簡單通信系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)講解

1、1前言1.2SystemView軟件介紹2.2.1 SystemView軟件簡介2.1 ystemView軟件使用環(huán)境.33模擬調(diào)制系統(tǒng)的設計與分析.5.1 AM調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)5.1.5 AM調(diào)制與解調(diào)原理.5.1.5 AM基于SystemView建模.6.1 DSB調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)7.1.6 DSB調(diào)制解調(diào)原理71.6 DSB系統(tǒng)基于SystemView建模.71 SSB調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)9.1.7 SSB調(diào)制解調(diào)原理.9.1.7 SSB系統(tǒng)基于SystemView建模1.04數(shù)字調(diào)制方式設計1.22ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)122ASK調(diào)制解調(diào)原理1.22ASK信號基于SystemView建模.132

2、FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)1.42FSK調(diào)制解調(diào)原理142FSK信號基于SystemView建模152PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)1.72PSK調(diào)制解調(diào)原理172PSK信號基于SystemView建模185抽樣定理、增量調(diào)制系統(tǒng)20抽樣定理系統(tǒng)20抽樣定理20信號抽樣與恢復基于SystemView建模20增量調(diào)制系統(tǒng)21增量調(diào)制原理22增量調(diào)制基于SystemView建模226心得體會247參考文獻251前言自從因特網(wǎng)把我們領(lǐng)入信息時代開始，人類的歷史翻開了嶄新的一頁。通信按照傳統(tǒng)的理解就是信息的傳輸，信息的傳輸離不開它的傳輸工具，通信系統(tǒng)應運而生，我們此次課題的目的就是要對調(diào)制解調(diào)的通信系統(tǒng)進行仿真研究。有調(diào)

3、制器，接收端要有解調(diào)器，這就用到了調(diào)制技術(shù)，調(diào)制可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制，模擬調(diào)制。模擬調(diào)制常用的方法有AM調(diào)制、DSB調(diào)制、SSB調(diào)制；數(shù)字調(diào)制常用的方法有2FSK調(diào)制等。經(jīng)過調(diào)制不僅可以進行頻譜搬移，把調(diào)制信號的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸或便于信道多路復用的已調(diào)信號，而且它對系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸?shù)目煽啃杂兄艽蟮挠绊?。調(diào)制方式往往決定著一個通信系統(tǒng)的性能。隨著通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，通信系統(tǒng)也日趨復雜。因此，在通信系統(tǒng)的設計研發(fā)過程中，通信系統(tǒng)的軟件仿真已成為必不可少的一部分。目前，電子設計自動化EDA(ElectronicDesignAutomatic

4、)已成為通信系統(tǒng)設計的主潮流。為了使復雜的設計過程更加便捷高效，使得分析與設計所需的時間和費用降低。美國Elanix公司推出的基于PC機Windows平臺的SystemView動態(tài)系統(tǒng)仿真軟件，是一個比較流行的，優(yōu)秀的仿真軟件。SystemView是一個信號級的系統(tǒng)仿真軟件，主要用于電路與通信系統(tǒng)的設計、仿真、能滿足從信號處理、濾波器設計，到復雜的通信系統(tǒng)等要求。SystemView借助大家熟悉的Windows窗口環(huán)境，以模塊化和交互式的界面，為用戶提供一個嵌入式的分析引擎。SystemView仿真系統(tǒng)的主要特點有：能仿真大量的應用系統(tǒng)；能快速方便地進行動態(tài)系統(tǒng)設計與仿真；在本文中可以方便地加

