AM信號數字化解調算法分析與比較

數字信號與模擬信號相比有很多優(yōu)點(diǎn)，因此信號的數字化處理應用越來(lái)越普遍。作為常用信號，幅度(AM)調制信號的數字化處理也會(huì )得到更廣泛的運用。通過(guò)研究3種AM信號數字化解調的算法，給出相應的解調原理、公式推導以及系統模塊;采用Matlab對一段信號采用3種方法分別進(jìn)行仿真解調，并對結果進(jìn)行比較。在原理分析與仿真結果的基礎上，通過(guò)比較獲得3種方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)及應用場(chǎng)合，具有清晰明了的特點(diǎn)。

　　引言

　　幅度調制(AM)方式是常見(jiàn)的信號調制方式之一。其原理是用調制信號去控制有用信號的幅度，使之隨調制信號作變化。它的模擬解調方法有兩種：相干解調和包絡(luò )解調(非相干解調)。相干解調也叫同步檢波，是通過(guò)接收端提供與接收的已調AM信號載波嚴格同步的相干載波，使其與接收的已調信號相乘后，取出低頻分量得到基帶信號。包絡(luò )檢波是通過(guò)整流器和低通濾波器直接從已調波的幅度中提取原調制信號。

　　AM信號的數字化解調不能使用模擬器件，因而只能采用數字器件實(shí)現解調。目前采用的主要是數字化正交解調器，本文闡述了其原理及局限性，并探討了另外兩種數字解調的方法，對這3種方法進(jìn)行了比較。

　　1 傳統正交解調法

　　AM信號數字化解調中廣泛采用的是數字正交解調法解調，解調框圖如圖1所示。

　　收到的已調信號采樣值為：

　　S(n)=A(n)cos(2πfcn+φ)， -∞≤n≤+∞

　　式中：A(n)為包含有用信息的調制信號;fc為載波頻率;φ是初相。采樣后信號與正交的兩路本振信號直接相乘，然后經(jīng)濾波器輸出。該濾波器帶寬取決于基帶信號帶寬，從而得到I/Q兩路正交信號：

　　采用正交解調獲得I/Q兩路正交信號時(shí)，可以較容易地獲得信號的三個(gè)特征：瞬時(shí)幅度、瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率，它們都是信號識別解調的基礎。理想情況下，數字正交解調精度高，誤差小。但其存在很大的局限性，在解調過(guò)程中需要本地恢復載波，往往需要用到數控振蕩器或鎖相環(huán)等器件，電路很復雜，因其恢復本地載波效果直接關(guān)系到最后的輸出效果及誤差，所以對器件要求較高，非常耗費資源。