2ASK調(diào)制解調(diào)的System viem仿真研究

青海高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 馬克才

隨著信息傳輸技術(shù)發(fā)展的不斷更新，在整個(gè)通信系統(tǒng)組成裝置中，調(diào)制和解調(diào)電路裝置非常重要，尤其是在數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)中，數(shù)字調(diào)制技術(shù)已成為理論研究的重要組成部分，研究二進(jìn)制數(shù)字幅度、頻率、相位調(diào)制解調(diào)過程具有很大的意義。本文應(yīng)用ASK調(diào)制解調(diào)原理，在System viem仿真軟件上對基帶信號進(jìn)行調(diào)制解調(diào)仿真，并繪制基于System viem的2Ask調(diào)制解調(diào)仿真電路圖進(jìn)行仿真，得到相應(yīng)的仿真波形圖，便于分析觀察。

為了使數(shù)字基帶信號能在信道中傳輸，在發(fā)送端對數(shù)字基帶信號進(jìn)行調(diào)制處理。類似于模擬調(diào)制，數(shù)字調(diào)制一般有三種調(diào)制方式：分別用載波信號的幅度、頻率、相位變化來傳遞數(shù)字信號。幅度鍵控調(diào)制是利用調(diào)制信號的變化規(guī)律去控制載波信號的幅度變化。基本過程是載波信號在二進(jìn)制數(shù)字信號1或0的控制下時(shí)斷時(shí)續(xù)輸出，這種調(diào)制方式方式稱為二進(jìn)制幅度鍵控法（OOK）。本文采用幅度鍵控調(diào)制方式。

數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)隨信息技術(shù)手段的發(fā)展而不斷更新，在實(shí)際生活中所用的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)大部分都是經(jīng)過改進(jìn)的，系統(tǒng)的各性能穩(wěn)定性較好。但是，作為理論發(fā)展最成熟的調(diào)制解調(diào)方式，對ASK，F(xiàn)SK，PSK的研究仍然具有非常大的意義。2ASK是20世紀(jì)初最早運(yùn)用于無線電報(bào)中的數(shù)字調(diào)制方式之一。但2ASK是受噪聲影響最大的調(diào)制技術(shù)，所以在實(shí)際中用的很少。一般2ASK對研究其他數(shù)字調(diào)制技術(shù)有技術(shù)支撐作用。因此，本文用System viem系統(tǒng)對2ASK進(jìn)行仿真研究。

1 2ASK調(diào)制及解調(diào)

1.1 二進(jìn)制數(shù)字幅度調(diào)制原理

若信號源發(fā)出的是代表數(shù)字信息0、1的基帶矩形脈沖信號，并鍵控連續(xù)的載波信號，使得載波時(shí)斷時(shí)續(xù)地輸出，有載波輸出時(shí)表示發(fā)送信號1，沒有載波輸出時(shí)表示發(fā)送信號0，所以二進(jìn)數(shù)字幅度調(diào)制可用一個(gè)相乘器來實(shí)現(xiàn)，則二進(jìn)制數(shù)字幅度調(diào)制原理模型如圖1所示。

圖1 幅度調(diào)制的原理圖

e0(t)為調(diào)制信號s(t)和載波信號cosωct的乘積。

即幅移鍵控ASK調(diào)制的表達(dá)式：

其中，式中s(t)：基帶調(diào)制信號并為單極性NRZ矩形脈沖序列，cosωct為載波信號；e0(t)為已調(diào)信號。

1.2 解調(diào)部分

2ASK的解調(diào)方法有包絡(luò)檢波法解調(diào)和非相干解調(diào)兩種。

1.2.1 包絡(luò)檢波法

圖2 包絡(luò)檢波法解調(diào)

包絡(luò)檢波法是在已調(diào)信號e0(t)的基礎(chǔ)上加帶通濾波器BPF、包檢器、定時(shí)脈沖三大模塊組成，其中包檢器模塊包括半波或全波整流器和低濾波器LPF，解調(diào)時(shí)首先調(diào)制信號e0(t)經(jīng)帶通濾波器后輸出y(t)信號，y(t)信號經(jīng)半波或全波整流器變成高頻信號，然后再通過低濾波器LPF濾除高頻雜波，最后把濾除雜波的信號進(jìn)行抽樣、判決后得到形狀與m(t)相同的波形。

1.2.2 相干解調(diào)

圖3 相干解調(diào)

相干解調(diào)是在已調(diào)信號e0(t)的基礎(chǔ)上加帶通濾波器BPF、解調(diào)器、定時(shí)脈沖三大模塊組成，其中解調(diào)器模塊包括乘法器和低濾波器LPF，解調(diào)時(shí)首先y(t)信號經(jīng)乘法器變成高頻信號，然后再通過低濾波器LPF濾除高頻雜波，最后把濾除雜波的信號進(jìn)行抽樣、判決后得到形狀與m(t)相同的波形。

雖然包絡(luò)檢波系統(tǒng)電路簡單，但是在信噪比較小的情況下，包絡(luò)檢波法系統(tǒng)的性能優(yōu)于非相干系統(tǒng)。本文采用包絡(luò)檢波法進(jìn)行論述。

2 2ASK調(diào)制解調(diào)仿真

2.1 調(diào)制解調(diào)仿真System view模型圖

根據(jù)2ASK調(diào)制技術(shù)與包絡(luò)檢波解調(diào)技術(shù)的原理，建立System view仿真電路路，如圖4所示。

圖4 2Ask仿真電路

2.2 元件參數(shù)設(shè)置

System view仿真系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各元件的詳細(xì)參數(shù)設(shè)置如表1所示。

表1 仿真系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各元件詳細(xì)參數(shù)設(shè)置

2.3 設(shè)置System view系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間

ystem view仿真系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間：1s；采樣頻率為100Hz。

2.4 運(yùn)行System view系統(tǒng)

運(yùn)行System view仿真系統(tǒng)，并分別觀察Token3，Token4，Token11三個(gè)點(diǎn)的波形情況。

2.5 信號頻譜

在分析窗繪出該系統(tǒng)調(diào)制后的頻譜圖。

3 系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果

根據(jù)System view仿真系統(tǒng)的運(yùn)行可知，基帶信號的波形為Token 4所輸出波形，如圖5所示，已調(diào)信號的波形為Token 3所輸出波形，如圖6所示，解調(diào)后的波形為Token 12所輸出波形，如圖7所示。

圖5 帶信號的波形為Token 4所輸出波形

圖6 已調(diào)信號的波形為Token 3所輸出波形

圖7 解調(diào)后的波形為Token 12所輸出波形

System view仿真系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果可知，二進(jìn)制數(shù)字幅度已調(diào)信號的帶寬是二進(jìn)制數(shù)字基帶信號的兩倍。在2ASK信號調(diào)制解調(diào)理論知識的基礎(chǔ)上，利用System view仿真系統(tǒng)仿真2ASK的調(diào)制解調(diào)過程。從仿真結(jié)果來看，System view仿真系統(tǒng)軟件能夠較好地對2ASK調(diào)制解調(diào)電路進(jìn)行仿真，可以看出，仿真結(jié)果與理論分析一致。在日常教學(xué)中利用這種仿真方法來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對2ASK調(diào)制解調(diào)電路的理解。對通信技術(shù)教學(xué)有著的意義非常重大。