基于lahview的am模拟通信系统仿真

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1、基于LahVIEW的AM模拟通信系统仿真郝富春（吉林化工学院信息与控制工程学院，吉林吉林132022）【摘　要】介绍了基于LabVIE模拟系统仿真的方法，分析了调幅（AM）系统线性调制和解调的原理分析及模型仿真模块的建立与仿真；通过模拟通信系统仿真，使得教学与实验直观易懂。.jyqk），前面板接受来自框图程序的指令。LabVIE就是线性调制的一种，它利用调制信号去控制高频载波的幅度，使其随调制信号呈线性变化。在波形上，线性调制已调信号的幅度随基带信号变化而成正比的变化。设调制信号m(t)的频谱为m(ω)，滤波器冲击响应h(t)的频域响应为H(ω)，则该模型输出已

2、调信号的时域和频域一般表示为sm(t)=[m(t)cosωct]*h(t)（1）Sm(ω)=[M(ω+ωc)+M(ω-ωc)]H(ω)（2）2.1　振幅调制（AM）原理如果输入基带信号含有直流分量，且h(t)也是理想带通滤波器的冲激响应δ(t)，即滤波器（H(ω)=1）为全通网络，调制信号m(t)叠加直流后与载波相乘（模型见图2），就可以得到调幅（AM）信号[4]，其时域和频域表示式分别为AM信号的波形和频谱如图3所示。图3　AM信号的波形和频谱为了防止过调制，要求调制系数：设基带信号m(t)的最高频率为ωH,则AM调制信号的带宽B=2ωH，因此AM信号占用的带

3、宽较大。由于AM信号中包含载波，信号功率中载波功率占据很大部分，因此功率利用率较低，为此，采用抑制载波的双边带（DSB）调制可以提高功率利用率。2.2　线性调制的解调线性调制的解调方法分为相干解调和非相干解调两大类。非相干解调（又称包络检波）是从已调信号的幅度变化中提取原基带信号。非相干解调实现起来非常简单，但它只适应于包含有载波的普通调幅信号AM，且存在门限效应。DSB和SSB信号不能采用简单的包络检波，它们的包络不能直接反应调解信号的变化，所以仍需采用相干解调。对于接收端插入大载波时的SSB和VSB调制信号，可以用包络检波器调解出原基带信号。相干解调（又称同

4、步检波等），就是利用已调信号的相位变化来恢复调制信号，由相乘和低通滤波两部分组成，图4为相干解调的原理模型图。相干解调对于AM、DSB、SSB都适用，没有门限效应，但它要求本地载波和接收信号的载波必须保持同频和同相。AM信号的相干解调原理假设输入信号为SAM(t)，经乘法器后得经低通滤波（LPF）后，其中的2ωc频率分量被滤除，得ud(t)=1/2[A0+m(t)]（6）3　幅度调制（AM）系统的仿真根据系统的工作原理设计仿真系统，调整仿真系统参数，观察系统工作状态，记录相关参数及相应工作曲线并进行分析[5]。3.1　AM系统程序AM掩饰程序.vi前面板如图5所

5、示。通过前面板参数值的设置，可得到所需频率和幅度的AM信号，并能够实现对该信号的调制和解调，最后用簇将信号的波形和频谱分别进行打包后，通过调制信号、解调后信号的波形图及频谱图。若单击“返回”按钮，则系统关闭，返回到调用该程序的上一程序界面。AM掩饰程序.vi的后面板如图6所示。从后面板程序中可以清楚的看出AM系统的构成及前面板功能是如何实现的，这也正是LabVIE调制模块后产生AM信号，图中AM信号为AM信号的时域波形，基带信号和AM信号经捆绑后经FFT运算得到基带信号和AM信号的频谱（即图中的“频谱分析”）。AM信号送入信道，仿真信道子程序经信道加入高斯白噪声

6、后到达接收端，接收端将AM调制信号先于载波相乘，然后通过一个低通滤波器（即相干解调），接收滤波器的截止频率要略高于基带信号频率，便得到了AM解调信号，即图5、图6中所示的。改变基带信号的“波形类型”、“基带幅度”、“基带频率”，会看到解调出的AM解调信号也相应改变，改变载波频率，会在“频谱分析”中看到AM频谱移动，可见该系统实现了正确传输。3.2　AM调制子程序AM调制子程序名为AM调制.vi，本程序可以实时显示系统中各点的时域波形、频谱的搬移过程、调制与解调的详细实现过程。图7为AM调制模块前面板。图8为AM调制模块后面板。用多谐波发生器产生一个仿真基带信号，

7、将它和直流偏移相加，再和一个多谐波发生器产生的余弦载波相乘，便可以得到AM调制信号（即图7所示），这就完成了AM信号的调制。4　结论本文以虚拟仪器仿真软件LabVIE模拟通信系统仿真，动态展现了AM模拟调制系统的时域波形与频域频谱的关系，用于数字和实验中，加深了学生的理解，收到了良好的效果。.jyqkugan,TheoderS.Rappapor,KurtL.Losbar,等.通信系统仿真原理与无线应用[M].北京:机械工业出版社,2005:10-15.［２］NationalInstruments.TheMeasurementandAutomationCatalo

8、g.2002:49-13