工學(xué)]第10章-系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真分析初步-資料下載頁(yè)
2025-01-12 12:18本頁(yè)面
【正文】 AM信號(hào)的相干解調(diào) 設(shè)計(jì)目的 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是要說(shuō)明相干解調(diào)原理。其核心目的是要說(shuō)明相干解調(diào)的關(guān)鍵在于須給接收機(jī)提供一個(gè)相干載波。所謂相干，就是指接收機(jī)中所恢復(fù)出的本地載波須與到達(dá)接收機(jī)的發(fā)送信號(hào)載波同頻同相。 設(shè)計(jì)中不涉及相干載波的獲取方法，也即不涉及對(duì)到達(dá)接收機(jī)的發(fā)送信號(hào)載波進(jìn)行相位估計(jì)問(wèn)題，因此不涉及鎖相環(huán)（ PLL） 的內(nèi)容。 系統(tǒng)中采用的辦法是把發(fā)送端的載波直接引至接收端作為本地載波，這樣就實(shí)現(xiàn)了同頻。隨后測(cè)出發(fā)送信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)時(shí)的載波相位，再對(duì)接收機(jī)的本地載波用延遲算子或樣本延遲算子計(jì)入這一本質(zhì)上是由傳輸延遲引入的相位延遲，這樣就實(shí)現(xiàn)了同相。 設(shè)計(jì)考慮 ? 系統(tǒng)定時(shí) ： 設(shè)計(jì)中，為便于觀察接收機(jī)本地振蕩器載波相位變化對(duì)接收信號(hào)的影響，系統(tǒng)使用樣本延遲算子進(jìn)行相位調(diào)節(jié)。為使一個(gè)樣本數(shù)的延遲對(duì)應(yīng)一個(gè)盡可能小的相位變化以便于調(diào)節(jié)本振相位，宜選擇較高的系統(tǒng)采樣率。 – 本系統(tǒng)中所用載波頻率為 200Hz，系統(tǒng)采樣率設(shè)定為 20220Hz。 相當(dāng)于一個(gè)時(shí)域采樣間隔對(duì)應(yīng) 位變化。采樣率也可減為 10000Hz，則一個(gè)時(shí)域樣本間隔對(duì)應(yīng) 。 – 仿真運(yùn)行樣本數(shù)設(shè)置為 10000，即仿真運(yùn)行時(shí)間 秒。 設(shè)計(jì)考慮 ? 信道濾波器 ： 由于本系統(tǒng)僅用于原理說(shuō)明，不要求與實(shí)際應(yīng)用情況相符，故系統(tǒng)中僅使用了一個(gè) FIR低通濾波器來(lái)對(duì)發(fā)送濾波器、信道和接收濾波器引入的傳輸延遲進(jìn)行仿真，而濾波器的參數(shù)設(shè)置也只須使其通帶包含發(fā)送信號(hào)的頻譜范圍即可。 具體的參數(shù)設(shè)置為： Fc： （相當(dāng)于截止頻率 220Hz）， 通帶波紋： ， 過(guò)渡帶： ~， 止帶衰減： 50dB 注意：由于信號(hào)只包括了消息和載波，應(yīng)使用具有線性相位特性的 FIR濾波器。 設(shè)計(jì)考慮 ? 消息信號(hào)： – 10Hz的單頻正弦信號(hào)。接收端為濾除信號(hào)高頻分量，使用一個(gè)截止頻率為 15Hz的低通濾波器， IIR濾波器即可（ Why ？） – 對(duì) 10Hz正弦信號(hào)引入了直流偏置，以便于顯示相干解調(diào)中特有的接收機(jī)本振的 “倒 π”現(xiàn)象。 注意，“倒 π”是由鎖相環(huán)特性引入的，而且是隨機(jī)發(fā)生的，接收端無(wú)法確定是否發(fā)生了“倒 π”問(wèn)題。 – 如發(fā)生了“倒 π”現(xiàn)象，接收端的輸出信號(hào)極性將與輸入信號(hào)相反。 輸入消息信號(hào)的實(shí)現(xiàn) 使用位于函數(shù)庫(kù) Algebraic子庫(kù)中的 5階多項(xiàng)式變換（ 5th Order Polynomial）函數(shù)圖符，對(duì)輸入的 10Hz正弦作下面的變換： )x0()x0()x0()x0()x1(1y 54321 ??????????? 設(shè)計(jì)考慮 ? 信道噪聲： 使用一個(gè) AWGN噪聲信號(hào)源圖符用以仿真信道噪聲 。 ? 針對(duì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的而言，本系統(tǒng)中可設(shè)AWGN噪聲信號(hào)源的參數(shù) No=0。 10． 6． 3 本振相位延遲量的確定 ? 發(fā)送信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)時(shí)，其載波相位已較發(fā)送端有延遲，因此接收機(jī)的本振信號(hào)相位應(yīng)在發(fā)送端載波相位的基礎(chǔ)上計(jì)入這一延遲才可實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)。 ? 測(cè)量方法與 ，在分析窗口中使用接收數(shù)據(jù)計(jì)算器的相關(guān)卷積塊處理中的互相關(guān)函數(shù)計(jì)算功能。（演示） ? 注意在本系統(tǒng)中，采用 窗口內(nèi)作 “ Statistics”操作將得不到正確結(jié)果。原因是這一操作得到的是總體最大值，而非相對(duì)延遲為零附近的局部最大值。 10． 6． 4 仿真運(yùn)行結(jié)果分析 本振相位與到達(dá)信號(hào)載波相位相差90176。 的情況 10． 6． 4 仿真運(yùn)行結(jié)果分析 “ 倒 π”現(xiàn)象 10． 6． 5 練習(xí)與現(xiàn)象觀察 ? 練習(xí)：本振相位延遲量的確定 方法：同 ， 接收數(shù)據(jù)計(jì)算器相關(guān)卷 積塊中的互相關(guān)函數(shù)計(jì)算。 注意：“ Statistics”操作在此例中不適用。 ? 觀察：“倒 π”現(xiàn)象 10． 7 小結(jié) ? 本章通過(guò)幾個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例說(shuō)明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程，強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)目的和系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思的重要性。 ? 實(shí)例中同時(shí)強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)定時(shí)設(shè)置問(wèn)題以及設(shè)置時(shí)所需考慮的因素。
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