【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 波器等性能優(yōu)良的器件，能顯著提高接收電路的選擇性；（3）增加自動(dòng)增益控制（AGC）電路，使電路能用于接收各種不同強(qiáng)度的信號(hào)。缺點(diǎn)：電路復(fù)雜，且存在一種特有的干擾——鏡像干擾，在討論變頻原理和電路時(shí)，我們將詳細(xì)介紹什么是鏡像干擾。 其他電子線路 電子線路很多，由于論文完成時(shí)間的緊迫，本論文來不及對(duì)其它電子線路的分析只對(duì)了幾種基本電子線路(觸發(fā)器、分頻器、移位寄存器、整流電路、超外差式接收機(jī))的分析。敬請(qǐng)諒解。第三章 基于MATLAB的電子線路仿真與分析 基于MATLAB對(duì)觸發(fā)器的仿真與分析 觸發(fā)器是電子工程中經(jīng)常用到的電路，在這用實(shí)例來說明其應(yīng)用方法。 圖3—1所示觸發(fā)電路仿真演示框圖，在圖中觸發(fā)模塊是實(shí)現(xiàn)觸發(fā)的主要工具，圖中常用矢量為0。圖3—2所示是觸發(fā)電路仿真結(jié)果。圖3—3所示是觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)圖，激活圖中的trigger,可以在彈出的對(duì)話框中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。圖31觸發(fā)電路仿真演示框圖圖32觸發(fā)電路仿真結(jié)果圖33觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)圖 觸發(fā)電路的Trigger type（觸發(fā)類型）設(shè)定為Function call（函數(shù)調(diào)用）時(shí)和模塊使能時(shí)，有三種設(shè)置：Held（有效）、Reset（復(fù)位）和Inherit（繼承）。 此時(shí)，Sample time type（取樣時(shí)間類型）可設(shè)為觸發(fā)或周期。Sample time（取樣時(shí)間）均被激活?，F(xiàn)在以圖3—2中顯示的結(jié)果來分析觸發(fā)的過程:(1) 示波器通道1顯示了作為觸發(fā)信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器的方波，同時(shí)還顯示了等于零的基線以及被用作觸發(fā)取樣觀察的正弦信號(hào)。(2) 示波器通道2顯示了僅在方波信號(hào)過零的上升沿觸發(fā)時(shí)，采集并保持的正弦信號(hào)的樣值。(3) 示波器通道3顯示了僅在方波信號(hào)過零的下降沿觸發(fā)時(shí)，采集并保持的正弦信號(hào)的樣值。(4) 示波器通道3顯示了在方波信號(hào)過零的上升或下降沿觸發(fā)時(shí)，采集并保持的正弦信號(hào)的樣值。簡(jiǎn)而言之，觸發(fā)電路是一個(gè)采樣保持電路，采樣的時(shí)刻取決于觸發(fā)信號(hào)的形狀和觸發(fā)方式的設(shè)定。表3—1～表3—4分別給出了觸發(fā)電路仿真系統(tǒng)中各個(gè)模塊的主要參數(shù)。 基于MATLAB對(duì)分頻器的仿真與分析 分頻器應(yīng)用廣泛，下面用一示例說明使用方法。圖34所示是分頻器仿真框圖，其組成僅有三臺(tái)設(shè)備：脈沖發(fā)生器、分頻器（計(jì)數(shù)器）和示波器。脈沖發(fā)生器產(chǎn)生周期為1s，占空比為50%，幅度為1的方波，饋入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器設(shè)置為分頻器工作方式，本例中分頻比設(shè)為11，即每輸入11個(gè)脈沖，送出一個(gè)Hitdata（到達(dá)脈沖），Maximumcount（最大計(jì)數(shù)）是10，即分頻比減一。