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窄帶調頻原理及其SystemView仿真
作者：
時(shí)間：2010-02-03
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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在實(shí)際仿真中，仿真參數可根據實(shí)際情況靈活改變，以期達到較好的仿真效果。需要特別說(shuō)明的是延時(shí)Delay的設置：假設載波頻率為500 Hz，設仿真系統的采樣頻率為2 000 Hz，它剛好是載波的4倍，即系統采樣周期(1／2 000=500 μs)為載波周期的1／4?？梢赃x擇剛好延遲一個(gè)系統采樣周期500μs，也就是延遲了載波周期的1／4，從而實(shí)現相移90°的目的。
2.2仿真結果分析
運行仿真，完成后直接由SystemView分析窗口中導出結果波形。
圖5為SystemView接收計算器計算出來(lái)的NBFM信號的頻譜圖(放大之后只取了單邊)，中心是500 Hz的載頻分量，正的上邊頻(圖中兩側的小凸起)位于505 Hz處，負的下邊頻位于495 Hz處，符合事先對NBFM信號頻譜的估計?？雌饋?lái)NBFM與熟悉的AM頻譜非常相似，作為對比，給出常規AM調幅信號的頻譜圖如圖6所示。對比上下邊頻發(fā)現，NBFM的下邊頻和AM反相。為了進(jìn)一步區分它們，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，它們的合成矢量與載波正交相加，使得NBFM存在相位變化△φ。當滿(mǎn)足式(5)時(shí)，△φ非常小，引起的幅度變化可以忽略。這是NBFM屬于角度調制，區分于A(yíng)M的本質(zhì)所在。因為在A(yíng)M中，上下邊頻的合成矢量與載波同相，不存在相位變化。
下面根據仿真結果對NBFM的兩種解調方式加以對比。
為了有利于直觀(guān)對比，將兩種方法解調出來(lái)的信號畫(huà)在同一張圖上，如圖8所示。顯然，相干解調的效果要好，信號失真較小。從解調出來(lái)的信號幅度上來(lái)看，相干解調的信號幅度大約是鑒頻器解調的50倍(調制信號的初始幅度設為1)。這與NBFM信號的產(chǎn)生過(guò)程有關(guān)，因為窄帶調頻是由乘法器實(shí)現的，所以用相干解調是最為直接的，也是誤差最小的方法(這一點(diǎn)與AM調幅相似)。然而適用于普通FM信號解調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幅度相比非常小，極易在解調過(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。
假設輸入的噪聲功率相同，可以計算出NBFM信號中兩種解調方法下輸出信噪比的比值為：
顯然，對于NBFM信號來(lái)說(shuō)，相干解調的抗噪聲性能要好得多。
此外，還可利用SystemView特有的分析窗口計算器，對NBFM信號的功率譜、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結語(yǔ)
因此，分析介紹了模擬調制中常見(jiàn)的窄帶調頻基本原理，并在最后建立了SystemView系統仿真模型?；窘o出了利用通信仿真軟件分析問(wèn)題的思路，即推導分析原理一畫(huà)出原理框圖一按照原理框圖在SystemView中建立仿真模型一調整參數，運行仿真一分析仿真結果，給出結論。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。
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