【文章內(nèi)容簡介】 (tsm 的頻譜 )(?mS ： )]()([2)( ccm MMAS ????? ???? 標準調(diào)幅 AM調(diào)制原理 標準調(diào)幅就是常規(guī)雙邊帶調(diào)制，簡稱調(diào)幅（ AM）。假設(shè)調(diào)制信號 )(tm 的平均值為 0，將其疊加一個直流偏量 0A 后與載波相乘，即可形成調(diào)幅信號。其時域表達式為： ttmtAttmAts cccAM ??? c os)(c osc os)]([)( 00 ???? 式中， 0A 為外加的直流分量； )(tm 可以是確知信號也可以是隨機信號。但通常認為其平均值為 0，即 )(tm =1。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 4 AM 信號的典型波形和頻譜分別如圖 11 所示，圖中假定調(diào)制信號 )(tm 的上限頻率為 H? 。顯然， 調(diào)制信號 )(tm 的帶寬為 Hm fB? 。 圖 11 AM信號的波形和頻譜 由圖 11 可見， AM 信號波形的包絡(luò)與輸入基帶信號 )(tm 成正比，故用包絡(luò)檢波的方法很容易恢復(fù)原始調(diào)制信號。 但為了保證包絡(luò)檢波時不發(fā)生失真，必須滿足 0max|)(| Atm ? ，否則將出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而帶來失真。 AM 信號的頻譜 )(tSAM 是由載頻分量和上、下兩個邊帶組成（通常稱頻譜中畫斜線的部分為上邊帶，不畫斜線的部分為下邊帶）。上邊帶的頻譜與原調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。顯然，無論是上邊帶還是下邊帶，都含有原調(diào)制信號的完整信息。故 AM 信號是帶有載波的雙邊帶信號，帶寬為基帶信號帶寬的兩倍，即 HmAM fBB 22 ?? 式中， Hm fB? 為調(diào)制信號 )(tm 的帶寬， Hf 為調(diào)制信號的最高頻率。 AM 調(diào)制原理框圖 ttmAts cAM ?c os)]([)( 0 ?? 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 5 圖 12 AM調(diào)制原理框圖 AM 解調(diào)原理 從高頻已調(diào)信號中恢復(fù) 出調(diào)制信號的過程稱為解調(diào) (demodulation )，又稱為檢波 (detection )。對于振幅調(diào)制信號，解調(diào) (demodulation )就是從它的幅度變化上提取調(diào)制信號的過程。解調(diào) (demodulation )是調(diào)制的逆過程。 圖 13 AM 相干解調(diào)原理框圖 圖 13就是利用乘積型同步檢波器實現(xiàn)振幅的解調(diào)，讓已調(diào)信號與本地恢復(fù)載波信號相乘并通過低通濾波可獲得解調(diào)信號。 3. Simulink 的模型建立和仿真 AM 信號的調(diào)制仿真 建立仿真模型 圖 31 AM信號的調(diào)制仿真 tc?cos)(tm )(tsAM0A遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 6 AM 信號是由調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使之隨調(diào)制信號作線性變化的過程。其產(chǎn)生過程是將調(diào)制信號疊加一個直流偏量后與載波相乘。其 simulink仿真模型如圖 31所示。 本設(shè)計中 sine wave 為調(diào)制信號， Constant 提供直流分量與調(diào)制信號經(jīng)過加法器疊加。 sine wave1 產(chǎn)生一個頻率為 f1 的高頻載波，載波信號與加法器輸出的信號相乘，就產(chǎn)生了 AM 調(diào)制信號。 參數(shù)設(shè)置 建立好模型之后就要設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，以達到系統(tǒng)的最佳仿真。 正弦載波參數(shù)設(shè)置 ： 圖 32 正弦載波參數(shù) 載波信號的幅度 為 1，頻率為 60rad/s. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 7 圖 33 調(diào)制信號參數(shù) 圖 34 直流偏量參數(shù) 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 8 調(diào)制信號的幅度為 1，頻率為 5rad/s。 直流分量信號幅度為 2. 示波器設(shè)置： 圖 35 示波器設(shè)置 仿真波形圖 經(jīng)過以上參數(shù)的設(shè)置后就可以進行系統(tǒng)的仿真，其各點的時間波形圖 36所示。 改變直流偏量為 4V，其他參數(shù)不變，觀察示波器顯示波形如圖 37 所示。 由圖 36和圖 37對比可知，直流偏量越大，載波功率分量所占比例越多，調(diào)制深度小，功率利用率越低。 AM 調(diào)制在“滿調(diào)幅”的條件下，調(diào)制效率有最大值為 1/3 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 9 圖 36 示波器顯示波形 由上圖可看出 ,已調(diào)信號的外包絡(luò)能很好的反應(yīng)調(diào)制信號的波形。 圖 37 改變直流偏量 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 10 AM 信號的解調(diào)仿真 建立相干解調(diào)仿真模型 相干解調(diào)電路如下圖： 圖 38 相干解調(diào)仿真模型 其中 Product 輸出的是已調(diào)信號， Sine Wave 2 提供一個與載波同頻同相的本地信號（相干載波）， Analog Filter Design 為一個巴特沃斯低通濾波器，已調(diào)信號與相干載波相乘，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶信號。 參數(shù)設(shè)置 相干載波參數(shù)設(shè)置： 圖 39 相干載波參數(shù)設(shè)置 低通濾波器參數(shù)設(shè)置： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 11 圖 310 低通濾波器參數(shù)設(shè)置 仿真波形圖 圖 311 解調(diào)輸出波形 圖 311 為仿真的波形，圖中第一個為調(diào)制信號，第二個為載波信號，第三遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 12 個為已調(diào)信號，第四個為相干解調(diào)輸出。 相干解調(diào)抗噪聲性能分析 圖 312 AM 相干解調(diào)抗噪聲性能分析模型 根據(jù)上圖相干解調(diào)抗噪性能分析模型，得到 simulink 中相干解調(diào)抗噪性能分析框圖，仿真模型如圖 313 所示。 圖 313 信道高斯白噪聲仿真框圖 其 中 BandLimited White Noise 為帶限白噪聲，以模擬高斯白噪聲通過低通濾波器后的噪聲，已調(diào)信號和帶限白噪聲經(jīng)過加法器后的信號模擬已調(diào)信號通過信道后的輸出信號，與本地相干載波相乘經(jīng)過低通濾波器，輸出解調(diào)信號。各部分波形如圖 314 所示。 其中，第一個為調(diào)制信號波形，第二個為載波信號，第三個為調(diào)制輸出波形，第四個為通過信道接收到的有噪聲的影響的信號，第五個為有噪聲條件下解調(diào)信號。由圖 314 中解調(diào)信號和圖 311中解調(diào)信號對比可知，再有噪聲影響的條件下，解調(diào)信號幅度降低。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 13 圖 314 示 波器顯示波形 仿真 載波信號的分析 t=1::1。 A0=10。 %載波信號振幅 f=6000。 %載波信號頻率 w0=f*pi。 Uc=A0*cos(w0*t)。 %載波信號 figure(1)。 subplot(2,1,1)。 plot(t,Uc)。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計論文 14