AM调制原理及DSP仿真实现*

郭晓君　李丽华　邓　冉　陈　飞

(1.91150部队　上海　200940)(2.海军工程大学电子工程学院　武汉　430033)



AM调制原理及DSP仿真实现*

郭晓君1李丽华2邓冉2陈飞2

(1.91150部队上海200940)(2.海军工程大学电子工程学院武汉430033)

摘要信号的调制在通信系统的研究中起着重要作用。在无线通信中和其他大多数场合，调制一词均被指载波调制。载波调制，就是用调制信号去控制载波的参数的过程，即使载波的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。标准调幅是常规双边带调制，简称AM调幅，其实质是频谱搬移，频域上将原信号的频谱移动到某频率处，以适合信道传输的最佳频率范围。论文设计采用CCS5000实现信号的AM调制功能。

关键词调制; AM; CCS5000

Class NumberTNT61

1　引言

信号的调制和解调广泛应用于通讯及信息处理领域。调制其种类从大类上分[1]： 1) 模拟调制，其可分为(1)模拟调制：调幅AM、DSB、SSB，调频FM，调相PM；(2)脉冲调制：脉冲幅度PAM，脉冲相位PWM，脉冲编码PCM；(3)复合调制：正交幅度调制QAM。2) 数字调制，其可分为通断键控ASK，频移键控FSK，相移键控PSK。AM的优点在于系统结构简单，价格低廉，至今仍广泛用于无线电广播[2]。所以研究AM调制对于今后研究通信信息系统有重大帮助。

2　AM调制的基本原理

2.1AM信号的表达式、频谱及带宽

若假设滤波器为全通网络，调制信号m(t)叠加直流A0后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带调幅(AM)信号[3～4]。AM调制器模型如图1所示[5]。

图1　AM调制器模型

AM信号的时域和频域表示式分别为

sAM(t)=[A0+m(t)]cosωc(t)

=A0cosωc(t)+m(t)cosωc(t)

(1)

SAM(ω)=πA0[δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)]

(2)

AM信号的典型波形和频谱分别如图2所示，图中假定调制信号m(t)的上限频率为ωH。显然，调制信号m(t)的带宽为Bm=fH。

图2　AM信号的典型波形和频谱

由图1可见，AM信号波形的包络与输入基带信号m(t)成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足A0≥|m(t)|max，否则将出现过调幅现象而带来失真。

AM信号的频谱sAM(t)是由载频分量和上、下两个边带组成。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。故AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍，即BAM=2Bm=2fH。

2.2AM信号的功率分配及调制效率

AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于sAM(t)的均方值[3,6]。当m(t)为确知信号时，sAM(t)的均方值即为其平方的时间平均，即

(3)

(4)

由此可见，常规双边带调幅信号的平均功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率分量与调制信号有关，载波功率分量不携带信息[6]。定义调制效率

(5)

显然，AM信号的调制效率总是小于1。

3　仿真结果

经过CCS5000调试运行后[7～9]，得到的仿真结果如下。

调制前，信号输出波形如图3，调制后，信号调制波形如图4。

图3　调制前信号输出波形

图4　调制后信号输出波形

4　结语

AM的系统结构简单，价格低廉，广泛用于中短无线电广播。研究好AM调制对于研究其他调制方式有重要意义[10]。AM是指对信号进行幅度调制，先在原信号上叠加一个直流信号，以保证信号f(t)+A>0，然后乘上一个高频的余弦信号，即得到g(t)=[f(t)+A]coswt，在频域上将原信号的频谱移动到w处，以适合信道传输的最佳频率范围。

参 考 文 献

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*收稿日期：2015年10月8日,修回日期：2015年11月28日

基金项目：海军工程大学自然科学基金(编号:HGDQNJJ15017)资助。

作者简介：郭晓君，女，工程师，研究方向：通信网络指挥自动化。李丽华，女，硕士，讲师，研究方向：通信理论与技术。

中图分类号TNT61

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.04.023

Fundamental of AM Modulation and the Simulation on DSP

GUO Xiaojun1LI Lihua2DENG Ran2CHEN Fei2

(1. No. 91150 Troops of PLA, Shanghai200940)(2. College of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan430033)

AbstractSignal modulation plays an important role in the study of communication system. In the wireless communication and most other occasions, modulation refers to the carrier modulation. Carrier modulation is the process of signal modulated to control the parameters of the carrier, which is also the carrier of a certain one or several parameters in accordance with the law of the modulation signal. Standard modulation is the conventional double sideband modulation, which is called “AM” modulation. Its essence is the spectrum shift. In the frequency domain, the original signal spectrum moves to a certain frequency, in order to suit the best channel transmission frequency range. In this paper, the AM modulation function of the signal is realized by using CCS5000.

Key Wordsmodulation, AM, CCS5000

邓冉，男，硕士研究生，研究方向：数字通信理论与技术。陈飞，男，硕士研究生，工程师，研究方向：信号调制与编码技术。