【文章內(nèi)容簡介】 書 6 ? ? ? ? ? ? ttmttmts ccU S B ?? s in?2/1co s2/1 ?? 上邊帶時域表達式為： ? ? ? ? ? ? ttmttmts ccL S B ?? s in?2/1co s2/1 ?? 根據(jù)上下邊帶的時域表達式，我們還可以可以利用利用相移法產(chǎn)生 SSB 的上下邊帶。 SSB 的解調也是相干解調，和 AM 和 DSB 的相干解調相同 ，所以省略了 SSB的相干解調框圖。 FM 調制與解調原理 1）調頻信號的產(chǎn)生 —— 直接調頻法 調頻就是用調制信號控制載波的頻率變化 [1]。 所謂頻率調制（ FM），是指瞬時頻率偏移隨限制信號嗎 m(t)成比例變化，即 )()(d tmKdt t f?? 調頻信號的瞬時角頻率可以表示為： )()( tmKt fcFM ?? ?? ① 其中 c? 為載波角頻率， )(tm 為調制信號， fK 為 頻偏常數(shù)（調制常數(shù)），表示調 信息源 發(fā)送設備 信道 接收設備 受信者 噪聲源 通信系統(tǒng)的一般模型 )(tm 圖 36 相移法產(chǎn)生 SSB 信號 的 框圖 課程設計說明書 7 頻器的調制靈敏度，此時調頻信號的相位為： ? ???? ????? dmKtdttt fcFMFM )()()( 將上式代入 ① 得調頻信號為： ])(c o s [)( ??? ??? dmKtAtS fcFM 調頻信號的產(chǎn)生這里主要介紹了直接調頻法。 直接調頻就是用調制信號直接去控制載波振蕩器的頻率，使其按調制信號的規(guī)律線性地變化。 可以由外部電壓控制振蕩器頻率的叫做壓控振蕩器（ VCO）。每個壓控振蕩器自身就是一個 FM 調制器，因為它的振蕩頻率正比于輸入控制電壓，即 )()( tmKt foi ?? ?? 若用調制信號作控制電壓信號，就能產(chǎn)生 FM 波，如圖 ： V O Cm ( t )sF M( t ) 圖 調頻器 若被控制的振蕩器是 LC 振蕩器，則只需控制振蕩回路的某個電抗元件（ L 或C），使其參數(shù)隨調制信號變化。目前常用的電抗元件是變?nèi)荻O管。用變?nèi)荻O管實現(xiàn)直接調頻，由于電路簡單，性能良好，已成為目前最廣泛采用的調頻電路之一。 在直接調頻法中，振蕩器與調制器合二為一。這種方法的主要優(yōu)點是在實現(xiàn)線性調頻的要求下，可以獲得較大的頻偏；其主要缺點是頻率穩(wěn)定度不高。 2） 調頻信號的解調 —— 相干解調 由于調頻信號可以分解成同相分量與正交分量之和，因而可以采用線性調制中的相干解調法來進行解調，如圖 ： B P F L P F 微 分SF M（ t ）Si( t )Sp( t ) Sd( t )mo( t )c ( t ) 圖 FM 信號相干解調 課程設計說明書 8 根據(jù)公式可以設調頻信號 )2c o s1(])([c o s)(FM tdmKAtAts cfc ???? ???? ? 并設相干載波 ttc c?s in)( ?? 則相乘器的輸出為 )2c o s1(])()([22s i n2)( tdmKAtAts cfcp ???? ????? ? 經(jīng)過低通濾波器取出其低頻分量 ?? dmKAts fd ?? )(2)( 再 經(jīng)微分器，即得解調輸出 )(2)( tmAKtm fo ? 可見，相干解調可以恢復原調制信號。這種解調方法需要本地載波與調制載波同步，否則將使解調信號失真。 幅度調制（線性調制）的仿真與分析 AM 調制 與 解調 的仿真與分析 1) 根據(jù) AM 調制與解調原理，用 System View 軟件建立一個仿真電路，如下圖所示： 課程設計說明書 9 圖 23 AM 調幅的 System View 仿真圖 2)參數(shù)設置： ① 載波頻率設置為 100Hz，調制信號為 18Hz； ② 增益參數(shù)為 2； ③ 低通濾波器： Design: Analog。 