2ASK调制及非相干解调电路(包络检波法)设计
2ASK的相干解调器及非相干解调器的设计
2ASK的相干解调器及非相干解调器的设计相干解调器与非相干解调器是通信系统中常用的两种调制解调技术,它们在信号传输和接收方面有着不同的特点和优势。
本文将介绍2ASK 的相干解调器和非相干解调器的设计原理及应用。
一、2ASK的相干解调器设计1. 相干解调器原理相干解调器是一种通过匹配接收端的载波频率、相位和幅度,实现信号恢复的技术。
在2ASK(双倍振幅键控)的调制方式下,载波的幅度来表示信号的二进制数据,即“0”和“1”。
相干解调器通过检测载波的幅度变化,恢复出原始的二进制信号。
2. 相干解调器设计步骤(1)载波恢复:相干解调器的第一步是从接收信号中恢复载波,以便解码出原始的二进制信号。
通常会使用相位锁定环路(PLL)等技术来实现。
(2)信号检测:接下来,利用信号检测电路对恢复的载波进行幅度检测。
比如通过比较放大器的输出与一个阈值电平,判断幅度的高低,从而恢复出原始的二进制信号。
3. 相干解调器应用相干解调器适用于高带宽和低误码率的通信系统。
其优点在于能够提供较高的信号传输效率和较低的误码率,但对接收端的硬件要求较高。
二、非相干解调器的设计1. 非相干解调器原理非相干解调器是另一种常见的解调技术,不需要恢复原始的载波信息。
它是通过检测信号的能量变化来解调信号的。
在2ASK调制方式下,当信号幅度为“1”时,能量较高;当信号幅度为“0”时,能量较低。
2. 非相干解调器设计步骤(1)能量检测:非相干解调器的第一步是对接收信号的能量进行检测。
可以使用功率放大器来提升信号的能量。
(2)信号判决:接下来,通过对信号能量的比较,判断是“1”还是“0”信号。
通常是通过一个比较器和一个阈值电平来实现。
3. 非相干解调器应用非相干解调器适用于对带宽要求不高,误码率要求相对较低的通信系统。
与相干解调器相比,其硬件要求较低,但信号传输效率和误码率相对较高。
三、相干解调器与非相干解调器的比较相干解调器和非相干解调器都有各自的优势和适用场景。
2ASK非相干解调(包络检波法)设计
2ASK 非相干解调(包络检波法)设计1、二进制振幅键控(2ASK)1.1、2ASK 调制原理振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,其频率和初始相位保持不变。
在2ASK 中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0符号的概率为P ,发送1符号的概率为1-P ,且相互独立。
该二进制符号序列可表示为 其中S T 是二进制基带信号时间间隔,g(t)是持续时间为S T 的矩形脉冲:则二进制振幅键控信号可表示2ASK 信号产生的方法通常有两种:模拟调制法和键控法,相应的调制器如图1.2、非相干解调2ASK 信号两种基本解调方法:非相干解调(包络检波发)和相干解调(同步检波发)。
此次课程设计为非相干解调法,故解调框图如下图所示:带通滤波器(BPF )恰好使2ASK 信号完整地通过,经包络检测后,输出其包络。
低通滤波器(LPF )的作用是滤除高频杂波,使基带信号(包络)通过。
抽样判决器包括抽样、判决及码元形成器。
定时抽样脉冲(位同步信号)是很窄的脉冲,通常位于每个码元的中央位置,其重复周期等于码元的宽度。
不计噪声影响时,带通滤波器输出为2ASK 信号,即,包络检波器输出为s(t)。
经抽样、判决后将码元再生,即可恢复出数字序列。
1.3、2ASK系统的抗噪声性能如前所述,通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声的对于图2所示的包络检测接收系统,其接收带通滤波器BPF的输出为其中,为高斯白噪声经BPF限带后的窄带高斯白噪声。
经包络检波器检测,输出包络信号由式(11)可知,发“1”时,接收带通滤波器BPF的输出y(t)为正弦波加窄带高斯噪声形式;发“0”时,接收带通滤波器BPF的输出y(t)为纯粹窄带高斯噪声形式。
于是,根据2.5节的分析,得:发“1”时,BPF输出包络x(t)的抽样值x的一维概率密度函数服从莱斯分布;而发“0”时,BPF输出包络x(t)的抽样值x的一维概率密度函数服从瑞利分布,如图5所示。