5、入SystemView的結(jié)果；完備的濾波和線性設計；先進的信號分析和數(shù)據(jù)處理；完善的自我診斷功能等。SystemView由兩個窗口組成，分別是系統(tǒng)設計窗口的分析窗口。系統(tǒng)設計窗口，包括標題欄、菜單欄、工具條、滾動條、提示欄、圖符庫和設計工作區(qū)。所有系統(tǒng)的設計、搭建等基本操作，都是在設計窗口內(nèi)完成。分析窗口包括標題欄、菜單欄、工具條、流動條、活動圖形窗口和提示信息欄。提示信息欄顯示分析窗口的狀態(tài)信息、坐標信息和指示分析的進度；活動圖形窗口顯示輸出的各種圖形，如波形等。分析窗口是用戶觀察SystemView數(shù)據(jù)輸出的基本工具，在窗口界面中，有多種選項可以增強顯示的靈活性和系統(tǒng)的用途等功能。在分析窗

6、口最為重要的是接收計算器，利用這個工具我們可以獲得輸出的各種數(shù)據(jù)和頻域參數(shù)，并對其進行分析、處理、比較，或進一步的組合運算。例如信號的頻譜圖就可以很方便的在此窗口觀察到。2SystemView軟件介紹2.1SystemView軟件簡介SystemView是美國ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具。它使用功能模塊（Token）去描述程序，無需與復雜的程序語言打交道，不用寫一句代碼即可完成各種系統(tǒng)的設計與仿真，快速地建立和修改系統(tǒng)、訪問與調(diào)整參數(shù)，方便地加入注釋。SystemView是一個信號級的系統(tǒng)仿真軟件，主要用于電路與通信系統(tǒng)的設計、仿真，是一個強

7、有力的動態(tài)系統(tǒng)分析工具，能滿足從數(shù)字信號處理、濾波器設計、直到復雜的通信系統(tǒng)等不同層次的設計、仿真要求。利用SystemView,可以構(gòu)造各種復雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)，各種多速率系統(tǒng)，因此，它可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設計和仿真。用戶在進行系統(tǒng)設計時，只需從SystemView配置的圖標庫中調(diào)出有關(guān)圖標并進行參數(shù)設置，完成圖標間的連線，然后運行仿真操作，最終以時域波形、眼圖、功率譜等形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。SystemView以模塊化和交互式的界面，在大家熟悉的Windows窗口環(huán)境下，為用戶提供了一個嵌入式的分析引擎。使用SystemView你只需要關(guān)心項目的設計思想和過程，

8、而不必花費大量的時間去編程建立系統(tǒng)仿真模型。用戶只需使用鼠標器點擊圖標即可完成復雜系統(tǒng)的建模、設計和測試，而不必學習復雜的計算機程序編制，也不必擔心程序中是否存在編程錯誤。SystemView仿真系統(tǒng)的特點：1能仿真大量的應用系統(tǒng)能在DSP、通訊和控制系統(tǒng)應用中構(gòu)造復雜的模擬、數(shù)字、混合和多速率系統(tǒng)。具有大量可選擇的庫，允許用戶有選擇地增加通訊、邏輯、DSP和射頻/模擬功能模塊。2快速方便的動態(tài)系統(tǒng)設計與仿真使用用戶熟悉的Windows界面和功能鍵（單擊、雙擊鼠標的左右鍵），SystemView可以快速建立和修改系統(tǒng)，并在對話框內(nèi)快速訪問和調(diào)整參數(shù)，實時修改實時顯示。只需簡單用鼠標點擊圖符即可

9、創(chuàng)建連續(xù)線性系統(tǒng)、DSP濾波器，并輸入/輸出基于真實系統(tǒng)模型的仿真數(shù)據(jù)。不用寫一行代碼即可建立用戶習慣的子系統(tǒng)庫（MetaSystem）。3在報告中方便地加入SystemView的結(jié)論SystemView通過Notes（注解）很容易在屏幕上描述系統(tǒng)；生成的SystemView系統(tǒng)和輸出的波形圖可以很方便地使用復制（copy）和粘貼（pasted令插入微軟word等文字處理。4提供基于組織結(jié)構(gòu)圖方式的設計通過利用SystemView中的圖符和MetaSystem（子系統(tǒng)）對象的無限制分層結(jié)構(gòu)功能，SystemView能很容易地建立復雜的系統(tǒng)。5多速率系統(tǒng)和并行系統(tǒng)SystemView允許合并多種

