差分码ASK信号抽样仿真

合集下载

基于matlab的QAM信号性能仿真

基于matlab的QAM信号性能仿真

基于matlab的QAM信号性能仿真引言正交振幅调制,这是近年来被国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式。

QAM是数字信号的一种调制方式,在调制过程中,同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码,把多进制与正交载波技术结合起来,进一步提高频带利用率。

单独使用振幅和相位携带信息时,不能最充分利用信号平面,这可由矢量图中信号矢量端点的分布直观观察到。

多进制振幅调制时,矢量端点在一条轴上分布;多进制相位调制时,矢量点在一个圆上分布。

随着进制数M的增大,这些矢量端点之间的最小距离也随之减少。

但如果充分利用整个平面,将矢量端点重新合理地分布,则可能在不减小最小距离的情况下,增加信号的端点数。

基于上述概念引出的振幅与相位结合的调制方式被称为数字复合调制方式,一般的复合调制称为幅相键控(APK),2个正交载波幅相键控称为正交振幅调制。

随着通信业迅速的发展,传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求,而可用频谱资源有限,也不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。

另外,人们亦不能满足通信单一的语音服务,希望能利用移动电话进行图像等多媒体信息的通信。

但由于图像通信比电话需要更大的信道容量。

高效、可靠的数字传输系统对于数字图像通信系统的实现很重要,正交幅度调制是数字通信中一种经常利用的数字调制技术,尤其是多进制QAM具有很高的频带利用率,在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下,正交幅度调制方式是一种比较好的选择。

一、现代数字调制技术概述所有无线通信的基础,调制是一个将数据传送到无线电调制是载波用于发射的过程。

如今的大多数无线传输都是数字过程,并且可用的频谱有限,因此调制方式变得前所未有地重要。

如今的调制的主要目的是上将尽可能多的数据压缩到最少的频谱中。

此目标被称为频谱效率,量度数据在分配的带宽中传输的速度。

此度量的单位是比特每秒每赫兹(b/s/Hz)。

现在已现出现了多种用来实现和提高频谱效率的技术,下面将常用的几种数字调制技术进行简单介绍。

ASK调制

ASK调制

ASK调制ASK调制“幅移键控”又称为“振幅键控”,记为ASK。

也有称为“开关键控”(通断键控)的,所以又记作OOK信号。

ASK是一种相对简单的调制方式。

幅移键控(ASK)相当于模拟信号中的调幅,只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。

幅移就是把频率、相位作为常量,而把振幅作为变量,信息比特是通过载波的幅度来传递的。

二进制振幅键控(2ASK),由于调制信号只有0或1两个电平,相乘的结果相当于将载频或者关断,或者接通,它的实际意义是当调制的数字信号为“1”时,传输载波;当调制的数字信号为“0”时,不传输载波。

其中s(t)为基带矩形脉冲。

一般载波信号用余弦信号,而调制信号是把数字序列转换成单极性的基带矩形脉冲序列,而这个通断键控的作用就是把这个输出与载波相乘,就可以把频谱搬移到载波频率附近。

ASK是幅移键控调制的简写,例如二进制的,把二进制符号0和1分别用不同的幅度来表示,就是ASK了。

而OOK则是ASK调制的一个特例,把一个幅度取为0,另一个幅度为非0,就是OOK了。

例如二进制符号0用不发射载波表示,二进制1用发射1表示。

ASK跟OOK的频谱都比较宽。

FSK是频移键控调制的简写,即用不同的频率来表示不同的符号。

例如2KHz表示符号0,3KHz 表示符号1。

GFSK是高斯频移键控的简写,在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度。

________________________________________________________________________以正弦信号为载波的数字调制就是用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位,或这些参数中的两个或多个的组合,分别称为数字幅度调制(振幅键控)、数字频率调制(频移键控)、数字相位调制(相移键控)以及派生出的多种其它数字调制方式。

