高頻電子線路中調(diào)制的仿真

王雯

摘要：處于信息時(shí)代中，信息的各種傳遞充斥在生活的方方面面，如何準(zhǔn)確的將發(fā)信方的信息發(fā)送至收信方，這就是高頻電子線路（通信電子線路）所研究的問題。信息源一般為較低頻率的信號(hào)，波長較長，在無線通信系統(tǒng)中，需制造出相當(dāng)大的天線，很不現(xiàn)實(shí)，且低頻信號(hào)傳輸中易受到各種噪聲干擾。為了進(jìn)行準(zhǔn)確有效的傳輸，必須采用高頻信號(hào)作為“運(yùn)輸工”，將攜帶信息的低頻信號(hào)加載在高頻信號(hào)之上，經(jīng)天線發(fā)送出去。

關(guān)鍵詞：通信；電路仿真

中圖分類號(hào)：TP302 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）14-0038-02

1知識(shí)背景

通信系統(tǒng)的組成如下：信息源→轉(zhuǎn)換器（非電量轉(zhuǎn)電量）→發(fā)射機(jī)→信道（存在噪聲進(jìn)入）→接收機(jī)→轉(zhuǎn)換器（電量轉(zhuǎn)非電量）→收信方。

信息源是指需要傳送的原始信息，一般為非電量，例如語音、圖像、文字等。原始信息通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成非電量后，進(jìn)入發(fā)射機(jī)，成為適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行傳輸。信道可以是大氣層，稱為無線通信系統(tǒng)；也可為電纜或光纜，稱為有線通信系統(tǒng)。信號(hào)在傳輸過程中，會(huì)受到來自各種方面的各類噪聲干擾。接收機(jī)提取出有用信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換器恢復(fù)出原始信號(hào)。

為了實(shí)現(xiàn)有效傳輸，在發(fā)送端，將攜帶信息的低頻電信號(hào)加載至高頻振蕩信號(hào)上，這一過程就稱為調(diào)制。在接收端，將低頻信號(hào)從高頻振蕩信號(hào)中“卸載”下來，稱之為解調(diào)。

發(fā)射機(jī)與接收機(jī)由振蕩器，放大器，調(diào)制器，解調(diào)器，混頻器（接收機(jī)）與功放等器件組成。

調(diào)制又分為線性調(diào)制和角度調(diào)制。線性調(diào)制主要為幅度調(diào)制，角度調(diào)制又分為頻率調(diào)制和相位調(diào)制。

這里我主要討論幅度調(diào)制中的中頻DSBFC信號(hào)的產(chǎn)生（調(diào)制）與解調(diào)。

2仿真過程

2.1仿真條件

調(diào)制信號(hào)均為5kHz的正弦波，高頻DSBFC和DSBSC信號(hào)載波頻率取

檢波：DSBFC信號(hào)有兩種檢波方法——包絡(luò)檢波與同步檢波。包絡(luò)檢波也稱為峰值檢波，僅適用于DSBFC信號(hào)，在這里討論使用峰值檢波器進(jìn)行包絡(luò)檢波。同步檢波也稱為相干檢波，適用于任意調(diào)幅信號(hào)，若利用同步檢波選用乘法器即可完成，將調(diào)幅信號(hào)與同步載波加入乘法器，后接低通濾波器即可得到解調(diào)信號(hào)。

800kHz-1600kHz（在該范圍內(nèi)可調(diào)），高頻DSBFC信號(hào)與本地載波進(jìn)行混頻產(chǎn)生中頻DSBFC，中頻DSBFC載波頻率取465kHz，其他載波頻率均取100kHz；

選擇合理設(shè)計(jì)方案，利用LabView進(jìn)行仿真，觀察和分析主要參數(shù)對(duì)調(diào)制和解調(diào)的影響。

2.2仿真說明

首先需要產(chǎn)生高頻DSBFC信號(hào)，對(duì)其再進(jìn)行混頻得到中頻DSBFC信號(hào)，最后對(duì)中頻DSBFC信號(hào)進(jìn)行檢波。