10、數(shù)據(jù)采樣率輸入的系統(tǒng)，以簡化FIR濾波器的執(zhí)行。這種特性尤其適合于同時具有低頻和高頻部分的通信系統(tǒng)的設計與仿真，有利于提高整個系統(tǒng)的仿真速度，而在局部又不會降低仿真的精度。同時還可降低對計算機硬件配置的要求。6完備的濾波器和線性系統(tǒng)設計SystemView包含一個功能強大的、很容易使用的圖形模板設計模擬和數(shù)字以及離散和連續(xù)時間系統(tǒng)的環(huán)境，還包含大量的FIR/IIR濾波類型和FFT類型，并提供易于用DSP實現(xiàn)濾波器或線性系統(tǒng)的參數(shù)。7先進的信號分析和數(shù)據(jù)塊處理SystemView提供的分析窗口是一個能夠提供系統(tǒng)波形詳細檢查的交互式可視環(huán)境。分析窗口還提供一個能對仿真生成數(shù)據(jù)進行先進的塊處理操作的

11、接收計算器。8可擴展性SystemView允許用戶插入自己用C/C+編寫的用戶代碼庫，插入的用戶庫自動集成到SystemView中，如同系統(tǒng)內(nèi)建的庫一樣使用。9完善的自我診斷功能SystemView能自動執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，通知用戶連接出錯并通過顯示指出出錯的圖符。這個特點對用戶系統(tǒng)的診斷是十分有效的。2.3SystemView軟件使用環(huán)境SystemView的用戶環(huán)境包括兩個常用的界面：設計窗口和分析窗口。.設計窗口進入SystemView后，屏幕上首先出現(xiàn)設計窗口，如圖2-1所示：圖2-1設計窗口所有系統(tǒng)的設計、搭建等基本操作，都是在設計窗口內(nèi)完成的。在設計窗口中間的大片區(qū)域就是設計區(qū)域，也

12、就是供用戶搭建各種系統(tǒng)的地方。在設計窗口的最上端一行是下拉式命令菜單行，通過調(diào)用這些菜單可以執(zhí)行SystemView的各項功能。設計窗口中菜單行的下面，緊鄰在設計區(qū)域上端一行是工具欄，它包含了在系統(tǒng)設計、仿真中可能用到的各種操作按鈕。在工具欄的最右端是提示信息，當鼠標置于某一工具按鈕上時，在該處會顯示對該按鈕的說明和提示信息。緊鄰在設計區(qū)域左端是各種器件圖標庫。設計區(qū)域的底部有一個消息顯示區(qū)，用來顯示系統(tǒng)仿真狀態(tài)信息。在設計窗口內(nèi)，只須點擊鼠標及進行必要的參數(shù)輸入，就可以通過設置圖標、連接圖標等操作完成一個完整系統(tǒng)的基本搭建工作，創(chuàng)建各種連續(xù)域或離散域的系統(tǒng)，并可極其方便地給系統(tǒng)加入要求的注釋

13、。.分析窗口分析窗口是觀察用戶運行結(jié)果數(shù)據(jù)的基本載體。利用它可以觀察某一系統(tǒng)運行的結(jié)果及對該結(jié)果進行的各種分析。當系統(tǒng)運行后，在系統(tǒng)設計窗口中單擊分一¥一P-析窗口按鈕asa,即可訪問分析窗口。在分析窗口中單擊系統(tǒng)按鈕,即可返回系統(tǒng)設計窗口。與設計窗相似，在分析窗的最頂端是下拉式命令菜單和工具欄。分析窗下端有這樣一個顯示表示當前窗口中的圖形顏色。在將幾個圖形置于同一坐標窗口時，通過這一顯示，可很容易地區(qū)分出各種顏色的圖形分別代表哪一個窗口。3模擬調(diào)制系統(tǒng)的設計與分析所謂調(diào)制，是指按調(diào)制信號的變化規(guī)律去控制高頻載波的某個參數(shù)的過程。其作用和目的有三個，分別為：將基帶信號變換成適合在信道

