通信原理課程設(shè)計(jì)

1、1 引言我國正處于信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的階段，以微電子、通信和計(jì)算機(jī)為代表的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展引起了社會(huì)經(jīng)濟(jì)乃至人們生活方式的深刻變化?，F(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，而且正在迅速的向各個(gè)領(lǐng)域滲透。特別是通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，正在以前所未有的力度促進(jìn)通信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的發(fā)展。systemview軟件就是通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的完美結(jié)合。systemview是美國elanix公司推出的，基于windows環(huán)境下運(yùn)行的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具，它使用功能模塊(token)去描述程序，無需與復(fù)雜的程序語言打交道，不用寫一句代碼即可完成各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，快速地建立和修改系統(tǒng)、訪問與調(diào)整參

2、數(shù)，方便地加入注釋。利用system view，可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)，各種多速率系統(tǒng)，因此，它可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。它通過方便、直現(xiàn)、形象的過程構(gòu)建系統(tǒng)，提供豐富的部件資源，強(qiáng)大的分析功能和可視化開放的體系結(jié)構(gòu)，已逐漸被電子工程師、系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)人員所認(rèn)可，并作為各種通信、控制及其它系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和仿真平臺(tái)以及通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。此次課程設(shè)計(jì)需要我們使用systemview仿真軟件完成通信系統(tǒng)有關(guān)的實(shí)例仿真分析。主要的仿真實(shí)例有：模擬調(diào)制方式am、dsb、ssb調(diào)制解調(diào)，數(shù)字調(diào)制方式2psk調(diào)制解調(diào)、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)、抽樣定理、增量調(diào)制以及am超外

3、差收音機(jī)。通過對(duì)這些實(shí)例仿真分析，更加深刻的了解所學(xué)知識(shí)，增加了解決本專業(yè)方向的實(shí)際問題方面的技巧。2 systemview的基本介紹systemview是一個(gè)用于現(xiàn)代科學(xué)與科學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真打動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析平臺(tái)。從濾波器設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、完整通信系統(tǒng)打設(shè)計(jì)與仿真，到一般打系統(tǒng)數(shù)字模型建立等各個(gè)領(lǐng)域，systemview在友好而功能齊全打窗口環(huán)境下，為用戶提供啦一個(gè)精密的嵌入式分析工具。進(jìn)入systemview后，屏幕上首先出現(xiàn)該工具的系統(tǒng)視窗，系統(tǒng)視窗最上邊一行為主菜單欄，包括：文件（file）、編輯（edit）、參數(shù)優(yōu)選（preferences）、視窗觀察（view）、便箋（notepads）

4、、連接（connetions）、編譯器（compiler）、系統(tǒng)（system）、圖符塊（tokens）、工具（tools）和幫助（help）共11項(xiàng)功能菜單。如下圖所示。圖2-1 systemview界面圖系統(tǒng)視窗左側(cè)豎排為圖符庫選擇區(qū)。圖符塊（token）是構(gòu)造系統(tǒng)的基本單元模塊，相當(dāng)于系統(tǒng)組成框圖中的一個(gè)子框圖，用戶在屏幕上所能看到的僅僅是代表某一數(shù)學(xué)模型的圖形標(biāo)志（圖符塊），圖符塊的傳遞特性由該圖符塊所具有的仿真數(shù)學(xué)模型決定。創(chuàng)建一個(gè)仿真系統(tǒng)的基本操作是，按照需要調(diào)出相應(yīng)的圖符塊，將圖符塊之間用帶有傳輸方向的連線連接起來。這樣一來，用戶進(jìn)行的系統(tǒng)輸入完全是圖形操作，不涉及語言編程問題，

5、使用十分方便。進(jìn)入系統(tǒng)后，在圖符庫選擇區(qū)排列著8個(gè)圖符選擇按鈕創(chuàng)建系統(tǒng)的首要工作就是按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案從圖符庫中調(diào)用圖符塊，作為仿真系統(tǒng)的基本單元模塊?？捎檬髽?biāo)左鍵雙擊圖符庫選擇區(qū)內(nèi)的選擇按鈕。當(dāng)需要對(duì)系統(tǒng)中各測(cè)試點(diǎn)或某一圖符塊輸出進(jìn)行觀察時(shí)，通常應(yīng)放置一個(gè)信宿（sink）圖符塊，一般將其設(shè)置為“analysis”屬性。analysis塊相當(dāng)于示波器或頻譜儀等儀器的作用，它是最常使用的分析型圖符塊之一。在systemview系統(tǒng)窗中完成系統(tǒng)創(chuàng)建輸入操作（包括調(diào)出圖符塊、設(shè)置參數(shù)、連線等）后，首先應(yīng)對(duì)輸入系統(tǒng)的仿真運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能采用數(shù)值計(jì)算方式，起始點(diǎn)和終止點(diǎn)究竟為何值？究竟需要

