模拟角度调制系统仿真分析.doc

PAGE PAGE 13 1.选题背景 设计题目 模拟角度调制系统仿真分析 设计目的 在通信系统中,调制不仅使信号频谱发生了搬移,也使信号的形式发生了变化，具有实现有效辐射(频率变换)、实现频率分配、实现多路复用、以及提高系统抗噪性能的总要作用。调制根据载波C(t)的参数变化不同可以分为幅度幅度调制、频率调制、相位调制。幅度调制是线性调制，频率与相位调制属分线性调制，也称角度调制。 虽然目前数字通信得到迅速发展，而且有逐步替代模拟通信的趋势，但从现有装备来说，模拟通信仍然是大量的，在相当一段时间内还将继续使用。模拟角度模拟移动通信技术中，采用的就是调频技术。通过模拟角度调制系统仿真分析更好的理解调制的作用及过程。 仿真软件 仿真分析过程中使用的仿真软件是SystemView。SystemView是基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。　　利用System View，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从System View配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。　　SystemView的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库（Main Library）及专业库(Optional Library)，基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通讯（Communication）、逻辑（Logic）、数字信号处理（DSP）、射频/模拟（RF/Analog）等；它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证，尤其适合于无线电话、无绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统；并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混合器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析。 方案论证 线性调制后的已调信号频谱只是基带调制信号的频谱在频率轴上的搬移，虽然频率位置发生了变化，但频谱的结构没有变化。非线性调制也是把基带调制信号的频谱在频率轴上进行频谱搬移，但它并不保持线性搬移关系，已调信号的频谱结构发生了根本变化。调制后信号的频带宽度一般也要比调制信号的带宽大得多。 角度调制是频率调制和相位调制的总称。角度调制是使正弦载波信号的角度随着基带调制信号的幅度变化而改变。模拟角度调制系统仿真分析的主要内容是调频（FM）与调相（PM）、利用FM系统传输音频信号以及调频中的预加重与去加重。设计中运用System View软件能很好的完成对模拟角度调制系统的仿真分析。 3.调频与调相 调频与调相均属非线性调制。相位调制，是指载波的振幅不变，载波的瞬时相位随着基带调制信号的大小而变化，实际上是载波瞬时相位偏移与调制信号成比例变化。反过来说，相位调制是由调制信号m(t)去控制载波的相位而实现其调制的一种方法。频率调制，是指载波的振幅不变，用调制信号m(t)去控制载波的瞬时频率来实现其调制的一种方法。由于频率调制系统的抗干扰性能比振幅调制系统的性能强，同时FM信号的产生和接收方法也并不复杂，故FM系统应用广泛。 3.1角度调制 角度调制可分为频率调制和相位调制，由于频率调制和相位调制存在内在联系，且实际应用中频率调制得到广泛采用，因此设计以调频为主来进行分析和仿真。 在调频信号中，载波信号的频率随着基带调制信号的幅度变化而改变。调制信号幅度变大时，载波信号的频率也变大（或变小），调制信号幅度变小时，载波信号的频率也变小（或变大）；而在调相信号中；载波信号的相位随着基带调制信号的幅度变化而改变。调制信号幅度变大时，载波信号的相位也变大（或变小），调制信号幅度变小时，载波信号的相位也变小（或变大）；实际上，在某种意义上，调频和调相是等同的，所以我们都称之为角度调制；而在这种调制方式中，载波的幅度保持不变（这就是FM叫做恒包络的原因）。 　　调频信号可以被看作调制信号在调制前先积分的调相信号。这意味着先对m(t)积分，再将结果作为调相器的输入即可得到调频信号。相反，先微分m(t)，再将结果作为调频器的输入也可得到调相信号。在模拟蜂窝移动通信中，调频是更为普遍应用的角度调制，这是因为FM不管信号的幅度如何，抗干扰能力都很强，而在调幅中，正如前面所说的那样，抗干扰能力要弱得多。 在连续波调制中，载波可表示为： 其中幅度A、角频率ωc和相位φ这三个参数都可以用来携带信息而构成调制信号