14、中傳輸?shù)囊颜{(diào)信號,實現(xiàn)信道的多路復用，改善系統(tǒng)抗噪聲性能。線性調(diào)制系統(tǒng)中，常用的方法有AM調(diào)制，DSB調(diào)制，SSB調(diào)制。它們均屬于幅度調(diào)制，幅度調(diào)制是由調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使之隨調(diào)制信號作線性變化的過程。線性調(diào)制的一般原理：載波：stAcosct%調(diào)制信號：Smt=Amtcosct0式中m(t)為基帶調(diào)制信號。AM調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)AM調(diào)制與解調(diào)原理m£4中f)m(t)T|A0coscoct圖3-1調(diào)幅調(diào)制模型如圖3-1所示為調(diào)幅調(diào)制基本模型，假設調(diào)制信號m(t)平均值為0,將其疊加一個直流偏量A后與載波相乘，即可形成調(diào)幅信號。調(diào)幅信號時域表達式為samt)=Amtbos%t當

15、滿足條件|m(tJmaxMAo時，調(diào)幅波的包絡與調(diào)制信號波形完全一致，因此用包絡檢波法將會很容易恢復出原始調(diào)制信號。如未滿足前述條件，將出現(xiàn)過調(diào)幅”現(xiàn)象，此時用包絡檢波將發(fā)生失真、無法準確恢復原始波形，應當采用其他的解調(diào)方法解調(diào)，如同步檢波。AM基于SystemView建模針對AM調(diào)制解調(diào)這一基本內(nèi)容，基于SystemView建立統(tǒng)一的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型，選定原始基帶信號：幅值2V、頻率500Hz;載波信號：幅值2V、頻率4000Hz;信道噪聲為高斯白噪聲：最大幅值為0.03V?；赟ystemView建立的AM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型如圖3-3所示：圖3-3AM調(diào)制解調(diào)模型調(diào)幅調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)由三部分組成

16、：AM調(diào)制，信道加噪，解調(diào)。圖3-4,3-5分別是仿真產(chǎn)生的解調(diào)后產(chǎn)生的信號，調(diào)制信號，已調(diào)波，載波信號。要使輸出已調(diào)信號的幅度與輸入調(diào)制信號呈線性關(guān)系，應滿足A之|m(t/，否則會出現(xiàn)過調(diào)制現(xiàn)象。由于|m(tJU=2,本設計中取4=4。仿真得到的波形：圖3-4已調(diào)波與調(diào)制信號圖3-5載波信號與解調(diào)后的信號仿真結(jié)果分析：AM調(diào)制為線性調(diào)制的一種，由以上各圖可以看出，在波形上，已調(diào)信號（AM調(diào)制信號）的幅值隨基帶信號（調(diào)制信號）變化而呈正比地變化；用相干解調(diào)法解調(diào)出來的信號與基帶信號基本一致，實現(xiàn)了無失真?zhèn)鬏敗SB調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)DSB調(diào)制解調(diào)原理在AM信號中，載波分量并不攜帶信息，信息完全由邊

17、帶傳送。在圖3-3中如果輸入的基帶信號沒有直流分量，且h（t）是理想帶通濾波器，則得到的輸出信號便是無載波分量的雙邊帶信號，或稱雙邊帶抑制載波（DSB-SC）信號，簡稱DSB信號，其時域表示式為Smt=Acosct0設計的DSB調(diào)制及解調(diào)模型如圖3-6所示:圖3-6DSB調(diào)制與解調(diào)模型m。tnotDSB系統(tǒng)基于SystemView建模針又tDSB調(diào)制解調(diào)這一基本內(nèi)容，基于SystemView建立統(tǒng)一的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型，選定原始基帶信號：幅值2V、頻率500Hz;載波信號：幅值2V、頻率1000Hz;信道噪聲為高斯白噪聲：最大幅值為0.03V?；赟ystemView建立的DSB調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型

