通信原理实验说明

A m(t )
A
A
t
0
t
0
t
sAM (t )
sAM (t )
sAM (t )
0
t
t
t
m 1
m 1
m 1
AM解调原理与实现
相干解调
包络检波
包络检波的解调系统的结构
带通和低通滤波器作用？
带通滤波器：
作用：仅使已调信号通过，屏蔽信号频带外噪声，提高信噪比。 设置：中心频率=fc=500；带宽略大于AM带宽2 fs（ fs= 50） 采用模拟带通滤波器：低频截止=400，高频截止=500
m t

A0
sAM t
cos ct
系统时钟设置：Sample Rate(Hz)2000
正弦基带信源：Amp=1V, Freq=50Hz aX+b：x^1(交流系数):1, x^0(直流分量A0）:2 正弦载波信源：Amp=1V, Freq=500Hz
过调现象
定义调幅系数 m（用百分比表示时，又称调幅度）
模拟带通滤波器2：低频截止=400，高频截止=600 模拟低通滤波器1，2：低频截止=100 模拟比较器（抽样比较）：真输出=1，假输出=0
实验报告内容
原理（包括系统组成框图） 设计（包括组成电路图、以及各元件的参数说明） 分析
基带信号和2FSK信号的波形比较 两路2ASK波形叠加比较 调整两路载波频率，观测2FSK频谱的单峰和双峰
低通滤波器：
作用：屏蔽高频部分，获得低频基带信号 设置：带宽略大于基带带宽fs
AM的频谱
PS(f )
模拟低通滤波器：低频截止=100
实验报告内容
原理（包括系统组成框图） 设计（包括组成电路图、以及各元件的参数 说明） 分析
基带信号、载波信号和AM信号的波形 基带信号、载波信号和AM信号的频谱 相干解调中AM信号通过乘法器后的频谱 相干解调中AM信号通过低通滤波器后的频谱， 波形与原基带信号的频谱、波形比较
e2FSK (t ) s1 (t )cos 1t s2 (t )cos 2t
s1 t an g (t nTs )
n
s2 t an g (t nTs )
n
2FSK调制原理与实现

2FSK产生： 模拟相乘法
参数设置


模拟相乘法
系统时钟设置：4000
伪随机序列信源(基带信号)：Rate(码速率)=100Hz Amp(交流幅度)=0.5V, offset(直流幅度)=0.5V （单极性码） 正弦载波信源1：Amp=1V, Freq=1000Hz 正弦载波信源2：Amp=1V, Freq=500Hz

2FSK调制原理与实现

2FSK产生： 键控法
e2PSK(t) = s(t) cosct s(t)=[ an g(t-nTS)]（双极性码） 2PSK可视为双极性码的调幅波
2PSK调制原理与实现

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2FSK产生：模拟相乘法、键控法
模拟相乘法
载波发生器
c
数字键控法

参数设置

系统时钟设置：2000 伪随机序列信源(双极性码)：Rate(码速率)=100Hz Amp(交流幅度)=1V, offset(直流幅度)=0V 正弦载波信源：Amp=1V, Freq=500Hz 单刀双掷开关：Ctr Threshold=0V

2PSK解调原理与实现
2PSK 带通滤波器 2PSK fc，B=2fs 相干解调器
{an}双极性 基带波形
抽样判决器 Vd = 0
{a n }
参数设置
模拟带通滤波器：低频截止=400，高频截止=600 模拟低通滤波器：低频截止=100 抽样判决器：
抽样器：sample rate=码速率=100 保持器：选择 ”last sample” 保持上次抽样1码元周期 判决器（buffer）：Threshould=0V (门限值)
信号源信号与保持器输出信号波形的叠加比较； 信号源信号与抽样判决输出信号波形的叠加比较
判决器门限值=0（最佳）
信号源信号与保持器输出信号波形的叠加比较； 信号源信号与抽样判决输出信号波形的叠加比较
实验报告内容
验证奈奎斯特第一准则
先关闭噪声，以消除噪声的影响 满足无码间干扰的码速率条件时： RB=100Hz
2 fN
f
数字基带系统的设计与实现
参数设置
接受滤波器：采用模拟低通滤波器仿真，低频
截止= RB=100Hz
抽样判决器：
抽样器：sample rate=码速率=100 保持器：选择 ”last sample” 保持上次抽样1码元周期
判决器（buffer）：Threshould=0V (门限值)
2PSK调制解调系统的设计与分析
完成2PSK调制解调系统的设计。 改变接收方载波的相位，分析2PSK的“反 向工作”现象。
2PSK调制原理与实现

2PSK：用数字基带信号改变载波的相位
cos (ct+0)= cos ct , an =0
2PSK=
cos (ct+π)= -cos ct , an =1
通信原理实验说明
任峻
AM调制解调系统的设计与分析
完成AM调制解调系统的设计，解调部分包 括相干和包络两种。 观测过调现象
AM调制原理与实现