5.1.1二进制振幅键控振幅键控(Amplitude Shift Keying,缩写为ASK)是载波的振幅随着数字基带信号而变化的数字调制。

本科毕业设计GMSK调制与解调算法设计

本科毕业设计GMSK调制与解调算法设计

GMSK调制与解调算法研究摘要:随着现代通信技术的发展,移动通信技术得到快速发展,许多优秀的调制技术应运而生,其中高斯最小频移键控(GMSK)技术是无线通信中比较突出的一种二进制调制方法,它具有良好的功率谱特性和较好的抗干扰性能,特别适用于无线通信和卫星通信,目前,很多通信标准都采用了GMSK技术,例如,GSM,DECT 等。

本文首先介绍了MSK的一般原理,接着对GMSK的调制原理和几种调制方法进行了阐述,然后,重点研究了GMSK的几种差分解调方法并进行了比较,最后用Matlab软件进行仿真及结果分析。

关键词:高斯最小频移键控;调制;差分解调;MatlabThe study of GMSK modulation and demodulation algorithmAbstract:Along with the development of the communication technology, the mobile communication technology has been developing rapidly. A lot of excellent modulation technology has emerged as the times require, Gaussian Minimum frequency shift keying(GMSK)is one of the most outstanding technology in radio communication. It is especially used in radio and satellite communication for its nice spectrum characteristic and anti-jamming capability. At present , many communication system has employed the GMSK, for instance, the GSM, DECT. In this paper , the MSK which is the base of GMSK was introduced firstly, and then the modulation principle and methods of GMSK was analyzed, and the several differentially demodulation methods of GMSK was studied and compared emphatically, Finally using Matlab software simulate and results analysis.KeyWords:Gaussian Minimum Shift Keying;Modulation;Differential Demodulation;Matlab目录第一章绪论 ....................................... 错误!未定义书签。

实验四Δm及CVSD编译码实验

实验四Δm及CVSD编译码实验

实验四Δm及CVSD编译码实验实验四Δm及CVSD编译码实验⼀、实验⽬的1、掌握简单增量调制的⼯作原理。

2、理解量化噪声及过载量化噪声的定义,掌握其测试⽅法。

3、了解简单增量调制与CVSD⼯作原理不同之处及性能上的差别。

⼆、实验器材1、主控&信号源模块、21号、3号模块各⼀块2、双踪⽰波器⼀台3、连接线若⼲三、实验原理1、Δm编译码(1)实验原理框图信号源music/A-outCLK抗混叠滤波器LPFLPF-IN LPF-OUTΔm 编码编码输⼊门限判决时钟Δm译码时钟译码输⼊译码输出3# 信源编译码模块⽐较量化延时极性变换量阶编码输出延时本地译码⾳频输⼊图⼀Δm编译码框图(2)实验框图说明编码输⼊信号与本地译码的信号相⽐较,如果⼤于本地译码信号则输出正的量阶信号,如果⼩于本地译码则输出负的量阶。

然后,量阶会对本地译码的信号进⾏调整,也就是编码部分“+”运算。

编码输出是将正量阶变为1,负量阶变为0。

Δm译码的过程实际上就是编码的本地译码的过程。

2、CVSD编译码(1)实验原理框图信号源music/A-outCLK抗混叠滤波器LPFLPF-INLPF-OUTΔm 编码编码输⼊门限判决时钟Δm 译码时钟译码输⼊译码输出⽐较延时极性变换量阶调整编码输出延时本地译码量阶调整⼀致脉冲量阶3# 信源编译码模块⾳频输⼊图⼆ CVSD 编译码框图(2)实验框图说明与Δm 相⽐,CVSD 多了量阶调整的过程。

