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中波調(diào)幅廣播傳輸系統(tǒng)仿真1.1課題原理調(diào)幅(AmplitudeModulation,AM)。調(diào)幅也就是通常說的中波,范圍在530---1600KHZ。調(diào)幅是用聲音的高低變?yōu)榉鹊淖兓碾娦盘?。傳輸距離較遠(yuǎn),但受天氣因素影響較大,適合省際電臺的廣播。早期VHF頻段的移動通信電臺大都采用調(diào)幅方式,由于信道衰落會使模擬調(diào)幅產(chǎn)生附加調(diào)幅,造成失真,在傳輸?shù)倪^程中也很容易被竊聽,目前已很少采用。目前在簡單通信設(shè)備中還有采用,如收音機(jī)中的AM波段就是調(diào)幅波,音質(zhì)和FM波段調(diào)頻波相比較差。設(shè)載波uc(t)的表達(dá)式和調(diào)制信號u,(t)的表達(dá)式分別為:iti?(n=UcmcosCDct"q(。二"acos。,S)已調(diào)波o(逍隅制信號。根據(jù)調(diào)幅的定義,當(dāng)載波的振幅值隨調(diào)制信號的大小作線性變化時,即為調(diào)幅信號,則已調(diào)波的波形如上圖(c)所示,圖(a)、(b)則分別為調(diào)制信號和載波的波形。由圖可見,已調(diào)幅波振幅變化的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號的變化規(guī)律相同,而其包絡(luò)內(nèi)的高頻振蕩頻率仍與載波頻率相同,表明已調(diào)幅波實(shí)際上是一個高頻信號。可見,調(diào)幅過程只是改變載波的振幅,使載波振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系,即使Ucm變?yōu)閁cm+KaUnmcosQt,據(jù)此,可以寫出己調(diào)幅波表達(dá)式為:〃應(yīng)⑺=J+kQ膈cosOr)cos叫=七(1+ 遍cosQz)cos&ttALT=Ucn(1+ cosQf)cos6Jct=Ug(1+cosQz)cos牡,M_皿―。皿—U皿—?;颉狫“J%g。皿+J包絡(luò)檢波的原理:包絡(luò)檢波就是從調(diào)幅信號中將低頻信號解調(diào)出來的過程,同步檢波器,不論哪種振幅調(diào)制信號,都可采用相乘器和低通濾波器組成的同步檢波電路進(jìn)行解調(diào)。相干解調(diào)的原理:相干解調(diào)是指利用乘法器,輸入一路與載頻相干(同頻同相)的參考信號與載頻相乘。將已調(diào)制信號的頻率和相位,與載波分量相同的正弦振蕩分別相加的幅度解調(diào)。解調(diào)也稱檢波,是調(diào)制的逆過程,其作用是將已調(diào)信號中的基帶調(diào)制信號恢復(fù)出來。1.2仿真方案設(shè)計1.2.1仿真設(shè)計要求本仿真要求對中波調(diào)幅廣播傳輸系統(tǒng)進(jìn)行Simulink仿真,參數(shù)設(shè)定如下:1、 基帶信號:單音音頻信號,最大幅度為1,頻率范圍為100Hz?6000Hz內(nèi)可調(diào);2、 載波:為給定幅度的正弦波,初相為0,頻率為550kHz?1605kHz可調(diào);3、 在信道中加入高斯白噪聲,能控制接收端的輸出信噪比大??;要求:1、 接收端仿真包絡(luò)檢波器檢波,并輸出波形觀察;2、 接收端仿真相干解調(diào)器解調(diào),并輸出波形觀察。仿真參數(shù)設(shè)計:系統(tǒng)工作最高頻率為調(diào)幅載波頻率1605KHz,設(shè)計仿真探樣率為最高工作頻率的10倍左右,因此取仿真步長為fP=虧4=6出3Xl(rss相應(yīng)的仿真帶寬為仿真采樣率的一半,即W=;—=8025.7KHZ£^step設(shè)基帶測試正弦信號為m(t)=Acos2nFt,載波為c(t)=cos2nfct,則調(diào)制度為ma的調(diào)制輸出信號s(t)為s(t)=(1+cos2^F€)cos2?rfct顯然,s(t)的平均功率為設(shè)信道無衰減,其中加入的白噪聲功率譜密度為N0/2,那麼仿真帶寬(-W,W)內(nèi)噪聲樣值的方差為尸=哥乂2w=jvoir設(shè)接收選頻濾波器的功率增益為1,帶寬為B,則選頻濾波器輸出噪聲功率2B—NqB因此接收選頻濾波器輸出信噪比為泌風(fēng)配=F晶_P=a2B/W故信道中的噪聲方差為2PWfj-= x SNR&B
代入設(shè)計要求的輸出信噪比SNRout可計算出相應(yīng)信道中應(yīng)加入的噪聲方差值。由計算可設(shè)計出如下的仿真電路:圖1.1中波調(diào)幅廣播傳輸系統(tǒng)包絡(luò)檢波和相干解調(diào)仿真模型1.普通調(diào)幅信號的產(chǎn)生圖1.2AM調(diào)幅信號的產(chǎn)生將調(diào)制信號與直流相加,再與載波信號相乘,即可實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅。相應(yīng)的原理框圖如圖1.2所示。2.普通調(diào)幅信號的解調(diào)
將調(diào)幅信號經(jīng)過包絡(luò)后,在經(jīng)過一個低通濾波器,這就是包絡(luò)檢波。圖1.4AM調(diào)制信號的相干解調(diào)相干解調(diào)可由乘法器和低通濾波器來實(shí)現(xiàn),其原理如圖1.4所示。1.3仿真結(jié)果分析輸出波形如下圖所示:KScope —OXFil@Tools.Vie
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