实验二-2ASK调制解调
实验二-2ASK调制解调实验二2ASK调制解调仿真学院(院、系)专业班通信原理课程学号姓名实验日期教师评定一、实验目的1.熟悉2ASK调制解调原理。
2.掌握编写2ASK调制解调程序的要点。
3.掌握使用Matlab调制解调仿真的要点。
二、实验内容1.根据2ASK调制解调原理,设计源程序代码。
2.通过Matlab软件仿真给定信号的调制波形。
3. 对比给定信号的理论调制波形和仿真解制波形。
三、实验原理1.2ASK二进制振幅键控(2ASK)信号码元为:S(t)=A(t)cos(w0t+θ) 0﹤t≤T式中w0=2πf0为载波的角频率;A(t)是随基带调制信号变化的时变振幅,即╱A 当发送“1”时A(t)=╲0 当发送“0”时在式中给出的基带信号码元A(t)的波形是矩形脉冲。
产生2ASK的调制方法,主要有两种。
第一种方法采用相乘电路如图1,用基带信号A(t)和载波cosw0t相乘就得到已调信号输出。
第二种方法是采用开关电路如图2,开关由输入基带信号A(t)控制,用这种方法可以得到同样的输出波形。
相乘法开关法图 1 相乘法原理图图2 开关法原理图2ASK信号有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),相应的接收系统如图 3和图4所示。
图3 包络检波法(非相干解调)图4 相干解调原理图抽样判决器的作用是:信号经过抽样判决器,即可确定接收码元是“1”还是“0”。
假设抽样判决门限为b,当信号抽样值大于b时,判为“1”码;信号抽样值小于b时,判为“0”码。
当本实验为简化设计电路,在调制的输出端没有加带通滤波器,并且假设信道时理想的,所以在解调部分也没有加带通滤波器。
四、程序设计1. 首先给定一组输入信号序列,如m=[1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1]。
2. 根据2ASK调制原理,需要对输入信号序列中的每个元素进行判断,假设判断元素为“1”,则在一个周期内,2ASK图像中对应一个正弦波,假设判断元素为“0”,则在一个周期内,2ASK图像中对应零输出,假设判断元素非上述两者,则在图中均无图像输出。
2ASK非相干解调器(包络检波法)设计
2ASK 非相干解调器(包络检波法)设计1摘要本课程设计主要是通过利用MATLAB 集成环境下的SIMULINK 仿真平台对系统建模,设计一个2ASK 非相干解调器,对解调原理进行分析,并且给出信号经过各器件的输出波形以及对输入数字信号序列并进行接收判决。
在经过思考之后我设计一种2ASK 非相干解调器,并利用所学知识对其进行了详细的分析,清晰的阐述了组成结构和特性。
2关键词:MATLAB2ASK 非相干解调3设计要求:1、用SIMULINK 对系统建模2、输入数字信号序列并进行接收判决3、给出信号经过各器件是处波形4、对解调器原理进行分析4设计分析4.1、基本原理振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。
在2ASK 中,载波的幅度只有两种工作状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
一种常用的二进制振幅键控方式称为通-断键控(OOK ),其表达式为()”时发送“以概率”时发送“以概率0P -11P 0cos ⎩⎨⎧=tA t e c ookω (4-1)可见,载波在二进制基带信号s(t)控制下通-断变化,所以这种键控又称为通-断键控。
在OOK 中,某一种符号(“0”或“1”)用没有电压来表示。
2ASK 信号的一般表达式为()()tt s t e c ASK ωcos 2= (4-2)其中()()∑-=nsnnT t g a t s (4-3)4.2、2ASK信号的产生方法2ASK信号的产生方式通常有两种:模拟调制法(相乘器法)和建控法,相应的调制器如下图所示。
2ASK信号有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),本设计主要研究非相干解调方式,其相应的接收系统组成方框图为:图4-3 非相干解调方式5系统仿真5.1、建立模型用MATLAB的SIMULINK中的模块创建仿真系统,用正弦波和一个基带信号通过相乘器得到2ASK信号,然后依次通过带通滤波器、全波整流器和低通滤波器,最后通过抽样判决器得到解调后的信号。