18、如圖3-7所示:SySttrnViiewbyELANBX仿真得到的波形：圖3-7DSB調(diào)制解調(diào)模型圖3-8載波信號與解調(diào)后的信號圖3-9已調(diào)波與調(diào)制信號仿真結(jié)果分析：DSB調(diào)制為線性調(diào)制的一種，由圖可以看出，在波形上，已調(diào)信號的幅值隨基帶信號變化而呈正比地變化。用相干解調(diào)法解調(diào)出的信號與基帶信號基本一致，只是在時域上有一定的延時，但也實現(xiàn)了無失真?zhèn)鬏敗SB調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)SSB調(diào)制解調(diào)原理雙邊帶已調(diào)信號包含有兩個邊帶，即上、下邊帶。由于這兩個邊帶包含的信息相同，因而，從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤]，傳輸一個邊帶就夠了。所謂單邊帶調(diào)制，就是只產(chǎn)生一個邊帶的調(diào)制方式。產(chǎn)生SSB信號的方法有濾波法和相移法。

19、我們這里主要介紹相移法。使用濾波法同樣可以產(chǎn)生單邊帶信號。若加高通濾波器，能產(chǎn)生上邊帶信號;若加低通濾波器，則產(chǎn)生下邊帶信號。下邊帶時域表達式為：%t=0.5mtcosct0.5mtsinct上邊帶SSB信號時域表達式為：sm(t)=0.5m(t)cos»ct-0.5n?t)sin«ct設計的SSB調(diào)制及解調(diào)模型如圖3-10所示：1-mtcosct12mt圖3-10SSB調(diào)制及解調(diào)模型3.3.2SSB系統(tǒng)基于SystemView建模針又tSSB調(diào)制解調(diào)這一基本內(nèi)容，基于SystemView建立統(tǒng)一的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型，選定原始基帶信號：幅值2V、頻率500Hz;載波信號：幅值

20、2V、頻率4000Hz;信道噪聲為高斯白噪聲：最大幅值為0.01V。非B調(diào)制易解調(diào)SystemViewb<>ELAHIX基于SystemView建立的SSB調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型如圖3-11所示：圖3-11SSB調(diào)制解調(diào)模型仿真得到的波形:圖3-11載波信號與解調(diào)后信號圖3-12已調(diào)波與調(diào)制信號仿真結(jié)果分析：SSB調(diào)制是線性調(diào)制的一種，由以上各圖看出，在波形上，已調(diào)信號的幅值隨基帶信號變化而呈正比地變化。解調(diào)信號與原信號基本相同，實現(xiàn)無失真?zhèn)鬏?。SSB信號只傳輸了DSB信號中的一個邊帶，所以頻譜最窄效率最高。4數(shù)字調(diào)制方式設計數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法：(1)利用模擬調(diào)制的方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)

21、制。(2)利用數(shù)字信號的離散取值特點通過開關(guān)鍵控載波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。這種方法通常稱為鍵控法。對載波的幅度進行鍵控得到振幅鍵控(ASK)信號；對載波的頻率進行鍵控得到頻移鍵控(FSK)信號；對載波的相位進行鍵控得到相移鍵控(PSK)信號。2ASK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)2ASK調(diào)制解調(diào)原理在幅移鍵控中，載波幅度是隨著調(diào)制信號而變化的。一種是最簡單的形式是載波在二進制調(diào)制信號1或0控制下通或斷，這種二進制幅度鍵控方式稱為通斷鍵控(OOK)。表達式為：匚/Acos6ct以概率P發(fā)送"1"時Ft-0以概率1-P發(fā)送"0"時二進制振幅基本解調(diào)有兩種方法：相干解調(diào)和非相干

