北郵通信原理軟件試驗(yàn)（包含一部分思考題）（中）

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編程題試驗(yàn)一：

假設(shè)基帶信號(hào)為m(t)?sin(2000?t)?2cos(1000?t)，載波頻率為20kHz，仿真出AM、DSB-SC、SSB信號(hào)，觀測已調(diào)信號(hào)的波形及頻譜。（編程）

源文件：

clearall

exect2f.sci;execf2t.sci;

N=2^16;//采樣點(diǎn)數(shù)fs=64;//采樣頻率Bs=fs/2;//系統(tǒng)帶寬

T=N/fs;//截短時(shí)間

t=-T/2+[0:N-1]/fs;//時(shí)域采樣點(diǎn)

f=-Bs+[0:N-1]/T;//頻域采樣點(diǎn)

f0=1;phi=%pi/3;fc=10;//待觀測正弦波的頻率、幅度和初相//以上是初始化參數(shù)設(shè)置

s0=sin((2*%pi)*f0*t)+2*cos((%pi)*f0*t);//原始基帶信號(hào)S0=t2f(s0,fs);//基帶信號(hào)傅里葉變換c=cos((2*%pi)*fc*t);//載波//dsb-am調(diào)制

s1=s0.*c;//調(diào)制dsd-sc信號(hào)S1=t2f(s1,fs);//dsb-sc傅里葉變換//am調(diào)制

s2=0.8*s0.*c+c;//調(diào)制am信號(hào)S2=t2f(s2,fs);//ssb調(diào)制

//am調(diào)制信號(hào)傅里葉變換

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;

//在頻域進(jìn)行希爾伯特變換//希爾伯特變換后的信號(hào)//調(diào)制后ssb信號(hào)

S3=t2f(s3,fs);//ssb傅里葉變換

//以上是仿真計(jì)算部分，以下是繪圖部分

xset(\//原始信號(hào)波形plot(t,s0)//

title(\原始信號(hào)波形\xlabel(\ylabel(\

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

xset(\//原信號(hào)幅度頻譜plot(f,abs(S0))

title(\調(diào)制信號(hào)的頻譜圖\

xlabel(\

ylabel(\

xset(\//dsb-sd調(diào)制信號(hào)波形及頻譜plot(t,s1)

title(\調(diào)制信號(hào)波形\xlabel(\ylabel(\mtlb_axis([0,4,-5,+5])xset(\

plot(f,abs(S1))

title(\調(diào)制信號(hào)的頻譜圖\xlabel(\

ylabel(\

xset(\//am調(diào)制信號(hào)波形及頻譜plot(t,s2)

title(\調(diào)制信號(hào)波形\xlabel(\

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

plot(f,abs(S2))

title(\調(diào)制信號(hào)的頻譜圖\

xlabel(\ylabel(\

xset(\//ssb調(diào)制信號(hào)波形及頻譜plot(t,s3)

title(\調(diào)制信號(hào)波形\xlabel(\ylabel(\mtlb_axis([0,4,-8,+8])

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

title(\調(diào)制信號(hào)的頻譜圖\xlabel(\ylabel(\

試驗(yàn)結(jié)果：原始信號(hào)波形：、

原始信號(hào)頻譜：

AM調(diào)制信號(hào)波形：

AM信號(hào)頻譜：

DSB信號(hào)波形：

DSB信號(hào)頻譜：

SSB信號(hào)波形：

SSB信號(hào)頻譜：

由試驗(yàn)結(jié)果可見：

1.AM信號(hào)頻譜與DSB-SC信號(hào)頻譜多了一離散的載波分量；2.在AM調(diào)制中，調(diào)制系數(shù)必需不大于1。3.DSB-SC信號(hào)波形會(huì)有相位翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象出現(xiàn)；

4.SSB信號(hào)和DSB-SC信號(hào)相比，SSB信號(hào)的頻譜是DSB-SC的一個(gè)邊帶。這樣試驗(yàn)的正確性就得到了驗(yàn)證。

試驗(yàn)十調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生

1．了解如何使用電壓控制振蕩器（VCO）產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)。2．了解調(diào)頻波與調(diào)相波的關(guān)系。

模擬調(diào)制的另一種調(diào)制方式是調(diào)頻和調(diào)相。在調(diào)頻系統(tǒng)中，載波的頻率隨基帶信號(hào)變化。在調(diào)相系統(tǒng)中，載波的相位隨基帶信號(hào)變化。調(diào)頻和調(diào)相均屬于非線性調(diào)制，統(tǒng)稱為角度調(diào)制。

調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)的表示式如下：

試驗(yàn)步驟】

1．將正弦波發(fā)生器（sinusoidgenerator）、VCO模塊(來自Scicom_signalprocess元件庫)、微分模塊（du/dt，來自Scicom_signalprocess元件庫）、示波器模塊(MSCOPE*)、觸發(fā)時(shí)鐘（CLOCK_c）、頻譜示波器（FFT）模塊按下圖連接。

2．設(shè)置正弦波模塊，產(chǎn)生頻率為1HZ，幅度為0.5的信號(hào)。

3．設(shè)置VCO的中心頻率為1HZ,靈敏度為1HZ/V。關(guān)于VCO的參數(shù)設(shè)置可以參考圖8。

4．將示波器如圖5.72所示連接。觀測①調(diào)頻波，②為調(diào)相波。5．修改m(t)的頻率以及幅值，觀測并記錄輸出波形。

試驗(yàn)結(jié)果：

調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生：

頻譜：

繪制VCO的V-f曲線。

答：

試驗(yàn)十一

1.了解如何使用鎖相環(huán)（PLL）解調(diào)調(diào)頻信號(hào)。2.了解調(diào)頻波的特點(diǎn)。普通鑒頻器解調(diào)

