北理工通信电路与系统软件实验
北京理工大学信号与系统实验报告7 连续时间系统的建模与仿真

实验7 连续时间系统的建模与仿真(设计型实验)一、实验目的1) 掌握利用系统方框图模拟实际系统的分析方法2) 学习和掌握利用Simulink 仿真工具对连续时间系统的建模与仿真。
二、实验原理与方法连续时间系统的模型除了利用微分方程来描述之外,也可以借助方框图来模拟,模拟连续时间系统的基本单元有加法器、积分器和倍乘器,下图列出了连续时间系统的基本方框图单元,利用这些基本方框图单元即可组成一个完整系统。
加法器: 积分器:倍乘器Simulink 的Commonly Used Blocks 模块库中提供了上述三种基本运算单元的模块,sum 模块表示加法器,Integrator 模块表示积分器,Gain 模块表示倍乘器,此外Math Operations 模块库中的Add 模块也可用于实现信号的加减运算。
因此,根据系统的方框图可以方便地由Simulink 对连续时间信号进行建模,并利用Simulink 的强大功能进行一系列仿真。
除了运用基本运算单元构成连续时间系统,Simulink 还提供了其他的模型描述方法,例如根据连续时间系统的系统函数、零极点分布和状态方程,分别采用Simulink 的Continuous 模块库中的Transfer Fcn 模块、Zero-Pole 模块和State-Space 模块来描述系统。
三、实验内容(1) 已知由微分方程1)2(t)2)根据上述3种系统框图,分别采用Simulink的基本运算单元的模块创建系统的模型,并仿真实现系统的单位阶跃响应。
直接型级联型并联型(2) 已知一个三阶连续时间因果系统的系统函数为3257(s)554s H s s s +=+++,根据系统函数,采用simulink 创建系统模型,并仿真实现对输入(t)u(t 3)u(t)x =--的响应。
四、实验心得通过本次实验掌握了利用Simulink 仿真工具对连续时间系统进行建模、仿真的基本方法。
北理工信号与系统实验(4)

实验4 LTI 系统的频域分析一、 实验目的1. 加深对LTI 系统频率响应基本概念的掌握和理解2. 学习和掌握LTI 系统频率特性的分析方法二、 实验原理1. 连续时间系统的频率响应系统的频率响应定义为系统单位冲激响应h(t)的傅里叶变换,即()()j H h e d ωτωττ+∞--∞=⎰若LTI 连续时间系统的单位冲激响应为h(t),输入信号为x(t),根据系统的时域分析可知系统的零状态响应为(t)x(t)h(t)y =*,对等式两边分别求傅里叶变换,根据时域卷积定理可以得到()X()H()Y ωωω=。
因此,系统的频率响应还可以由系统的零状态响应和输入的傅里叶变换之比得到H()Y()/X()ωωω=。
H()ω反映了LTI 连续时间系统对不同频率信号的响应特性,是系统内在固有的特性,与外部激励无关。
H()ω又可以表示为()H()=|H()|e j θωωω,其中|H()|ω称为系统的幅度响应,()θω称为系统的相位响应。
当虚指数信号e j t ω作用于LTI 系统时,系统的零状态响应y(t)仍为同频率的虚指数信号,即y(t)=e H()j t ωω。
对于由下述微分方程描述的LTI 连续时间系统(n)(m)0(t)(t)NMn m n m a y b x ===∑∑,其频率响应H(j )ω可以表示为有理多项式11101110(j )(j )...j ()()()(j )(j )...j M M M M N N N N b b b b Y H X a a a a ωωωωωωωωω----++++==++++ MATLAB 的信号处理工具箱提供了专门的函数freqs ,用来分析连续时间系统的频率响应,该函数有下列几种调用格式:[h,w]=freqs(b,a) 计算默认频率范围内200个频率点上的频率响应的取样值,这200个频率点记录在w 中。
h=freqs(b,a,w) b 、a 分别为表示H(j )ω的有理多项式中分子和分母多项式的系数向量,w 为频率取样点,返回值h 就是频率响应在频率取样点上的数值向量。
