第6章-模拟信号数字化通信系统的建模仿真

第6章模拟信号数字化通信系统的建模仿真

一、抽样定理实验

用System view 建立一个低通抽样定理仿真电路,通过观察各个模块输出波形变化,理解低通抽样定理原理.。电路构成如图所示：

实验结果

1.模拟信号

2.抽样信号

3.低通滤波器输出信号

4.模拟信号功率谱

5.抽样信号功率谱

六.实验结果说明

当抽样频率=100HZ(最小抽样速率)时,低通滤波器输出信号如图所示:

由图可以看出,输出信号与模拟信号一致,没有发生畸形变.

当抽样速率<100HZ时(例如f=80HZ),低通滤波器输出信号如图所示:

由图可以看出,输出信号与模拟信号不一致,发生畸变.

当抽样速率>100HZ时(例如F=200HZ),低通滤波器输出信号波形如图所示:

由图可以看出,输出信号与模拟信号不一致,发生畸变.

观察模拟信号与抽样信号的功率谱密度.由图可以看出,模拟信号功率谱密度在F=50HZ 处有一个冲击响应,而抽样信号的功率谱密度是模拟信号的功率谱密度在N倍抽样频率上的频谱搬移(N=0,1,2….),并且包络为sa(x)的函数.

二、低通与带通抽样定理仿真与验证

用System view 建立一个低通与带通抽样定理仿真电路,通过观察各个模块输出波形变化,理解低通与带通抽样定理原理.。电路构成如图所示：

其中，对于恒定频谱的冲激函数，通过低通滤波产生低通型信号，再进行低通抽样；通过带通滤波产生带通型信号，再进行带通滤波产生带通抽样，最后分别滤波重建原始信号。仿真分析时，设低通滤波器的上限频率为10Hz，带通滤波器下限频率为100Hz、上限频率为120Hz，低通抽样频率选为30Hz；带通型信号上限频率fH = 6×20=120Hz（B=20Hz，n=6），带通抽样频率至少应取40Hz，现取60 Hz的带通抽样频率。

下图为四个“Real Time”图符块显示框中的波形：

由以上个图及理论知识可知，低通信号波形和重建的低通信号波形是一样的，带通信号和重建带通信号的波形也是一样的

低通信号抽样前信号的功率谱：

低通信号抽样后信号的功率谱：

低通信号重建信号的功率谱：

由上图可知，低通抽样信号的功率谱包括了低通信号的功率，而且带宽很宽。重建的低通信号的功率谱与低通信号的功率谱基本一样的。所以可以无失真的回复原信号。

带通信号抽样前信号的功率谱：

带通信号抽样后信号的功率谱：

带通信号重建信号的功率谱：

由上图可知，带通信号和重建的带通信号的功率谱基本一致。带通抽样信号的功率谱比较宽，但不会影响重建抽样信号。