調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)方法之一是先將調(diào)頻信號(hào)變?yōu)檎{(diào)幅調(diào)頻信號(hào)，使該調(diào)幅調(diào)頻信號(hào)的幅度比例于調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率，然后再利用一調(diào)幅解調(diào)器取其包絡(luò)，恢復(fù)出原基帶信號(hào)。其原理框圖如下圖所示：

調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)（模塊）

普通鑒頻器解調(diào)

鎖相環(huán)法解調(diào)

試驗(yàn)結(jié)果：

普通的鑒頻器：波形圖

頻譜圖形：

鎖相環(huán)法：

1.用公式推到第一種解調(diào)方法中AM信號(hào)的表達(dá)式。答：

2.圖7中兩個(gè)VCO的參數(shù)值若不一樣，會(huì)是什么結(jié)果？能得到解調(diào)結(jié)果嗎？為什么？答：不能解調(diào)。不會(huì)得到解調(diào)結(jié)果，由于中心頻率不一樣，會(huì)導(dǎo)致鎖相環(huán)不能鎖定。

編程題試驗(yàn)二：

2cos(1?0t0?0)4s?int(?5?00，載波頻率為

假設(shè)基帶信號(hào)m(t)?sin(20?00t?)40kHz，仿真產(chǎn)生FM信號(hào)，觀測波形與頻譜，并與卡松公式做對(duì)照。FM的頻率偏移常數(shù)

為5kHz/V。（編程）

源代碼：

clearall

exect2f.sci;execf2t.sci;

fs=800;//采樣頻率kHzT=500;//觀測區(qū)間msN=T*fs;//采樣點(diǎn)數(shù)dt=1/fs;

t=[-T/2:dt:T/2-dt];df=1/T;

f=[-fs/2:df:fs/2-df];

fm=1;//基帶信號(hào)頻率KHz

Kf=5;//頻率偏移常數(shù)KHz/Vfc=40;//載波頻率KHz

m=sin((2*%pi)*fm*t)+2*cos((fm*%pi)*t)+4*sin((0.5*%pi)*fm*t+%pi/3);//基帶信號(hào)M=t2f(m,fs);

phi=2*%pi*Kf*cumsum(m)*dt;//相位

s=cos((2*%pi)*fc*t+phi);//調(diào)頻信號(hào)S=t2f(s,fs);

xset(\//基帶信號(hào)波形plot(t,m)

title(\基帶信號(hào)波形\xlabel(\

ylabel(\

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

xset(\//基帶信號(hào)頻譜plot(f,abs(M))

title(\基帶信號(hào)頻譜\xlabel(\ylabel(\

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

xset(\//FM信號(hào)波形plot(t,s)

title(\信號(hào)波形\xlabel(\ylabel(\

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

xset(\//FM信號(hào)頻譜plot(f,abs(S))

title(\信號(hào)頻譜\xlabel(\

ylabel(\

mtlb_axis([0,100,0,max(abs(S))])基帶信號(hào)波形：

基帶信號(hào)頻譜：

FM信號(hào)波形：

FM信號(hào)頻譜：

由于fm=1kHz，由BFM≈2(錯(cuò)誤！未找到引用源。f+1)fm（錯(cuò)誤！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，可見誤差很大。

對(duì)于FM信號(hào)，有BFM≈2(Kfb/fm+1)fm≈2Kfb（當(dāng)Kfa/fm錯(cuò)誤！未找到引用源。1時(shí)），其中b=max|m(t)|。當(dāng)基帶信號(hào)是多個(gè)正弦信號(hào)的疊加時(shí)，設(shè)單頻正弦信號(hào)的幅度分別為b1、b2、b3，則有b=max|m(t)|為各個(gè)信號(hào)幅度的幾何平均，卡松公式不再適用。

試驗(yàn)十二OOK調(diào)制與解調(diào)（模塊）

1．了解幅度鍵控（ASK）調(diào)制與解調(diào)的基本組成和原理。

用數(shù)字基帶信號(hào)去控制正弦型載波的幅度稱為振幅鍵控（ASK）。2ASK是指二進(jìn)制振幅鍵控又名OOK，它以單極性不歸零碼序列來控制正弦載波的開啟與關(guān)閉。其產(chǎn)生框圖：

調(diào)制

1．將正弦波發(fā)生器（sinusoidgenerator）、二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器（binaryrandomgenerator，來自Scicom_sources）、乘法器模塊、觸發(fā)時(shí)鐘（CLOCK_c）、示波器模塊(MSCOPE)、按圖5.87連接。

2．設(shè)置正弦波模塊SourceSignal，產(chǎn)生頻率為1HZ的信號(hào)。設(shè)置二進(jìn)制序列產(chǎn)生器的時(shí)鐘頻率,產(chǎn)生周期為2s的二進(jìn)制序列。

解調(diào)方法一：

方法二：

試驗(yàn)結(jié)果：

ASK

1．比較兩種解調(diào)方法，說出優(yōu)劣。

答：相關(guān)解調(diào)，接收端從信號(hào)中估計(jì)或恢復(fù)載波相位的代價(jià)比較大，而且在加性高斯白噪信道中，接收端的信噪比很大，故非相干解調(diào)比較好。

2．MASK調(diào)制解調(diào)模型如何構(gòu)建？

答：當(dāng)做,M個(gè)疊加的ASK信號(hào)進(jìn)行各自解調(diào)，然后將解調(diào)信號(hào)疊加即可。

試驗(yàn)十三

1．了解頻率鍵控（FrequencyShiftKeyingFSK）調(diào)制