲解

    1、R2、R3和C7构成的一个T型的输入阻抗匹配网络,由于芯片兼容的输入信号范围很宽,所以使用这个组合才能兼容不同的频段的阻抗。
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    2、C3是环路滤波电容,电容的大小决定了输出纹波的大小和瞬时相应,一般要做包络检波的话这个电容的取值就会比较小,如果是做功率检波的话取值就会大一些,这样检测就会更加的稳定。
    在这里插入图片描述
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    3、IREF和SREF分别可配合三种应用模式,分别为对地参考模式、内容参考模式以及电源参考模式,在设计直接选用了两端都接地。
    在这里插入图片描述

    模块原理图-PDF、原理图库、3D-PCB库下载

    仅供参考:AD8361资料

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  • 检波方法可分为两大类:包络检波和同步检波,包络检波是指检波器的输出电压直接反映高频调幅波包络变化规律的一种检波方法。由于普通调幅波的包络反映了调制信号的规律,与调制信号成正比,因此包络检波适用于普通...
  • 相敏检波电路

    千次阅读 2014-07-27 15:38:05
     包络检波有两个问题:一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流,无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。第二,包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。对于不同载波频率的信号它都以同样...

    (一)相敏检波的功用和原理    

    1、什么是相敏检波电路?  

      相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。   

     2、为什么要采用相敏检波?  

      包络检波有两个问题:一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流,无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。第二,包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流,以恢复调制信号,这就是说它不具有鉴别信号的能力。为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力,提高抗干扰能力,需采用相敏检波电路。  

    3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么?  

      相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位,从而判别被测量变化的方向,同时相敏检波电路还具有选频的能力,从而提高测控系统的抗干扰能力。从电路结构上看,相敏检波电路的主要特点是,除了所需解调的调幅信号外,还要输入一个参考信号。有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。  

    4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处?它们又有哪些区别?  

      将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号us,将双边带调幅信号us再乘以载波信号,经低通滤波后就可以得到调制信号ux。这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。  
      二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘,输出为高频调幅信号;而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘,经滤波后输出低频解调信号。这使它们的输入、输出耦合回路与滤波器的结构和参数不同。  

      

    (二)相敏检波电路的选频与鉴相特性    

    1、相敏检波电路的选频特性  

      什么是相敏检波电路的选频特性?  

      相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。以参考信号为基波,所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零,即它有抑制偶次谐波的功能。对于n=1,3,5等各奇次谐波,输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n,即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减,对高次谐波有一定抑制作用。  

    2、相敏检波电路的鉴相特性  

      什么是相敏检波电路的鉴相特性?  
      如果输入信号us为与参考信号uc(或Uc)同频信号,但有一定相位差,这时输出电压uo=Usm/2cos∮,即输出信号随相位差∮的余弦而变化。    由于在输入信号与参考信号同频但有一定相位差时,输出信号的大小与相位差有确定的函数关系,可以根据输出信号的大小确定相位差的值,相敏检波电路的这一特性称为鉴相特性。
    展开全文
  • 对音频信号分别使用AMFM调制解调。 AM使用平方检波与相干解调2中方法解调;FM使用包络检波解调,并计算了不同SNR下与原始信号的均方误
  • 本文所需的FM已调信号、原始音频、包络检波解调后的音频、差分相位法解调后的音频,可通过以下链接进行下载。其中,FM已调信号文件较大共有两百多兆,故截取其部分上传,若有需要完整信号的请留言! 已调信号:...

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    FM调制解调音频文件.rar
    已调信号:采样率为Fs=5mHzFs=5mHz,float32位存储格式,单通道
    解调后的信号:采样率为Fs=48kHzFs=48kHz,float32位存储格式,单通道

    一、包络检波法

    通过网上查找资料查到博客
    通信原理实践(三)——FM调制
    首先感谢博主,比较详细清楚地讲解了FM的包络检波解调法。但是,等我采用该方法获得原始音频后才发现,该方法会将原始音频的频率分量提高2倍,后面我思考很久才明白其原因。因为包络检波法只能检测到上包络或下包络,以上包络为例,它是原始音频信号取模后的包络,所以其频率分量会提高为原来的2倍,且无法将上包络、下包络合起来变成与原始音频相同的信号,这也是这种方法的弊端所在。

    包络检波法解调的核心:

