高频电子线路中调制的仿真

高频电子线路中调制的仿真

作者：王雯

来源：《电脑知识与技术》2017年第14期

摘要：处于信息时代中，信息的各种传递充斥在生活的方方面面，如何准确的将发信方的信息发送至收信方，这就是高频电子线路（通信电子线路）所研究的问题。信息源一般为较低频率的信号，波长较长，在无线通信系统中，需制造出相当大的天线，很不现实，且低频信号传输中易受到各种噪声干扰。为了进行准确有效的传输，必须采用高频信号作为“运输工”，将携带信息的低频信号加载在高频信号之上，经天线发送出去。 关键词：通信；电路仿真

中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）14-0038-02 1知识背景

通信系统的组成如下：信息源→转换器（非电量转电量）→发射机→信道（存在噪声进入）→接收机→转换器（电量转非电量）→收信方。

信息源是指需要传送的原始信息，一般为非电量，例如语音、图像、文字等。原始信息通过转换器转换成非电量后，进入发射机，成为适合在信道中传输的信号进行传输。信道可以是大气层，称为无线通信系统；也可为电缆或光缆，称为有线通信系统。信号在传输过程中，会受到来自各种方面的各类噪声干扰。接收机提取出有用信号，经转换器恢复出原始信号。 为了实现有效传输，在发送端，将携带信息的低频电信号加载至高频振荡信号上，这一过程就称为调制。在接收端，将低频信号从高频振荡信号中“卸载”下来，称之为解调。 发射机与接收机由振荡器，放大器，调制器，解调器，混频器（接收机）与功放等器件组成。

调制又分为线性调制和角度调制。线性调制主要为幅度调制，角度调制又分为频率调制和相位调制。

这里我主要讨论幅度调制中的中频DSBFC信号的产生（调制）与解调。 2仿真过程 2.1仿真条件

调制信号均为5kHz的正弦波，高频DSBFC和DSBSC信号载波频率取

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检波：DSBFC信号有两种检波方法——包络检波与同步检波。包络检波也称为峰值检波，仅适用于DSBFC信号，在这里讨论使用峰值检波器进行包络检波。同步检波也称为相干检波，适用于任意调幅信号，若利用同步检波选用乘法器即可完成，将调幅信号与同步载波加入乘法器，后接低通滤波器即可得到解调信号。

800kHz-1600kHz（在该范围内可调），高频DSBFC信号与本地载波进行混频产生中频DSBFC，中频DSBFC载波频率取465kHz，其他载波频率均取100kHz；

选择合理设计方案，利用LabView进行仿真，观察和分析主要参数对调制和解调的影响。

2.2仿真说明

首先需要产生高频DSBFC信号，对其再进行混频得到中频DSBFC信号，最后对中频DSBFC信号进行检波。

高频DSBFC信号产生：DSBFC信号属于调幅信号，调制信号的振幅随载波信号进行变化。用乘法器将调制信号（5kHz）与载波信号（800kHz）相乘，即可得到调幅信号。要产生DSBFC信号，需在调制信号中加人直流分量（直流需大于调制信号振幅），使其调制后得到的调幅信号中含有载波成分。

混频：要产生中频DSBFC信号，需进行混频。混频后会产生各种频率信号，属于非线性过程，故需使用非线性器件进行完成，常用乘法器进行混频。混频后需接滤波器，以得到混频后所需要的信号。由于中频DSBFC信号频率固定为465kHz，故用乘法器将已产生的高频DSBFC信号与本地载波（1265kHz=800kHz+465kHz）相乘进行混频，后接带通滤波器（lsf：460kHz；hsf：470kHz）以得到中频DSBFC信号。 2.3仿真结构框图 2.3.1总体展示 图1为仿真程序框图。 图2为仿真结果与参数设置。 2.3.2细节展示

图3为高频DSBFC信号产生。

由于使用乘法器，载波信号的振幅为10，故DS-BFC信号的振幅为调制信号的十倍。

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DSBFC信号产生：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）.

图4为中频DSBFC信号产生（混频与滤波）。

利用乘法器进行混频，再利用带通滤波器得到中频信号。

这里混频后的中频信号振幅仍有变化，是由乘法器两信号振幅相乘造成，这里的本地载波频率（1265kHz）为原载波信号（800kHz）与所求中频信号频率（465kHz）之和，为了进行混频（取差频）。

带通滤波器的上下截止频率分别为460kHz，470kHz。 图5为包络检波（利用峰值检波器）。

滤波器低频为0.46MHZ，高频为0.47MHZ。采样率为20000000。 如图，XY图中的X轴为时间，Y轴为振幅。

采用1/x取采样率的倒数得时间，所设置的信号采样率均为20000000。

包络检波：利用DSBFC信号的包络反映了调制信号波形变化的特点，利用峰值检波器将包络提取出来，得到后信号。 3总结体会

使用LABVIEW软件进行调制仿真。这款软件是我第一次尝试，自我的学习不可或缺，遇到问题查阅资料，向周围人调教，更是一种学习的方法。

进行调制仿真，及时运用所学的知识，会进一步加深对调制原理及应用的理解。同时，通过仿真实践，了解到，在一个通信系统中，各部分电路相互关联影响，在确定电路参数时，要综合整个系统考虑，不能仅关注电路本身。

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