am模擬幅度調(diào)制仿真設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-24 06:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 號(hào)變化。這意味著所欲傳送的消息都包含在邊帶之中，只用一個(gè)邊帶信號(hào)就能夠傳送全部消息。把載波去掉的調(diào)幅信號(hào)，叫做抑制載波調(diào)幅；把載波和某一個(gè)邊帶一起抑制掉，只剩下一個(gè)邊帶的調(diào)幅信號(hào)，叫做單邊帶調(diào)幅(SSB)。單邊帶調(diào)幅節(jié)省功率,抗干擾性能較好，而且節(jié)省頻帶，但設(shè)備比較復(fù)雜（見單邊帶調(diào)制）。4．AM幅度調(diào)制幅度調(diào)制（AM）是指用調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的幅度，使其隨調(diào)制信號(hào)呈線性變化的過(guò)程。AM信號(hào)的數(shù)學(xué)模型如圖 1所示。╳┼為了分析問(wèn)題的方便，令=0。 AM信號(hào)的時(shí)域和頻域表達(dá)式 =[+m]cos （1）=[]+ （2）\ 信號(hào)的帶寬 （3）式中，為調(diào)制信號(hào)的最高頻率。 AM信號(hào)的功率與調(diào)制效率 == （4）式中，=為不攜帶信息的載波功率；為攜帶信息的邊帶功率。 （5）AM調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是可用包絡(luò)檢波法解調(diào)，不需要本地同步載波信號(hào)，設(shè)備簡(jiǎn)單。AM調(diào)制的最大缺點(diǎn)是調(diào)制效率低。5．噪聲類型噪聲的種類可廣義的分為人為噪聲、自然噪聲和內(nèi)部噪聲；也可以按噪聲對(duì)線性譜的影響是加性的還是乘性的區(qū)分，乘性噪聲又稱為相關(guān)噪聲；從信號(hào)分布來(lái)說(shuō)，噪聲主要可以分為以下幾類[45]：(1) 單頻噪聲單頻噪聲可視為己調(diào)正弦波，但幅度、頻率、相位實(shí)現(xiàn)不可預(yù)知。其特點(diǎn)為占有極窄的頻帶，但在頻譜上的位置可實(shí)測(cè)。(2) 脈沖噪聲脈沖噪聲表現(xiàn)為時(shí)域波形中突然出現(xiàn)的窄脈沖，在時(shí)間上表現(xiàn)為無(wú)規(guī)則的突發(fā)的短促噪聲。其特點(diǎn)是脈沖幅度大，持續(xù)時(shí)間短，相鄰脈沖之間的安靜時(shí)段較長(zhǎng)。從頻譜上看，頻譜上脈沖噪聲有較寬的頻譜，但頻譜越高，強(qiáng)度越小。(3) 起伏噪聲起伏噪聲是研究的重點(diǎn)。起伏噪聲不可避免且普遍存在，是最基本的噪聲來(lái)源。集中于調(diào)制解調(diào)器輸入端的噪聲通常是起伏噪聲的一種變形，即帶通型噪聲。在調(diào)制信道中，可直接表示為窄帶高斯噪聲。相對(duì)于窄帶高斯噪聲，白噪聲是非窄帶噪聲，白噪聲是頻譜在整個(gè)頻率內(nèi)部都是均勻分布的噪聲，它在任意兩個(gè)時(shí)刻內(nèi)的隨機(jī)變量都是不相關(guān)的。起伏噪聲可近似地看作高斯噪聲，且在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)具有平坦功率譜密度，可近似表述為高斯白噪聲。(4) 平穩(wěn)非平穩(wěn)噪聲平穩(wěn)噪聲是統(tǒng)計(jì)特性不隨時(shí)間變化的一類噪聲，而非平穩(wěn)噪聲指統(tǒng)計(jì)特性隨時(shí)間變化的一類噪聲。應(yīng)該說(shuō)，非平穩(wěn)噪聲在實(shí)際存在中比平穩(wěn)噪聲更有研究意義。通常認(rèn)為背景噪聲模型為具有雙邊譜密度的高斯隨機(jī)過(guò)程。以概率隨機(jī)取個(gè)數(shù)值中的某個(gè)值(代表時(shí)刻點(diǎn))。若取，則噪聲模型可以簡(jiǎn)化為譜密度為的平穩(wěn)加性高斯白噪聲。信道的參數(shù)不可能是一直恒定的，它有可能會(huì)發(fā)生突變，這體現(xiàn)在時(shí)間下標(biāo)上。但通常認(rèn)為在考察時(shí)間段內(nèi)，這種突變發(fā)生的概率是很小的，即認(rèn)為信道在考察時(shí)間段內(nèi)是平穩(wěn)的AWGN信道[3]。因此本此課程設(shè)計(jì)認(rèn)為信道中的噪聲都是平穩(wěn)加性高斯白噪聲。圖2 給出了高斯白噪聲的時(shí)域波形及頻譜。圖2 高斯白噪聲的時(shí)域波形及其頻譜從圖2 可以看出，高斯白噪聲在時(shí)域的顯著特征是波形比較雜亂，沒有任何的規(guī)律可言；在頻域的顯著特征是頻譜非常平坦，其功率在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)均勻分布。各種線性已調(diào)信號(hào)在傳輸過(guò)程中不可避免地要受到噪聲的干擾，為了討論問(wèn)題的簡(jiǎn)單起見，我們這里只研究加性噪聲對(duì)信號(hào)的影響。因此，接收端收到的信號(hào)是發(fā)送信號(hào)與加性噪聲之和[8]。 由于加性噪聲只對(duì)已調(diào)信號(hào)的接收產(chǎn)生影響，因而調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能主要用解調(diào)器的抗噪聲性能來(lái)衡量。為了對(duì)不同調(diào)制方式下各種解調(diào)器性能進(jìn)行度量，通常采用信噪比增益G（又稱調(diào)制制度增益）來(lái)表示解調(diào)器的抗噪聲性能，即 調(diào)制過(guò)程的逆過(guò)程叫做解調(diào)。AM信號(hào)的解調(diào)是把接收到的已調(diào)信號(hào)還原為調(diào)制信號(hào)。 AM信號(hào)的解調(diào)方法有兩種：相干解調(diào)和包絡(luò)檢波解調(diào)。1．相干解調(diào) 由AM信號(hào)的頻譜可知，如果將已調(diào)信號(hào)的頻譜搬回到原點(diǎn)位置，即可得到原始的調(diào)制信號(hào)頻譜，從而恢復(fù)出原始信號(hào)。解調(diào)中的頻譜搬移同樣可用調(diào)制時(shí)的相乘運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。相干解調(diào)的原理框圖：╳LPFcos圖3. 相干解調(diào)原理圖將已調(diào)信號(hào)乘上一個(gè)與調(diào)制器同頻同相的載波，得：cos= cos= cos2 (6)由上式可知，只要用一個(gè)低通濾波器，就可以將第1項(xiàng)與第2項(xiàng)分離，無(wú)失真的恢復(fù)出原始的調(diào)制信號(hào) (7)相干解調(diào)的關(guān)鍵是必須產(chǎn)生一個(gè)與調(diào)制器同頻同相位的載波。如果同頻同相位的條件得不到滿足，則會(huì)破壞原始信號(hào)的恢復(fù)。2．包絡(luò)檢波法 由的波形可見，AM信號(hào)波形的包絡(luò)與
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