⽽量阶是根据⼀致脉冲进⾏调整的。

⼀致性脉冲是指⽐较结果连续三个相同就会给出⼀个脉冲信号,这个脉冲信号就是⼀致脉冲。

其他的编译码过程均与Δm ⼀样。

四、实验步骤项⽬⼀:△M 编码规则实验项⽬⼆:量化噪声观测项⽬三:不同量阶△M 编译码的性能项⽬四:△M 编译码语⾳传输系统项⽬五:CVSD 量阶观测项⽬六:CVSD ⼀致脉冲观测项⽬七;CVSD 量化噪声观测项⽬⼋:CVSD 码语⾳传输系统五、实验记录TP4(信源延时)和TH14(编码输出) TP4(信源延时)和TP3(本地译码)项⽬⼆CH1信源延时,CH2 本地译码项⽬三量阶3000,Vpp=3V项⽬三量阶6000,Vpp=3V 项⽬三量阶3000,Vpp=1V项⽬五量阶6000,Vpp=1V 项⽬五 Vout=1V项⽬五 Vout=2V 项⽬五 Vout=4V项⽬七 Vpp=1V 项⽬七 Vpp=3VCVSD量化噪声观测(2KHz)Vpp=3V的噪声CVSD量化噪声观测(2KHz)Vpp=1V的噪声六、思考题回答1.增量调制的速率可以是32kbps、16kbps相⽐PCM 64kbps产⽣的原因怎样?(请查找资料)今天VoIP采⽤什么样的信源编码?视频的MPEG2编码⼜是什么?答:PCM的速率是增量调制的整数倍,利⽤此特点,可进⾏信道的复⽤,扩⼤信息量的传输。

ask调制与解调信号 -回复

ask调制与解调信号 -回复

ask调制与解调信号-回复摘要:一、ask 调制与解调信号简介1.ask 调制信号的基本概念2.ask 调制信号的工作原理3.ask 调制信号的应用领域二、ask 调制信号的实现1.调制器的作用2.载波信号与数据信号的结合3.调制信号的频谱特性三、ask 解调信号的原理与方法1.解调器的作用2.滤波器的设计与选择3.解调信号的恢复与识别四、ask 调制与解调信号的性能评估1.误码率与信噪比2.调制效率与解调效率3.抗干扰性与可靠性正文:ASK(Amplitude Shift Keying,幅度键控)调制与解调信号是一种常见的无线通信技术,广泛应用于广播、遥控和数据传输等领域。

