【正文】 ，則承載著這個(gè)重要的任務(wù)。換言之，通信可以在人與人之間，也可以在人與機(jī)器活機(jī)器與機(jī)器之間進(jìn)行。通信系統(tǒng)主要分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。 模型 如下： 圖 11 模擬通信系統(tǒng)模型 圖 模擬通信在信道中傳輸?shù)男盘?hào)頻譜比較窄，因此可通過多路復(fù)用使信道的利用率提高，但它的缺點(diǎn)是 : 1)傳輸?shù)男盘?hào)是連續(xù)的，疊加噪聲干擾后不易消除，即抗干擾能力較差 。 3)設(shè)備不易大規(guī)模集成 。 本文主要對(duì)線性調(diào)制 （ AM,DSB,SSB） 與非線性調(diào)制 (FM,NBFM)的信號(hào)產(chǎn)生（調(diào)制）與接受（解調(diào)）的基本原理，方法技術(shù)加以討論，并通過 System View仿真驗(yàn)證常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（ AM） ，雙邊帶調(diào)幅（ DSB），單邊帶調(diào)幅（ SSB）， 頻 2 率調(diào)制（ FM） ，窄帶頻率調(diào)制（ NBFM） 。 模擬 調(diào)制和解調(diào) 是實(shí)現(xiàn)是實(shí)現(xiàn)模擬通信系統(tǒng)的重要組成部分。發(fā)送端調(diào)制前和接收端解調(diào)后的信號(hào)成為基帶信號(hào)。 模擬信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)是通信原理課程的經(jīng)典內(nèi)容，也是模擬通信時(shí)代的核心技術(shù)。 調(diào)制的基本概念 為什么要進(jìn)行調(diào)制呢？一般來(lái)講，信源直接產(chǎn)生的信號(hào)頻帶范圍處于低頻，甚至零頻范圍，這種信號(hào)稱為基帶信號(hào)。但是實(shí)際中的很多信道不是基帶 形式，不能進(jìn)行基帶信號(hào)的直接傳輸，因此需要將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，變換為適合于信道的形式再進(jìn)行傳輸。若想將聲音傳得更遠(yuǎn)一些，比如幾十千米甚至更遠(yuǎn)，就要考慮采用電纜或無(wú)線電了。若采用頻分復(fù)用技術(shù)將多路聲音信號(hào)分別調(diào)制到不同的頻段上進(jìn)行復(fù)合傳輸就可以有效地解決此問題。而基帶音頻信號(hào)的頻率范圍是30Hz~30kHz，據(jù)公式波長(zhǎng) λ = f頻率光速 c 可知，其最小波長(zhǎng)也在千米以上。采用調(diào)制技術(shù)將信號(hào)頻帶搬移到高頻段上去，就能有效地降低信號(hào)波長(zhǎng)，從而減小而天線尺寸。比如：人步行從天津到北京，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而改為乘車方式，就能夠節(jié)省人力和時(shí)間。 調(diào)制是通信原理中一個(gè)十分重要的概念，是一種信號(hào)處理技術(shù)，無(wú)論在模擬通信、數(shù)字通信系統(tǒng)還是數(shù)據(jù)通信中都具有非常重要的作用。它界面友好，使用方便。它可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌霞岸嗨俾氏到y(tǒng)，可用于各種線性、非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。使用 System View 你只需要關(guān)心項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思想和過程，而不必花費(fèi)大量的時(shí)間去編程建立系統(tǒng)仿真模型。 System View 仿真系統(tǒng)的特點(diǎn) 1)能仿真大量的應(yīng)用系統(tǒng) 能在 DSP、通訊的控制系統(tǒng)應(yīng)用中構(gòu)造復(fù)雜的模擬、數(shù)字、混合和多速率系統(tǒng)。 2)快速方便的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 4 使用用戶熟悉的 Windows 界面和功能鍵（單擊、雙擊鼠標(biāo)的左右鍵） ， System View 可以快速建立和修改系統(tǒng)，并在對(duì)話框中快速訪問和調(diào)整參數(shù)，實(shí)時(shí)修改實(shí)時(shí)顯示。