北邮通信原理软件实验包含一部分思考题中讲解

1、 编程题实验一： 20kHz?)2cos(1000sin(2000tt)?m(t)?，仿真出，载波频率为AM假设基带信号为、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形及频谱。（编程） 源文件： clear all exec t2f.sci ; exec f2t.sci ; N=216; /采样点数 fs=64; /采样频率 Bs=fs/2; /系统带宽 T=N/fs; /截短时间 t=-T/2+0:N-1/fs; /时域采样点 f=-Bs+0:N-1/T; /频域采样点 f0=1; phi=%pi/3; fc=10;/待观测正弦波的频率、幅度和初相 /以上是初始化参数设置 s0=sin(2*

2、%pi)*f0*t)+2*cos(%pi)*f0*t); /原始基带信号 S0=t2f(s0,fs) ; /基带信号傅里叶变换 c=cos(2*%pi)*fc*t); /载波 /dsb-am调制 s1=s0.*c; /调制dsd-sc信号 S1=t2f(s1,fs) ; /dsb-sc傅里叶变换 /am调制 s2=0.8*s0.*c+c; /调制am信号 S2=t2f(s2,fs) ; /am调制信号傅里叶变换 /ssb调制 c1=sin(2*%pi)*fc*t); M=t2f(s0,fs); MH=-%i*sign(f).*M; /在频域进行希尔伯特变换 sh=real(f2t(MH,fs)

3、; /希尔伯特变换后的信号 s3=s0.*c-sh.*c1; /调制后ssb信号 S3=t2f(s3,fs); /ssb傅里叶变换 /以上是仿真计算部分，以下是绘图部分 xset ( window ,1) / 原始信号波形 plot ( t ,s0) / 楴汴?尠原始信号波形) xlabel ( (ms) ylabel ( s0( t ) (V) ) mtlb_axis( 0,10, -5,+5 ) xset ( window ,2) /原信号幅度频谱 plot ( f ,abs(S0) ) 调制信号的频谱图楴汴?尠xlabel ( (kHz) ) ylabel (|S(f)|(V/Hz) x

4、set ( window ,3) / dsb-sd调制信号波形及频谱 plot ( t ,s1) title( dsb-sd调制信号波形) xlabel ( (ms) ylabel ( s1( t ) (V) ) mtlb_axis( 0,4, -5,+5 ) xset ( window ,4) plot ( f ,abs(S1) ) title( dsb-sd调制信号的频谱图) xlabel ( (kHz) ) ylabel (|S(f)|(V/Hz) xset ( window ,5) / am调制信号波形及频谱 plot ( t ,s2) title( am调制信号波形) xlabel

5、( (ms) ylabel ( s2( t ) (V) ) mtlb_axis( 0,4, -5,+5 ) xset ( window ,6) plot ( f ,abs(S2) ) title( am调制信号的频谱图) xlabel ( (kHz) ) ylabel (|S(f)|(V/Hz) xset ( window ,7) / ssb调制信号波形及频谱 plot ( t ,s3) title( ssb调制信号波形) xlabel ( (ms) ylabel ( s( t ) (V) ) mtlb_axis( 0,4, -8,+8 ) xset ( window ,8) plot ( f

6、 ,abs(S3) ) title( ssb调制信号的频谱图) xlabel ( (kHz) ) ylabel (|S(f)|(V/Hz) 实验结果： 、原始信号波形： 原始信号频谱： 调制信号波形：AM AM信号频谱： 信号波形：DSB DSB信号频谱： 信号波形：SSB SSB信号频谱： 由实验结果可见： 1. AM信号频谱与DSB-SC信号频谱多了一离散的载波分量； 2. 在AM调制中，调制系数必须不大于1。 3. DSB-SC信号波形会有相位翻转的现象出现； 4. SSB信号和DSB-SC信号相比，SSB信号的频谱是DSB-SC的一个边带。 这样实验的正确性就得到了验证。 调频信号的产

7、生 实验十 【实验目的】 1了解如何使用电压控制振荡器（VCO）产生调频信号。 2了解调频波与调相波的关系。 【实验原理】 模拟调制的另一种调制方式是调频和调相。在调频系统中，载波的频率随基带信号变化。 在调相系统中，载波的相位随基带信号变化。调频和调相均属于非线性调制，统称为角度调 制。 调频和调相信号的表示式如下： 实验步骤】 1将正弦波发生器（sinusoid generator）、 VCO 模块(来自 Scicom_signalprocess 元件库)、 微分模块（du/dt，来自 Scicom_signalprocess 元件库）、示波器模块(MSCOPE*)、触发时钟 ）模块按下图

8、连接。FFT、频谱示波器（）CLOCK_c（ 2设置正弦波模块，产生频率为 1HZ，幅度为 0.5 的信号。 3设置 VCO 的中心频率为 1HZ,灵敏度为 1HZ/V。关于 VCO 的参数设置可以参考图 8。 4将示波器如图 5.72 所示连接。观察 调频波，为调相波。 5修改 m(t)的频率以及幅值，观察并记录输出波形。 实验结果： 调频信号的产生： 频谱： 【思考题】 绘制 VCO 的 V -f 曲线。 答： 实验十一 调频信号的解调（模块） 【实验目的】 1. 了解如何使用锁相环（PLL）解调调频信号。 2. 了解调频波的特点。 【实验原理】 普通鉴频器解调 调频信号的解调方法之一是先

