北邮通信原理软件试验（包含一部分思考题）（中）

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编程题试验一：

假设基带信号为m(t)?sin(2000?t)?2cos(1000?t)，载波频率为20kHz，仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观测已调信号的波形及频谱。（编程）

源文件：

clearall

exect2f.sci;execf2t.sci;

N=2^16;//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*%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);//ssb调制

//am调制信号傅里叶变换

c1=sin((2*%pi)*fc*t);M=t2f(s0,fs);

MH=-%i*sign(f).*M;sh=real(f2t(MH,fs));s3=s0.*c-sh.*c1;

//在频域进行希尔伯特变换//希尔伯特变换后的信号//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(\//原始信号波形plot(t,s0)//

title(\原始信号波形\xlabel(\ylabel(\

mtlb_axis([0,10,-5,+5])

xset(\//原信号幅度频谱plot(f,abs(S0))

title(\调制信号的频谱图\

xlabel(\

ylabel(\

xset(\//dsb-sd调制信号波形及频谱plot(t,s1)

title(\调制信号波形\xlabel(\ylabel(\mtlb_axis([0,4,-5,+5])xset(\

plot(f,abs(S1))

title(\调制信号的频谱图\xlabel(\

ylabel(\

xset(\//am调制信号波形及频谱plot(t,s2)

title(\调制信号波形\xlabel(\

ylabel(\mtlb_axis([0,4,-5,+5])xset(\

plot(f,abs(S2))

title(\调制信号的频谱图\

xlabel(\ylabel(\

xset(\//ssb调制信号波形及频谱plot(t,s3)

title(\调制信号波形\xlabel(\ylabel(\mtlb_axis([0,4,-8,+8])

xset(\plot(f,abs(S3))

title(\调制信号的频谱图\xlabel(\ylabel(\

试验结果：原始信号波形：、

原始信号频谱：

AM调制信号波形：

AM信号频谱：

DSB信号波形：

DSB信号频谱：

SSB信号波形：

SSB信号频谱：

由试验结果可见：

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，调制系数必需不大于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。这样试验的正确性就得到了验证。

试验十调频信号的产生

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。

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：

试验步骤】

1．将正弦波发生器（sinusoidgenerator）、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（CLOCK_c）、频谱示波器（FFT）模块按下图连接。

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。观测①调频波，②为调相波。5．修改m(t)的频率以及幅值，观测并记录输出波形。

试验结果：

调频信号的产生：

频谱：

绘制VCO的V-f曲线。

答：

试验十一

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。普通鉴频器解调

调频信号的解调方法之一是先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：

调频信号的解调（模块）

普通鉴频器解调

锁相环法解调

试验结果：

普通的鉴频器：波形图

频谱图形：

锁相环法：

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，由于中心频率不一样，会导致锁相环不能锁定。

编程题试验二：

2cos(1?0t0?0)4s?int(?5?00，载波频率为

假设基带信号m(t)?sin(20?00t?)40kHz，仿真产生FM信号，观测波形与频谱，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：

clearall

exect2f.sci;execf2t.sci;

fs=800;//采样频率kHzT=500;//观测区间msN=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/Vfc=40;//载波频率KHz

m=sin((2*%pi)*fm*t)+2*cos((fm*%pi)*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(\//基带信号波形plot(t,m)

title(\基带信号波形\xlabel(\

ylabel(\

mtlb_axis([0,10,-8,8])

xset(\//基带信号频谱plot(f,abs(M))

title(\基带信号频谱\xlabel(\ylabel(\

mtlb_axis([0,1.5,0,max(abs(M))])

xset(\//FM信号波形plot(t,s)

title(\信号波形\xlabel(\ylabel(\

mtlb_axis([0,4,-2,2])

xset(\//FM信号频谱plot(f,abs(S))

title(\信号频谱\xlabel(\

ylabel(\

mtlb_axis([0,100,0,max(abs(S))])基带信号波形：

基带信号频谱：

FM信号波形：

FM信号频谱：

由于fm=1kHz，由BFM≈2(错误！未找到引用源。f+1)fm（错误！未找到引用源。f=Kfmax|m(t)|/fm，max|m(t)|≈6.5V）得BFM=67kHz。

由仿真得BFM=78kHz，可见误差很大。

对于FM信号，有BFM≈2(Kfb/fm+1)fm≈2Kfb（当Kfa/fm错误！未找到引用源。1时），其中b=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b1、b2、b3，则有b=max|m(t)|为各个信号幅度的几何平均，卡松公式不再适用。

试验十二OOK调制与解调（模块）

1．了解幅度键控（ASK）调制与解调的基本组成和原理。

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：

调制

1．将正弦波发生器（sinusoidgenerator）、二进制随机数产生器（binaryrandomgenerator，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SourceSignal，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：

试验结果：

ASK

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。

试验十三

1．了解频率键控（FrequencyShiftKeyingFSK）调制