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SSB单边带调制与解调.pdf
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引言
随着通信业务的不断开展,频道拥挤的问题日益突出,占用较窄频带或能在同一频段容纳更多用户
的通信技术日渐受到了人们的重视。本次课设的目的是通过学习和掌握电路设计于仿真软件的根底
上,按照要求设计一个普通调幅的调制解调电路并进展仿真,综合应用所学知识,为今后的学习和
工作积累经验。此外,该题目涵盖了《通信原理》、《电路分析》、《模拟电子》、《通信电子线路》等
主要课程的知识点,学生通过该题目的设计过程,可以初步掌握各种元器件工作原理和电路设计、
开发原理,得到系统的训练,提高解决实际问题的能力。实现 SSB 的调制解调系统的设计与仿真。
单边带幅度调制〔Single Side Band Amplitude Modulation〕只传输频带幅度调制信号的一个边带,使
用的带宽只有双边带调制信号的一半,具有更高的频率利用率,成为一种广泛使用的调制方式。本
文在介绍单边带调制与解调的方法后,利用 Multisim 对单边带调制与解调系统进展了仿真。
1 设计方案
1.1 设计原理
单边带调制是幅度调制中的一种。幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度,使之随调制
信号作线性变化的过程。在波形上,幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化;在频
谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域的简单搬移。常见的调幅〔AM〕、双边带〔DSB〕、残
留边带〔VSB〕等调制就是幅度调制的几种典型的实例。单边带调制〔SSB〕信号是将双边带信号中
的一个边带滤掉而形成的。根据滤除方法的不同,产生 SSB 信号的方法有:滤波法和相移法。
1
单边带调制就是只传送双边带信号中的一个边带〔上边带或下边带〕。产生单边带信号最直接、
最常用的是滤波法,就是从双边带信号中滤出一个边带信号,图 1.1 是滤波法模型的示意图。
图 1.1 滤波法 SSB 信号调制
单边带信号的频谱如图 1.2 所示,图中
H
SSB
〔
ω
〕是单边带滤波器的系统函数,即
H
SSB
(t)
的傅
里叶变换。假如保存上边带,如此
H
SSB
〔
ω
〕应具有高通特性如图 1.2〔
b
〕所示:
(1.1)
单边带信号的频谱如图 1.2〔
c
〕所示:
假如保存下边带,如此应具有低通特性如图 1.2〔d〕所示:
(1.2)
单边带信号的频谱如图 1.2〔e〕所示:
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图 1.2 滤波法形成单边带信号频谱图
1.1.2 相移法
单边带信号的时域表达式为:
(1.3)
(1.4)
这里是的希尔伯特变换。从表达式可以得到单边带调制信号相移法的一般模型框图,如图 1.3 所
示:
图 1.3 SSB 移相法模型
希尔伯特变换 H〔w〕与有关特性为:
定义
式中
显然,信号通过传递函数为的滤波器,即可得到。具有传递函数的滤波器称为希尔伯特滤波器。
o
传递函数的模和相位特性如图 1.4 所示。从图 1.4 可见,希尔伯特滤波器是一个宽带 90 移相网络,
是正交变换网络。
图 1.4 希尔伯特滤波器的传递函数
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1.2 相干解调
解调就是把接收到的SSB信号经过处理,滤掉载波成分,使之复原成发射之前的有用的信息。SSB
信号的解调方法主要有两种,一个是相干解调法,另一个是包络检波。
相干解调也叫同步检波。解调与调制的实质一样,均是频谱搬移。调制是把基带信号的谱搬到
了载频位置,这一过程可以通过一个相乘器与载波相乘来实现。解调如此是调制的反过程,即把在
载波位置的已调信号的谱搬回到原始基带位置,因此同样可以用相乘器与载波相乘来实现。相干解
调器的一般模型如图 1.5 所示:
图 1.5 相干解调一般模型
相干解调时,为了无失真地恢复原基带星信号,接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同
步〔同频同相〕的本地载波〔称为相干载波〕,它与接收的已调信号相乘后,经低通滤波器取出低
频分量,即可得到原始的基带信号。
2 系统设计
2.1 Simulink 工作环境
在 MATLAB 命令窗口,单击工具栏上的按钮可进入 Simulik。模块库按功能进展分为以下 8 类子
库:Continuous〔连续模块〕Discrete〔离散模块〕Function&Tables〔函数和平台模块〕Math〔数
学模块〕Nonlinear〔非线性模块〕Signals&Systems〔信号和系统模块〕Sinks〔接收器模块〕Sources
〔输入源模块〕用户可以根据需要混合使用歌库中的模块来组合系统,也可以封装自己的模块,自
定义模块库、从而实现全图形化仿真。Simulink 模型库中的仿真模块组织成三级树结构 Simulink
子模型库中包含了 Continous、Discontinus 等下一级模型库 Continous 模型库中又包含了假如干模
块,可直接参加仿真模型。图为 Simulink 工具模块页面
图 Simulink 工具页面
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