本文将对ask 调制与解调信号进行详细介绍,包括其原理、实现方法、性能评估等方面的内容。

一、ask 调制与解调信号简介ask 调制信号是一种基本的数字调制技术,主要通过改变载波信号的幅度来表示数据信号。

在无线通信中,ask 调制信号具有实现简单、成本低廉等优点,因此得到了广泛的应用。

二、ask 调制信号的实现在ask 调制信号的实现过程中,调制器起着关键作用。

调制器将原始数据信号与载波信号进行结合,使得数据信号能够通过载波信号进行传输。

载波信号与数据信号的结合方式有多种,如乘法、加法等。

在ask 调制中,通常采用加法方式,将数据信号与载波信号相加。

调制后的信号具有不同的幅度,从而实现了数据信号的传输。

三、ask 解调信号的原理与方法在接收端,解调器负责对接收到的调制信号进行解调。

解调过程主要是通过滤波器将调制信号中的数据信号分离出来。

滤波器的设计与选择是解调过程的关键,直接影响到解调信号的质量和性能。

通常情况下,滤波器的设计需要根据信道特性和系统要求来进行。

四、ask 调制与解调信号的性能评估ask 调制与解调信号的性能评估主要包括误码率、信噪比、调制效率和解调效率等方面。

误码率是指传输过程中产生的误码占所有码元的比例,它与信噪比密切相关。

简述ASK信号的解调原理。

简述ASK信号的解调原理。

简述ASK信号的解调原理。

ASK(Amplitude Shift Keying)信号是一种调制技术,它通过改变载波的振幅来传输数字信号。

ASK信号的解调原理是将接收到的ASK 信号与本地载波进行乘法运算,然后通过低通滤波器去除高频分量,从而恢复原始的数字信号。

ASK信号的解调过程可以分为以下几个步骤:1. 接收ASK信号:首先,接收器会接收到传输过来的ASK信号。

ASK信号可以是连续的模拟信号,也可以是离散的数字信号。

2. 本地载波生成:接下来,接收器会生成一个与发送端使用的载波频率和相位相同的本地载波。

本地载波是通过一个振荡器产生的,其频率和相位与发送端的载波完全一致。

3. 乘法运算:接收器将接收到的ASK信号与本地载波进行乘法运算。

乘法运算的目的是将ASK信号的振幅变换为频率,方便后续的解调过程。

4. 低通滤波:乘法运算会产生多个频率分量,其中包括原始数字信号的频率分量和其他杂散分量。

为了去除杂散分量,接收器使用低通滤波器将高频分量滤除,只保留原始数字信号的频率分量。

5. 信号恢复:经过低通滤波后,接收器得到了原始数字信号的频率分量。

然后,接收器会进行信号恢复,将频率分量转换为数字信号的振幅。

这一步通常使用一个包络检测器来实现,包络检测器可以提取信号的振幅信息。

通过以上步骤,ASK信号的解调过程完成,接收器成功恢复了原始的数字信号。

ASK信号的解调原理基于载波的振幅来传输数字信号,因此在解调过程中需要通过乘法运算将振幅变换为频率。

然后,通过低通滤波器去除杂散分量,最终将频率分量转换为数字信号的振幅,从而实现对ASK信号的解调。

这种解调原理在实际应用中被广泛使用,例如在无线通信、调频广播等领域中。

2ASK的调制和解调(模拟调制相干解调)

2ASK的调制和解调(模拟调制相干解调)

数字频带传输系统及其性能估计——2ASK 的模拟调制相干解调及抗噪声性能分析一、 二进制振幅键控(2ASK )的模拟调制1、实验目的:1.了解2ASK 系统的电路组成、工作原理和特点;2.分别从时域、频域视角观测2ASK 系统中的基带信号、载波及已调信号; 3.熟悉系统中信号功率谱的特点。

2、实验内容:以PN 码作为系统输入信号,码速率Rb =20kbit/s 。

载波信号的频率为40kHz. (1)采用乘法器实现2ASK 的调制;并观察调制信号、载波信号及2ASK 等信号的波形。

(2)获取主要信号的功率谱密度。

3、实验原理:振幅键控是正弦载波幅度随着基带信号的变化而变化的数字调制。

设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0序号的概率为P,发送1序号的概率为1-P,且相互独立.该二进制序号可表示为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑n s n ASK nT t g a t S )()(2其中 ⎩⎨⎧=PP a n -出现概率为出现概率为11s T 是二进制基带信号的时间间隔, )t (g 是时间间隔为s T 的矩形脉冲⎩⎨⎧≤≤=其它100)(Ts t t g则2ASK 信号的一般时域表达式为:t nT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑则由上式可知,2ASK 信号可以通过一个基带信号与载波信号相乘后生成,其原理框图如下:图1 2ASK 调制原理框图图2 2ASK 信号调制过程波形)101()s t 载波2ASK4、系统组成、图符块参数设置及仿真结果:模拟相乘法采用乘法器进行调制的组成如图3所示。

图3 模拟调制的系统组成其中图符0产生消息信号序列,传码率为20kbit/s。

图符1输出正弦波,频率为40k Hz。

图符3为一乘法器。

图符的参数设置如表1所示。

表1:模拟法图符参数设置表系统定时:起始时间0秒,终止时间747.5e-6秒,采样点数300,采样速率400e+3Hz,获得的仿真波形如图4所示。

ASK调制及解调实验报告

ASK调制及解调实验报告

实验三ASK调制及解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生ASK信号的方法。

2、掌握ASK非相干解调的原理。

二、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图ASK调制及解调实验原理框图2、实验框图说明ASK调制是将基带信号和载波直接相乘。

