窄帶調(diào)頻原理及其SystemView仿真
加入技術(shù)交流群
在實(shí)際仿真中，仿真參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況靈活改變，以期達(dá)到較好的仿真效果。需要特別說(shuō)明的是延時(shí)Delay的設(shè)置：假設(shè)載波頻率為500 Hz，設(shè)仿真系統(tǒng)的采樣頻率為2 000 Hz，它剛好是載波的4倍，即系統(tǒng)采樣周期(1／2 000=500 μs)為載波周期的1／4?？梢赃x擇剛好延遲一個(gè)系統(tǒng)采樣周期500μs，也就是延遲了載波周期的1／4，從而實(shí)現(xiàn)相移90°的目的。
2.2仿真結(jié)果分析
運(yùn)行仿真，完成后直接由SystemView分析窗口中導(dǎo)出結(jié)果波形。
圖5為SystemView接收計(jì)算器計(jì)算出來(lái)的NBFM信號(hào)的頻譜圖(放大之后只取了單邊)，中心是500 Hz的載頻分量，正的上邊頻(圖中兩側(cè)的小凸起)位于505 Hz處，負(fù)的下邊頻位于495 Hz處，符合事先對(duì)NBFM信號(hào)頻譜的估計(jì)?？雌饋?lái)NBFM與熟悉的AM頻譜非常相似，作為對(duì)比，給出常規(guī)AM調(diào)幅信號(hào)的頻譜圖如圖6所示。對(duì)比上下邊頻發(fā)現(xiàn)，NBFM的下邊頻和AM反相。為了進(jìn)一步區(qū)分它們，可以畫(huà)出其矢量相加圖，如圖7所示。
從圖7中可以看到，在NBFM中，由于下邊頻為負(fù)，它們的合成矢量與載波正交相加，使得NBFM存在相位變化△φ。當(dāng)滿足式(5)時(shí)，△φ非常小，引起的幅度變化可以忽略。這是NBFM屬于角度調(diào)制，區(qū)分于AM的本質(zhì)所在。因?yàn)樵贏M中，上下邊頻的合成矢量與載波同相，不存在相位變化。
下面根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)NBFM的兩種解調(diào)方式加以對(duì)比。
為了有利于直觀對(duì)比，將兩種方法解調(diào)出來(lái)的信號(hào)畫(huà)在同一張圖上，如圖8所示。顯然，相干解調(diào)的效果要好，信號(hào)失真較小。從解調(diào)出來(lái)的信號(hào)幅度上來(lái)看，相干解調(diào)的信號(hào)幅度大約是鑒頻器解調(diào)的50倍(調(diào)制信號(hào)的初始幅度設(shè)為1)。這與NBFM信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程有關(guān)，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/窄帶">窄帶調(diào)頻是由乘法器實(shí)現(xiàn)的，所以用相干解調(diào)是最為直接的，也是誤差最小的方法(這一點(diǎn)與AM調(diào)幅相似)。然而適用于普通FM信號(hào)解調(diào)的積分鑒頻器法在仿真中效果不佳，無(wú)論是延時(shí)法，還是希爾伯特變換法，從圖中都可以看到信號(hào)幅度相比非常小，極易在解調(diào)過(guò)程中被噪聲淹沒(méi)(本文為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，在仿真中沒(méi)有加入噪聲)，也就是說(shuō)在實(shí)際電路中需要加入大功率放大器。
假設(shè)輸入的噪聲功率相同，可以計(jì)算出NBFM信號(hào)中兩種解調(diào)方法下輸出信噪比的比值為：
顯然，對(duì)于NBFM信號(hào)來(lái)說(shuō)，相干解調(diào)的抗噪聲性能要好得多。
此外，還可利用SystemView特有的分析窗口計(jì)算器，對(duì)NBFM信號(hào)的功率譜、相位特性等進(jìn)行分析。限于篇幅，這里就不再具體介紹了。
3結(jié)語(yǔ)
因此，分析介紹了模擬調(diào)制中常見(jiàn)的窄帶調(diào)頻基本原理，并在最后建立了SystemView系統(tǒng)仿真模型。基本給出了利用通信仿真軟件分析問(wèn)題的思路，即推導(dǎo)分析原理一畫(huà)出原理框圖一按照原理框圖在SystemView中建立仿真模型一調(diào)整參數(shù)，運(yùn)行仿真一分析仿真結(jié)果，給出結(jié)論。熟悉了解這個(gè)過(guò)程，就可以充分利用相關(guān)EDA軟件為研究通信問(wèn)題服務(wù)，大大提高了科研效率。
評(píng)論