simulink模拟通信系统Word文档下载推荐.docx
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AM信号的时域和频域的表达式分别为
式中,
为外加的直流分量;
可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即
。
AM解调
AM信号的解调是把接收到的已调信号
还原为调制信号
AM信号的解调方法有两种:
相干解调和包络检波解调。
AM相干解调原理框图如下。
相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
AM包络检波解调原理框图如下。
AM信号波形的包络与输入基带信号
成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
DSB调制
在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(
=1),调制信号
中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB)。
DSB调制原理框图如下
DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为
DSB解调
DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图
SSB调制
SSB调制分为滤波法和相移法。
滤波法SSB调制原理框图如下所示。
图中的
为单边带滤波器。
产生SSB信号最直观方法的是,将
设计成具有理想高通特性
或理想低通特性
的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。
产生上边带信号时
即为
,产生下边带信号时
滤波法SSB调制的频域表达式
相移法SSB调制的原理框图如下。
图中,
为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对
中的任意频率分量均相移
相移法SSB调制时域表达式如下。
式中,“-”对应上边带信号,“+”对应下边带信号;
表示把
的所有频率成分均相移
,称
是
的希尔伯特变换。
SSB解调
SSB只能进行相干解调。
原理框图如下
二、Simulink仿真流程(完成的Simulink总体框图、每个模块所在位置及参数设置的说明,自定义模块的框图及参数)
AM模拟通信系统
AM框图(相干解调)
信源参数参数:
幅度1频率10rad/s
载波参数:
幅度1频率100rad/s
BPF参数:
下限频率90rad/s上限频率110rad/s
LPF参数:
截止频率10rad/s
高斯白噪声参数:
均值0标准差0.01
AM框图(包络检波解调)
信源参数:
全波整流器参数参数:
下限0上限inf
DSB模拟通信系统
DSB框图
SSB模拟通信系统
滤波法USB框图
滤波法LSB框图
USB的BPF参数:
下限频率100rad/s上限频率110rad/s
LSB的BPF参数:
下限频率90rad/s上限频率100rad/s
相移法USB框图
相移法LSB框图
信源的希尔伯特变换参数:
幅度1频率10rad/s相位3*pi/2
三、仿真结果(截取Simulink仿真的实验数据,并对这些结论进行说明)
AM相干解调波形(上:
解调波形下:
信源波形)
AM包络检波解调波形(上:
DSB解调波形(上:
SSB滤波法上边带解调波形(上:
SSB滤波法下边带解调波形(上:
SSB相移法上边带波形(上:
信源波形下:
解调波形)
SSB相移法下边带波形(上:
从波形图可以看出,不论是AM、SSB、DSB,由于系统模型经历多个模块,会造成一定的时延。
解调过后的信号波形不仅有相位的延迟,而且在幅度上也低于信源波形。
AM解调时,应注意滤除直流分量,AM相干解调减去的直流分量与计算结果相符,然而AM包络检波需要减去一个工程值,这个数值并非计算所能得出,需要进行仿真尝试得出。
四、性能分析与结论(根据上述仿真得出相应的系统性能的结论,并根据近两周Simulink的学习进行总结)
1.AM信号波形的包络与输入基带信号
成正比,故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。
但为了保证包络检波时不发生失真,必须满足直流分量大于等于信源幅度,否则将出现过调幅现象而带来失真。
2.相干解调的关键是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
3.包络检波解调电路简单,特别是接收端不需要与发送端同频同相位的载波信号,大大降低实现难度。
4.相移法形成SSB信号的困难在于宽带相移网络的制作,该网络要对调制信号的所有频率分量严格相移
,这一点即使近似达到也是困难的。
5.系统存在延迟,且解调后信号幅度变小,最好能对其进行放大。
6.高斯白噪声模块只能模拟噪声,而不能完全替代信号环境,可以考虑使用信道模块进行替换。
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