【畢業(yè)設(shè)計(jì)】2ask數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理資料

1、安徽建筑工業(yè)學(xué)院電子與信息工程學(xué)院綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱：通信電子線路題目：2ASK數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：08通信工程（1）班學(xué)生姓名：周正華學(xué)號(hào)：08205040108指導(dǎo)教師：馮俊高翠云夏義全邵慧設(shè)計(jì)周數(shù)：19-20周（2周）目錄TOC o 1-5 h z一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求和分工3二、二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）基本原理4三、用protel99SE設(shè)計(jì)硬件電路和PCB9四、Matlab程序?qū)崿F(xiàn)及運(yùn)行12五、使用Simulink實(shí)現(xiàn)2ASK模型仿真15六、使用SystemView實(shí)現(xiàn)2ASK模型仿真16七、設(shè)計(jì)總結(jié)20八、參考文獻(xiàn)21一）設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2ASK解調(diào)原理及其實(shí)現(xiàn)方法，

2、了解線性調(diào)制時(shí)信號(hào)的頻譜變化；，掌握信號(hào)是如何經(jīng)過發(fā)端處理被送入信道然后在接收端還原。通信原理的基本知識(shí)以及相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，來設(shè)計(jì)一2ASK數(shù)字調(diào)制器和解調(diào)器。完成對(duì)2ASK的調(diào)制和解調(diào)仿真電路設(shè)計(jì)，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。（二）實(shí)驗(yàn)分工本組由沈志鑫，計(jì)豪，何游，周正華四人組成。本人主要完成protel的pcb版圖設(shè)計(jì)，matlab程序的設(shè)計(jì)。沈志鑫主要完成matlab程序的編程以及protel99se的電路圖設(shè)計(jì)。計(jì)豪主要完成matlab的仿真，systemview的設(shè)計(jì)。何游主要完成protel的電路設(shè)計(jì),matlabsimlink仿真。（二）二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）基本原理數(shù)字調(diào)制的概念

3、用二進(jìn)制(多進(jìn)制)數(shù)字信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)，去控制載波某些參量的變化，這種把基帶數(shù)字信號(hào)變換成頻帶數(shù)字信號(hào)的過程稱為數(shù)字調(diào)制，反之，稱為數(shù)字解調(diào)。數(shù)字調(diào)制的分類在二進(jìn)制時(shí)分為：振幅鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)。其中，ASK屬于線性調(diào)制，F(xiàn)SK、PSK屬于非線性調(diào)制。數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)罔1數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的基本站構(gòu)(4)ASK調(diào)制波形與方框圖：111r(ASK)ASK信號(hào)的產(chǎn)生模擬法s(t)*(t)=s(t)cos切JCOSct圖為ASK信號(hào)的產(chǎn)生原理一個(gè)二進(jìn)制的ASK信號(hào)可視為一個(gè)單極性脈沖序列與一個(gè)高頻載波的乘積，即ASK的時(shí)域表達(dá)式為：勺驅(qū)(=工就后(乃兀)cos(9

4、ct=(r)coseu也可寫.成：_!-：.-：:；：-ASK信號(hào)的功率譜特性ASK信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為：R二E何+)=j(/)cos/5p+r)c0S6?c(/+r)24ASK信號(hào)的功率譜密度為：1巳(八尹&+*(八加式中，ps(f)為基帶信號(hào)S(t)的功率譜密度當(dāng)0、1等概出現(xiàn)時(shí)，單極性基帶信號(hào)功率譜密度為:昭2訓(xùn)葺町+扣噥4則2ASK信號(hào)的功率譜密度為：ASK信號(hào)譜，形狀為ps(f),雙邊帶加載頻譜線pEASK信號(hào)傳輸帶寬(取主瓣寬度)用率3二卜沏心圧衣磁ASK信號(hào)的解調(diào)方式解調(diào)也可以分成相干解調(diào)與非相干解調(diào)兩類。其中相干解調(diào)要求接收端提供相干載波。非相干解調(diào)，就是在接收端不需要相干載波，