高頻DSBFC信號(hào)產(chǎn)生：DSBFC信號(hào)屬于調(diào)幅信號(hào)，調(diào)制信號(hào)的振幅隨載波信號(hào)進(jìn)行變化。用乘法器將調(diào)制信號(hào)（5kHz）與載波信號(hào)（800kHz）相乘，即可得到調(diào)幅信號(hào)。要產(chǎn)生DSBFC信號(hào)，需在調(diào)制信號(hào)中加人直流分量（直流需大于調(diào)制信號(hào)振幅），使其調(diào)制后得到的調(diào)幅信號(hào)中含有載波成分。

混頻：要產(chǎn)生中頻DSBFC信號(hào)，需進(jìn)行混頻?；祛l后會(huì)產(chǎn)生各種頻率信號(hào)，屬于非線性過程，故需使用非線性器件進(jìn)行完成，常用乘法器進(jìn)行混頻?；祛l后需接濾波器，以得到混頻后所需要的信號(hào)。由于中頻DSBFC信號(hào)頻率固定為465kHz，故用乘法器將已產(chǎn)生的高頻DSBFC信號(hào)與本地載波（1265kHz=800kHz+465kHz）相乘進(jìn)行混頻，后接帶通濾波器（lsf：460kHz；hsf：470kHz）以得到中頻DSBFC信號(hào)。

2.3仿真結(jié)構(gòu)框圖

2.3.1總體展示

圖1為仿真程序框圖。

圖2為仿真結(jié)果與參數(shù)設(shè)置。

2.3.2細(xì)節(jié)展示

圖3為高頻DSBFC信號(hào)產(chǎn)生。

由于使用乘法器，載波信號(hào)的振幅為10，故DS-BFC信號(hào)的振幅為調(diào)制信號(hào)的十倍。

DSBFC信號(hào)產(chǎn)生：Vm=10sin（2wfm t）；Vc=10sin（2πfct）；

fm=5kHz，fc=800kHz，Ec=15；

Vam=（Ec+kVm）Vc；（k=1）

振幅Vt=150+100sin（2πfm t）.

圖4為中頻DSBFC信號(hào)產(chǎn)生（混頻與濾波）。

利用乘法器進(jìn)行混頻，再利用帶通濾波器得到中頻信號(hào)。

這里混頻后的中頻信號(hào)振幅仍有變化，是由乘法器兩信號(hào)振幅相乘造成，這里的本地載波頻率（1265kHz）為原載波信號(hào)（800kHz）與所求中頻信號(hào)頻率（465kHz）之和，為了進(jìn)行混頻（取差頻）。

帶通濾波器的上下截止頻率分別為460kHz，470kHz。

圖5為包絡(luò)檢波（利用峰值檢波器）。

濾波器低頻為0.46MHZ，高頻為0.47MHZ。采樣率為20000000。

如圖，XY圖中的X軸為時(shí)間，Y軸為振幅。

采用1/x取采樣率的倒數(shù)得時(shí)間，所設(shè)置的信號(hào)采樣率均為20000000。

包絡(luò)檢波：利用DSBFC信號(hào)的包絡(luò)反映了調(diào)制信號(hào)波形變化的特點(diǎn)，利用峰值檢波器將包絡(luò)提取出來，得到后信號(hào)。

3總結(jié)體會(huì)

使用LABVIEW軟件進(jìn)行調(diào)制仿真。這款軟件是我第一次嘗試，自我的學(xué)習(xí)不可或缺，遇到問題查閱資料，向周圍人調(diào)教，更是一種學(xué)習(xí)的方法。

進(jìn)行調(diào)制仿真，及時(shí)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，會(huì)進(jìn)一步加深對(duì)調(diào)制原理及應(yīng)用的理解。同時(shí)，通過仿真實(shí)踐，了解到，在一個(gè)通信系統(tǒng)中，各部分電路相互關(guān)聯(lián)影響，在確定電路參數(shù)時(shí)，要綜合整個(gè)系統(tǒng)考慮，不能僅關(guān)注電路本身。