6、計(jì)算多少個(gè)離散樣值？這些信息必須告知計(jì)算機(jī)。假如被分析的信號(hào)是時(shí)間的函數(shù)，則從起始時(shí)間到終止時(shí)間的樣值數(shù)目就與系統(tǒng)的采樣率或者采樣時(shí)間間隔有關(guān)。實(shí)際上，各類系統(tǒng)或電路仿真工具幾乎都有這一關(guān)鍵的操作步驟，systemview也不例外。如果這類參數(shù)設(shè)置不合理，仿真運(yùn)行后的結(jié)果往往不能令人滿意，甚至根本得不到預(yù)期的結(jié)果。有時(shí)，在創(chuàng)建仿真系統(tǒng)前就需要設(shè)置系統(tǒng)定時(shí)參數(shù)。時(shí)域波形是最為常用的系統(tǒng)仿真分析結(jié)果表達(dá)形式。進(jìn)入分析窗后，單擊“工具欄”內(nèi)的繪制新圖按鈕（按鈕1），可直接順序顯示出放置信宿圖符塊的時(shí)域波形，對(duì)于碼間干擾和噪聲同時(shí)存在的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，給出系統(tǒng)傳輸性能的定量分析是非常繁雜的事請(qǐng)，而利用“

7、觀察眼圖”這種實(shí)驗(yàn)手段可以非常方便地估計(jì)系統(tǒng)傳輸性能。實(shí)際觀察眼圖的具體實(shí)驗(yàn)方法是：用示波器接在系統(tǒng)接收濾波器輸出端，調(diào)整示波器水平掃描周期ts，使掃描周期與碼元周期tc同步（即tsntc，n為正整數(shù)），此時(shí)示波器顯示的波形就是眼圖。由于傳輸碼序列的隨機(jī)性和示波器熒光屏的余輝作用，使若干個(gè)碼元波形相互重疊，波形酷似一個(gè)個(gè)“眼睛”，故稱為“眼圖”?！把劬Α睊甑迷酱?，表明判決的誤碼率越低，反之，誤碼率上升。systemview具有“眼圖”這種重要的分析功能。 當(dāng)需要觀察信號(hào)功率譜時(shí)，可在分析窗下單擊信宿計(jì)算器圖標(biāo)按鈕，出現(xiàn)“systemview信宿計(jì)算器”對(duì)話框，單擊分類設(shè)置開關(guān)按鈕spectru

8、m，完成功率譜的觀察。3 模擬調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析模擬調(diào)制系統(tǒng)可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制，本課程設(shè)計(jì)只研究線性調(diào)制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。線性調(diào)制系統(tǒng)中，常用的方法有am調(diào)制，dsb調(diào)制，ssb調(diào)制。線性調(diào)制的一般原理：載波：調(diào)制信號(hào)：式中基帶信號(hào)。線性調(diào)制器的一般模型如圖3-1乘法器圖3-1 線性調(diào)制系統(tǒng)的一般模型在該模型中，適當(dāng)選擇帶通濾波器的沖擊響應(yīng)，便可以得到各種線性調(diào)制信號(hào)。3.1 dsb調(diào)制解調(diào)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析3.2.1 dsb調(diào)制解調(diào)原理在圖3-1中如果輸入的基帶信號(hào)沒有直流分量，且是理想帶通濾波器，則得到的輸出信號(hào)便是無載波分量的雙邊帶信號(hào)，或稱雙邊帶抑制載波（dsb-sc）

9、信號(hào)，簡(jiǎn)稱dsb信號(hào)，其時(shí)域表示式為dsb信號(hào)只能用相干解調(diào)的方法進(jìn)行解調(diào)，sb信號(hào)的解調(diào)模型與am信號(hào)相干解調(diào)時(shí)完全相同，其組成方框圖如圖3-2。3.2.2仿真電路根據(jù)以上原理用systemview仿真出來的電路圖如圖3-5:圖3-2 dsb調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真電路器件具體參數(shù)：模塊0：amp = 2 v、 freq = 500 hz模塊1：amp = 1 v、 freq = 4e+3 hz模塊7：信道內(nèi)加入高斯白噪聲，std dev = 50e-3 v模塊13：帶通濾波器：low fc = 3.5e+3 hz、 hi fc = 4.5e+3 hz模塊11：巴特沃茲低通濾波器：fc = 500

