基于LabVIEW的模擬調制解調系統設計

摘要：簡要說明通信過程中模擬調制和解調的原理，基于NI LabVIEW 8．5軟件平臺，設計開發了模擬調制和解調軟件系統，通過該系統可以在時域和頻域中實時觀察幅度、雙邊帶、單邊帶和殘留邊帶信號，并分析其仿真結果。該設計系統可以應用于信號和通信等教學及實驗課程中，加深學生對這類課程理解和掌握，從而提高高校理工科的教學水平和質量。
關鍵詞：LabVIEW；模擬調制；解調；實時觀察

0 引言
隨著信息時代的快速發展，信息科學技術已成為21世紀國際社會和世界經濟發展的強大動力，調制和解調系統在通信、廣播、電視等信息傳輸系統已得到了廣泛的應用。調制可以使信號適用于無線信道傳輸，幅度、雙邊帶、單邊帶調制是短波通信的三種主要方式。其中單邊帶調制已經成為短波通信的一種重要的調制方式；幅度調制的優點是接收設備簡單，缺點是功率利用率低，抗干擾能力差，目前主要用于中波和短波的調幅廣播中；雙邊帶調制設備較復雜，應用較少，一般只用于點對點的專用通信。單邊帶制式普遍用于頻帶比較擁擠的場合，如短波的無線電廣播和頻分多路復用系統中。該文主要是基于LabVIEW平臺對幅度調制(Amplitude Modulation，AM)、雙邊帶調制(Double Side Band，DSB)、單邊帶(Single Side Band，SSB)凋制、殘留邊帶調制(Vesttigial Side Band，VSB)進行了設計。LabVIEW自從1986年在美國國家儀器公司(NI)公司問世以來，以簡單易用的圖形化編程語言平臺和強大的圖形用戶界面，已被越來越多的工程技術人員所青睞，而且已經在各個領域得到了廣泛的應用。

1 調制原理
1．1 幅度調制
通過調制信號去控制高頻載波的幅度，使之隨調制信號做線性變化。它是將基帶信號的m(t)與一個直流分量A0相加后與載波相乘，即可形成調幅信號，其時域表達式如式(1)所示：

幅度調制的模型圖如圖1所示。

在幅度信號中，載波分量并不攜帶信息，信息完全由邊帶傳送。如果抑制載波，只需將直流A0去掉，即可輸出抑制載波的雙邊帶信號。
1．2 雙邊帶調制
雙邊帶調制是在幅度調制基礎上將直流A0分量去掉后得到的一種高效的調制方式——抑制載波雙邊帶信號。雙邊帶調制模型圖如圖2所示。

其時域表達式和頻域表達式分別如式(3)，式(4)所示。

1．3 單邊帶調制
單邊帶調制實現的方法主要有兩種：濾波法和相移法，本文采用濾波法產生單邊帶信號，即先產生一個雙邊帶調制信號，通過一個濾波器濾除一部分邊帶就得到了單邊帶信號，單邊帶調制模型圖如圖3所示。