Initialcount（初始計(jì)數(shù)）表示計(jì)數(shù)器中開始計(jì)數(shù)的時(shí)刻，即計(jì)數(shù)器中原有的數(shù)，本例是0。Hitvalue（到達(dá)值）表示在計(jì)數(shù)到第幾（本例是7）個(gè)脈沖時(shí)，開始輸出到達(dá)脈沖。自然在以后的計(jì)數(shù)分頻的過程中，都是在分頻周期的這一位置輸出到達(dá)脈沖。Output(輸出）設(shè)置決定了計(jì)數(shù)器有兩路輸出：第1路是t（計(jì)數(shù)），它的數(shù)值表示在本分頻周期內(nèi)記錄到多少個(gè)脈沖。第2路是hit（到達(dá)），就是分頻后的脈沖輸出。圖35所示是分頻器仿真結(jié)果。示波器從上到下分別顯示的是脈沖發(fā)生器的輸出、計(jì)數(shù)輸出、分頻脈沖的輸出。可以看出，分頻比是11，即到達(dá)脈沖的數(shù)量是原始脈沖數(shù)的1/11。計(jì)數(shù)輸出是從0到10（11個(gè)量值）變化，分頻脈沖在第8（即7+1）個(gè)脈沖時(shí)輸出。圖34 分頻器仿真框圖圖35分頻器仿真結(jié)果表35所示是該對(duì)話框的主要參數(shù)。表36所示是PulseGenerator(脈沖信號(hào)發(fā)生器）的主要參數(shù)。Countdirection（計(jì)數(shù)方向）中Up（增加）表示加法計(jì)數(shù)，Down（減少）表示減法計(jì)數(shù)器。當(dāng)Countsize（計(jì)數(shù)長(zhǎng)度）設(shè)定為8bit、16bit、32bit時(shí)，分頻比分別為2216、232。 基于MATLAB對(duì)移位寄存器的仿真與分析 圖36所示是移位寄存器仿真系統(tǒng)框圖。圖中的正弦波產(chǎn)生器產(chǎn)生的幅度為1，頻率為2πrad/s的正弦波，饋入MultiSelector（多點(diǎn)選擇器），通過把參數(shù)“指針到輸出”設(shè)置為{1,1,1}將輸入信號(hào)分解為三路相同的信號(hào)。三路信號(hào)一路是直通，另一路延遲7個(gè)節(jié)拍（7個(gè)采樣時(shí)間），第三路延遲23個(gè)節(jié)拍。 輸出的路數(shù)、延遲時(shí)間皆可任意設(shè)定。VariableSelector（可變選擇器）可以任意交換輸出三路信號(hào)的秩序，在連接示波器的上面三路信號(hào)就是通過交換排序后的波形,如圖37所示。以它的第4路信號(hào)波形的極大值為參考，從左向右數(shù)3個(gè)波形，它們代表的3路波形就是未經(jīng)過交換秩序的輸出信號(hào)。表37 給出了參數(shù)設(shè)置。用戶可以設(shè)定任意數(shù)的分頻比，確實(shí)十分方便。表37所示是示波器的主要參數(shù)。其它模塊的參數(shù)設(shè)置見表38~表310。圖36移位寄存器仿真系統(tǒng)框圖37移位寄存器仿真結(jié)果 基于MATLAB對(duì)整流電路的仿真與分析圖38所示是整流系統(tǒng)仿真框圖，、頻率為1000Hz的正弦信號(hào)作為信號(hào)輸入，使用Saturation（限幅）模塊，將限幅下限設(shè)定為0，構(gòu)成半波整流電路，在框圖中上面的頻譜儀顯示它的頻譜，如圖39中的右圖所示。在整流電路中使用了Abs（取絕對(duì)值）模塊，將信號(hào)的負(fù)半周也變成正值，構(gòu)成全波整流電路，在框圖中下面的頻譜儀顯示它的頻譜，如圖39中的左圖所示。示波器將三路信號(hào)通過與常數(shù)矢量相加后，在垂直方向分開顯示，如圖310所示圖38整流系統(tǒng)仿真框圖圖39 整流系統(tǒng)仿真結(jié)果(頻譜圖)圖310整流系統(tǒng)仿真結(jié)果（時(shí)域波形） 下面uh(t)與uf(t) 分別表示半波整流和全波整流之后的頻率譜，由公式（31）、公式 (32）可見，半波整流后有直流分量、一次波（基波）、二次波、四次波、六次波等。