答辩陈词
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尊敬的各位老师,同学们:大家好。
我是电子计算机系通信技术专业的XXX,我论文的题目是《基于System View的模拟通信系统的仿真》。对各位评审能在百忙之中抽出宝贵的时间,参与论文的审阅和答辩表示不胜感激。下面我就把论文的基本思路向各位答辩老师作如下简要陈述:
本论文内容主要包括通信系统的概述、模拟通信系统的基本内容以及用System View仿真软件来实现模拟通信系统的仿真。模拟通信系统的基本内容主要有通信系统的基本模型,模拟信号的线性调制(AM、DSB、SSB)与解调,非线性调制(FM、NBFM)与解调,本论文同时也对仿真软件(System View)简单介绍,同时用仿真软件实现上述模拟通信系统的仿真。
正文共分成5部分:
第一部分,绪论。其中包含4个小节。1.1节概述模拟通信系统1.2节模拟信号调制解调,1.3节调制的基本概念,1.4节System View系统简介。
第二部分,模拟幅度调制系统其中包括4个小节,2.1节幅度调制基本概念,2.2节 常规双边带调幅(AM)其中包括两小节,2.2.1 AM的调制与解调原理,1)调制原理 常规AM调制系统框图如图所示,其中A0是外加的直流分量,f(t)是调制信号,它可以是确知信号,也可以是随机信号。ωc=2πfc为载波信号的角频率,θ0为载波信号的起始相位,为简便起见,通常设为0。常规AM通常可以用上图所示的系统来实现。2)解调原理采用同步检波法(相干解调法):同步检波必须采用一个与发射端载波同频同相(或固定相位差)的信号,成为同步信号。同步检波可由乘法器和低通滤波器实现,其原理如图所示。其中k2是乘法器增益。可见,输出信号中含有直流,Ω,2ωc,2ωc±ω几个频率分量。用低通滤波器取出直流和Ω分量,再去掉直流分量,就可恢复原调制信号。
2.2.2 仿真模型及结果波形图1) 根据AM调制与解调原理,用System View软件建立一个仿真电路,如图所示。3)波形说明及分析如图所示
综上所述,可以看出,采用常规双边带幅度调制传输信息的好处是解调电路简单,可采用包络检波法。缺点是调制效率低,载波分量不携带信息,但却占据了大部分功率,白白浪费掉。如果抑制载波分量的传送,则可演变出另一种调制方式,即抑制载波的双边带调幅(SC-DSB)。
2.3 双边带调幅(DSB)
2.3.1 DSB的调制与解调原理
1)调制原理:
DSB信号实现原理图如图所示,实现双边带调制就是完成调制信号与载波信号的相乘运算。原则上,可以选用很多种非线性器件或时变参量电路来实现乘法器的功能,如平衡调制器或环形调制器。通常采用的平衡调制器的电路简单、
平衡性好,并可将载波分量抑制到-30~-40dB。双边带调制节省了载波功率,提高了调制效率,但已调信号的带宽仍与调幅信号一样,是基带信号带宽的两倍。
2)解调原理:
DSB信号只能采用相干解调。其模型与AM相干解调原理相同。此时,乘法器输出: 经过低通滤波器滤除高次项,无失真地恢复出原始电信号
2.3.2 仿真模型及结果波形图
1) 根据DSB调制与解调原理,用System View软件建立一个仿真电路,如图所示:
波形说明:各波形的名称如波形图示
综上所述,可以看出,抑制载波的双边带幅度调制的好处是,节省了载波发射功率,调制效率高;调制电路简单,仅用一个乘法器就可实现。缺点是占用频带宽度比较宽,为基带信号的2倍
2.4 单边带调幅(SSB)
2.4.1 SSB的调制与解调原理
1) 用相移法实现SSB信号的产生 用相移法行成SSB信号的模型:如图所示
相移法形成SSB信号的困难在于宽带相移网络的制作,该网络要对调制信号的所有频率分量严格相移 ,这一点即使近似达到也是困难的。
2)解调原理:
从SSB信号调制原理图中不难看出,SSB信号的包络不再与调制信号 成正比,因此SSB信号的解调采用相干解调。如图所示:
2.4.2 仿真模型及结果波形图
1) 根据SSB调制与解调原理,用System View软件建立一个仿真电路,如图所示。2)波形图如下
综上所述,单边带幅度调制的好处是,节省了载波发射功率,调制效率高;频带宽度只有双边带的一半,频带利用率提高一倍。缺点是单边带滤波器实现难度大。
第三部分 模拟角度调制系统
3.1 角度调制基本概念
3.2 频率调制(FM)
3.2.1 FM的调制与解调原理
1)调制原理: 频率调制系统框图如下图所示
2)解调原理:
①频率调制的非相干解调(鉴频法)
鉴频器的作用是输出一个与输入信号频率成线性关系的信号,包括斜率鉴频器、锁相环鉴频器、频率负反馈解调器等类型,理想鉴频器可以等效成带微分器的包络检波器。
频率调制鉴频法原理图
鉴频器的缺点是对信道噪声以及其他因素引起的已调信号幅度畸变有反应,故常在鉴频器前加限幅器和带通滤波器。在小信噪比情况下,由于鉴频器的非线性解调作用,FM信号的解调存在门限效应。
3.2.2 仿真模型及结果波形图
本模型是将一个正弦波信号通过FM调制,再经过一个具有高斯噪声的信道传输,然后用延迟积分鉴频器将声音解调出来。其仿真电路原理图如下:
模块0:Source Library
说明:该模块是一个信号源,输入一个正弦波信号
模块10:Operator Libr
ary
说明:该模块是一个巴特沃思低通滤波器
模块1:Function Library
说明:该模块是一个FM调制器,将输入的信号进行频率调制,从而获得10倍的增益输出。
模块9:Gauss Noise
说明:该模块是一个加噪模块,给信道中加入高斯噪声,模拟实际生活中的信号传输。
模块5:Multiplier
说明:该模块是一个乘法器,将输入的信号相乘后输出。
Non Parametirc
模块2:Operator Library
说明:该模块是一个延迟模块,根据积分鉴频器的原理,给输入信号一个625ms的延迟,然后输出
3.3.1 NBFM的调制与解调原理
窄带调频产生的原理图
2)解调部分
窄带调频信号的解调方式分为相干解调和非相干解调,这里采用相干解调,其原理框图为:
相干载波 乘法器输出 经低通滤波器滤除高频分量 再经微分,得输出信号
3.3.2 仿真模型及结果波形图
1)根据FM调制与解调原理,用System View 软件建立一个仿真电路,如下图所示:
系统时间:为了使对调频信号的FFT计算能够更加准确,时间设置的采样率和采样时间都比较大。
在此要感谢我们的指导老师沈老师对我悉心的指导,感谢老师给我的帮助。在设计过程中,我通过查阅有关资料,自学,并向老师请教等方式,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西,也培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的不是很完善,但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富,使我终身受益。
再次向沈老师致以深切的谢意!
由于时间仓促和本人的水平有限,在设计中难免有不足之处,恳请老师们指正。
我的答辩自述完毕,谢谢各位老师!