AM表达式
A0 cos ct m t cos ct

AM调制器
sAM t A0 m t cos ct
完成2FSK调制解调系统的设计，解调部分 包括相干和包络两种。 分析2FSK信号是由两路2ASK信号叠加而成。 分析接受滤波器的设置与通过滤波器的波形 分析2FSK信号频谱的单峰与双峰，并比较 单峰与双峰时的解调结果的好坏。
2FSK调制原理与实现

2FSK表达式
2FSK可视为 两个不同载频的 2ASK的叠加
信号源信号与抽样判决输出信号的波形叠加
不满足无码间干扰的码速率条件时： RB=110Hz
信号源信号与抽样判决输出信号的波形叠加
实验报告内容
原理（包括系统组成框图） 设计（包括组成电路图、以及各元件的参数 说明） 分析
实验报告内容
分析噪声对数字基带系统输出的影响
小噪声n(t)=0.1V时，
信号源信号与信道输出信号波形的叠加比较； 信号源信号与抽样判决输出信号波形的叠加比较
大噪声n(t)=0.9V时，
信号源信号与信道输出信号波形的叠加比较； 信号源信号与抽样判决输出信号波形的叠加比较
实验报告内容
判决电平对数字基带系统输出的影响（n(t)=0.1V）
判决器门限值=0.7（过大）
信号源信号与保持器输出信号波形的叠加比较； 信号源信号与抽样判决输出信号波形的叠加比较
判决器门限值=-0.7（过小）
滚降滤波器的参数设置
余弦滚降传输特性
B fN 滚将系数 = fN
H ( )
=0 =1 0.75
Ts
0.5
无码间干扰的码速率条件
2 fN 1 RB / n fN 0 T n 采用模式升余弦滚降滤波器来仿真 RB=100Hz，故设定 fN= 50 Hz，取=0.5，则 下截止频率= 75 Hz （-60db衰落处） 上截止频率= 25 Hz （开始衰落处）
数字键控法
2FSK解调原理与实现
2FSK为两路2ASK信号之和。
利用中心频率为载波f1 (=1000)和载波f2 (=500)的两个带宽 为2fs (=2*100)的带通滤波器对接收信号进行分路，分离 出载频分别为f1和f2的2ASK信号，然后对这两路2ASK信 号进行解调，分别得到{an}和{ān}的单极性基带信号，最 后进行比较判断。
实验报告内容
原理（包括系统组成框图） 设计（包括组成电路图、以及各元件的参数说明）
注意所有载波始终是做为正弦或者余弦信号。
分析
基带信号和2PSK信号的波形比较 基带信号、载波信号和2PSK信号的频谱比较 2PSK通过抽样判决后的输出与原基带信号的波形比较。 改变判决器门限值（过大，或过小），观测输出的误码 改变接收方载波的相位，比较基带信号与输出信号波形 （反向工作现象）。
实验报告内容
过调现象的分析
m<1时，即直流分量大，交流幅度小时，观测 基带信号、AM信号在包络解调、相干解调后的 解调信号波形。 m>1时，即直流分量大，交流幅度小时，观测 基带信号、AM信号在包络解调、相干解调后的 解调信号波形。
思考：构建DSB相干调制解调仿真系统
2FSK调制解调系统的设计与分析
2FSK解调原理与实现
带通滤波器 2ASK1 包络解调器 或 {an}单极性基带波形 fc= f1，B=2fs 相干解调器
2FSK
带通滤波器 包络解调器 或 fc= f2，B=2fs 2ASK2 相干解调器 {ān}单极性基带波形
抽样比较判 决器，无Vd
{a n }
参数设置
模拟带通滤波器1：低频截止=900，高频截止=1100
——反映基带信号改变载波幅度的程度：
m
m(t ) max A0
m<1 正常调幅 aX+b：x^1(交流系数 |m(t)|max):1, x^0(直流分量A0）:2 m>1 过调幅 x^0(直流分量A0）:0.5
aX+b：x^1(交流系数 |m(t)|max):1,
过调现象
A m(t )
A
0
A m(t )
数字基带系统的设计与分析
完成数字基带系统的仿真设计 分析噪声对数字基带系统输出的影响 分析判决电平对数字基带系统输出的影响 验证奈奎斯特第一准则
数字基带系统的设计与实现

数字基带系统模型
参数设置
系统时钟：Sample Rate=1000Hz
伪随机序列信源(基带信号,双极性码)： Rate(码速率)=100Hz , Amp(交流幅度)=1V, offset(直流幅度)=0V
fs =100 ，f1 =1000，f2 0000=500：双峰 fs =100 ，f1 =500，f2 0000=400：单峰
实验报告内容
分析
2FSK信号与2FSK信号通过带通滤波器1、2的 信号的频谱比较 第一路2ASK信号与2FSK信号通过带通滤波器1 后的信号的频谱比较 第二路2ASK信号与2FSK信号通过带通滤波器2 后的信号的频谱比较 第一路解调输出信号与基带信号波形比较 第二路解调输出信号与基带信号波形比较 抽样比较后信号与基带信号的波形比较