Lowpass, Butterworth Low Cuttoff=20Hz。 Poles=3 Filter input sample rate:1e+3 3)波形說明及分析： 圖 24 AM 調幅各信號波形總圖 課程設計說明書 10 載波波形圖 調制波形圖 已調波形圖 解調波形圖 課程設計說明書 11 綜上所述，可以看出，采用常規(guī)雙邊帶幅度調制傳輸信息的好處是解調電路簡單，可采用包絡 檢波法。缺點是調制效率低，載波分量不攜帶信息，但卻占據(jù)了大部分功率，白白浪費掉。如果抑制載波分量的傳送，則可演變出另一種調制方式，即抑制載波的雙邊帶調幅（ SCDSB）。 AM 調制與解調仿真結果分析： AM 調制為線性調制的一種，由圖 38 可以看出，在波形上，已調信號的幅值隨基帶信號變化而呈正比地變化，已調信號的包絡與調制信號波形相同。由圖 39 可以看出，在頻譜結構上，已調信號的頻譜結構完全是基帶信號頻譜結構在頻域內(nèi)的簡單搬移到載波的頻率之上?；謴统鰜淼男盘柕念l譜結構與調制信號的頻譜結構基本一致，頻 譜都集中在 500Hz。本系統(tǒng)采用的是相干解調法，恢復出來的信號與基帶信號基本一致，實現(xiàn)了無失真?zhèn)鬏敗? DSB 調制 與 解調 的仿真與分析 1) 根據(jù) DSB 調制與解調原理，用 System View 軟件建立一個仿真電路，如下圖所示 : DSB 調幅的 System View 仿真圖 2)參數(shù)設置： ① 載波頻率為 100HZ； ② 調制信號頻率為 10HZ； ③ 低通濾波器的截止頻率為 30HZ. 3)波形說明 :各波形的名稱如波形圖示（載波，調制波，已調波，解調波 ） 。 課程設計說明書 12 DSB 調幅各信號波形總圖 綜上所述，可以看出， 抑制載波的雙邊帶幅度調制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調制效率高；調制電路簡單，僅用一個乘法器就可實現(xiàn)。缺點是占用頻帶寬度比較寬，為基帶信號的 2 倍。 SSB 調制 與 解調 的仿真與分析 1) 根據(jù) SSB調制與解調原理，用 System View 軟件建立一個仿真電路，如下圖所示： 課程設計說明書 13 SSB 調幅的 System View 仿真圖 2)波形圖如下： SSB 調幅各信號波 形總圖 課程設計說明書 14 上邊帶和下邊帶頻譜圖 3)參數(shù)設置： 系統(tǒng)時間：采樣點數(shù) 256，采樣率 10000Hz 表 21 SSB 調制解調系統(tǒng)的各圖符的參數(shù)設置表 圖符序號 庫 /圖符名稱 參數(shù) 0 Source: Sinusoid Amp=, Freq=300Hz,Phase=0deg 1 Source: Sinusoid Amp=1v, Freq=20xxHz,Phase=0deg 10 Source: Sinusoid Amp=1v, Freq=20xxHz,Phase=0deg 12 Operator: Filter/System Design:Analog。Lowpass,Butterworth,Low Cuttoff=300Hz。 Poles=6 綜上所述，單邊帶幅度調制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調制效率高；頻帶寬度只有雙邊帶的一半，頻帶利用率提高一倍。缺點是單邊帶濾波器實現(xiàn)難度大 。 FM 調制與解調的仿真與分析 1）根據(jù) FM 調制與解調原理，用 System View 軟件建立一個仿真電路，如下圖所示： 課程設計說明書 15 FM 調幅的 System View 仿真圖 2)參數(shù)設 置： 系統(tǒng)時間：為了使對調頻信號的 FFT 計算能夠更加