北邮通信原理软软件实验报告

实验八:一、实验目的假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz,请仿真出AM,DSB-SC、SSB信号,观察已调信号的波形和频谱。
二、实验模型基带信号m(t)可以分成两个信号的叠加,分别记为m1(t),m2(t)。
借助公式s DSB-SC=m(t)cos(2*pi*fc*t),S AM=(1+m(t))cos(2*pi*fc*t),s SSB=m(t)cos(2*pi*fc*t)+H[m(t)]sin(2*pi*fc*t)分别仿真出m1(t)和m2(t)的信号波形,然后叠加便可以得到m(t)的波形和频谱三、仿真设计设计程序时先确定采样点、采样频率,然后分别表示出m1(t)和m2(t)的表达式,然后表示出后面仿真SSB信号所需要的两个信号的希尔伯特变换表达式。
其中表示希尔伯特变换时,采用的方法是先表示出频域的形式MH1和MH2,然后再傅里叶反变换得出对应的mh1和mh2。
对应代码如下:m1=sin(2*pi*fm1*t);M1=t2f(m1,fs);MH1=-j*sign(f).*M1;mh1=real(f2t(MH1,fs));m2(t)信号做相同的处理。
处理完信号后,就利用上述的三个公式,表示出AM、DSB-SC和SSB信号s1、s2和s3和其对应傅里叶变换得到其频谱S1 、S2、S3。
为了方便实验结果的观察与对比,将这三组图处理在一张图内,利用的函数是subplot。
四、实验结果五、分析讨论由实验结果可见,AM与DSB-SC相比,频谱多了一个离散的大载波直流分量,而且DSB-SC信号波形会有相位翻转的现象出现;而DSB-SC和SSB相比,SSB信号的频谱是DSB-SC的一个边带,本实验中采用的上边带滤波。
可见实验结果与理论结果是相一致的。
六、思考题1.如何仿真VSB系统?答:将残留边带滤波器用M文件实现,然后当做函数使用,在程序中调用。
北理工通信电路软件实验报告二

实验二 二进制键控系统分析(一) 相干接收2ASK 系统分析1. 相干接收2ASK 系统分析相干接收2ASK 系统组成如下图所示:图1 2ASK 系统组成原理图2. 上机操作步骤在SystemView 系统窗下创建仿真系统, 首先设置时间窗, 运行时间: 0-0.3秒, 采样速率: 10000Hz 。
组成系统组成如下图。
参数如元件参数便笺所示。
3. 分析内容要求1) 在系统窗下创建仿真系统, 观察指定分析点的波形、功率谱及谱零点带宽;改变元件设置参数, 观察仿真结果:如果PN 码改为双极性码(Amp=1v,Offset=0v ), 能产生2ASK 信号吗?此时产生的是什么数字调制信号?改变高斯噪声强度, 观察解调波形变化, 体会噪声对数据传输质量的影响;4. 实验结果与分析(1) 调制信号为PN 码信道二进制 基带信号噪 声滤波 采样判决载 波 载 波 {}{}a)各分析点波形b)功率谱分析: 由功率谱可以看出, 基带信号能量主要在低频段, 而2ASK调制信号的能量则位于载频的3KHz左右, 符合信号经过乘法器线性搬移的结果。
同时, 谱零点带宽约为200Hz, 也符合码元速率的两倍。
(2)调制信号为双极性码(Amp=1v,Offset=0v)a)各分析点波形b)功率谱分析: 由PN码变为双极性码之后, 调制波形不再是2ASK, 而是BPSK, 两者功率谱密度规律基本一致, 谱零点带宽也均为200Hz左右。
(3)改变高斯噪声强度(Std Dev=1v)分析: 将高斯噪声标准差提高到1V, 发现输出信号与输入信号之间已有明显差别, 发生了较为严重的误码。
可见信道噪声越大, 误码率越高。
(二) 2FSK 系统分析1. 2FSK 系统组成以话带调制解调器中CCITT V.23建议规定的2FSK 标准为例, 该标准为: 码速率1200bit/s ;f0=1300Hz 及f1=2100Hz 。
要求创建符合CCITT V.23建议的2FSK 仿真系统, 调制采用“载波调频法”产生CP-2FSK 信号, 解调采用“锁相鉴频法”。
北理工通信电路课程设计