不用寫一行代碼即可建立用戶習(xí)慣的子系統(tǒng)庫(kù)（ Meta System） . 3)在報(bào)告中方便地加入 System View的結(jié)論 System View 通過 Notes（注解）很容易在屏幕上描述系統(tǒng)；生成 System View系統(tǒng)和輸出的波形可以很方便地使用復(fù)制（ copy）和粘貼（ paste） 命令插入 word等文字處理。 5)多速率系統(tǒng)和并行系統(tǒng) System View 允許合并多種數(shù)據(jù)采樣率輸入的系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化 FIR 濾波器的執(zhí)行。同時(shí)還可以降低對(duì)計(jì)算機(jī)硬件配置的要 求。 7)先進(jìn)的信號(hào)分析和數(shù)據(jù)塊處理 System View 提供的分析窗口是一個(gè)能夠提供系統(tǒng)波形詳細(xì)檢查的交互式可視環(huán)境。 9)完善的自我診斷功能 System View 能自動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，通知用戶連接出錯(cuò)并通過指示出錯(cuò)的圖符。 System View 是一個(gè)用于電路與通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真的動(dòng)態(tài)分析工具 ,它實(shí)現(xiàn)了功能的軟件化 ,避開了復(fù)雜的硬件搭建 ,在不具備先進(jìn)儀器的條件下同樣也能完成復(fù)雜的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 .本文利用 System View 軟件設(shè)計(jì)模擬調(diào)制和解調(diào)電路 ,通過分析其輸入輸出波形驗(yàn)證所設(shè)計(jì)電路的正確性 。根據(jù)頻譜特性的不同，通常把模擬幅度調(diào)制分為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（ AM）、抑制載波雙邊帶調(diào)幅（ SCDSB）、單邊帶調(diào)幅（ SSB）、和殘留邊帶調(diào)幅（ VSB） 4 種 .本章 將介紹常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（ AM），雙邊帶調(diào)幅（ DSB） ，單邊帶調(diào)幅（ SSB）。c(t)=cos(ω ct+θ 0)，且 A0不等于 0 時(shí)，稱為常規(guī)調(diào)幅，其時(shí)域表達(dá)式為：Sam(t)= c(t)m(t)= [A0 +f(t)] cos(ω ct+θ 0) 圖 21 常規(guī) AM 調(diào)制系統(tǒng)框圖 其中 A0 是外加的直流分量， f(t)是調(diào)制信號(hào)，它可以是確知信號(hào)，也可以是隨機(jī)信號(hào)。常規(guī) AM 通?？梢杂?上圖所示的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 同步檢波可由乘法器和低通濾波器實(shí)現(xiàn)，其原理見圖 22 設(shè)輸入普通調(diào)幅信號(hào) uAM(t)仍如式所示，乘法器另一輸入同步信號(hào)為 ur(t)=URMcosω ct 圖 22 同步檢波原理圖 其中 k2是乘法器增益。ω幾個(gè)頻率分量。 如果同步信號(hào)與發(fā)射端載波同頻 不同相，有一相位差θ，即 ur=Urmcos(ω ct+θ )，則乘法器輸出中的 Ω分量為 21 K2UcmUrmMacosθ cosΩ t 若 θ是一常數(shù) ，即同步信號(hào)與發(fā)射端載波的相位差始終保持恒定，則解調(diào)出來(lái)的 Ω分量仍與原調(diào)制信號(hào)成正比，只不過振幅有所減小。否則 cosθ =0, Ω分量也就為零了。 7 仿真模型及結(jié)果波形圖 1) 根據(jù) AM 調(diào)制與解調(diào)原理，用 System View 軟件建立一個(gè)仿真電路，如下圖所示： 圖 23 AM 調(diào)幅的 System View 仿真圖 2)參數(shù)設(shè)置： ① 載波頻率設(shè)置為 100Hz，調(diào)制信號(hào)為 18Hz； ② 增益參數(shù)為 2； ③ 低通濾波器： Design: Analog。 