2ASK的相干解调器及非相干解调器的设计
※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2013级学生通信系统 仿真课程设计《通信系统仿真》课程设计报告书课题名称 2ASK 相干解调器和非相干解调器(包络检波法)设计姓 名 廖永丰 学 号 131240134 学 院 通信与电子工程学院专 业 通信工程 指导教师肖湘 讲师2015年 12月22日一、设计任务及要求:利用MATLAB软件设计一个2ASK相干解调器和非相干解调器,并且对给出信号经过各器件输出波形以及对解调原理进行分析,对输入数字信号序列进行抽样判决.在课程设计中,首先根据原理画出图形,然后构建解调电路,再利用Sim ulink中调出个元件组成电路,接着再设置解调电路中各个模块的参数并加以运行,并把运行仿真结果输入显示器,根据显示结果分析所设置的系统性能.通过对波形分析,验证课程设计的正确性。
要求:通过利用matlabsimulink,熟悉matlab simulink仿真工具。
通过课程设计来更好的掌握课本相关知识,相关概念。
熟悉掌握2A S K的两种解调方法的基本原理,用matlab实现相干解调器和非相干解调器的设计。
更好的了解通信原理的相关知识,磨练自己分析问题、查阅资料、巩固知识、创新等各方面能力。
指导教师签名:年月日二、指导教师评语:指导教师签名:年月日三、成绩验收盖章年月日2ASK相干解调器和非相干解调器(包络检波法)设计1 设计目的(1)熟练掌握二进制数字振幅键控的基础知识,对2ASK的调制与解调有一定的了解。
(2)熟练掌握相干解调和非相干解调的基本原理,熟练掌握matlab simulink 的使用,用matlab simulink对系统进行建模,实现相干解调器和非想干解调器的设计。
(3)培养自己分析问题和动手的能力。
(4)培养查阅资料,独立思考问题的能力。
(5)课程设计为学生提供了一个既动手又动脑,独立实践的机会,将课本上的理论知识和实际有机的结合起来,锻炼分析解决实际问题的能力。
(完整版)通信原理课程设计-2ASK
WU11 AN TEXTILE UNIVERSITY通信原理课程设计设计题目:2ASK信号的调制与解调姓名:徐胜王成龙班级:电子11203班学号:丄指导教师:李有科成绩评定:______________________设计题目:2ASK 传输系统的设计与仿真实现、课程设计的目的1)通过利用matlab simulink ,熟悉matlab simulink 仿真工具。
(2)通过课程设计来更好的掌握课本相关知识,熟悉2ASK勺调制与解调3)更好的了解通信原理的相关知识,磨练自己分析问题、动手创新等能力。
二、设计任务及要求1.掌握2ASK 解调原理及其实现方法,了解线性调制时信号的频谱变化;2.认识和理解通信系统,掌握信号是如何经过发端处理被送入信道然后在接收端还原;3.学会2ASK 传输系统的二级调制解调结构,测试2ASK 传输信号加入噪声后的误码率,分析2ASK 传输系统的抗噪声性能;三、设计报告1 前言现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。
作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。
从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善,到现在数字调制技术的广泛运用,使得信息的传输更为有效和可靠。
二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式,也是各种数字调制的基础。
本课程设计主要是利用MATLAB!成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK调制与解调系统. 用示波器观察调制前后的信号波形; 用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。