北理工通信电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握通信电路的基本原理,理解并能够描述电路中各元件的功能和相互关系。
2. 使学生能够运用所学的理论知识,分析并设计简单的通信电路,如放大器、滤波器等。
3. 帮助学生了解通信系统中常见信号类型及其特点,能够进行基本的信号处理和分析。
技能目标:1. 培养学生运用电路仿真软件进行通信电路设计和测试的能力。
2. 提高学生实际操作通信电路的技能,能够正确连接并调试电路。
3. 培养学生通过团队合作,解决实际通信电路问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对通信电路的兴趣和热情,激发他们探索未知、勇于创新的科学精神。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识,学会倾听、尊重他人意见,共同完成任务。
3. 引导学生关注通信技术在现代社会中的应用,认识到科技对社会发展的积极作用。
本课程针对北理工通信专业年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
通过课程学习,使学生能够在通信电路领域达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标,为后续专业课程打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容以北理工通信专业教材《通信电路》为基础,涵盖以下章节:1. 通信电路概述:介绍通信电路的基本概念、分类及应用。
2. 放大器电路:讲解放大器的工作原理、类型及性能指标,分析放大器电路的设计方法。
3. 滤波器电路:阐述滤波器的作用、类型及其频率特性,探讨滤波器电路的设计与优化。
4. 混频器电路:介绍混频器的工作原理、类型及性能参数,分析混频器电路的设计与应用。
5. 信号发生器与波形整形电路:讲解信号发生器、波形整形电路的原理及其在通信系统中的应用。
具体教学内容安排如下:1. 基本概念与原理:引导学生掌握通信电路的基本概念,理解各电路的工作原理。
2. 电路设计与分析:结合实例,教授学生如何设计、分析和优化通信电路。
北理工信号与系统实验(2)

实验2 LTI 系统的时域分析一、 实验目的1. 掌握利用MATLAB 对系统进行时域分析的方法2. 掌握连续时间系统零状态响应、冲激响应和阶跃响应的求解方法3. 掌握求解离散时间系统响应、单位抽样响应的方法4. 加深对卷积积分和卷积和的理解。
掌握利用计算机进行卷积积分和卷积和计算的方法二、 实验原理与方法1. 连续时间系统时域分析的MATLAB 实现 1) 连续时间系统的MA TLAB 表示LTI 连续系统通常可以由系统微分方程描述,设描述系统的微分方程为:(N)(N 1)(N)(M 1)1010a (t)a (t)...a (t)b (t)b (t)...b (t)N N M M y y y x x x ----++=++则在MA TLAB里,可以建立系统模型如下:10b [b ,b ,...,b ]M M -=;10a=[a ,a ,...,a ]N N -;sys tf (b,a)=;其中,tf 是用于创建系统模型的函数,向量a 与b 的元素是以微分方程求导的降幂次序来排列的,如果有缺项,应用0补齐。
2) 连续时间系统的零状态响应零状态响应指系统的初始状态为零,仅由输入信号所引起的响应。
MATLAB 提供了一个用于求解零状态响应的函数lsim ,其调用格式如下:(sys,x,t)lsim 绘出输入信号及响应的波形,x 和t 表示输入信号数值向量及其时间向量。
(sys,x,t)y lsim =这种调用格式不会绘出波形,而是返回响应的数值向量。
3) 连续时间系统的冲激响应与阶跃响应MATLAB 中函数impulse 来求指定时间范围内,由模型sys 描述的连续时间系统的单位冲激响应。
