超外差收音机的工作原理及仿真

超外差收音机的工作原理及仿真超外差收音机的工作原理及仿真任意的AM已调信号可以表示为Sam(t)=c(t)m(t)，当m(t)=A0+f(t);c(t)=cos(ωct+θ0)，且A0不等于0时，称为常规调幅，其时域表达式为：Sam(t)= c(t)m(t)= [A0 +f(t)] cos(ωct+θ0) 超外差接收技术广泛用于无线通信系统中。图4.9所示是一个基本的超外差收音机的原理框图。下面以最常见的AM超外差收音机为例来说明。通常的AM中波广播收音机覆盖的频率范围为540—1700KHz，中频IF频率为455KHz。商业广播发射采...

超外差收音机的工作原理及仿真任意的AM已调信号可以表示为Sam(t)=c(t)m(t)，当m(t)=A0+f(t);c(t)=cos(ωct+θ0)，且A0不等于0时，称为常规调幅，其时域表达式为：Sam(t)= c(t)m(t)= [A0 +f(t)] cos(ωct+θ0) 超外差接收技术广泛用于无线通信系统中。图4.9所示是一个基本的超外差收音机的原理框图。下面以最常见的AM超外差收音机为例来说明。通常的AM中波广播收音机覆盖的频率范围为540—1700KHz，中频IF频率为455KHz。商业广播发射采用常规调幅，调制度接近1，且发射功率很大，因此收音机为节省成本、减小体积，一般解调器采用最简单的二极管包络检波。本地振荡器的典型设置都高于所希望解调的RF信号，即所谓高边调谐。输入滤波器用于抑止所不希望的信号和噪声，更重要的是去除与期望频率解调中频fIF有关的镜像频率2 fIF信号。固定的中频IF滤波器用于提高收音机的接收选择性。通过设计陡峭的滤波器边沿，能使进入解调器的相邻信道的能量最小。实际电路使用陶瓷滤波器能得到很好的性能，增加一级增益后再检波。一个基本的AM收音机的系统仿真框图如图4.10所示。本例主要用于说明超外差AM收音机的工作原理及信号解调过程。为节省仿真时间，没有按实际的540-1700KHz的频率覆盖范围和455KHz中频（IF）频率设计，而采用了20KHz作为IF。另外设了30 KHz、40 KHz、50KHz三个载波频率的发射信号（模拟三个电台），模拟调制信号的带宽为5KHz以下。并设希望接收的频率为第二个电台的频率40 KHz，收音机使用高边调谐，则本振LO应为40+20＝60KHz，且存在一个镜像干扰频率为40+2×20＝80KHz。整个混频输入与混频输出的频谱搬移过程可以用图4.11表示。系统采样速率设置为200KHz。在图4.10的左边对应的是三个AM信号发生器，用来模拟三个电台。调制信号采用了扫频信号，分别采用了不同的扫频带宽和不同的调制度。中频滤波器采用一个5个极点、3dB带宽为10KHz的切比契夫滤波器，其频率响应如图4.12所示的波特图。接收到的RF信号（图20）频谱如图4.13所示。其中在40KHz频率的信号具有最大的调制度（设置为1），信息带宽的中心信号是所希望接收的信号。RF与60KHz的本振信号混频后输出的频谱如图4.14所示。在该图中除了差频项的10、20、30KHz成分外，还能看到在90-100KHz位置上有混频输出的和频项，而110和100KHz的镜像频谱成分在窗口已经观察不到了，这是因为系统的采样率为200KHz。输出的差频项频谱信号通过一个5极点切比契夫带通滤波器后，得到如图4.15所示的频谱，其中所希望的20KHz载波信号比10KHz和30KHz的信号大了约15dB，所以通过一个简单的二极管包络检波器就可以将原调制信号解调。解调后的时域信号波形如图4.16所示。

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