systemview通信系统仿真通信原理课程设计(编辑修改稿)

systemview通信系统仿真通信原理课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

书 6       ttmttmts ccU S B  s inˆ2/1co s2/1  上边带时域表达式为：       ttmttmts ccL S B  s inˆ2/1co s2/1  根据上下边带的时域表达式，我们还可以可以利用利用相移法产生 SSB 的上下边带。 SSB 的解调也是相干解调，和 AM 和 DSB 的相干解调相同 ，所以省略了 SSB的相干解调框图。 FM 调制与解调原理 1）调频信号的产生 —— 直接调频法 调频就是用调制信号控制载波的频率变化 [1]。 所谓频率调制（ FM），是指瞬时频率偏移随限制信号吗 m(t)成比例变化，即 )()(d tmKdt t f 调频信号的瞬时角频率可以表示为： )()( tmKt fcFM   ① 其中 c 为载波角频率， )(tm 为调制信号， fK 为 频偏常数（调制常数），表示调 信息源 发送设备 信道 接收设备 受信者 噪声源 通信系统的一般模型 )(tm 图 36 相移法产生 SSB 信号 的 框图 课程设计说明书 7 频器的调制灵敏度，此时调频信号的相位为：    dmKtdttt fcFMFM )()()( 将上式代入 ① 得调频信号为： ])(c o s [)(   dmKtAtS fcFM 调频信号的产生这里主要介绍了直接调频法。 直接调频就是用调制信号直接去控制载波振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性地变化。 可以由外部电压控制振荡器频率的叫做压控振荡器（ VCO）。 每个压控振荡器自身就是一个 FM 调制器，因为它的振荡频率正比于输入控制电压，即 )()( tmKt foi   若用调制信号作控制电压信号，就能产生 FM 波，如图 ： V O Cm ( t )sF M( t ) 图 调频器 若被控制的振荡器是 LC 振荡器，则只需控制振荡回路的某个电抗元件（ L 或C），使其参数随调制信号变化。 目前常用的电抗元件是变容二极管。 用变容二极管实现直接调频，由于电路简单，性能良好，已成为目前最广泛采用的调频电路之一。 在直接调频法中，振荡器与调制器合二为一。 这种方法的主要优点是在实现线性调频的要求下，可以获得较大的频偏；其主要缺点是频率稳定度不高。 2） 调频信号的解调 —— 相干解调 由于调频信号可以分解成同相分量与正交分量之和，因而可以采用线性调制中的相干解调法来进行解调，如图 ： B P F L P F 微 分SF M（ t ）Si( t )Sp( t ) Sd( t )mo( t )c ( t ) 图 FM 信号相干解调 课程设计说明书 8 根据公式可以设调频信号 )2c o s1(])([c o s)(FM tdmKAtAts cfc    并设相干载波 ttc cs in)(  则相乘器的输出为 )2c o s1(])()([22s i n2)( tdmKAtAts cfcp    经过低通滤波器取出其低频分量  dmKAts fd  )(2)( 再 经微分器，即得解调输出 )(2)( tmAKtm fo  可见，相干解调可以恢复原调制信号。 这种解调方法需要本地载波与调制载波同步，否则将使解调信号失真。 幅度调制（线性调制）的仿真与分析 AM 调制 与 解调 的仿真与分析 1) 根据 AM 调制与解调原理，用 System View 软件建立一个仿真电路，如下图所示： 课程设计说明书 9 图 23 AM 调幅的 System View 仿真图 2)参数设置： ① 载波频率设置为 100Hz，调制信号为 18Hz； ② 增益参数为 2； ③ 低通滤波器： Design: Analog。 Lowpass, Butterworth Low Cuttoff=20Hz。 Poles=3 Filter input sample rate:1e+3 3)波形说明及分析： 图 24 AM 调幅各信号波形总图 课程设计说明书 10 载波波形图 调制波形图 已调波形图 解调波形图 课程设计说明书 11 综上所述，可以看出，采用常规双边带幅度调制传输信息的好处是解调电路简单，可采用包络 检波法。 缺点是调制效率低，载波分量不携带信息，但却占据了大部分功率，白白浪费掉。 如果抑制载波分量的传送，则可演变出另一种调制方式，即抑制载波的双边带调幅（ SCDSB）。 AM 调制与解调仿真结果分析： AM 调制为线性调制的一种，由图 38 可以看出，在波形上，已调信号的幅值随基带信号变化而呈正比地变化，已调信号的包络与调制信号波形相同。 由图 39 可以看出，在频谱结构上，已调信号的频谱结构完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移到载波的频率之上。 恢复出来的信号的频谱结构与调制信号的频谱结构基本一致，频 谱都集中在 500Hz。 本系统采用的是相干解调法，恢复出来的信号与基带信号基本一致，实现了无失真传输。 DSB 调制 与 解调 的仿真与分析 1) 根据 DSB 调制与解调原理，用 System View 软件建立一个仿真电路，如下图所示 : DSB 调幅的 System View 仿真图 2)参数设置： ① 载波频率为 100HZ； ② 调制信号频率为 10HZ； ③ 低通滤波器的截止频率为 30HZ. 3)波形说明 :各波形的名称如波形图示（载波，调制波，已调波，解调波 ）。 课程设计说明书 12 DSB 调幅各信号波形总图 综上所述，可以看出， 抑制载波的双边带幅度调制的好处是，节省了载波发射功率，调制效率高；调制电路简单，仅用一个乘法器就可实现。 缺点是占用频带宽度比较宽，为基带信号的 2 倍。 SSB 调制 与 解调 的仿真与分析 1) 根据 SSB调制与解调原理，用 System View 软件建立一个仿真电路，如下图所示： 课程设计说明书 13 SSB 调幅的 System View 仿真图 2)波形图如下： SSB 调幅各信号波 形总图 课程设计说明书 14 上边带和下边带频谱图 3)参数设置： 系统时间：采样点数 256，采样率 10000Hz 表 21 SSB 调制解调系统的各图符的参数设置表 图符序号 库 /图符名称 参数 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 综上所述，单边带幅度调制的好处是，节省了载波发射功率，调制效率高；频带宽度只有双边带的一半，频带利用率提高一倍。 缺点是单边带滤波器实现难度大。 FM 调制与解调的仿真与分析 1）根据 FM 调制与解调原理，用 System View 软件建立一个仿真电路，如下图所示： 课程设计说明书 15 FM 调幅的 System View 仿真图 2)参数设 置： 系统时间：为了使对调频信号的 FFT 计算能够更加。