22、解調(diào)。相干解調(diào)也叫同步檢測法，非相干解調(diào)通常用包絡檢波法。其各有優(yōu)點，在信噪比小時，包絡檢波發(fā)具有優(yōu)勢，因為其檢波設備簡單，性價比高，而在信噪比相對較大時，相干解調(diào)具有優(yōu)勢，因為這種解調(diào)方法導致最終的誤碼率低。相干解調(diào)的原理框圖如圖4-1所示：F(t)帶通濾波器圖4-12ASK相干解調(diào)原理圖非相干解調(diào)的原理框圖如圖4-2所示:圖4-22ASK非相干解調(diào)原理圖2ASK信號基于SystemView建模針又t2ASK信號調(diào)制解調(diào)這一基本內(nèi)容，基于SystemView建立統(tǒng)一的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型，選定原始基帶信號：幅值2V、頻率20Hz;載波信號為：幅值2V、頻率50Hz;信道噪聲為高斯白噪聲：最大幅值

23、為0.01V?；赟ystemView建立的2ASK信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型如圖4-3所示:卜2ASK信號的調(diào)制與解調(diào)非相干解調(diào)方式p.上&好UmVigbyELANIX仿真得到的波形:圖4-32ASK調(diào)制解調(diào)模型圖4-5解調(diào)后的信號與調(diào)制信號仿真結(jié)果分析：輸入的基帶信號為二進制單極性偽隨機碼（即PN序列）。由以上各圖可以看出2ASK調(diào)制的調(diào)制的結(jié)果，當發(fā)送的基帶的碼元為“1”時有載波進行調(diào)制，為“0”則沒有，相應輸出地調(diào)制信號為“0”，因為2ASK是單極性碼；2ASK相干解調(diào)、非相干解調(diào)出來的波形與輸入的原基帶信號基本保持一致，有一點延遲，但在允許范圍內(nèi)，實現(xiàn)無失真?zhèn)鬏敗?FSK調(diào)制解調(diào)系

24、統(tǒng)2FSK調(diào)制解調(diào)原理采用鍵控法產(chǎn)生的二進制頻移鍵控信號，即利用矩形脈沖序列控制的開關(guān)電力對兩個不同的獨立頻率源進行選通。頻移鍵控FSK是用數(shù)字基帶信號去調(diào)制載波的頻率。因為數(shù)字信號的電平是離散的，所以載波頻率的變化也是離散的。在實驗中，二進制基帶信號是用正負電平表示的，載波頻率隨著調(diào)制信號為1或-1而變化，其中1對應于載波頻率fl,-1對應于載波頻率f2。在2FSK中，載波的頻率隨二進制基帶信號在f1和f2兩點間變化，其表達式為：匚（+）=Acosl'+K）發(fā)送"1"時FtAcosg2+%）發(fā)送"0"時2FSK解調(diào)方法有兩種，即相干解調(diào)法和非相

25、干解調(diào)法。另外還有鑒頻法、過零檢測法、查分檢測法。相干解調(diào)法是利用載波與已調(diào)信號進行相乘后濾波輸出得到，在上面的2FSK中要兩個載波，所以解調(diào)也要兩個載波，分別與已調(diào)信號相乘后利用低通，最后相加即可得到我們的濾波輸出，最后判壓輸出得到解調(diào)信號。非相干解調(diào)也是利用包絡檢波法檢測得到的。過零檢測法是基于2FSK信號的過零點數(shù)隨不同頻率而異，通過檢測零點數(shù)目多少，從而區(qū)分兩個頻率的碼元。其非相干解調(diào)的原理框圖如圖4-6所示：圖4-62FSK信號非相干解調(diào)的原理框圖其相干解調(diào)的原理框圖如圖4-7所示:cos02t圖4-72FSK信號相干解調(diào)的原理框圖2FSK信號基于SystemView建模針又t2FS