通过Simulink 的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK 调制与解调情况。
、2ASK 调制与解调原理2.1 2ASK 调制原理振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。
当数字基带信号为二进制时,贝U 为二进制振幅键控。
设发送的二进制符号序列由0、1序列组成,发送0符号的概率为P ,发送1符号的概率为1-P ,且相互独立。
2ASK的相干解调器及非相干解调器的设计
2ASK的相干解调器及非相干解调器的设计在通信领域中,解调器是起着重要作用的设备,主要用于将模拟或数字信号转换成数字或模拟信号。
其中,相干解调器和非相干解调器是两种常见的解调器类型。
本文将详细介绍2ASK相干解调器和非相干解调器的设计原理和实现方法。
一、2ASK相干解调器的设计2ASK相干解调器是一种基于调幅(Amplitude Shift Keying,ASK)调制方式的解调器。
它通过检测输入信号的幅度变化来还原原始信号。
相干解调器的主要组成部分包括载波产生器、混频器、低通滤波器和信号解调器。
具体设计步骤如下:1. 载波产生器:相干解调器需要与调制时使用的载波频率相同的载波信号。
一般采用压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO)产生固定频率的载波信号。
2. 混频器:将调制信号和产生的载波信号进行乘积运算,得到解调后的信号。
3. 低通滤波器:由于解调后的信号经过混频器后会包含多个频率分量,需要使用低通滤波器去除高频噪声和干扰,只保留原始信号。
4. 信号解调器:将滤波后的信号进行放大和恢复,得到最终的解调结果。
二、非相干解调器的设计非相干解调器是一种不依赖于信道状态信息的解调器,它通过对输入信号进行概率推测来实现解调。
非相干解调器的主要组成部分包括信号采样器、信号判决器和低通滤波器。
具体设计步骤如下:1. 信号采样器:将输入信号进行采样,并将连续信号转换为离散信号。
2. 信号判决器:通过比较采样值和预设的阈值来判断信号的状态。
一般情况下,如果采样值大于阈值,则判定为高电平;如果采样值小于阈值,则判定为低电平。
3. 低通滤波器:对信号判决器输出的离散信号进行平滑处理,去除高频噪声和干扰。
三、相干解调器与非相干解调器的比较相干解调器和非相干解调器在原理和性能上存在一定差异。
相干解调器可以较准确地还原原始信号,但对于信号幅度的变化较为敏感,对信号品质要求较高。
非相干解调器可以在信号品质较差的情况下实现解调,但对噪声和干扰的容忍度较低。
(完整word版)2FSK调制与非相干解调电路设计
通信原理综合设计姓名:周禄平学号: 6100212144 专业班级:通信工程121班2FSK调制与非相干解调电路设计一、目的与意义通过本次课程设计,使学生加强对高频电子技术电路和通信原理的理解,学会查询资料,方案比较,以及设计计算等环节。
进一步通告分析解决实际问题的能力,创造一个动手动脑、独立开展实验的机会,锻炼分析,解决高频电子电路问题的实际本领,真正实现由课本知识向实际能力的转化,通过典型电路的设计与制作,加深对基本原理的了解,增强学生的实践能力。
二、基本原理2FSK信号波形图如1-1图所示,它是由调制信号去控制载波信号,用载波的频率来传递数字信息,即用所传递的数字消息控制载波的频率。
图1-1 2FSK信号波形图2.1 2FSK信号的调制原理FSK信号的产生有两种方法:直接调频法和频移键控法。
直接调频法是数字基带信号直接奇偶内阁制载波振荡器的振荡频率。
虽然方法简单,但频率稳定度不高,同时转移速度不能太高。
频移键控法有两个独立的振荡器。
数字基带信号控制开关,选择不同频率的高频振荡信号,从而产生FSK调制。
本设计采用键控法产生2FSK信号,其原理框图如下。
图2-1键控法产生2FSK信号的原理框图2.2 2FSK信号的解调原理2FSK信号的常用解调方法是采用如图2-2所示的非相干解调(包络检波)和相干解调。
其解调原理是将2FSK信号分解成上下两路2ASK信号分别进行判决。
这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小,可以不专门设置门限。