10、 hz3.2.3仿真波形仿真后的波形如圖圖3-6 調(diào)制信號(hào)波形圖3-6 載波信號(hào)波形圖3-6 已調(diào)信號(hào)波形圖3-6 解調(diào)信號(hào)波形圖3-6 各信號(hào)頻譜圖3.2.4 仿真結(jié)果分析dsb調(diào)制為線性調(diào)制的一種，由圖3-6可以看出，在波形上，dsb調(diào)制信號(hào)與am調(diào)制信號(hào)基本一致；在頻譜上，dsb信號(hào)沒有離散譜。dsb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)。缺點(diǎn)是占用頻帶寬度比較寬，為基帶信號(hào)的2倍。3.3 ssb調(diào)制解調(diào)原理由于dsb信號(hào)的上、下兩個(gè)邊帶是完全對(duì)稱的，皆攜帶了調(diào)制信號(hào)的全部信息，因此，從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤]，僅傳輸其中一個(gè)邊帶就夠了。這就又演變

11、出另一種新的調(diào)制方式單邊帶調(diào)制（ssb）。3.3.1 ssb信號(hào)的調(diào)制原理產(chǎn)生ssb信號(hào)的方法很多，其中最基本的方法有濾波法和相移法。ssb信號(hào)的時(shí)域表示式為：下邊帶：上邊帶：3.3.2 ssb信號(hào)的解調(diào) 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)也不能采用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波，需用相干解調(diào)原理， 乘法器輸出為：經(jīng)低通濾波后的解調(diào)輸出為:因而同dsb解調(diào)一樣也可得到無失真的調(diào)制信號(hào)。因此，單邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調(diào)制效率高；頻帶寬度只有雙邊帶的一半，頻帶利用率提高一倍。缺點(diǎn)是單邊帶濾波器實(shí)現(xiàn)難度大。3.3.3仿真電路根據(jù)以上原理用

12、systemview仿真出來的電路圖如圖3-7圖3-7 ssb調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真電路具體參數(shù)為：基帶信號(hào)幅值：2v基帶信號(hào)頻率：500hz載波頻率：4000hz3.3.4 仿真波形仿真后的波形如圖3-8圖3-8（a）上邊帶信號(hào)波形圖3-8（b）下邊帶信號(hào)波形圖3-8（c）相干解調(diào)波形圖3-8（d）上邊帶頻譜圖3-8（e）下邊帶頻譜圖3-8（f）上邊帶下邊帶頻譜比較圖3.3.5仿真結(jié)果分析ssb調(diào)制為線性調(diào)制的一種，由圖2-9可以看出，ssb調(diào)制信號(hào)與dsb調(diào)制信號(hào)的波形及頻譜基本一致，與dsb相比較，ssb信號(hào)只包含了一個(gè)邊帶的信號(hào)，節(jié)省了帶寬資源。4信號(hào)抽樣、增量調(diào)制與數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)4.1

13、 信號(hào)抽樣4.1.1 信號(hào)抽樣的設(shè)計(jì)原理抽樣定理是模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸?shù)睦碚摶A(chǔ)，如果對(duì)某一帶寬的有限時(shí)間連續(xù)信號(hào)（模擬信號(hào)）進(jìn)行抽樣，且在抽樣率達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，根據(jù)制鞋抽樣值可以在接收端準(zhǔn)確地恢復(fù)原信號(hào)。也就是說，要傳輸模擬信號(hào)不一定傳輸信號(hào)本身，只需傳輸按抽樣定理得到的抽樣值就可以了。均勻抽樣定理指出：對(duì)一個(gè)頻帶限制在（0，）內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào),如果以2的速率對(duì)其進(jìn)行等間隔抽樣，則將被所得到的抽樣值完全確定。即抽樣速率大于等于 信號(hào)帶寬的兩倍就可保證不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的混迭。對(duì)應(yīng)的systemview仿真系統(tǒng)，抽樣啟用乘法器代替，用于恢復(fù)信號(hào)的低通濾波器采用三階巴特沃茲低通濾波器。4.1.2 仿真電