5、而根據(jù)已調(diào)信號(hào)本身的特點(diǎn)來解調(diào)2ASK信號(hào)有兩種基本的解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢測(cè)法），相應(yīng)的接收系統(tǒng)如圖4、圖5所示。非相干解調(diào)方式相干解調(diào)方式抽樣判決器的作用是：信號(hào)經(jīng)過抽樣判決器，即可確定接收碼元是“1”還是“0”。假設(shè)抽樣判決門限為b，當(dāng)信號(hào)抽樣值大于b時(shí)，判為“1”碼；信號(hào)抽樣值小于b時(shí)，判為“0”碼。當(dāng)本實(shí)驗(yàn)為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)電路，在調(diào)制的輸出端沒有加帶通濾波器，并且假設(shè)信道時(shí)理想的，所以在解調(diào)部分也沒有加帶通濾波器。11001000101r非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形ASK硬件電路設(shè)計(jì)jLjJ九TtyrV-Tit11JSV1!*);subplot(515)plot(

6、t,pdst)axis(0);title(經(jīng)過抽樣判決后的信號(hào))%頻譜觀察%調(diào)制信號(hào)頻譜T=t(end);df=1/T;N=length(st);f=(-N/2:N/2-1)*df;sf=fftshift(abs(fft(st);figure(2)subplot(411)plot(f,sf)title(調(diào)制信號(hào)頻譜)%信源頻譜mf=fftshift(abs(fft(m);subplot(412)plot(f,mf)title(信源頻譜)%乘以相干載波后的頻譜mmf=fftshift(abs(fft(nst);subplot(413)plot(f,mmf)title(乘以相干載波后的頻譜)%經(jīng)過

7、低通濾波后的頻譜dmf=fftshift(abs(fft(dst);subplot(414)plot(f,dmf)title(經(jīng)過低通濾波后的頻譜)；4Fkjuru1FileEditiewnseriToolsDeaktopWindowHelpqoT恰畋宅紳硬口亙|匸可口建立模型描述使用Simulink實(shí)現(xiàn)2ASK模型仿真Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境，豐富的可擴(kuò)充的預(yù)定義模塊庫(kù)。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)

8、處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口（GUI），這個(gè)創(chuàng)建過程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。在此次設(shè)計(jì)中，使用Simulink實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)制法和兩種解調(diào)方法（相干解調(diào)使用SystemView實(shí)現(xiàn)2ASK模型仿真SystemView是美國(guó)ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境下運(yùn)行的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具，它使用

9、功能模塊(Token)去描述程序，無需與復(fù)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(shè)計(jì)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。利用SystemView，可以構(gòu)造各種復(fù)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(shè)計(jì)和仿真。用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只需從SystemView配置的圖標(biāo)庫(kù)中調(diào)出有關(guān)圖標(biāo)并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，完成圖標(biāo)間的連線，然后運(yùn)行仿真操作，最終以時(shí)域波形、眼圖、功率譜等形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。在此次設(shè)計(jì)中，使用SystemView實(shí)現(xiàn)兩種調(diào)制方法和兩種解調(diào)方法(相干解調(diào)和非相干解調(diào))，同時(shí)在信道傳輸中加入高斯

10、噪聲。在結(jié)果分析中，對(duì)使用模擬相乘法調(diào)制的信號(hào)所進(jìn)行的兩種不同解調(diào)方式的誤碼率，眼圖，功率譜密度做了比較。原理圖如圖所示。調(diào)制模塊模擬調(diào)制法在SystemView上使用的元件如圖10所示。各元器件編號(hào)，圖符,名稱，功能及參數(shù)如表1所示。通過參數(shù)可以發(fā)現(xiàn),1000HZ的基帶信號(hào)由2000HZ的載波進(jìn)行調(diào)制。模擬調(diào)制法中，直接將載波與基帶信號(hào)相乘，這里載波輸出為COS波形。SystemView調(diào)制模塊表1SystemView調(diào)制模塊元件參數(shù)表編號(hào)圖符名稱功能參數(shù)26偽隨機(jī)序列(PNSeq)產(chǎn)生一個(gè)按設(shè)定速率、由不同電平幅度脈沖組成的偽隨機(jī)序列(PN)信號(hào)Amp二，Off二，Rate=1000，NO