26、K信號調(diào)制解調(diào)這一基本內(nèi)容，基于SystemView建立統(tǒng)一的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型，選定原始基帶信號：幅值2V、頻率50Hz;載波彳S號1為：幅值2V、頻率100Hz;載波彳9號2為：幅值2V、頻率300Hz:信道噪聲為高斯白噪聲：最大幅值為0.01V?；赟ystemView建立的2FSK信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型如圖4-3所示：圖4-82FSK調(diào)制解調(diào)模型仿真得到的波形:圖4-9隨機序列與載波1信號圖4-10載波2信號與解調(diào)后的信號圖4-11已調(diào)波仿真結(jié)果分析：由以上各圖可以看出2FSK調(diào)制的調(diào)制的結(jié)果，當發(fā)送的基帶的碼元為“1”時有300Hz的載波進行調(diào)制，為“0”則有100Hz的載波頻率進行調(diào)制

27、；2FSK相干解調(diào)出來的波形與輸入的原基帶信號基本保持一致，有一點延遲，但在允許范圍內(nèi)，可實現(xiàn)無失真?zhèn)鬏敗?PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)2PSK調(diào)制解調(diào)原理發(fā)送"0"時發(fā)送"1"時相移鍵控是利用載波的相位變化來傳遞數(shù)字信息，而振幅和頻率保持不變我們通常用0°表示二進制“0”，用冗表示二進制“1”。其表達式如下：AcostcAcost二c這種以載波的不同相位直接去表示相應二進制數(shù)字信號的調(diào)制方式，稱為絕對相移方式。調(diào)制部分原理比較簡單，因為我們發(fā)送的碼是雙極性碼（若為單極性，可以變?yōu)殡p極性），只需要將信號與原來的載波直接相乘就可以得到所需的調(diào)制信號。調(diào)制原

28、理方框圖如圖4-12所示：衛(wèi)碼型變換I乘法器T圖4-122FSK信號調(diào)制原理方框圖2FSK信號的解調(diào)通常采用相干解調(diào)法，解調(diào)原理框圖如圖4-13所示:圖4-132FSK信號解調(diào)原理方框圖2PSK信號基于SystemView建模針又t2PSK信號調(diào)制解調(diào)這一基本內(nèi)容，基于SystemView建立統(tǒng)一的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型，選定原始基帶信號：幅值2V、頻率50Hz;載波信號為：幅值2V、頻率100Hz;信道噪聲為高斯白噪聲：最大幅值為0.01V。基于SystemView建立的2PSK信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)模型如圖4-14所示：圖4-142PSK調(diào)制解調(diào)模型仿真得到的波形:圖4-15隨機序列、解調(diào)后的信號與已

29、調(diào)波仿真結(jié)果分析：輸入的基帶信號是二進制雙極性偽隨機碼（即PN序列）。由以上各圖可以看出2PSK調(diào)制的調(diào)制的結(jié)果，當發(fā)送的雙極性基帶的碼元為“1”時有相位為0的載波為其進行調(diào)制，當發(fā)送的雙極性基帶的碼元為“-1”時有相位為冗的載波為其進行調(diào)制；2PSK解調(diào)出來的波形與輸入的原基帶信號基本保持一致，有一點延遲，但在允許范圍內(nèi)，可實現(xiàn)無失真?zhèn)鬏敗?抽樣定理、增量調(diào)制系統(tǒng)抽樣定理系統(tǒng)抽樣定理是模擬信號數(shù)字化的理論基礎(chǔ)，它告訴我們：如果對某一帶寬的有限時間連續(xù)信號(模擬信號)進行抽樣，且抽樣率達到一定數(shù)值時，根據(jù)這些抽樣值可以在接收端準確地恢復原信號，也就是說，要傳輸模擬信號不一定傳輸模擬信號本身，只