2. 离散时间系统时域分析的MATLAB 实现 1) 离散时间系统的MA TLAB 表示LTI 离散时间系统通常可以由系统差分方程描述,设描述系统的差分方程为:0101a (n)a (n 1)...a (n M)b x(n)b x(n 1)...b x(n )N M y y y N +-+-=+-+-则在MATLAB中,可以用如下向量来表示这个系统:01b [b ,b ,...,b ]M =;01a [a ,a ,...,a ]N =;2) 离散时间系统对任意输入的响应MATLAB 提供了求LTI 离散系统响应的专用函数filter ,该函数用于求取由差分方程所描述的离散时间系统在指定时间范围内对输入序列所产生的响应,该函数基本调用格式为(b,a,x)y filter =其中,x 为输入序列,y 为输出序列,输出序列y 对应的时间区间与x 对应的时间区间相同。
北京理工大学数信实验报告

实验1 利用DFT 分析信号频谱一、实验目的1、加深对DFT 原理的理解。
2、应用DFT 分析信号的频谱。
3、深刻理解利用DFT 分析信号频谱的原理,分析实现过程中出现的现象及解决方法。
二、实验设备与环境计算机、MATLAB 软件环境。
三、实验基础理论1.DFT 与DTFT 的关系:有限长序列的离散时间傅里叶变换(e )j X ω 在频率区间(02)ωπ≤≤ 的N 个等间隔分布的点2(0k N 1)kk N πω=≤≤-上的N 个取样值可以有下式表示:2120(e )|(n)e(k)(0k N 1)N jkn j Nkk NX x X πωπω--====≤≤-∑由上式可知,序列(n)x 的N 点DFT (k)X ,实际上就是(n)x 序列的DTFT 在N 个等间隔频率点2(0k N 1)kk N πω=≤≤-上样本(k)X 。
2.利用DFT 求DTFT方法1:由(k)X 恢复出(e )j X ω的方法如下:由流程知:11(e )(n)e[(k)W]e N j j nkn j nNn n k X x X Nωωω∞∞----=-∞=-∞===∑∑∑继续整理可得到:12()(k)()Ni k kx e X N ωπφω==-∑其中(x)φ为内插函数:sin()2()sin()2N N ωφωω=方法2:实际在MATLAB 计算中,上述插值运算不见得是最好的办法。
由于DFT 是DTFT 的取样值,其相邻两个频率样本点的间距为2N π,所以如果我们增加数据的长度N ,使得到的DFT 谱线就更加精细,其包络就越接近DTFT 的结果,这样就可以利用DFT 计算DTFT 。
如果没有更多的数据,可以通过补零来增加数据长度。
3.利用DFT 分析连续信号的频谱采用计算机分析连续时间信号的频谱,第一步就是把连续信号离散化,这里需要进行两个操作:一是采样,二是截断。
对于连续时间非周期信号(t)a x ,按采样间隔T 进行采样,阶段长度M ,那么:1(j )(t)e(nT)e M j tj nTa a a n X x dt T x -∞-Ω-Ω-∞=Ω==∑⎰对(j )a X Ω 进行N 点频域采样,得到:2120(j )|(nT)e(k)M jkn Na a M kn NTX T x TX ππ--Ω==Ω==∑采用上述方法计算信号(t)a x 的频谱需要注意如下三个问题:(1)频谱混叠;(2)栅栏效应和频谱分辨率; (3)频谱泄露。
北理工通信电路与系统研究型作业

【问题1】已知:二进制信源概率场0121x x X P P ⎛⎫= ⎪-⎝⎭,用Matlab 画出其信源熵H(x)随概率P改变的曲线(0 < P < 1),从曲线中可得到什么结论?解:根据题意可算出信源熵H x =P ∙log 21P + 1−P ∙log 2 11−P通过matlab 绘制其与概率P 的函数关系如下:观察曲线可知,信源熵H(x)关于P=0.5对称分布,且概率P 越接近0.5,信源熵越大。
当概率P 为0或1时,信源熵为0。
可见,概率越接近0.5,说明其不确定性越大,那么他的信息量(信源熵)也越大;反之,概率越远离0.5,其不确定性越小,他的信息量(信源熵)也越小【问题2】按照反馈理论,正反馈环的回归比[]()()()e e A B j j T AB A B T ϕωϕωϕω+===,自激振荡后应严格满足总相角()0ϕω=或2π的整倍数。