14、路根據(jù)以上原理用systemview仿真出來的電路圖如圖4-1：圖4-1 抽樣系統(tǒng)仿真圖具體參數(shù)為：基帶信號(hào)幅值：2v基帶信號(hào)頻率：500hz4.1.3 仿真波形仿真后的波形如圖4-2：圖4-2（a）基帶信號(hào)波形圖4-2（b）采樣后波形圖4-2（c）抽樣脈沖圖4-2（d）恢復(fù)信號(hào)波形4.1.4 仿真結(jié)果分析由圖可看出，當(dāng)采樣頻率大于或等于奈奎斯特頻率時(shí)，恢復(fù)信號(hào)基本與原信號(hào)一致，不產(chǎn)生失真。4.2 增量調(diào)制系統(tǒng)4.2.1 增量調(diào)制的設(shè)計(jì)原理增量調(diào)制簡(jiǎn)稱或增量脈碼調(diào)制方式，它是一種把信號(hào)上一采樣的樣值作為預(yù)測(cè)值的單純預(yù)測(cè)編碼方式。增量調(diào)制是預(yù)測(cè)編碼中最簡(jiǎn)單的一種，它將信號(hào)瞬時(shí)值與前一個(gè)抽樣時(shí)刻的

15、量化值之差進(jìn)行量化，而且只對(duì)這個(gè)差值的符號(hào)進(jìn)行編碼，而不對(duì)差值的大小編碼。因此量化只限于正和負(fù)兩個(gè)電平，只用一比特傳輸一個(gè)樣值。如果差值是正的，就發(fā)“1”碼，若差值為負(fù)就發(fā)“0”碼。因此數(shù)碼“1”和“0”只是表示信號(hào)相對(duì)于前一時(shí)刻的增減，不代表信號(hào)的絕對(duì)值。同樣，在接收端，每收到一個(gè)“1”碼，譯碼器的輸出相對(duì)與前一時(shí)刻的至上升一個(gè)量階，每收到一個(gè)“0”碼就下降一個(gè)量階。當(dāng)收到連“1”碼時(shí)，表示信號(hào)連續(xù)增長(zhǎng)，當(dāng)收到連“0”碼時(shí)，表示信號(hào)連續(xù)下降。譯碼器的輸出再經(jīng)過低通濾波器去除高頻量化噪聲，從而恢復(fù)原信號(hào)，只要抽樣頻率夠高，量化階大小適當(dāng)，收端恢復(fù)哦信號(hào)與原信號(hào)非常接近，量化噪聲可以很小。4.2

16、.2 仿真電路根據(jù)以上原理用systemview仿真出來的電路圖如圖4-3：圖4-3 增量調(diào)制仿真圖具體參數(shù)為：基帶信號(hào)幅值：2v基帶信號(hào)頻率：500hz4.2.3 仿真波形仿真后的波形如圖4-4：圖4-4（a）基帶信號(hào)波形圖4-4（b）解調(diào)信號(hào)波形圖4-4（c）判決輸出波形圖4-4（d）基帶信號(hào)解調(diào)信號(hào)比較4.2.4 仿真結(jié)果分析在接收端，解調(diào)器未使用與本地解調(diào)器一致的電路，直接使用積分器解調(diào)輸出。希望輸出波形平滑，故在積分器和輸出放大器之間加入一個(gè)低通濾波器，以濾除信號(hào)中的高頻成分。理論分析可知，的量化信噪比與抽樣頻率成三次方關(guān)系，即抽樣頻率每提高一倍則量化信噪比提高9db。4.3數(shù)字基帶

17、傳輸系統(tǒng)4.3.1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理根據(jù)頻譜分析的基本原理，任何信號(hào)的頻域受限和時(shí)域受限不可能同時(shí)成立。因此基帶信號(hào)要滿足在頻域上的無失真?zhèn)鬏?，其信?hào)波形在時(shí)域上必定是無限延伸的，這就帶來了各碼元間相互串?dāng)_問題。耐奎斯特第一準(zhǔn)則給我們指明了消除這種碼間干擾的方法，并指出了信道帶寬與碼速率的基本關(guān)系。4.3.2數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真電路根據(jù)以上原理用systemview仿真出來的電路圖如圖4-5：圖4-5數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)仿真圖具體參數(shù)為：輸入信號(hào)幅值：1v 碼速率：100bps 采樣速率：1khz 濾波器截止頻率50hz4.3.3數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真圖仿真后的波形見圖4-6：圖4-6（