30、需要傳輸按抽樣定理得到的抽樣值就可以了。根據(jù)要進行抽樣的信號形式的不同，抽樣定理可分為低通信號的抽樣定理和帶通信號的抽樣定理。本次課程設計主要介紹低通信號的抽樣定理。抽樣定理抽樣定理指出：設一個連續(xù)模擬信號m(t)中的最高頻率<fH,則以間隔時間為T<1/2fH的周期性沖激脈沖對它抽樣時，m(t)將被這些抽樣值所完全確定。即抽樣速率大于等于信號帶寬的兩倍就可保證不會產(chǎn)生信號的混迭。1/(2八)是抽樣的最大間隔，也稱為奈奎斯特間隔。其系統(tǒng)的原理模型如圖5-1所示:圖5-1抽樣定理原理圖信號抽樣與恢復基于SystemView建模抽樣定理系統(tǒng)在SystemView軟件上的仿真原理圖如圖5

31、-2所示基帶信號：幅值2V,頻率500Hz;抽樣脈沖：幅值2V,頻率2000Hz。圖5-2抽樣定理調(diào)制解調(diào)仿真得到的波形:圖5-3輸入源信號與抽樣后波形圖5-4抽樣恢復后波形與脈沖信號仿真結(jié)果分析：由實驗結(jié)果可以觀察到，當采樣頻率小于奈奎斯特頻率時，在接收端恢復的信號失真比較大，這是因為產(chǎn)生了信號混迭；當采樣頻率大于或等于奈奎斯特頻率時，恢復信號與原信號基本一致。理論上，理想的抽樣頻率為2倍的奈奎斯特帶寬，但實際工程應用中，帶限信號絕不會嚴格限帶，且實際濾波器特性并不理想，通常抽樣頻率為57倍的fH以避免失真。增量調(diào)制系統(tǒng)增量調(diào)制是可以看成PCM的一個特例，但是在PCM中，信號的代碼表示模擬信

32、號的抽樣值，而且為了減小量化噪聲，一般需要較長的代碼和較復雜的編譯設備。而增量調(diào)制是將模擬信號變換成僅由一位二進制碼組成的數(shù)字調(diào)制序列，并且在接受端也只需要一個線性網(wǎng)絡，便可復制出原模擬信號。增量調(diào)制原理1.AM的編碼原理一個簡單的AM編碼器由相減器，抽樣判決器，發(fā)端譯碼器及抽樣脈沖產(chǎn)生器組成。抽樣判決器將在抽樣脈沖到來時刻對輸入信號的變化做出判決，并輸出脈沖。這種編碼器的工作過程如下：將模擬信號m(t)與發(fā)端譯碼器輸出階梯波形m'(t進行比較，即先進行相減，然后在抽樣脈沖作用下將相減結(jié)果進行抽樣判決。如果在給定時刻t有mtt=t-mtt=t0則判決器輸出為“1”碼。如果mtt=ti-

33、m.tt=ti：0則發(fā)“0”碼。從上述討論可以看出，AM信號是按臺階a來量化的，因而同樣存在量化噪聲問題。AM系統(tǒng)中的量化噪聲有兩種形式：一種稱為過載量化噪聲，另一種為一般量化噪聲。設抽樣時問間隔At,則一個臺階上最大斜率K為K=；，l_t-fs它被稱為譯碼器最大跟蹤斜率，當譯碼器實際斜率超過這個最大跟蹤斜率時，則將造成過載噪聲。2.am的譯碼問題接收端只要收到一個“1”碼就是輸出上升一個仃值，每收到一個“0”碼就下降一個。值，連續(xù)收到“1”碼(或“0”碼)就是輸出一直上升或下降，這樣就可以近似的復制出階梯波形。這種功能的譯碼器可以由一個積分器來完成，積分器遇到一個“1”就上升一個AE,并讓&E等于仃，遇到“0”碼所示的-E脈沖就下降一個AE。5.2.2增量調(diào)制基于SystemView建模增量調(diào)制系統(tǒng)在