Построение структурной схемы в пакете Simulink

С помощью встроенного в Matlab приложения Simulink была построена структурная схема передатчика для проверки правильности построенного в разделе 2.3 частотного плана передатчика. Во время проектирования из структурной схемы были исключены усилитель мощности и антенна.

Рис.4 Структурная схема в Simulink.

На схеме обозначены, генераторы Sin Wave 1 - генератор, имитирующий человеческую речь, Sin Wave 2 – генератор опорной частоты, Sin Wave 3 – генератор несущей частоты.

Примечание: в Sin Wave 3 рассматривается генератор одной частоты, без перестройки, т.к. задача этой части работы - понимание процесса модуляции и проверка правильности выбора частот и порядка блоков.

Выбранные параметры генераторов:

Sin Wave 1 – частота 3кГц;

Sin Wave 2 – частота 500кГц;

Sin Wave 3 – частота 6,5МГц.

Product 1 и Product 2 – перемножители, выполняющие функцию балансных модуляторов.

Analog Filter Design 1 и 2 –полосовые фильтры, для выделения верхней боковой частоты.

Выбранные параметры фильтров:

Analog Filter Design 1 – полоса пропускания (500-503)кГц, порядок - 2.

Analog Filter Design 2 – полоса пропускания (7,0-7,1)МГц, порядок – 2.

Параметры модуляции:

Длительность модуляции – 10 периодов сигнала,

Максимальная длительность шага модуляции – 10^-7 секунд.

Примечание: под термином «модуляция» понимается не процесс модуляции в понимании радиотехники, а как процесс имитации прохождения сигнала в программе Simulink.

Установив все необходимые параметры, запускаем процесс модуляции. Результаты модуляции представлены на рисунке ниже:

Рис.5 Результат модуляции

На рисунке представлено 3 осциллограммы.

Первая осциллограмма – исходный сигнал, генерируемый генератором Sin Wave 1 (полезный сигнал).

Вторая осциллограмма – сигнал, снятый осциллографом после балансной модуляции.

Третья осциллограмма – сигнал, подаваемый на антенну для трансляции.

Для проверки правильности схемы можно собрать детектор, который восстанавливает несущую частоту. Этот детектор представляет собой балансный модулятор, ФНЧ, настроенный на частоту 3кГц и генератор гармонического колебания в 7Мгц.

Примечание: выбирается значение 7МГц, т.к. в генераторе несущей частоты мы выбрали фиксированное значение частоты в 6,5МГц.

С выхода полосового фильтра подается сигнал на балансный модулятор (перемножитель), где он смешивается с сигналом восстановленной несущей, далее сигнал подается на ФНЧ и восстанавливается изначальный информационный сигнал. Схема устройства представлена ниже.

Рис.6 Структурная схема передатчика с детектором.

Запустив процесс модуляции, получаем:

Рис.7 Осциллограммы с детектором.

На четвертой осциллограмме видно, что после детектирования мы получили тот же самый информационный сигнал, что означает, что структурная схема была построена правильно и частоты генераторов выбраны тоже верно. Не мгновенное получение исходного сигнала обусловлено тем, что в фильтрах происходят переходные процессы, во время которых амплитуда сигнала не может установиться мгновенно.