    • 微分
    • 求包络(希尔伯特变换取模)
    • 采样率转换(插零=>低通滤波=>抽取)

    包络检波MATLAB代码

    % 加载信号
    fid = fopen('test_input.dat','r');
    s = fread(fid,'float32').';
    fclose(fid);
    % 信号带宽 200kHz 载频1MHz
    
    % 混频至0频
    sd = s.*cos(2*pi*fc*(0:N-1)/Fs);
    figure;plot((0:NFFT-1)*Fs/NFFT,abs(fft(sd,4096)));
    
    %% 低通滤波
    B = 100000; % 带宽的一半 100kHz
    h = fir1(2048,2*B/Fs+6/2048/2);
    sdf = conv(sd,h,'same');
    % figure;plot((0:NFFT-1)*Fs/NFFT,abs(fft(sdf,4096)));
    
    %% 先25倍抽取 降采样至200kHz 减小处理数据量
    D = 25; sdfd = sdf(1:D:end);
    Fsd = Fs/D;
    figure;plot((0:NFFT-1)*Fsd/NFFT,abs(fft(sdfd,4096)));
    
    %% FM解调
    sddif = diff(sdfd)*Fsd; % 微分
    sdenv = abs(hilbert(sddif)); % 包络
    sdenv = sdenv-mean(sdenv);
    % figure;plot(sdenv,'b');
    % sdenv = envelop_rc(sddif,25e-6*Fsd); % 利用RC检波电路求包络
    
    %% 先内插后抽取分数倍降采样至48kHz
    % 6倍内插
    N = length(sdenv); I = 6;
    si = zeros(1,N*I);si(1:I:end) = I*sdenv;
    
    % 低通滤波
    Fsi = Fsd*I;
    B = 20000; % 基带信号带宽 20kHz
    h = fir1(2048,2*B/Fsi+6/2048/2); % 过渡带起始频率为B
    sif = conv(si,h,'same');
    
    % 25倍抽取 得到解调结果
    dem_fm = sif(1:D:end);
    dem_fm = dem_fm./max(dem_fm);
    fid = fopen('dem_fm.dat','w');
    fwrite(fid,dem_fm,'float32');
    fclose(fid);
    

    二、差分相位解调法

    后来,突然看到了MATLAB中fmdemod函数的源码,结合FM的调制原理,恍然大悟,FM指瞬时频率偏移随调制信号m(t)m(t)成比例变化,那么可通过希尔伯特变换求得FM信号的相位,对相位差分则可得到瞬时频率ff,则调制信号
    m(t)=f/(2πΔf)Fsm(t)=f/(2*\pi*\Delta f)*F_s

    其中,用到相位解卷绕,参考
    MATLAB库函数unwrap(相位解卷绕)的C语言实现

    差分相位法MATLAB代码

    fid = fopen('test_input.dat','r');
    s = fread(fid,'float32').';
    fclose(fid);
    % 信号带宽 200kHz 载频1MHz
    
    N = length(s);
    Fs = 5e6; % 采样率
    fc = 1e6; % 载频
    z = fmdemod(s(1:1048576).',fc,Fs,80000);
    s = resample(z,6,625);
    fid = fopen('dem_fm_diffphase_mtlb.dat','w');
    fwrite(fid,z,'float32');
    fclose(fid);
    

    差分相位法C语言实现

    常量和结构体定义

    常量和结构体定义的头文件ConstParam.h在下面文章中
    MATLAB库函数hilbert(希尔伯特变换)的C语言实现(FFT采用FFTW库)

    所需的子函数

    MATLAB库函数hilbert(希尔伯特变换)的C语言实现(FFT采用FFTW库)
    MATLAB库函数unwrap(相位解卷绕)的C语言实现
    第一类修正贝塞尔函数的C语言实现
    MATLAB库函数upfirdn(分数倍采样率变换)的C语言实现(采用了STL::vector)
    MATLAB库函数firls(最小二乘线性相位FIR滤波器设计)的C语言实现
    MATLAB库函数resample(重新采样序列)的C语言实现