这种振荡器在稳幅振荡后的振荡频率取决于什么因素?振荡频率能严格地等于LC 回路的谐振频率吗?为什么?解:(1)取决于放大器的相频特性和反馈网络的相频特性,振荡频率f g 要使放大器的相移φA f 与反馈网络的相移φB f 满足:φA f g =−φB f g ,以满足稳幅振荡的相角条件。
(2)不能严格的等于回路谐振频率。
大多时候,由于晶体管相移φA f 很小,工程上往往将其忽略(φA f ≈0),这时取φB f g =0,而由于在谐振频率f o 下,反馈网络相移φB f o =0,故此时稳幅振荡频率f g 近似等于LC 回路谐振频率f o 。
但是严格来讲,晶体管内有电容存在,其相移φA f ≠0,因此f g 与f o 并不相等。
【问题3】针对基于分立元件构建的LC 正弦波振荡器,请归纳其直流等效电路和交流等效电路(有些教材称为简化交流等效电路)各自的等效原则。
解:直流等效电路:电容开路,电感短路。
交流等效电路:1)所有电源无效(电压源短路,即接地;电流源开路)2)耦合电容(C 较大)短路,回路电容保留3)射频扼流圈(L 较大)开路,回路电感保留4)所有偏置电阻和负载电阻视为开路【问题4】已知:右图电路中单向导电的检波二极管D 导通电阻为D R ,求出该电路的电压传递函数为:11()(1)()()(1)o D L i L D L U s R sR C K s U s R R sR C +==++ 试问:借助拉氏变换求解该电路的传递函数正确吗?指出具体问题所在。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验1 简单基带传输系统分析举例一、分析内容构造一个简单示意性基带传输系统。
以双极性PN码发生器来模拟一个数据信源,码速率为100bit/s,低通型信道噪声为加性高斯噪声(标准差=0.3V)。
要求:1. 观测接收输入和滤波输出的时域波形;2. 观测接收滤波器输出的眼图。
二、分析目的掌握观察系统时域波形,重点学习和掌握观察眼图的操作方法。
三、系统组成及原理简单的基带传输系统原理框图如下所示,该系统并不是无码间干扰设计的,为使基带信号能量更集中,形成滤波器采用高斯滤波器。
图1-1 简单基带传输系统组成框图四、创建分析第1步:进入System View系统视窗,设置“时间窗”参数如下:①运行时间:Start Time:0秒;Stop Time:0.5秒。
②采样频率:Sample Rate:10000Hz。
第2步:调用图符块创建如下图所示的仿真分析系统:图1-2 创建的简单基带传输仿真分系统系统中各图符块的设置如表1-1所示:表格1-1其中,Token1为高斯脉冲形成滤波器;Token3为高斯噪声发生器,设标准偏差Std Deviation=0.3V,均值Mean=0V;Token4为模拟低通滤波器,它来自操作库中的“LinearSys”图符按钮,在设置参数时,将出现一个设置对话框,在“Design”栏中单击Analog按钮,进一步点击“Filter PassBand”栏中Lowpass按钮,选择Butterworth型滤波器,设置滤波器极点数目:No.of Poles=5(5阶),设置滤波器截止频率:LoCuttoff=200Hz。
第3步:单击运行按钮,运算结束后按“分析窗”按钮,进入分析窗后,单击“绘制新图”按钮,则Sink9-Sink12限时活动窗口分别显示出“PN 码输出”、“信道输入”、“信道输出”和“判决比较输出”时域波形。
如下列波形图所示:图1-3 Sink9_代表信源的PN码输出波形图1-4 Sink10_经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形图1-5 Sink11_信道输出的接收波形图1-6 Sink12_判决比较输出波形第4步:观察信源PN码和波形形成输出的功率谱。
通过两个信号的功率谱可以看出,波形形成后的信号功率谱主要集中在低频端,能量相对集中,而PN码的功率谱主瓣外的分量较大。
