AM調制解調的System viem仿真研究

青海高等職業技術學院 馬克才

雖然隨著信息時代的發展模擬通信的應用逐漸減少，但在基礎研究中模擬通信作用依然很重要。因為信源信息轉換成的原始信號具有較低頻率的頻譜分量，其信號在信道中傳輸時不能直接傳輸，所以信號傳入信道之前對其進行調制處理，而在接收端對接收的信號進行解調處理。信號在信道中能否有效地傳輸，關鍵在于轉換過程——調制，調制是根據原始信號幅度變化規律去控制載波信號某些參量變化的過程，本文首先簡單介紹模擬調制的基礎內容，再用System view通信仿真軟件仿真模擬信號的幅度調制和解調過程。

隨著信息時代的迅速發展，信號在傳輸過程信道對傳輸信號的要求極高，傳輸信號為了適應其傳輸信道，傳輸前對信號進行調制處理，調制在通信系統中對信號有效傳輸具有重要作用。經過調制，不但可以進行頻譜搬移，把調制信號的頻譜搬移到合適的位置上，從而將調制信號轉換成適合信道傳輸或便于信道多路復用的已調信號，而且它對系統信息傳輸的有效性和可靠性有很大的影響。調制方式往往決定了一個通信系統的性能。

一個信號能在信道中有效傳輸時少不了調制和解調過程，采用不同的調制、解調方法直接會影響整個通信系統的性能，因為模擬調制技術是數字調制技術的基礎，因此，研究模擬調制技術的過程很有必要。

1 AM調制及解調

1.1 AM調制的原理

AM調制是利用原始信號的變化規律去控制高頻載波信號幅度的變化過程，設高頻載波為余弦型，則此調制原理模型如圖1所示。

圖1 幅度調制的原理圖

Sm(t)為調制信號m(t)和載波信號cosωct的乘積，然后經一個傳輸函數為h(t)的帶通濾波器得出的結果。即幅度調制的表達式：

式中ωc為載波角頻率；A為載波的幅度；a為載波的初始相位；h(t)——濾波器的沖激響應；m(t)為基帶調制信號；Sm(t)——已調信號。

由表達式(1)得出，已調信號Sm(t)與基帶信號m(t)的幅度變化在波形上二者為正比關系；在頻域波形上，頻帶信號的頻譜完全是基帶信號頻譜搬移的結果。因為頻譜搬移為線性關系，所以，幅度調制又稱線性調制。

1.2 解調原理

所謂解調是調制的逆過程。模擬幅度調制技術的的解調方法有兩種：一種是相干解調法，另外一種是包絡檢波解調法。

從頻域的方面來講，如果要恢復原來的信號，那么需加適當的濾波器就可以完成，對頻帶信號進行頻譜的逆向搬移。由上述綜合可知，所謂調幅信號，就是通過信號的幅度變化來攜載信息，來實現遠距離通信的目的。相干解調原理如圖2所示。

圖2 相干解調原理圖

SP(t)為SAM(t)與cosωct的乘積，此時的SP(t)為高頻信號，然后經過一個低通濾波器把高頻成分濾除后得mo(t)信號。

由(2)式可知，解調后的信號mo(t)與調制信號m(t)完全一樣，只是幅度減小了一半。

2 幅度調制仿真

根據幅度調制技術與相干解調技術的原理，用System view通信仿真軟件建立仿真電路，如圖3所示。

圖3 System view調仿真圖

2.1 元件參數設置

System view仿真系統運行時各元件的詳細參數設置如表1所示。

表1 仿真系統運行時各元件詳細參數設置

2.2 設置System view系統的運行時間

ystem view仿真系統的運行時間：4s；采樣頻率為50Hz。

2.3 運行System view系統

運行System view仿真系統，并分別觀察Token2，Token6，Token7三個點的波形情況。

2.4 繪出該系統調制后的頻譜圖

頻譜圖在分析窗繪出該系統調制后的頻譜圖。

3 系統的運行結果

3.1 已調信號SAM(t)的波形（圖4）

圖4 已調信號的波形圖

3.2 已調信號SAM(t)的頻譜（圖5）

圖5 已調信號的頻譜

3.3 解調后信號的波形圖（圖6）

圖6 解調后的信號

由圖4和圖6中可以看出，模擬幅度調制系統具有的特點：

（1）頻帶利用率不高，因Sm(t)信號的兩個邊帶攜帶的信息完全一樣，所以其中的一個邊帶的帶寬沒有有效利用。（2）調制效率不高，且效率僅為33.3%，但調制和解調電路比較簡單。

由此可見，AM調制技術具有接收設備簡單的優點；具有帶寬利用率較低，抗噪性能差等缺點，信號在信道傳輸過程中如有載波信號受到信道的噪聲干擾，那么在包絡檢波時很可能出現失真現象，因此，AM調制一般用于對通信質量要求不高的系統中，目前主要用在中波和短波的調幅廣播中。

結束語：通信是對信息進行有效的傳遞，但如何準確傳遞信息是衡量一個通信系統的重要指標。來自信源的原始信號具有較低頻率的頻譜分量，不能在信道中直接進行傳輸。因此，信號發送之前由發送端設備對信號進行調制處理。就是利用調制把原始信號轉換成適合信道傳輸的信號，從而實現了信號在信道中完全傳輸，同時也改善了系統對信道噪聲的干擾。本文用ystem view仿真系統對AM調制進行了仿真，從仿真結果來看，AM的調制效率較低，它的包絡與m(t)的形狀完全一樣。