判决规则应与调制规则相f,则接收时上支路的样值较大,应判为“1”;呼应,调制时若规定“1”对应载波频率1反之则判为“0”。
图2-2 2FSK信号解调原理图除此之外,2FSK信号还有其他解调方法,比如鉴频法、差分检测法、过零检测法等。
图2-3给出了过零检测法的原理框图及各点时间波形。
过零检测法的原理基于2FSK信号的过零点数随不同频率而异,通过检测过零点数目的多少,从而区分两个不同频率的信号码元。
2ASK_调制与解调_程序_课设
一、实习目的1、通过本次专业课程设计巩固并扩展通信课程的基本概念、基本理论、分析方法和仿真实现方法。
2、结合所学的MATLAB 和EDA 等软件仿真技术,完成通信专业相关课程内容的建模和设计仿真。
到达通信专业相关理论课程有效的巩固和整合,实现将理论知识和软件设计紧密结合。
3、通过本次专业课程设计达到培养学生的创新能力、通信系统建模和仿真设计能力以及软件调试和分析能力的目的。
二、实习要求1、应用通信类软件完成通信系统相关内容的设计和建模,并仿真出正确结果, 对仿真波形加以重点分析和说明。
2、按要求格式书写报告,原理充分、设计方法及仿真结果分析正确、条理清晰、 重点突出。
三、实习内容(1)实习题目:2ASK 调制与解调的系统设计(2)设计原理2.1 2ASK 的调制在二进制数字振幅调制中,载波的幅度随着调制信号的变化而变化,实现这种调制的方式有两种:(1)相乘法:通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号,这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为相乘法,其电路如图1所示。
在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。
图1 相乘法(2)开关法:这种方法是使载波在二进制信号“1”和“0”的控制下分别接通和断开,这种二进制振幅键控方式称为开关键控方式,它是2ASK 的一种常用的方式。
以二进制数字信号去控制一个初始相位为0的正弦载波幅度,可得其时域表达式如下:()()t cos t s t e c ωA =式中的各参数含义如下:A为载波振幅,()t s为二进制数字调制信号,cω为载波角频率,()t e为2ASK已调波。
二进制数字振幅键控电路原理模型如图2所示。
图2 开关法本设计选用相乘法来实现2ASK的调制。
2.2 2ASK的解调[2]2ASK常见的解调方法分为非相干解调和相干解调两种。
(1)非相干解调非相干解调又称为包络检波法,原理框图如图3所示。
在图中,接收信号首先通过一个带通滤波器,滤除带外噪音和杂散信号,同时图中的整流器和低通滤波器构成一个包络检波器,与常见的模拟AM信号的解调器相比,该图中增加了一个抽样判决器,它是用来对解调后的有畸变的数字信号进行定时判决,以提高数字信号的接收性能。
2ASK的相干解调器及非相干解调器的设计
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图 4.3 载波信号的参数设定
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图 4.6 非相干解调的模型建立
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4.2 非相干解调器的仿真
4.2.1 建立模型
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用 MATLAB 的 SIMULINK 中的模块创建仿真系统,用正弦波和一个基带信
号通过相乘器得到 2ASK 信号,然后依次通过全波整流器和低通滤波器,
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过抽样判决器得到解调后的信号。
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图 4.7 基带信号的参数设定
图 4.8 载波信号的参数设定
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2ASK调制解调电路设计
2ASK调制解调电路设计调制解调电路是一种用于将信息信号转换为适用于传输或储存的格式的电路。