已调信号经过半波整流、低通滤波后,通过门限判决电路解调出原始基带信号。

四、实验步骤实验项目一ASK调制概述:ASK调制实验中,ASK(振幅键控)载波幅度是随着基带信号的变化而变化。

在本项目中,通过调节输入PN序列频率或者载波频率,对比观测基带信号波形与调制输出波形,观测每个码元对应的载波波形,验证ASK调制原理。

1、关电,按表格所示进行连线。

2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【ASK数字调制解调】。

将9号模块的S1拨为0000。

3、此时系统初始状态为:PN序列输出频率32KHz,调节128KHz载波信号峰峰值为3V。

4、实验操作及波形观测。

(1)分别观测调制输入和调制输出信号:以9号模块TH1为触发,用示波器同时观测9号模块TH1和TH4,验证ASK调制原理。

(2)将PN序列输出频率改为64KHz,观察载波个数是否发生变化。

实验项目二ASK解调概述:实验中通过对比观测调制输入与解调输出,观察波形是否有延时现象,并验证ASK解调原理。

观测解调输出的中间观测点,如:TP4(整流输出),TP5(LPF-ASK),深入理解ASK解调过程。

1、保持实验项目一中的连线及初始状态。

2、对比观测调制信号输入以及解调输出:以9号模块TH1为触发,用示波器同时观测9号模块TH1和TH6,调节W1直至二者波形相同;再观测TP4(整流输出)、TP5(LPF-ASK)两个中间过程测试点,验证ASK解调原理。

3、以信号源的CLK为触发,测9号模块LPF-ASK,观测眼图。

五、实验报告1、分析实验电路的工作原理,简述其工作过程;ASK是一种相对简单的调制方式,幅移键控(ASK)相当于模拟信号中的调幅,只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。

  1. 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. 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. 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)。

长沙理工大学《通信原理》课程设计报告李秉坤学 院 城南学院 专 业 通信工程 班 级 通信1104 学 号 201185250429 学生姓名 李秉坤 指导教师 黄红兵 课程成绩完成日期 2014年1月9日课程设计成绩评定学院城南学院专业通信工程班级通信1104 学号20118525042学生姓名李秉坤指导教师黄红兵课程成绩完成日期2014年1月9日指导教师对学生在课程设计中的评价指导教师对课程设计的评定意见课程设计任务书城南学院通信工程专业差分码ASK信号PAM调制仿真学生姓名:李秉坤指导老师:黄红兵摘要本课程设计主要用matlab/Simulink平台仿真一个差分码ASK信号抽样仿真系统,利用图形输入法设计相关电路,用示波器和频谱模块分析系统性能。

首先根据原理画出图形,构建调制解调电路,在Simulink中调出各模块组成电路,设置调制解调电路各模块的参数值并运行,把运行仿真结果输入显示器,根据显示结果分析所设计的系统性能。

通过波形分析,达到仿真的目的。

关键词抽样仿真;差分码;Matlab/Simulink1 引言MATLAB的名称源自Matrix Laboratory,它是一种科学计算软件,专门以矩阵的形式处理数据[1]。

MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起,并提供了大量的内置函数,从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。

本课程设计主要用matlab中的Simulink平台仿真一个差分码ASK信号抽样仿真系统分别在理想信道和非理想信道中运行,并把运行仿真结果输入显示器,根据显示结果分析所设计的系统性能。

1.1 课程设计目的通信原理课程设计是《通信原理》理论课程的辅助实践环节。

着重体现学生对通信原理教学知识的应用,培养学生理论与实际工程相结合的能力。

以小课题的方式来加深、扩展通信原理知识[3]。

通过设计差分码ASK信号抽样仿真系统,并使其在不同的噪声信道中运行,让学生进一步理解通信系统的基本组成、模拟通信和数字通信的基础理论、通信系统发射端信号的形成原理、通信系统信号传输质量的检测等方面的相关知识,并学会运用这些知识。

