3.2 Simulink仿真
Simulink是MATLAB的重要组成部分,提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。
3.2.1 电路图搭建
图3-3 Simulink仿真总电路图
本图中,正弦波发生器用于产生调制时所需载波和解调时所需的相干载波,因为由同一个信号源发出,所以保证了二者的同频同相。信号发生器用于产生基带信号。载波和基带信号经过一个乘法器得到已调信号。已调信号送入存在高斯白噪声的信道,经一个带通滤波器滤除多余的噪声,再通过增益为2的模块。已调信号再与相干载波经过乘法器与低通滤波器,可以得到解调信号,即原始的基带信号。示波器1显示调制过程中的波形变化,示波器2显示噪声波形及解调过程中的波形变化。
3.2.2 波形观察
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1. DSB信号调制示波器显示图
图3-4 DSB信号调制
2.DSB信号解调示波器显示图
图3-5 DSB信号解调
图中由上到下的波形分别为:调制信号、载波信号和已调信号。其中调制信号的频率为1rads/sec,振幅为1;载波信号的
频
率
为
30rads/sec,振幅为2。
图中由上到下的波形分别为:高斯白噪声波形、经过信道和增益模块的已调信号、经过相乘器得到的调制信号和经过低通滤波器得到的基带信号。
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4.结论
4.1 DSB信号的特点
第一,DSB信号是过调幅AM波,故它仍是幅度调制,但此时包络已不再与m(t) 成线性关系变化,这说明它的包络不完全载有调制信号的信息,因此它不是完全的调幅波。第二,DSB信号的频率仍与载波相同,没有受到调制。第三,有反相点。DSB信号在调制信号的过零点处出现了反相点,调制指数大于1的AM信号在调制信号过零点处出现反相点。所以有反相点出现,是因为调制信号在过零点前后取值符号是相反的。
并且其频谱仅包含了位于载频两侧的上、下边带,在载频处已无载波分量,这就是抑制载波的效果。
DSB信号信号虽然节省了载波频率,但它所需的传输带宽仍是调制信号带宽的两倍,即与AM信号带宽相同。从减小发送功率的角度出发,产生了一种新的调制方式单边带调制(SSB)。
总之,DSB信号的优点是调制效率高,缺点是占用频带宽,为消息基带信号的2倍。常应用在无线通信中。
4.2 相干载波的重要性
若本地载频信号与输入信号的载频不能保持同步,对检波性能会产生影响。 假如本地载频信号与输入信号的频率和相位都不同步,若用模拟乘法器构成同步检波电路解调双边带调幅信号,则经低通滤波器取出的低频信号将产生频率失真和相位失真。若用模拟乘法器构成的乘积滤波电路解调单边带调幅信号.同理,检出的低频信号也将产生频率失真和相位失真。在进行语言通信时,人耳对相位失真不敏感,但频率失真听上去会感到严重声音失真。实验证明,当频率偏移值为20 Hz时,开始觉察声音不自然,而当频率偏移值为200 Hz时,语言可懂度就会下降。在进行图像通信时,频率和相位偏移都会影响图像的质量。所以参考信号的与载波的一致性是各种同步检波的关键。
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4.3 同步检波器的优点
同步检波器的抗干扰性能比包络检波器优越,在实际电路中,信道中都会存在随机噪声,若噪声超过某一个阈值,则包络检波器所解调的波形失真严重,得不到想要的信息,而同步检波器就不会有这种问题。虽然同步检波器的电路比较复杂,但是随着电子技术的发展,这种解调方式会应用的越来越广泛。
5.体会总结
模拟调制系统是电子信息工程通信方向最主要的模块之一,通过在课堂上对理论知识的学习,我了解到模拟调制系统的基本方式以及其原理。然而,如何将理论在实践中得到验证和应用,一直是学习中的问题。而通过本次课程设计,我对DSB信号调制解调进行了一次仿真,有效的完善了学习过程中实践不足的问题,同时进一步巩固了原先的基础知识。
在拿到课设题目后,我主要根据通信原理的教材来进行设计,在以前学习时有些没有注意到的细节问题通过这次课设也意识到了。
这一个星期过的可以说是不容易,很早之前就听说过课程设计的大名,现在一见真是名不虚传。经过这次课设,我的收获也很大,与我的付出成正比。首先,我更熟悉了关于DSB信号的一系列的专业知识,通过搭建电路图选择元器件等过程让我对它有了更深刻的认识和更直观的印象;其次,我学会了MATLAB和Simulink的仿真应用,很多平时不能轻易接触到的仪器,都可以在仿真界面上尽情使用,不用担心损坏等那么多的问题,对学习专业课非常有帮助;而且,在整理报告内容时,通过自己输入公式、绘制框图和按照论文要求更改版式等操作,对Word的使用也更加得心应手;除了收获知识外,最重要的是,我坚持不懈的毅力和要战胜困难的决心也得到了一定程度的磨练,使我在面对挑战时能更有自信更有勇气,哪里不对了,翻书、查资料,一定要找到差错,一定要解决掉,这才是课设最大的成果。
这次课程设计会是大学生活中灿烂的一页,值得回味。
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参考资料
[1] 樊昌信、曹丽娜编.通信原理.国防工业出版社,2012.
[2] 赵静、张瑾、高新科编.基本MATLAB的通信系统仿真.北京航空航天大学出版社,2012.
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