9、将调频信号变为调幅调频信号，使该调幅调频信号的幅度 比例于调频信号的瞬时频率，然后再利用一调幅解调器取其包络，恢复出原基带信号。其原 理框图如下图所示： 【实验步骤】 普通鉴频器解调 锁相环法解调 实验结果： 普通的鉴频器： 波形图 频谱图形： 锁相环法： 【思考题】 1. 用公式推到第一种解调方法中 AM 信号的表达式。 答： 2. 图 7 中两个 VCO 的参数值若不一样，会是什么结果？能得到解调结果吗？为什么？ 答：不能解调。不会得到解调结果，因为中心频率不一样，会导致锁相环不能锁定。 编程题实验二： ?/3)t2cos(1000?t)?m(t)?sin(20004sin(500t)?，

10、载波假设基带信号频率为40kHz，仿真产生FM信号，观察波形与频谱，并与卡松公式做对照。FM的频率偏移常数为5kHz/V。（编程） 源代码： clear all exec t2f.sci; exec f2t.sci; fs=800; /采样频率 kHz T=500; /观察区间 ms N=T*fs; /采样点数 dt=1/fs; t=-T/2:dt:T/2-dt; df=1/T; f=-fs/2:df:fs/2-df; fm=1; /基带信号频率 KHz Kf=5; /频率偏移常数 KHz/V fc=40; /载波频率 KHz m=sin(2*%pi)*fm*t)+2*cos(fm*%pi)*

11、t)+4*sin(0.5*%pi)*fm*t+%pi/3); /基带信号 M=t2f(m,fs); phi=2*%pi*Kf*cumsum(m)*dt; /相位 s=cos(2*%pi)*fc*t+phi); /调频信号 S=t2f(s,fs); xset(window,1) /基带信号波形 plot(t,m) 楴汴?基带信号波形) xlabel(ms)/ ylabel(V) mtlb_axis(0,10,-8,8) xset(window,2) /基带信号频谱 plot(f,abs(M) 楴汴?基带信号频谱) xlabel(kHz) ylabel(V) mtlb_axis(0,1.5,0,m

12、ax(abs(M) xset(window,3) /FM信号波形 plot(t,s) title(FM信号波形) xlabel(ms) ylabel(V) mtlb_axis(0,4,-2,2) xset(window,4) /FM信号频谱 plot(f,abs(S) title(FM信号频谱) xlabel(kHz) ylabel(V) mtlb_axis(0,100,0,max(abs(S) 基带信号波形： 基带信号频谱： 信号波形：FM FM信号频谱： 因为f=1 kHz，由B2(+1)f（=Kmax|m(t)|/fmax|m(t)| 6.5V）FMmffmfm，未找到引用源。错误！未找

13、到引用源。错误！得B=67 kHz。 FM 由仿真得B=78 kHz，可见误差很大。 FM对于FM信号，有B2(Kb/f+1)f2Kb（当Ka/f错误！未找到引用源。1时），其中FMmmmfffb= max|m(t)|。当基带信号是多个正弦信号的叠加时，设单频正弦信号的幅度分别为b、b、21b 为各个信号幅度的几何平均，卡松公式不再适用。 max|m(t)|b=，则有3 实验十二 OOK调制与解调（模块） 【实验目的】 1了解幅度键控（ASK）调制与解调的基本组成和原理。 【实验原理】 用数字基带信号去控制正弦型载波的幅度称为振幅键控（ASK）。2ASK 是指二进制振幅键控又名 OOK，它以单

14、极性不归零码序列来控制正弦载波的开启与关闭。其产生框图： 【实验步骤】 调制 1将正弦波发生器（sinusoid generator）、二进制随机数产生器（binary random generator， 来自 Scicom_sources）、乘法器模块、触发时钟（CLOCK_c）、示波器模块(MSCOPE)、按图 5.87 连接。 2设置正弦波模块 Source Signal，产生频率为 1HZ 的信号。设置二进制序列产生器的 时钟频率,产生周期为 2s 的二进制序列。 解调方法一： 方法二： 实验结果： ASK 【思考题】 1 比较两种解调方法，说出优劣。 答：相关解调，接收端从信号中估计或恢复载波相位的代价比较大，而且在加性高斯白噪信道中，接收端的信噪比很大，故非相干解调比较好。 2 MASK 调制解调模型如何构建？ 答：当做,M个叠加的ASK信号进行各自解调，然后将解调信号叠加即可。 实验十三 2FSK调制（模块） 【实验目的】 1了解频率键控（Frequency Shift Keying FSK）调制和解调的基本组成和原理。 2学习 SCICOM 模块的使用。 【实验原理】 用