调制是将低频信号(称为基带信号)转换为高频信号(载波信号)的过程,而解调是将经过调制的信号重新恢复为原始的基带信号的过程。
设计一个调制解调电路需要考虑多个因素,包括调制解调方式、电路拓扑、信号处理、噪声抑制等等。
下面将从这些方面详细介绍调制解调电路设计。
一、调制方式的选择常见的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等。
选择合适的调制方式要根据具体的应用需求进行,例如AM适用于音频广播,FM适用于广播电台和无线电通信等。
二、电路拓扑的设计根据不同的调制和解调方式,可以选择不同的电路拓扑来实现。
常见的调制解调电路拓扑有振荡器、功率放大器、调制器、解调器等。
可以根据需要进行组合和配置,以实现所需的功能。
三、信号处理信号处理是调制解调电路设计中的重要环节。
在调制过程中,可以通过滤波器对基带信号进行滤波,以消除不需要的频率成分。
在解调过程中,可以通过放大器、滤波器等对经过调制的信号进行恢复和去除噪声。
四、噪声抑制噪声是调制解调电路设计中的一个重要问题。
为了减小噪声的影响,可以采用合适的滤波器来抑制噪声的传输和输出。
此外,还可以使用反馈电路来减小噪声的干扰。
五、电路参数的优化在实际的调制解调电路设计中,需要对电路的参数进行优化。
例如,可以通过电路参数的选择和调整来实现信号的放大、失真的控制、带宽的调节等。
综上所述,调制解调电路设计是一个复杂的工程,需要综合考虑调制方式、电路拓扑、信号处理、噪声抑制、电路参数优化等多个因素。
只有在理论基础和实践经验的指导下,才能设计出稳定、高效、低噪声、高保真的调制解调电路。
2ASK的相干解调器和非相干解调器的设计
2ASK的相干解调器和非相干解调器的设计在数字通信中,解调器是一种用来将数字信号转换为模拟信号的电子设备。
根据解调器的设计,可以将其分为相干解调器和非相干解调器。
本文将介绍2ASK的相干解调器和非相干解调器的设计。
相干解调器相干解调器使用一个本地振荡器和一个混合器来产生一个相位一致的调制信号。
在解调的过程中,相干解调器需要与调制信号进行比较,从而得到原始数据。
相干解调器可以处理多路信号,而且在噪声较大的环境中具有很好的性能。
2ASK相干解调器的设计2ASK相干解调器的设计流程如下:1.将调制信号发送到解调器2.解调器中的本地振荡器产生一个与调制信号相位一致的信号3.将这两个信号输入到混合器中进行比较4.将比较后的信号通过一个低通滤波器进行滤波5.得到原始数据2ASK相干解调器的电路图如下:+---------+| |+--------+ +----------+|调制信号 | 混合器 | 低通滤波器 | 输出信号+--------+ +----------+| |+----|----+||本地振荡器非相干解调器非相干解调器不需要产生一个相位一致的信号。
相反,非相干解调器采用了一个多状态的滤波器来解调调制信号。
这种解调器在噪声较小的环境中运行良好,但在噪声较大的环境中会出现误差。
2ASK非相干解调器的设计2ASK非相干解调器的设计流程如下:1.将调制信号发送到解调器2.解调器中的滤波器通过多个状态对信号进行解调3.将解调后的信号通过一个低通滤波器进行滤波4.得到原始数据2ASK非相干解调器的电路图如下:+-----------+| |+--------+ +-----------+|调制信号 | 多状态滤波器 | 低通滤波器 | 输出信号+--------+ +-----------+| |+----|------+||--------------| 多状态滤波器 |--------------相干解调器和非相干解调器的选择取决于特定应用的环境和成本要求。
2ASK的调制和解调(模拟调制 非相干解调)
用SystemView仿真实现二进制振幅键控(2ASK)的模拟调制非相干解调及其性能估计1、实验目的:(1)了解2ASK系统的电路组成、工作原理和特点;(2)分别从时域、频域视角观测2ASK系统中的基带信号、载波及已调信号;(3)熟悉系统中信号功率谱的特点。
2、实验内容:以PN码作为系统输入信号,码速率Rb=20kbit/s。
(1)采用键控法实现2ASK的调制;分别观测绝对码序列、差分编码序列,比较两序列的波形;观察调制信号、载波及2ASK等信号的波形。
