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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上三 用于載波提取的鎖相環(huán)仿真目的1 掌握鎖相環(huán)的基本原理2 了解鎖相環(huán)在載波提取中的作用3 了解平方環(huán)和科斯塔斯環(huán)的工作原理內(nèi)容設(shè)計兩個仿真模型,分別使用平方環(huán)和科斯塔斯環(huán)對抑制載波雙邊帶調(diào)制的模擬信號進(jìn)行相干解調(diào)。原理1 平方環(huán)設(shè)調(diào)制信號為m(t)中無直流分量,則DSB信號為 (31)接收端將該信號經(jīng)過一個平方律部件后得到 (32)在上式中的均值是基帶信號的功率,是一個正的常數(shù),因此上式中含有頻率分量的諧波,用中心頻率為的帶通濾波器將這一諧波分量選出后,再通過鎖相環(huán)選定,最后對鎖相環(huán)VCO輸出信號進(jìn)行2分頻即可恢復(fù)載波。平方環(huán)的原理框圖如下圖所示:圖3-1 平方環(huán)載
2、波提取原理框圖2 科斯塔斯環(huán)利用平方環(huán)進(jìn)行解調(diào)時,需要三個乘法器,且鎖相環(huán)工作在載波的二倍頻上。如果載波頻率較高,鎖相環(huán)將需要工作在相當(dāng)高的頻率上,導(dǎo)致成本大大提高。因此,科斯塔斯環(huán)針對這一缺點進(jìn)行了改進(jìn)。本是采用科斯塔斯環(huán)法提取同步載波的??扑顾弓h(huán)又稱同相正交環(huán),其原理框圖如下:圖3-2 科斯塔斯環(huán)原理框圖在科斯塔斯環(huán)環(huán)路中,誤差信號V7是由低通濾波器及兩路相乘提供的。壓控振蕩器輸出信號直接供給一路相乘器,供給另一路的則是壓控振蕩器輸出經(jīng)90o移相后的信號。兩路相乘器的輸出均包含有調(diào)制信號,兩者相乘以后可以消除調(diào)制信號的影響,經(jīng)環(huán)路濾波器得到僅與壓控振蕩器輸出和理想載波之間相位差有關(guān)的控制
3、電壓,從而準(zhǔn)確地對壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)整,恢復(fù)出原始的載波信號?,F(xiàn)在從理論上對科斯塔斯環(huán)的工作過程加以說明。設(shè)輸入調(diào)制信號為,則 (33) (34)經(jīng)低通濾波器后,倍頻項被濾除,輸出分別為:將v5和v6在相乘器中相乘,得, (35)(35)中是壓控振蕩器輸出信號與輸入信號載波之間的相位誤差,當(dāng)較小時,(36)(36)中的v7大小與相位誤差成正比,它就相當(dāng)于一個鑒相器的輸出。用v7去調(diào)整壓控振蕩器輸出信號的相位,最后使穩(wěn)定相位誤差減小到很小的數(shù)值。這樣壓控振蕩器的輸出就是所需提取的載波。步驟1、平方環(huán)載波恢復(fù)仿真模型的設(shè)計 1)仿真步進(jìn)設(shè)計為固定的,仿真計算采用ode5算法,仿真時間設(shè)置為8e-3。
4、2)采用相乘法產(chǎn)生抑制載波調(diào)制信號,其中,基帶信號采用頻率為1KHz的正弦波信號,載波采用頻率為10KHz的正弦波,通過相乘器產(chǎn)生已調(diào)信號后送入噪聲方差為0.01的AWGN信道進(jìn)行傳輸。3)在接收方,采用乘法器Product1完成平方功能,并將輸出信號通過中心頻率為20kHz的二階帶通濾波器選出載波的二次諧波,濾波器通帶可設(shè)置為1921kHz。4)采用Product2作為鎖相環(huán)的鑒相器,為模擬真實情況,并不將VCO的中心頻率完全設(shè)置為載波頻率的2倍,而是增加一個小的差值,如設(shè)置VCO的中心頻率為20.3kHz,控制靈敏度為4000Hz/V。則當(dāng)環(huán)路進(jìn)入鎖定時,VCO的輸出就是穩(wěn)定的載波二次諧波
5、。5)將得到的載波二次諧波通過計數(shù)器進(jìn)行二分頻后得到恢復(fù)載波,計數(shù)器設(shè)置為上升沿觸發(fā),最大計數(shù)值為1,輸出端為計數(shù)輸出,輸出數(shù)據(jù)類型為雙精度。計數(shù)器的初始狀態(tài)設(shè)置為0或1。6)相干解調(diào)模塊可采用Manual Switch來選擇理想載波或本地恢復(fù)載波來進(jìn)行,低通濾波器截止頻率根據(jù)基帶信號頻率進(jìn)行設(shè)計。圖3-3 抑制載波雙邊帶調(diào)制、平方環(huán)載波恢復(fù)及相干解調(diào)模型2、科斯塔斯環(huán)載波恢復(fù)仿真模型的設(shè)計1)仿真步進(jìn)設(shè)計為固定的,仿真計算采用ode5算法,仿真時間設(shè)置為8e-3。2)采用相乘法產(chǎn)生抑制載波調(diào)制信號,其中,基帶信號采用頻率為1KHz的正弦波信號,載波采用頻率為10KHz的正弦波,通過相乘器產(chǎn)生已調(diào)信號后送入噪聲方差為0.01的AWGN信道進(jìn)行傳輸。3)在接收方,將接收信號分兩路與VCO輸出的信號進(jìn)行鑒相,并通過低通濾波器(2階的巴特沃斯濾波器,截止頻率為1KHz)4)VCO的中心頻率設(shè)置為10.15kHz,壓控靈敏度為8000Hz/V。5)零階保持器的采樣頻率按照仿真模型采樣頻率設(shè)置6)利用Analytic Signal模塊進(jìn)行希爾伯特變換,得到復(fù)數(shù)信號7)利用Complex to Real-Imag將復(fù)數(shù)信號的實部,虛部分離出來,得到一對相互正交的正弦輸出抑制載波雙邊帶調(diào)制的科斯塔斯環(huán)載波恢復(fù)和
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