AM超外差收音机的Systemview仿真
第三章 AM超外差收音机仿真结果及性能分析
根据实验原理,设置好参数后就可以进行仿真了,仿真结果如下。首先我们调制指数为1的调制信号,如图3-1所示:
图3-1 调制系数为1的调制信号
从图中可以知道,模拟调制信号是一个标准的正弦波。 调制指数为1的已调信号如图3-2所示:
图3-2 调制系数为1的已调信号
因为调制指数为1,所以根据调幅特性可以知道,包罗刚好经过原点,如果继续增大输入信号的幅度,将会产生过调制现象,从图中可以知道,调制是正确的,符合调制系数为1时的调制。
天线接收的三路已调信号频谱图如图3-3所示
图3-3 天线接收的信号
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华东交通大学课程设计
天线接收信号后进行混频,混频输出频谱图如图3-4所示:
图4-4 混频输出中频信号的频谱图
根据设计原理,三路输入信号的中心频率分别是30khz、40khz和50khz,本振信号的中心频率是60khz,根据数学运算可以得到30khz、20khz、10khz的下边带信号以及90khz、100khz、110khz的上边带(镜像干扰信号),但由于我们选择观察的范围为200khz,所以,镜像干扰信号只能观察到90khz信号及部分100khz信号。仿真结果验证了混频原理的正确性。
调制信号(上)、已调信号(中)和通过低通滤波器还原得到的信号(下)的对比结果如图35所示,对比实验结果,可知解调结果正确,系统满足我们的需要。
图3-5 调制信号、已调信号和解调信号对比
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AM超外差收音机的Systemview仿真
改变带通滤波器带宽
仿真环节比较理想,可以进一步设置切比雪夫带通滤波器带宽,将带宽减小到200Hz,如图3-6所示:
图3-6 改变带通滤波器带宽
此时可以得到很干净的20khz信号频谱图,如图3-7所示:
图3-7 200hz带宽下20khz信号频谱
但是由于这个时候通过带通滤波器的信号大大减少了,很多接近20khz的信号也被滤除了,会导致解调后得不到原有的信号,也就是说还原的信号恢复不到原信号,通过解调后输出滤波器可以验证这个猜测,因此设计带通滤波器时,需要注意带宽的设置。如图3-8所示:
图3-8 带宽过小的还原信号
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华东交通大学课程设计
过调制现象
如果调制信号的电压大于载波电压,就会出现过调制现象,参数设置如图3-9所示:
图3-9 过调制调制信号电压
电路其他参数不变,仿真结果如图3-10,调制信号(上)、已调信号(中)、解调信号(下),观察波形可知,解调信号发生了失真,这是因为:
图3-10 过调制
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AM超外差收音机的Systemview仿真
结束语
通过这次课程设计,加深了对AM超外差收音机系统的理解,明白了它的设计过程和仿真过程。本次课程设计有以下几个关键节点需要抓住,首先是需要对系统的工作流程有一个清晰的认识;其次是需要掌握SystemView软件的使用;再次是考验了一定的查找问题,解决问题的能力,仿真调试时最能检验这一点。
通过本次试验,学到了很多新的知识。如如何使用SystemView软件,如何设置电路元件的参数。更重要的是学会了通过分析系统性能的方法验证系统设计原理的思路。
通过本此课设使我提高了发现问题并且解决问题的能力,刚开始的时设置切比雪夫滤波最低频率大于抽样频率一半的错误提示,后来通过网络学习,发现和实际修改参数,是这一问题得到了解决。查看波形报告时,发现输出的波形不能够很清晰的反应各个阶段波形的特性,一开始以为得到的结果是错误的,后来通过思考我们需要得到什么样的结果,然后和实际输出的结果比较发现,其实我希望观察的是输出波形的频谱图,而刚开始时输出的是时域波形图,发现问题后通过选择查看波形的类型,选择Power specutrum(dBm in 50ohm)选项得到了需要的输出结果。这个过程提高我了发现问题的能力和解决问题的能力。
这次课程设计是和团队一起完成的,大家齐心协力,一起探讨,不仅能快速的发现问题,还能更快的解决问题,使工作效率大大的提高了。而这这种工作方式已经得到了社会的认可,因此,本次课程设计的意义就显而易见了。
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