1.2 课程设计的步骤学习MATLAB的基本知识,熟悉MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台。

利用通信原理中所学到的相关知识,在Simulink仿真平台中设计差分码ASK信号抽样仿真系统。

并用示波器观察调制与解调后的波形,用频谱分析模块观察抽样与抽样还原前后的信号频谱变化。

构建调制电路,并用示波器观察调制前后的信号波形,用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化。

在混合调制电路间加上噪声源,用高斯白噪声模拟有线信道,模拟信号在高斯白噪声的信道中传输。

将噪声源的方差设置为1,分析通过高斯白噪声的模拟有线信道后的接收信号的性能。

在老师的指导下,要求独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计学年论文,能正确阐述和分析设计和实验结果。

2基本原理用MATLAB集成环境中的Simulink仿真平台,根据《通信原理》理论课中学过的ASK 调制与解调的相关知识,分析ASK信号抽样系统性能。

2.1 MATLAB及Simulink平台简介MATLAB是美国MathWorks公司生产的一个为科学和工程计算专门设计的交互式大型软件,是一个可以完成各种精确计算和数据处理的、可视化的、强大的计算工具。

它集图示和精确计算于一身,在应用数学、物理、化工、机电工程、医药、金融和其他需要进行复杂数值计算的领域得到广泛应用。

它不仅是一个在各类工程设计中便于使用的计算工具,而且也是一个在数学、数值分析和工程计算等课程教学中的优秀的教学工具,在世界各地的高等院校中十分流行,在各类工业应用中更有不俗的表现。

MATLAB 可以在几乎所有的PC机和大型计算机上运行,适用于Windows、UNIX等各种系统平台。

Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。

Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。

为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果[4]。

Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。

构架在Simulink 基础之上的其他产品扩展了Simulink 多领域建模功能,也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。

Simulink 与MATLAB® 紧密集成,可以直接访问MATLAB 大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。

在过去几年中,Simulink 已经成为院校和工程领域中广大师生和研究人员用来建模和方针动态系统的软件包。

Simulink 鼓励人们去尝试,可以用它轻松的搭建一个系统模型,并设置模型参数和方针参数,并且立即观察到改变后的方针结果。

2.2 差分码ASK 调制原理振幅键控调制是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率与初始相位保持不变。

信号的产生通常有两种:模拟调制法和键控法。

而本课程设计采用的是模拟调制法,模拟调制法指的是通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号,这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为模拟相乘法。

原理如图2-1所示。

)图2-1 模拟调制法其调制波形如图2-2所示。

101()s t 载波2ASK图2-2 模拟调制波形示意图差分码2ASK 调制信号的原理是输入二进制不归零的基带信号,经过码反变换器将2ASK 信号。

其调制模型如图2-1所示。

图2-3 差分码2ASK 调制器原理框图其中s (t )为二进制不归零的基带信号,而t c ωcos 为载波信号。

2.3 抽样与抽样还原原理离散信号不仅可从离散信号源获得,而且也可从连续信号抽样获得。

抽样信号()()()S f t f t s t =∙其中()f t 为连续信号(例如三角波),()s t 是周期为S T 的矩形窄脉冲。

S T 又称抽样间隔,1S Sf T =称抽样频率。

()f t 、()s t 、()S f t 波形如图5-1。

t(a)tt图2-3 连续信号的抽样过程将连续信号用周期性矩形脉冲抽样而得到抽样信号,可通过抽样器来实现,信号抽样与恢复实验原理如图2-4所示。

)t图2-4 信号抽样与恢复实验原理图抽样信号在一定条件下可以恢复出原信号,其条件是f S B f 2≥,其中S f 为抽样频率,f B 为原信号占有频带宽度。

由于抽样信号频谱是原信号频谱的周期性延拓,因此,只要通过一截止频率为c f (m S c m f f f f -≤≤,m f 是原信号频谱中的最高频率)的低通滤波器就能恢复出原信号。

