单边带信号滤波器.docx
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单边带信号滤波器
第1章课程设计目的与要求1
1.1课程设计目的1
1.2课程设计的实验环境1
1.3课程设计的预备知识1
1.4课程设计要求1
第2章课程设计内容1
2.1电路原理设计1
2.2设计电路2
2.3电路分析2
2.4总结4
第3章课程设计的考核5
3.1课程设计的考核要求5
3.2课程性质与学分5
…………………………
…………………………
…………………………
参考文献5
第1章课程设计目的与要求
1.1课程设计目的
本课程的课程设计是设计一个简单的单边带滤波器,通过本次设计,让学生掌握高频电子线路的设计方法,并将其与仿真联系起来,理论与实践相结合,培养学生的设计能力。
1.2做仿真部分:
课程设计的实验环境
硬件要求能运行Windows9.X操作系统的微机系统。
EWB仿真操作系统。
1.3课程设计的预备知识
熟悉EWB仿真操作系统,及高频电子线路课程。
1.4课程设计要求
按课程设计指导书提供的课题,按照要求设计电路,计算电路的参数,完成课程设计。
第2章课程设计内容
2.1电路原理设计。
单边带调制中只传输双边带信号中的一个边带。
因此,产生SSB信号的最直观方法是将图2-1中的带通滤波器设计成如图2-4所示的传输特性.2-4(a)将产生上边带信号,图2-4(b)将产生下边带信号。
相应的频谱如图2-5所示。
SSB信号的时域表示式为
(2-1)
式中,“+”为下边带,“一”为上边带。
是m(t)的希尔伯特变换.若M(ω)为m(t)的傅氏变换,则
的傅氏变换
为
(2-2)
式中,符号函数
设
Hh(ω)为希尔伯特滤波器的传递函数,由上式可知,它实质上是一个宽带相移网络,表示把m(t)幅度不变,相移一π/2即可得到m(t).
由式(2—7)还可得到单边带调制相移法的一般模型,如图2-6所示.
图2-4形成单边带信号的滤波特性
(a)形成上边带信号
(b)形成下边带信号
图2-5 SSB信号的频谱
图2-6单边带调制相移法的一般模型
图2-7SSB移相法原理图
图2-8单边带滤波器特性:
综上所述,SSB信号可节省载波发射功率;频带宽度只有双边带的一半,即频带利用率提高一倍;SSB信号的解调也不能采用简单的包络检波,仍需采用相干解调。
图2-8单边带信号的滤波法形成
滤波法的原理方框图如兔所示,图中
为单边带滤波器的传递函数,对于保留上边带的单边带调制来说,有
(2-3)
对于保留下边带的单边带调制来说,则取
为带通滤波器,于是
单边带信号的频谱为
SSB信号的解调
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信号的解调也不能采用简单的包络检波,需采用相干解调,如图3-13所示。
由于理想的滤波器特性是不可能作到的,实际的边带滤波器从带通到带阻总是有一个过渡带,随着载波频率的增加,采用一级载波调制的滤波法将无法实现。
这时可采用多级调制滤波的办法产生单边带信号。
即采用多级频率搬移的方法实现:
先在低频处产生单边带信号,然后通过变频将频谱搬移到更高的载频处。
产生SSB信号的方法还有相移形成法。
图2-9SSB信号的相干解调
此时,乘法器输出
SSB调制系统的性能
分析模型与双边带的相同,不同的是解调器前端的带通滤波器的带宽是双边带的一半。
设解调器输入信号
则解调器输出信号与噪声
输出信号平均功率
输出噪声平均功率
输入信号平均功率
输入噪声平均功率
这里B为单边带信号的带宽,B=fH。
因而调制制度增益
(2-4)
讨论
(1)SSB系统中,信号和噪声有相同表示形式,所以相干解调过程中,信号和噪声的正交分量均被抑制掉,故信噪比没有改善,即G=l。
(2)比较式(3—3)和式(3—4):
GDsB=2GSSB。
但不能说双边带系统的抗噪声性能优于半边带系统性能。
因为BDsB=2BSSB,在相同的输入噪声功率谱密度时,NiDSB=2NiSSB。
因而在相同的si和n0时,两者输出信噪比相同,即性能相同。
2.2设计电路,并画出电路图(用EWB画,并打出)
1.3电路分析,电路参数分析(用EWB仿真的要求有打印出输入或输出波形)
输入波形:
输出波形:
先选择电容C1的标称值,电容C的初始值靠经验决定,通常以下面的数据作
参考:
fc≤100HzC=(10-0.1)μF
ƒc=(100-1000)HzC=(0.1-0.01)μF
ƒc=(1-10k)HzC=(0.01-0.001)μF
ƒc=(10-1000k)HzC=(1000-100)pF
ƒc≥100kHzC=(100-10)pF
(2)所选择的电容C1的实际值,再按照下式计算电阻换标系数K
其中ƒc的单位为Hz;C1的单位为μF。
(3)表2-1中查出C1和K=1时的电阻值。
(4)再将这些电阻值靠标称的实际电阻值。
2.4总结
通过本次课程设计,让我更加深刻的理解了所学的通信原理知识,同时也锻炼了理论语实际相结合的能力。
学会怎样应用EWB这个实用价值很高的电子制图软件,对我以后的学习和工作提供了极大的帮助。
第3章课程设计的考核
3.1课程设计的考核要求:
1.独立完成电路设计
2.分析电路,分析电路参数
3.按照任务要求,要求仿真的,必须仿真出结果。
并打印出来,贴在报告上
3.2课程性质与学分
课程性质:
考查
学分:
2学分
参考文献
[1]张肃义.高频电子线路.第二版.北京:
高等教育出版社,1988
[2]李新平.实用电子仿真技术.北京:
机械工业出版社,2003
[3]李东生.信号与电子系统原理及EDA仿真.中国科学技术大学,2000
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