AM调制解调的System viem仿真研究

青海高等职业技术学院 马克才

虽然随着信息时代的发展模拟通信的应用逐渐减少，但在基础研究中模拟通信作用依然很重要。因为信源信息转换成的原始信号具有较低频率的频谱分量，其信号在信道中传输时不能直接传输，所以信号传入信道之前对其进行调制处理，而在接收端对接收的信号进行解调处理。信号在信道中能否有效地传输，关键在于转换过程——调制，调制是根据原始信号幅度变化规律去控制载波信号某些参量变化的过程，本文首先简单介绍模拟调制的基础内容，再用System view通信仿真软件仿真模拟信号的幅度调制和解调过程。

随着信息时代的迅速发展，信号在传输过程信道对传输信号的要求极高，传输信号为了适应其传输信道，传输前对信号进行调制处理，调制在通信系统中对信号有效传输具有重要作用。经过调制，不但可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到合适的位置上，从而将调制信号转换成适合信道传输或便于信道多路复用的已调信号，而且它对系统信息传输的有效性和可靠性有很大的影响。调制方式往往决定了一个通信系统的性能。

一个信号能在信道中有效传输时少不了调制和解调过程，采用不同的调制、解调方法直接会影响整个通信系统的性能，因为模拟调制技术是数字调制技术的基础，因此，研究模拟调制技术的过程很有必要。

1 AM调制及解调

1.1 AM调制的原理

AM调制是利用原始信号的变化规律去控制高频载波信号幅度的变化过程，设高频载波为余弦型，则此调制原理模型如图1所示。

图1 幅度调制的原理图

Sm(t)为调制信号m(t)和载波信号cosωct的乘积，然后经一个传输函数为h(t)的带通滤波器得出的结果。即幅度调制的表达式：

式中ωc为载波角频率；A为载波的幅度；a为载波的初始相位；h(t)——滤波器的冲激响应；m(t)为基带调制信号；Sm(t)——已调信号。

由表达式(1)得出，已调信号Sm(t)与基带信号m(t)的幅度变化在波形上二者为正比关系；在频域波形上，频带信号的频谱完全是基带信号频谱搬移的结果。因为频谱搬移为线性关系，所以，幅度调制又称线性调制。

1.2 解调原理

所谓解调是调制的逆过程。模拟幅度调制技术的的解调方法有两种：一种是相干解调法，另外一种是包络检波解调法。

从频域的方面来讲，如果要恢复原来的信号，那么需加适当的滤波器就可以完成，对频带信号进行频谱的逆向搬移。由上述综合可知，所谓调幅信号，就是通过信号的幅度变化来携载信息，来实现远距离通信的目的。相干解调原理如图2所示。

图2 相干解调原理图

SP(t)为SAM(t)与cosωct的乘积，此时的SP(t)为高频信号，然后经过一个低通滤波器把高频成分滤除后得mo(t)信号。

由(2)式可知，解调后的信号mo(t)与调制信号m(t)完全一样，只是幅度减小了一半。

2 幅度调制仿真

根据幅度调制技术与相干解调技术的原理，用System view通信仿真软件建立仿真电路，如图3所示。

图3 System view调仿真图

2.1 元件参数设置

System view仿真系统运行时各元件的详细参数设置如表1所示。

表1 仿真系统运行时各元件详细参数设置

2.2 设置System view系统的运行时间

ystem view仿真系统的运行时间：4s；采样频率为50Hz。

2.3 运行System view系统

运行System view仿真系统，并分别观察Token2，Token6，Token7三个点的波形情况。

2.4 绘出该系统调制后的频谱图

频谱图在分析窗绘出该系统调制后的频谱图。

3 系统的运行结果

3.1 已调信号SAM(t)的波形（图4）

图4 已调信号的波形图

3.2 已调信号SAM(t)的频谱（图5）

图5 已调信号的频谱

3.3 解调后信号的波形图（图6）

图6 解调后的信号

由图4和图6中可以看出，模拟幅度调制系统具有的特点：

（1）频带利用率不高，因Sm(t)信号的两个边带携带的信息完全一样，所以其中的一个边带的带宽没有有效利用。（2）调制效率不高，且效率仅为33.3%，但调制和解调电路比较简单。

由此可见，AM调制技术具有接收设备简单的优点；具有带宽利用率较低，抗噪性能差等缺点，信号在信道传输过程中如有载波信号受到信道的噪声干扰，那么在包络检波时很可能出现失真现象，因此，AM调制一般用于对通信质量要求不高的系统中，目前主要用在中波和短波的调幅广播中。

结束语：通信是对信息进行有效的传递，但如何准确传递信息是衡量一个通信系统的重要指标。来自信源的原始信号具有较低频率的频谱分量，不能在信道中直接进行传输。因此，信号发送之前由发送端设备对信号进行调制处理。就是利用调制把原始信号转换成适合信道传输的信号，从而实现了信号在信道中完全传输，同时也改善了系统对信道噪声的干扰。本文用ystem view仿真系统对AM调制进行了仿真，从仿真结果来看，AM的调制效率较低，它的包络与m(t)的形状完全一样。