如果f S B f 2<,则抽样信号的频谱将出现混迭,此时将无法通过低通滤波器获得原信号。

cf图2-5 实际低通滤波器在截止频率附近的频率特性曲线在实际信号中,仅含有限频率成分的信号是极少的,大多信号的频率成分是无限的,并且实际低通滤波器在截止频率附近频率特性曲线不够陡峭,如图2-5所示,若使f S B f 2=,f m c B f f ==,恢复出的信号难免有失真。

为了减小失真,应将抽样频率S f 取高(f S B f )5~3(>),低通滤波器满足m S c m f f f f -≤≤。

为了防止原信号的频带过宽而造成抽样后频谱混法,实验中常采用前置低通滤波器滤除高频分量,如图2-6所示。

)t ('图2-6加上前置低通滤波器抽样还原实验原理图本实验采用有源低通滤波器,如图5-7所示。

若给定截止频率c f ,并取21=Q(为避免幅频特性出现峰值),R R R ==21,则电容的取值为Rf QC c π=1 QRf C c π412=3 系统设计3.1无噪声差分码2ASK 信号调制利用simulink 仿真平台构造出差分码2ASK 信号的调制系统仿真模型如图3-1,其中由Bernoulli Binary Generator 模块产生随机二进制脉冲序列,Sine Wave 函数产生正弦波作为载波。

其相乘后的信号经过示波器得到波形,从而判断差分码2ASK 的调制是否成功。

差分码2ASK 调制仿真电路如图3-1所示。

图3-1 差分码2ASK 调制仿真电路图各模块参数设置如图3-2所示。

基带信号参数图载波参数设置图3-2 各模块参数设置频谱图如图3-3所示。

基带信号频谱 2ASK 调制信号频谱图3-3 频谱图无噪声的2ASK 调制波形如图3-4所示。

图3—4 无噪声差分码2ASK 调制信号波形其显示波形依次对应为数字基带信号、基带信号对应的差分码波形、载波波形、无噪声的2ASK调制信号波形。

可看出差分码二进制码为“1”时,调制得出的信号有波形;而为“0”时,调制出的信号没有波形。

完全符合2ASK的调制原理,故调制是成功的。

3.2 差分码ASK信号抽样利用simulink仿真平台构造出差分码2ASK信号的抽样系统仿真模型如图3-5所示差分码ASK信号抽样仿真电路图本图是利用一个乘法器,将调试出来的差分码2ASK信号与周期性矩形脉冲从而实现对信号进行抽样。

对矩形窄脉冲模块参数设置如图3-6所示图3—6 矩形窄脉冲模块参数设置差分码2ASK信号抽样波形如图3-7所示。

其显示波形依次对应为矩形窄脉冲波形,无噪声的差分码2ASK信号波形,差分码2ASK抽样信号。

可以看出差分码2ASK调制信号与矩形窄脉冲信号相乘,得到差分码2ASK抽样信号。

3.3 差分码ASK信号抽样还原利用Simulink仿真平台构造出的差分码ASK信号抽样还原系统仿真模型如图3-8所示图3—8 差分码2ASK信号抽样还原模型抽样还原就是抽样的逆过程,用低通滤波器进行滤波后经过抽样判决器,各模块参数设置如图3-9所示。

载波参数设置低通滤波器1参数设置低通滤波器2参数设置零阶保持器参数设置量化编码器(判决门)参数设置差分码还原器参数设置图3-9各模块参数设置如图所示电路图,低通滤波器1将抽样信号先进行还原,之后得到的信号再经过乘法器与载波信号相乘,再通过低通滤波器2将信号滤出初始信号,之后经过由零阶保持器和量化编码器组成的抽样判决器最后把信号由差分码还原器还原为基带信号。

差分码2ASK信号抽样还原波形如图3-10所示。

相关文档
最新文档