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具体在System View中实现如图3.1:
图3.1 时间设置
设置系统时间之后,就利用设计窗口绘制模拟信号的调频与解调的System View模型,设计参数如下:
图符0:调制信号,设置为正弦曲线,振幅为1v,,频率为10Hz,初始相位为0;
图符1:调频器,振幅为1v,频率为100Hz,相位为0,增益为50Hz/v。System View中提供的调频器实现了系统的调频过程,相当于原理中直接调频法中的压控振荡器。
图符2:带通滤波器,滤波器类型为切比雪夫带通滤波器,滤波器阶数为5,最低频率为80Hz,最高频率为120Hz。带通滤波器是为了让调制信号顺利通过,同时滤除带外噪声及高次谐波分量。
图标3:乘法器,将已调信号与相干载波相乘。
图标4:相干载波源,参数设置为幅度0.05v,频率为100Hz,相位为0。 图标5:反相器,相干载波源提供信号,再通过反相器得到系统所需相干载波。
图标6:低通滤波器,滤波器类型为切比雪夫,阶数为5,低通频率为25,通过低通滤波器,取出相乘器输出信号的低频分量。
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图标7:微分器,增益为1,信号的低频分量经过微分器,即可得到解调信号。
图标8,9,10:信号接受器
图标11:延时器,延时0.06s,对调制信号延时,主要是使仿真后的调制波形和解调波形吻合,即信号波形重合,起始端接近。
上述所有参数如表3-1所示:
表3-1 FM调制解调系统图符设置
图符编号 库、图符名称 参数 0 Source:Sinusoid Amp=1v,Freq=10Hz,Phase=0deg 1 Function:FM Amp=1v,Freq=100Hz,Mod Gain=50 2 Operator:Linear Sys Chebyshev Bandpass,5Poles,Low Cuttoff=80,Filters Multiplier High Cuttoff=120 3 4 Source:Sinusoid Amp=0.05v,Freq=100Hz,Phase=0deg 5 Negate Operator:Linear Sys Filters Derivative Chebyshev Lowpass IIR,5Poles, Low Cuttoff =25Hz Gain=1 6 7 8 Sink:Analysis 9 Sink:Analysis 《基于System View的FM系统设计》 第7页 共15页
图符编号 库、图符名称 参数 10 Sink:Analysis 11 Delay Delay=0.06s 综上所述, 设计系统首先通过信号源(图标0),提供调制信号,然后信号通过调频器(图标1),对调制信号进行调频,得到调频信号。接下来,调频信号进入相干解调部分。
调频信号经过一个带通滤波器(图标2)滤除调频信号中的外带噪声和高次谐波分量,然后加入一个相干载波与调频信号相乘。相干载波由信号源(图标4)通过反相器(图标5)得到。相乘后的信号经过低通滤波器(图标6),取出低频分量,再经过微分器(图标7),即得到解调输出。 具体在System View中实现,如图3.2所示:
图3.2 模拟系统调频与解调的System View模型
在设计系统模型中主要遇到了一下几个难点:
1.带通滤波器和低通滤波器的参数设置遇到了障碍,最后通过分析调制信
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号以及调频器的参数,反复修改验证,得到了系统所需滤波器的参数。
2.起初设计系统时没有考虑调制信号的延时问题,仿真后,解调信号和调制信号波形频率振幅相等,但是画到一起吻合效果不明显,如图3.3所示:
图3.3 未加延时器是调制信号和解调波形
加入延时器后,这一问题得到解决,具体效果可参照下一小节的调制波形与解调波形的分析比较。
3.2调制信号、调频信号、解调信号的波形分析
运行Systems View模拟信号调频与解调模型以后,可以得到如图3.4 所示的调制信号与解调信号:
图3.4 加了延时的调制信号与解调信号
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