Poles=3 Filter input sample rate:1e+3 8 3)波形 說明及分析 ： 圖 24 AM 調(diào)幅各信號(hào)波形總圖 圖 25載波波形 圖 9 圖 26 調(diào)制波形 圖 圖 27 已調(diào)波形 圖 圖 28 解調(diào)波形 圖 綜上所述，可以看出，采用常規(guī)雙邊帶幅度調(diào)制傳輸信息的好處是解調(diào)電路簡(jiǎn)單，可采用包絡(luò)檢波法。如果抑制載波分量的傳送，則可演變出另一種調(diào)制方式，即抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（ SCDSB）。為了提高調(diào)制效率，在標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的基礎(chǔ)上抑制掉載波分 量，使總功率全部包含在雙邊帶中。 雙邊帶調(diào)制信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式： SDSB(t)=f(t)cosω ct 雙邊帶調(diào)制信號(hào)的頻域表達(dá)式： SDSB(ω )=[F(ω +ω c)+F(ω － ω c)]/2 DSB 信號(hào)的實(shí)現(xiàn)： 圖 29 DSB信號(hào)實(shí)現(xiàn)原理圖 實(shí) 現(xiàn)雙邊帶調(diào)制就是完成調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)的相乘運(yùn)算。通常采用的平衡調(diào)制器的電路簡(jiǎn)單、平衡性好，并可將載波分量抑制到30~40dB。 2)解調(diào)原理： DSB 信號(hào)只能采用相干解調(diào)。 此時(shí)，乘法器輸出 : 經(jīng)過低通濾波器濾除高次項(xiàng)，得： c o s ? c tf ( t )s DSB ( t ) 11 即無(wú)失真地恢復(fù)出原始電信號(hào)。 圖 212 DSB 調(diào)幅各信號(hào)波形總圖 13 綜上所述，可以看出， 抑制載波的雙邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調(diào)制效率高；調(diào)制電路簡(jiǎn)單，僅用一個(gè)乘法器就可實(shí)現(xiàn)。 單邊帶調(diào)幅（ SSB） SSB 的調(diào)制與解調(diào)原理 1) 用相移法實(shí)現(xiàn) SSB 信號(hào)的產(chǎn)生 : SSB信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為： twtwAtwtAts cmmcmms s B s ins in21c o sc o s21)( ??` 式中， “ － ” 對(duì)應(yīng)上邊帶信號(hào)， “+” 對(duì)應(yīng)下邊帶信號(hào)； 表示把 的所有頻率成分均相移 ，稱 是 的 希爾波特變換。 14 2)解調(diào)原理： 從 SSB 信號(hào)調(diào)制原理圖中不難看出， SSB 信號(hào)的包絡(luò)不再與調(diào)制信號(hào) 成正比，因此 SSB 信號(hào)的解調(diào) 采用相干解調(diào)。 仿真模型及結(jié)果波形圖 1) 根據(jù) SSB 調(diào)制與解調(diào)原理，用 System View 軟件建立一個(gè)仿真電路 ，如下圖所示： 15 圖 215 SSB 調(diào)幅的 System View 仿真圖 2)波形圖如下： 16 圖 216 SSB 調(diào)幅各信號(hào)波形總 圖 圖 217 上邊帶和下邊帶頻譜圖 3)參數(shù)設(shè)置： 17 系統(tǒng)時(shí)間：采樣點(diǎn)數(shù) 256，采樣率 10000Hz 表 21 SSB 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的各圖符的參數(shù)設(shè)置表 圖符序號(hào) 庫(kù) /圖符名稱 參數(shù) 0 Source: Sinusoid Amp=, Freq=300Hz,Phas