11、=20余弦波(Sinusoid)產(chǎn)生一個(gè)余弦波：y(t)=Acos(2*pi*f*t)Amp=1，F(xiàn)re=2000Hz續(xù)表1SystemView調(diào)制模塊元件參數(shù)表編號(hào)圖符名稱功能參數(shù)30zE乘法器6,29逐3系統(tǒng)觀察SystemViewSystemView的標(biāo)準(zhǔn)觀察窗口，可在系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束后于系統(tǒng)窗口中顯示輸出波形信道模塊在信道中加入高斯噪聲，如圖11所示。其中編號(hào)7為加法器，編號(hào)8為高斯噪聲，參數(shù)為Con=Std，Std=，sink20為高斯白噪聲波形。信道模塊解調(diào)模塊解調(diào)使用了相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種方式，如圖12所示。相干解調(diào)經(jīng)過帶通一相乘一低通一抽樣判決后輸出。非相干解調(diào)經(jīng)過帶通一全波整

12、流一低通抽樣判決后輸出。SystemView解調(diào)模塊各元件具體情況見表2。表2SystemView解調(diào)元件參數(shù)表編號(hào)圖符名稱功能參數(shù)10EH帶通濾波器BP=3,L0W=1000,HI=300011正弦波(Sinusoid)提供冋步載波Amp=1，F(xiàn)re=2000232區(qū)E乘法器2211緩沖器Buffer判決Gate=0，Threshold二，True=1，F(xiàn)alse=012,241低通濾波器BP=3,L0W=300018,251IM采樣器Sample按設(shè)定的采樣率采樣，輸出的結(jié)果是輸入信號(hào)在米樣寬度內(nèi)的線性組合Sam=600020，27分析AnalysisSystemView的基本信號(hào)接收器。

13、該接收器平時(shí)無顯示，必須進(jìn)入系統(tǒng)分析窗口才能觀察和分析輸出結(jié)果。32,341系統(tǒng)觀察SystemViewSystemView的標(biāo)準(zhǔn)觀察窗口，可在系統(tǒng)運(yùn)彳丁結(jié)束后于系統(tǒng)窗口中顯示輸出波形設(shè)計(jì)總結(jié)這次我們要在學(xué)?？荚囍軆?nèi)完成一個(gè)課程設(shè)計(jì)，邊復(fù)習(xí)微波邊做課程設(shè)計(jì)壓力是很大的。但是俗話說得好，有壓力就有動(dòng)力。但在查閱大量資料和通過小組協(xié)作以及同學(xué)之間的討論，最終完成了通信電路課程設(shè)計(jì)。就2ASK設(shè)計(jì)而言，我們這組成功實(shí)現(xiàn)了使用Matlab編程和仿真，protel99se的設(shè)計(jì)，以及學(xué)習(xí)用SystemView仿真，也可以說有些小小的成就感。這次課程設(shè)計(jì)，給我影響最深的就是再次感受到了Matlab的強(qiáng)大功能和廣泛應(yīng)用。通信原理等課程的應(yīng)用都可以借助于Matlab來實(shí)現(xiàn)，在大二的課程設(shè)計(jì)中我們?cè)?jīng)利用matlaB做了高頻放大器和語音信號(hào)濾波器。我感覺這次的難點(diǎn)是protel的仿真上。在原有計(jì)算的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真。發(fā)現(xiàn)失真非常嚴(yán)重。這說明現(xiàn)實(shí)和理論還是有很大差距的。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)整。調(diào)整許多次最終才得到相對(duì)滿意的結(jié)果?？偟膩碚f，經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)學(xué)到了不少實(shí)用的東西，也真正體會(huì)到了各門課程之間的緊密聯(lián)系。一句話，將所學(xué)的所有知識(shí)聯(lián)系起來，融會(huì)貫通，必將發(fā)