全波整流與半波整流相比較，除基波沒有外其余都有，但幅度不一樣，這可以從圖311中看出。 （31） （32）表311~表315分別給出了整流仿真系統(tǒng)中各個(gè)模塊的主要參數(shù)。 基于MATLAB對(duì)超外差式接收機(jī)的仿真與分析 超外差式接收機(jī)的工作方式在通信系統(tǒng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。它最主要的工作原理是：頻率搬移，選頻放大。 發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過各種傳輸環(huán)境后信號(hào)十分微弱，將它放大到正常接收的程度需要100dB量級(jí)的增益。應(yīng)用頻率搬移即變頻的方法，可以將增益分配到工作在不同頻段的若干個(gè)放大器上，在獲得很高的總增益的同時(shí)又保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定。 變頻的基本原理可以用下面的公式來描述： (33) 兩個(gè)不同頻率的余弦信號(hào)相乘后，得到的是兩個(gè)頻率的和及兩個(gè)頻率的差的余弦信號(hào)，其中f1是本地振蕩的頻率,f2是射頻信號(hào)的頻率。 圖311所示是超外差接收機(jī)仿真系統(tǒng)的框圖。本例中本地振蕩f1=66kHz，射頻信號(hào)f2 =50kHz，基帶調(diào)制信號(hào)是1kHz單音頻。下面分別介紹以下部分的功能。(為了簡(jiǎn)化問題，有的部分未安排。) 圖311 超外差接收機(jī)仿真系統(tǒng)發(fā)射機(jī)部分： SignalGenerator（信號(hào)發(fā)生器）產(chǎn)生幅度為頻率為1000Hz的音頻信號(hào)。通過DSBAMModulationPassband（雙邊帶帶通調(diào)幅器）后變成載頻為50kHz雙邊帶調(diào)幅（傳輸載波）的信號(hào)。圖中未安排傳輸環(huán)境部分。接收機(jī)部分：SignalGenerator1（信號(hào)發(fā)生器）產(chǎn)生幅度為頻率為66kHz的本地振蕩信號(hào)，Product（乘法器）作為變頻器，通過變頻器后產(chǎn)生f1+f2=116kHz以及f1 f2 =16kHz的頻率。~，僅讓帶有調(diào)制信息的16kHz的中頻通過。 DSBAMDemodulationPassband（雙邊帶帶通解調(diào)器）將調(diào)制信號(hào)1kHz的音頻信號(hào)從中頻信號(hào)中解調(diào)出來，由Gain（放大器）進(jìn)行低頻放大。其后的帶通濾波器（應(yīng)用低通濾波器也可以）~，僅讓調(diào)制信息1kHz通過。圖中未安排高頻調(diào)諧以及高頻放大部分。 Scope（頻譜分析儀）用于觀察變頻以后信號(hào)的頻譜，如圖312所示，圖中可見116kHz的和頻以及16kHz的差頻。頻譜分析儀Scope1用于觀察中頻信號(hào)的頻譜（如圖313的左圖所示）。頻譜分析儀Scope2用于觀察解調(diào)以后的信號(hào)的頻譜（如圖313的右圖所示）。示波器Scope用于觀察解調(diào)以后的信號(hào)。頻譜儀的采樣時(shí)間都考慮到能夠?qū)⒈挥^測(cè)的信號(hào)置于屏幕的中部，它前面的ZeroOrderHold（采樣保持）的采樣時(shí)間設(shè)定得與頻譜儀的一致。圖312射頻接收信號(hào)與本振信號(hào)相乘后的頻譜圖313 中頻信號(hào)（上圖）與低頻信號(hào)（下圖）的頻譜圖314所示是低頻信號(hào)的時(shí)域圖形。表316~表322分別給出了各個(gè)儀器模塊設(shè)置的主要參數(shù)。圖314 低頻信號(hào)的時(shí)域圖形第四章 總結(jié)與