18、a）經(jīng)過延時(shí)的輸入信號(hào)波形圖4-6（c）加噪后的信號(hào)波形圖4-6（b）經(jīng)過濾波的信號(hào)波形圖4-6（d）濾波后的信號(hào)與原信號(hào)對(duì)比圖4-6（e）輸出信號(hào)波形4.3.4 仿真結(jié)果分析對(duì)比輸入與輸出波形，客觀查到輸入與輸出波形基本一致，即使加入一定量的噪聲差別也不甚大。奈奎斯特第一準(zhǔn)則得到驗(yàn)證。若將輸入波特率改為110bps，則接收到錯(cuò)誤的信號(hào)。5 bfsk系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析5.1 bfsk調(diào)制系統(tǒng)0符號(hào)對(duì)應(yīng)于載頻，而1符號(hào)對(duì)應(yīng)于載頻的已調(diào)波形，與之間的改變是瞬間完成的。g(t)為單個(gè)矩形脈沖，脈寬為ts，2fsk信號(hào)為圖 5-1 數(shù)字鍵控法實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的原理圖采用鍵控法產(chǎn)生的二進(jìn)制頻移鍵控信

19、號(hào)，即利用矩形脈沖序列控制的開關(guān)電力對(duì)兩個(gè)不同的獨(dú)立頻率源進(jìn)行選通。頻移鍵控fsk是用數(shù)字基帶信號(hào)去調(diào)制載波的頻率。因?yàn)閿?shù)字信號(hào)的電平是離散的，所以載波頻率的變化也是離散的。在實(shí)驗(yàn)中，二進(jìn)制基帶信號(hào)是用正負(fù)電平表示的，載波頻率隨著調(diào)制信號(hào)為1或-1而變化，其中1對(duì)應(yīng)于載波頻率f1，-1對(duì)應(yīng)于載波頻率f2。5.2 bfsk解調(diào)系統(tǒng)bfsk信號(hào)可利用一個(gè)矩形脈沖序列對(duì)一個(gè)載波進(jìn)行調(diào)頻而獲得，也可利用鍵控法來獲得，二進(jìn)制fsk常用的解調(diào)方法可采用非相干檢測(cè)法和相干檢測(cè)法，這里的抽樣判決器是判定哪一個(gè)輸入樣值大，此時(shí)可以不專門設(shè)置門限電平。相干解調(diào)原理圖如圖5-2：e2fsk(t)bpf1w 1lpf

20、抽樣判決器輸出抽樣脈沖bpf2w 2lpf相乘器相乘器cosw 1tcosw 2t圖5-2 相干解調(diào)原理圖5.3仿真電路根據(jù)以上原理用systemview仿真出來的電路圖如圖5-3：圖5-3 bfsk系統(tǒng)仿真圖具體參數(shù)為：基帶信號(hào)幅值：1v基帶信號(hào)頻率：50hz載波頻率：500hz ，1000hz5.4 仿真波形仿真后的波形如圖5-4：圖5-4（a）基帶信號(hào)波形圖5-4（b）輸出信號(hào)波形圖5-4（c）已調(diào)信號(hào)波形圖5-4（d）已調(diào)信號(hào)頻譜圖5-4（e）輸出信號(hào)頻譜圖5-4（f）眼圖5.5仿真結(jié)果分析輸入為調(diào)制信號(hào)，輸出為解調(diào)后信號(hào)，兩信號(hào)基本一致，有一些延遲,但解調(diào)信號(hào)每段的起始點(diǎn)有波動(dòng)，主要

21、是濾波器濾波誤差造成的，這無礙仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。由于載波頻率相當(dāng)大，已調(diào)信號(hào)的波形觀察不是很清楚，這就不如低頻處理清楚。相干解調(diào)需要插入兩個(gè)相干載波，而非相干解調(diào)不需要載波，因此包絡(luò)檢波時(shí)設(shè)備較簡(jiǎn)單。對(duì)于bfsk系統(tǒng)，大信噪比條件下使用包絡(luò)檢波，而小信噪比條件下使用相干解調(diào)。6 am超外差收音機(jī)設(shè)計(jì)仿真6.1 am超外差收音機(jī)的調(diào)制原理超外差接收技術(shù)廣泛用于無線通信系統(tǒng)中，基本的超外差收音機(jī)的原理框圖6-1如下：圖6-1 超外差收音機(jī)調(diào)制原理通常的am中波收音機(jī)覆蓋的頻率范圍為5401700khz，中頻（if）頻率為455khz。常采用常規(guī)調(diào)幅，調(diào)制度接近1，且發(fā)射功率很大，因此收音機(jī)為節(jié)省成