在分析窗下,单击信宿计算器按钮,在出现的“System Sink Calculator”对话框中单击Spectrum按钮,分别得到Sink9和Sink10的功率谱窗口(w4:和w5:)后,可将这两个功率谱合成在同一个窗口中进行对比,具体操作为:在“System Sink Calculator”对话框中单击Operators按钮和Overlay Plots按钮,在右侧窗口内按住左键选中w4和w5两个信息条,单击OK按钮即可显示出对比功率谱。
如下图所示:图1-7 PN码和波形形成器输出功率谱对比第5步:观察信道输入和输出信号眼图。
眼图仍然是时域波形,它是衡量基带传输系统性能的重要实验手段。
当屏幕上出现波形显示活动窗口(w1:Sink10和w2:Sink11)后,点击“System Sink Calculator”对话框中的Style和Time Slice按钮,设置好“Start time[sec]”和“Length[sec]”栏内参数后单击该对话框内的OK按钮即可。
两个眼图如下图所示:图1-8 信道输入眼图图1-9 信道输出眼图从上述仿真分析可以看出:经高斯滤波器形成处理后的基带信号波形远比PN码信号平滑,信号能量主要集中于10倍码率以内,经低通型限带信道后信号能量损失相对较小,由于信道的不理想和叠加噪声的影响,信道输出眼图将比输入的差些,改变信道特性和噪声强度(如Std Dev=1V),眼图波形将发生明显畸变,接收端误码率肯定相应增大。
由此可见,基带传输系统中不应直接传送方波码序列信号,应经过波形形成,从而使信号能量更为集中,并通过均衡措施达到或接近无码间干扰系统设计要求。
另外,眼图观察法的确是评测基带系统传输质量的简便有效实验方法。
实验2 利用Costas环解调2PSK信号分析举例一、分析内容Costas环是一个由同相与正交支路构成的锁相环路,对2PSK信号进行解调是其主要功能之一。
构造一个2PSK信号调制解调系统,利用Costas 环对2PSK信号进行解调,以双极性PN码发生器模拟一个数据信源,码速率为50bit/s,载波频率为100Hz。
以PN码作为基准,观测环路同相支路输出和正交支路输出的时域波形。
二、分析目的通过分析理解Costas环的解调功能和特点。
三、系统组成及原理2PSK调制和Costas环解调系统组成如图2-1所示。
图2-10 2PSK调制和Costas环解调系统其中:)]2sin ()[sin (21)sin (co s )()()]2co s()[co s (21)co s(co s )()(co s )()(11e c e e c c e c e e c c c t t m t t t m t u t t m t t t m t u tt m t x θωθθωωθωθθωωω++=+⋅=++=+⋅== 经过低通滤波器后,得到的同相分量和正交分量分别为:eQ e I t m t u t m t u θθsin )(21)(cos )(21)(==通常,环路锁定后eθ很小(在仿真分析时可设为0)。
显然,同相分量)(5.0)(t m t u I ≈,正交分量近似为0,这就是说,只有同相输入分量才包含解调信息。
实际上,Costas 环可以同时完成载波同步提取和2PSK 信号解调,这与常用的平方环有所不同。
四、创建分析第1步:进入System View 系统视窗,设置“时间窗”参数如下: ①运行时间:Start Time:0秒;Stop Time:1秒。
②采样频率:Sample Rate:5000Hz 。
第2步:调用图符块创建如图2-2所示的仿真分析系统。
与前边创建的仿真系统比较,出现了几个“图符参数便签”。
生成“图符参数便签”的操作方法如下:在全部图符块参数确定后,执行“NotePads>>Copy Token Parameters to NotePad ”菜单命令,再用附着了“Select ”条框的鼠标单击某个图符块,立刻生成该图符块的“图符便签参数”。
单击便签框使之激活,拉动四边上的“操作点”可调节其几何尺寸;用鼠标压住便签框,使之显示略微变暗,可移动其位置。
图2-11 创建的简单基带传输仿真分析系统系统中各图符块的设置如下表所示:表2-2第3步:创建完仿真系统后,单击运行按钮,分别由Sink8、Sink9和Sink10显示PN码、同相分量和正交分量的时域波形,如下图所示。
