AM信號數字化解調算法分析與比較

數字信號與模擬信號相比有很多優點，因此信號的數字化處理應用越來越普遍。作為常用信號，幅度(AM)調制信號的數字化處理也會得到更廣泛的運用。通過研究3種AM信號數字化解調的算法，給出相應的解調原理、公式推導以及系統模塊;采用Matlab對一段信號采用3種方法分別進行仿真解調，并對結果進行比較。在原理分析與仿真結果的基礎上，通過比較獲得3種方法各自的優缺點及應用場合，具有清晰明了的特點。

　　引言

　　幅度調制(AM)方式是常見的信號調制方式之一。其原理是用調制信號去控制有用信號的幅度，使之隨調制信號作變化。它的模擬解調方法有兩種：相干解調和包絡解調(非相干解調)。相干解調也叫同步檢波，是通過接收端提供與接收的已調AM信號載波嚴格同步的相干載波，使其與接收的已調信號相乘后，取出低頻分量得到基帶信號。包絡檢波是通過整流器和低通濾波器直接從已調波的幅度中提取原調制信號。

　　AM信號的數字化解調不能使用模擬器件，因而只能采用數字器件實現解調。目前采用的主要是數字化正交解調器，本文闡述了其原理及局限性，并探討了另外兩種數字解調的方法，對這3種方法進行了比較。

　　1 傳統正交解調法

　　AM信號數字化解調中廣泛采用的是數字正交解調法解調，解調框圖如圖1所示。

　　收到的已調信號采樣值為：

　　S(n)=A(n)cos(2πfcn+φ)， -∞≤n≤+∞

　　式中：A(n)為包含有用信息的調制信號;fc為載波頻率;φ是初相。采樣后信號與正交的兩路本振信號直接相乘，然后經濾波器輸出。該濾波器帶寬取決于基帶信號帶寬，從而得到I/Q兩路正交信號：

　　采用正交解調獲得I/Q兩路正交信號時，可以較容易地獲得信號的三個特征：瞬時幅度、瞬時相位和瞬時頻率，它們都是信號識別解調的基礎。理想情況下，數字正交解調精度高，誤差小。但其存在很大的局限性，在解調過程中需要本地恢復載波，往往需要用到數控振蕩器或鎖相環等器件，電路很復雜，因其恢復本地載波效果直接關系到最后的輸出效果及誤差，所以對器件要求較高，非常耗費資源。