22、本、減小體積，一般解調(diào)器采用最簡(jiǎn)單的二極管包絡(luò)檢波。本地振蕩器（簡(jiǎn)稱本振）的典型設(shè)置都高于所希望解調(diào)的rf信號(hào)，即所謂高邊調(diào)諧。輸入濾波器用于抑制所不希望的信號(hào)和噪聲，更重要的是去除與期望頻率和解調(diào)中頻頻率有關(guān)的鏡像頻率信號(hào)。固定的中頻濾波器用于提高收音機(jī)的接收選擇性。通過設(shè)計(jì)陡峭的濾波器邊沿，能使進(jìn)入解調(diào)器的相鄰信道的能量最小。實(shí)際的收音機(jī)電路使用陶瓷濾波器能得到很好的性能，由此產(chǎn)生增益衰減可增加一級(jí)增益后再檢波。6.2 am超外差收音機(jī)的仿真對(duì)應(yīng)圖6-1，利用system view 5.0構(gòu)造出系統(tǒng)的仿真模型，如圖6-2。其中要求用信號(hào)庫中三個(gè)掃頻信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)，分別采用不同的掃頻寬度和

23、調(diào)制度調(diào)制三個(gè)頻率分別為30khz、40 khz、50 khz的正弦波信號(hào)，作為發(fā)射信號(hào)（模擬三個(gè)電臺(tái)），并假設(shè)模擬調(diào)制信號(hào)的帶寬為5 khz以下。采用20 khz信號(hào)作為中頻信號(hào)，中頻濾波器采用一個(gè)5極點(diǎn)、3db帶寬為20 khz的切比契夫?yàn)V波器。系統(tǒng)采樣頻率設(shè)置為200 khz。假設(shè)希望接收的頻率為第二個(gè)電臺(tái)的頻率40 khz，收音機(jī)使用高邊調(diào)諧，則本振輸出應(yīng)為：40+20=60 khz，且存在一臺(tái)鏡像干擾頻率：40+2*20=80 khz。整個(gè)混頻輸入與混頻輸出的頻譜搬移過程如圖6-3。輸出rf信號(hào)。rf信號(hào)和60 khz的本振信號(hào)混頻后通過一個(gè)20 khz的帶同濾波器，用二極管包絡(luò)檢波

24、，再經(jīng)低通濾波器輸出相應(yīng)的信號(hào)。圖6-2 am收音機(jī)的系統(tǒng)仿真框圖 圖6-3 超外差收音機(jī)的混頻輸入輸出頻譜示意圖am超外差收音機(jī)調(diào)制解調(diào)參數(shù)為：采樣速率為200khz，中頻濾波器采用一個(gè)5個(gè)極點(diǎn)、3db帶寬為10khz的切比契夫?yàn)V波器。6.3 仿真波形仿真后的波形如圖6-4：圖6-4（a）發(fā)送信號(hào)混頻后波形圖圖6-4（b）與本振疊加后的混頻信號(hào)圖6-4（c）中頻濾波后的輸出信號(hào)圖6-4（d）包絡(luò)檢波后的輸出信號(hào)圖6-4（e）低通濾波后的輸出信號(hào)圖6-4（f）混頻信號(hào)的頻譜圖6-4（h）帶寬為20的信號(hào)頻譜圖6-4（g）混頻信號(hào)與本振疊加后的頻譜圖6-4（i）檢波輸出信號(hào)頻譜6.4仿真結(jié)果分析

25、收音機(jī)選擇性參數(shù)的測(cè)量，可以通過systemview 測(cè)量經(jīng)過if 濾波器后輸出的希望信號(hào)與非希望信號(hào)的功率比來求得。但該測(cè)量必須通過兩次特殊的仿真操作才能進(jìn)行。首先關(guān)閉所有的干擾載波，即把30和50khz的信號(hào)源幅度設(shè)置為，使用分析窗口的窗口統(tǒng)計(jì)功能求if的輸出功率。最小化分析窗口內(nèi)的所有其它分析窗，按窗口內(nèi)的統(tǒng)計(jì)快捷按鈕，則出現(xiàn)圖8-7所示的顯示窗。窗口內(nèi)的std deviation 項(xiàng)的平方就是if的功率，即有用信號(hào)功率。再關(guān)閉40khz的信號(hào)源，打開30和50khz的載波信號(hào)，重新運(yùn)行系統(tǒng)并注意將數(shù)據(jù)刷新，重復(fù)上述操作，再次測(cè)量if的功率，此時(shí)顯示值的平方即為干擾功率。有用功率信號(hào)如圖6-5所示，無用信號(hào)如圖6-