    差分相位法C语言代码

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <math.h>
    #include <vector>
    #include "hilbert.h"
    #include "ConstParam.h"
    #include "unwrap.h"
    #include "resample.h"
    
    float* diff(float* in, int N)
    {
    	for (int i = N - 1; i > 0; --i)
    	{
    		in[i] -= in[i - 1];
    	}
    	in[0] = 0;
    }
    
    int main(int argc, char* argv[])
    {
    	FILE* pf = NULL, *pfdem = NULL;
    	int Fs = 5000000, fc = 1000000, NFFT = 4096;
    	float freqdev = 80000.0;
    	__int64 i = 0, j = 0;
    	char* pdest = strrchr(argv[1], '\\');
    
    	__int64 result = (__int64)(pdest - argv[1] + 1);
    	char outfilename[_MAX_FNAME] = { 0 };
    	memcpy(outfilename, argv[1], result);
    	strcat(outfilename, "dem_FM_Fs_48kHz_mono.dat");
    
    	if (NULL == (pf = fopen(argv[1], "rb"))) // 读取类型必须是 rb
    	{
    		printf("输入文件打开错误,请重新输入!\n");
    		return 0;
    	}
    
    	if (NULL == (pfdem = fopen(outfilename, "wb"))) // 读取类型必须是 wb
    	{
    		printf("fm_dem.dat 打开错误!\n");
    		return 0;
    	}
    
    	__int64 filelen = 0;
    	fseek(pf, 0, SEEK_END);
    	filelen = ftell(pf); //文件大小 字节
    	fseek(pf, 0, SEEK_SET);
    
    	/* 加载信号 */
    	__int64 N = filelen / sizeof(float); // 信号点数
    	__int64 Nd = N * 6 / 625; // 解调降采样后信号点数
    	float* sf = (float*)malloc(sizeof(float)*BufSize);
    	//float sf[BufSize] = { 0 }; // 信号缓冲区
    	//fftwf_complex sout[BufSize] = { 0 };
    	fftwf_complex* sout = (fftwf_complex*)fftwf_malloc(sizeof(fftwf_complex)*BufSize);
    	//float phase[BufSize] = { 0 };
    	__int64 fpos = 0, readlen = 0;
    	
    	float* dem_fm = (float*)malloc(sizeof(float)*(Nd+1000)); // 保存解调信号
    	memset(dem_fm, 0, sizeof(float)*(Nd + 1000));
    	float tmpr = 0, tmpi = 0;
    
    	//memset(str, '=', sizeof(char) * 100);
    	__int64 k = 0, outSize = 0, sumSize = 0;
    	while (fpos != filelen)
    	{
    		readlen = fread(sf, sizeof(float), BufSize, pf); // 返回读取的 float 型数的个数,不是字节数
    		/*转换为double类型存储信号*/
    		hilbert(sf, sout, BufSize);
    
    		/*希尔伯特变换为复信号后混频至0频*/
    		for (i = 0; i < readlen; ++i)
    		{
    			j = i % 5;
    			tmpr = sout[i][REAL];
    			tmpi = sout[i][IMAG];
    			sout[i][REAL] = tmpr * CosVal[j] + tmpi * SinVal[j];
    			sout[i][IMAG] = tmpi * CosVal[j] - tmpr * SinVal[j];
    			sf[i] = atan2(sout[i][IMAG], sout[i][REAL]);
    		}
    		unwrap(sf, readlen); //相位解卷绕
    
    		for (i = readlen - 1; i > 0; --i) // 求差分
    		{
    			sf[i] -= sf[i - 1];
    			sf[i] *= Fs / TWO_PI / freqdev;
    		}
    		sf[0] = 0;
    
    		std::vector<float> inputSignal(sf, sf + readlen);
    		std::vector<float> outputSignal;
    		resample(6, 625, inputSignal, outputSignal);
    
    		outSize = outputSignal.size();
    		sumSize += outSize;
    
    		memcpy(dem_fm + k * outSize, &outputSignal[0], outSize * sizeof(float));
    		++k;
    
    		fpos = ftell(pf); // 指示当前位于距离文件头多少字节处
    		//progress(fpos / filelen * 100);
    		//system("cls");
    		printf("正在解调,进度: %.2f %%\n", fpos /1.0 / filelen * 100);
    	} /*end while*/
    	fwrite(dem_fm, sizeof(float), sumSize, pfdem);
    
    	fclose(pfdem);
    	fclose(pf);
    	free(dem_fm);
    	free(sf);
    	fftwf_free(sout);
    	return 0;
    }
    

    工程代码和数据下载地址

    下载地址:https://wwe.lanzous.com/i7CCLoidfid
    密码:dhnw

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检波和解调