图2-12 Sink8_PN码的时域波形图2-13 Sink9_同相分量的时域波形图2-14 Sink10_正交分量的时域波形由仿真结果明显看出,Costas环的同相分量(同相支路低通滤波器输出)即为数据解调输出,而正交分量(正交支路低通滤波器输出)中没有解调信息。
实验3 二进制差分编码/译码器分析举例一、分析内容创建一对二进制差分编码/译码器,以PN码作为二进制绝对码,码速率100bit/s。
分析观测绝对码序列、差分编码序列、差分译码序列,并观察差分编码是如何克服绝对码全部反向的,以便为第三部分中2DPSK原理分析的实验做铺垫。
二、分析目的通过分析理解差分编码/译码的基本工作原理。
三、系统组成及原理a}为二进制二进制差分编码器和译码器组成如图3-1所示,其中:{n绝对码序列,{n d}为差分编码序列。
在实际差分编/译码器中,将码序列延迟一个码元间隔通常是利用D触发器完成的。
图3-15应当说明,在System View中,差分编码器中的延迟环节不直接使用D触发器反而更为方便,而差分译码器中的延迟环节最好利用操作库中的“数字采样延迟图符块”。
四、创建分析第1步:进入System View系统视窗,设置“时间窗”参数如下:①运行时间:Start Time:0秒;Stop Time:0.3秒。
②采样频率:Sample Rate:10000Hz。
第2步:首先创建如图3-2所示的二进制差分编码/译码器仿真分析系统。
系统中各符块参数设置如表3-1所示。
图3-16 二进制差分编码/译码器仿真分析系统表3-3由于系统中的数字采样延迟符块(Token6)的输入接采样器图符块(Token5)输出,Token5的采样频率为10000Hz,绝对码时钟频率为100Hz,Token6的作用是将码序列延迟一个码元并与前边采样块的采样频率相关,故延迟的采样点数目应设置为100。
第3步:观察编、译码结果。
在分析窗下,差分编码器输入(绝对码)、差分编码器输出及差分译码器输出分别由Sink10、11、12给出,如图所示。
显然,此时差分编码的基本规律是:逢绝对码1时逻辑电平反转,逢绝对码0时逻辑电平不变。
图3-17 Sink10_差分编码器输入波形图3-18 Sink11_差分编码器输出波形图3-19 Sink12_差分译码器输入波形第4步,得到仿真结果后,将差分编码器与差分译码器之间插入一个非门(NOT),再看仿真结果。
可以观察到,差分编码和译码方式可以克服编码输出序列的全反相,差分译码序列与不反相的相同。
充分理解了这一原理,就能很快理解2DPSK是如何解决载波1800相位模糊问题的,同时将有助于自行创建包含差分编码与译码的2DPSK系统。
实验4 相干接收2ASK系统分析一、系统组成及原理相干接收2ASK系统组成如图4-1所示:图4-1 相干接收2ASK系统组成二、创建分析第1步:根据图4-2所示系统,在System View系统窗下创建仿真系统,首先设置时间窗,运行时间:0-0.3秒,采样速率:10000Hz。
图4-2 仿真系统组成系统第2步:调用图符块创建如下图所示的仿真分析系统:表4-1 系统图符块参数设置第3步:在系统窗下创建仿真系统,观察指定分析点的波形、功率谱及谱零点带宽,如下图所示:图4-3 Token12-17波形图图4-4 Token12功率谱图4-5 Token13功率谱图4-6 Token14功率谱图4-7 Token15功率谱图4-8 Token16功率谱图4-9 Token17功率谱第4步:修改PN码为双极性极性码(Amp=1V,Offset=0V),并重新观测如下图:图4-10 修改PN码后的Token12-17波形图第5步:改变噪声强度后,观察解调波形的变化,体会噪声对数据传输质量的影响。
图4-11 改变噪声强度后的波形图实验5 2FSK 系统分析一、系统组成及原理以话带调制解调器中CCITT V.23建议规定的2FSK 标准为例,该标准为:码速率1200bit/s ;z 13000H f =及z 21001H f =。