摘 要 采用OrCAD16.3软件对AM信号、DSB信号、包络检波器、同步检波器进行建模并仿真，观察到调制解调输出波形，改变参数的值，可观察到恢复出来调制信号失真，验证包络检波器和同步检波器的检波条件。
关键词 OrCAD16.3；调制；解调；仿真
中图分类号：G434 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）20-0013-04
Abstract This paper completed modeling and simulation of AM， DSB， envelope detector， synchronous detector using OrCAD16.3， the waveforms of modulation and demodulation can be observed， changing the values of parameters， the modulation signal distortion can be observed， which verify the detection conditions of envelope detector and synchronous detector.
Key words OrCAD16.3； modulation； demodulation； simulation
1 引言
随着现代通信技术的发展，通信体制、调制编码方式、工作频段等方面发生很大变化，对通信电子线路的教学内容和教学方式提出新要求[1]。通信电子线路是电子信息工程、通信工程专业的主要专业基础课，显著特点是采用非线性分析方法，概念多、电路多、要求的基础知识多，传统教学方式以理论分析与公式推导为主，学生反映公式多，难以理解。
Cadence公司的OrCAD是工程师们认为功能最强大、应用最广泛的EDA软件，主要包括Capture CIS、Pspice AD、PCB Editor、PCB Router等组件，可以对电路进行直流分析、交流与噪声分析、偏置分析、时域分析等，其分析结果以波形或图表直观反映给用户[2]。将OrCAD用于通信电子线路教学中，可以帮助学生更好地理解并掌握通信电子线路知识，提高学习效率。本文以目前较流行的OrCAD16.3版本对振幅调制解调进行建模和仿真分析。
2 振幅调制解调基本原理
振幅调制是通信电子线路课程的重要内容，可分为普通调幅AM，双边带调幅DSB，单边带调幅SSB，把要传送的有用信号加载到载波上发送出去；振幅解调是振幅调制的逆过程，相对于把调幅信频谱搬回到零载频的低频端，可分为AM信号的包络检波和DSB信号的乘积解调——同步检波[3]。AM、DSB信号调制解调框图分别如图1、图2所示[4-5]。
由图1、图2可以得出，调制信号叠加上一个直流分量，与载波相乘得到AM信号，通过包络检波器可还原调制信号；DSB信号相对AM而言，少了一个直流分量，由调制信号直接与载波相乘得到，再通过乘法器与低通滤波器还原调制信号。由此得出结论，系统要完成调制，核心部件是乘法器。
uB通过低通滤波器后高频分量被滤除，输出20 kHz的调制信号。
2）DSB调制解调仿真：在分析类型中选择“Time Do-main（Transient）”，设置时间长度为200 us，仿真DSB信号调制解调波形如图8（a）所示；在仿真结果中选择“Trace/Fourier”，得到DSB信号频谱如图4（b）所示。
由图8可观察得到，VA为调制后DSB波形，过零点时波形会发生180°跳变，其包络与调制信号V1的绝对值成正比；插入与V2同频同相的本振信号V3后，输出波形VB在V1的前半周期，两信号相乘得到正的幅度，后半个周期由于零点跳变，输出波形发生180°翻转；VB在通过低通滤波器后，输出频率为20 kHz的调制信号VC。DSB的频谱为上边频485 kHz与下边频445 kHz，所占据频带宽度为BS=485-445=40 kHz，即为调制信号频率的两倍，与AM信号所占频带宽度原理一致。
3）同步检波器失真分析：若分别改变本振信号V3的频率和相位，当V3=sin（2π·475·103t）时，恢复的调制信号VC如图9（a）所示；当V3=sin（2π·465·103t+0.5π）时，恢复的调制信号VC如图9（b）所示。恢复出来的两组信号都发生振幅失真，验证了同步检波器要求本振信号与发送端载波同频同相的原理。
4 结束语
本文利用OrCAD16.3软件对通信电子线路中AM信号、DSB信号、包络检波器和同步检波器进行了建模与仿真，通过调整参数，可以很直观地看到输出波形的变化。将OrCAD16.3对通信电子线路的基本单元（高频小信号放大器及高频功率放大器、正弦波振荡器、混频、调制与解调、锁相环）仿真后，引入南昌航空大学通信工程专业2011级、2012级理论教学与课程设计环节中，学生反映课堂生动，OrCAD16.3的应用加深了对理论知识的理解，学习主动性得到提高。
参考文献
[1]张海滨，宋文涛.无线通信发展与“高频电子线路”课程教学[J].电气电子教学学报，2004（4）：23-26.
[2]谭阳红.基于OrCAD16.3的电子电路分析与设计[M].北京：国防工业出版社，2011：1-2.
[3]顾宝良，苗澎，朱萍.通信电子线路[M].2版.北京：电子工业出版社，2010：275.
[4]曾兴雯，刘乃安，陈健.通信电子线路[M].北京：科学出版社，2006：217.
[5]苗澎.MATLAB在通信电子线路教学中的应用[J].实验科学与技术，2008（2）：21-23.
推荐访问： 通信 电子线路 教学中 OrCAD16