(2)获取主要信号的功率谱密度。
3、实验原理振幅键控(Amplitude Shift Keying,ASK)是利用载波的幅度变化来传递数字信号,而其频率和初始相位保持不变。
在2Ask中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
2ASK信号的一般表达式为e2ASK(t)=s(t)coswct其中s(t)=Σang(t-nTs)式中:Ts为码元持续时间;g(t)为持续时间为Ts的基带脉冲波形,为简便起见,通常假设g(t)是高度为1、宽度等于Ts的矩形脉冲;an是第n个符号的电平取值。
2ASK信号的产生方法通常有两种:数字键控法和模拟相乘法,相应的调制器如图1-1所示。
图(a)就是一般的模拟幅度调制的方法,用乘法器实现;图(b)是一种数字键控法,其中的开关电路受s(t)控制。
图(a)模拟幅度调制法图(b)数字键控法图1 2ASK调制器原理框图4、2ASK的模拟调制的仿真设计根据模拟相乘法原理图,利用S y s t e m Vi e w软件进行仿真设计,得到图2-2。
图2 2ASK调制仿真设计图参数设置:系统定时如图3图3运行时间设置窗口编号库/名称参数Token0 Source: PN Seq Amp = 0.5 v,Offset = 0 .5v,Rate =20e+3 Hz,Levels = 2,Phase = 0 deg Token2 MultiplierToken17 Source: Sinusoid Amp = 1v,Frq = 40e+3 Hz,Phase = 0deg运行完后可以很直观地观察到各点的波形如图所示:图4输入PN序列图5 2ASK调制信号5、2ASK的非相干解调的仿真设计5.1 2ASK的解调原理2ASK信号由两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调,相应的接收系统组成方框图如图2-9所示,上图为非相干解调方式,下图是相干解调方式。
2ASK调制解调系统的设计
2ASK 数字调制、解调系统的设计摘 要:数字幅度调制又称幅度键控(ASK ),二进制幅度键控记作2ASK 。
2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波,使载波时断时续地输出。
有载波输出时表示发送“1”,无载波输出时表示发送“0”。
本设计主要采用相乘法来产生2ASK 信号,实现2ASK 的数字调制,采用相干解调法对2ASK 信号进行解调。
关键词:2ASK 调制 解调 仿真 波形1 设计任务与要求1.1 设计一个2ASK 数字调制、解调系统;1.2 使用Multisim 软件或EWB 软件对系统单元电路进行仿真; 1.3 对各个关键点进行波形测试,将仿真后的波形与电路图记下。
2 方案设计与论证2.1 2ASK 的调制[1]在二进制数字振幅调制中,载波的幅度随着调制信号的变化而变化,实现这种调制的方式有两种:(1)相乘法:通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号,这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为相乘法,其电路如图1所示。
在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。
图1 相乘法(2)开关法:这种方法是使载波在二进制信号“1”和“0”的控制下分别接通和断开,这种二进制振幅键控方式称为开关键控方式,它是2ASK 的一种常用的方式。
以二进制数字信号去控制一个初始相位为0的正弦载波幅度,可得其时域表达式如下:()()t cos t s t e c ωA =式中的各参数含义如下:A 为载波振幅,()t s 为二进制数字调制信号,c ω为载波角频率,()t e 为2ASK 已调波。
二进制数字振幅键控电路原理模型如图2所示。
图2 开关法本设计选用相乘法来实现2ASK的调制。
2.2 2ASK的解调[2]2ASK常见的解调方法分为非相干解调和相干解调两种。
(1)非相干解调非相干解调又称为包络检波法,原理框图如图3所示。
在图中,接收信号首先通过一个带通滤波器,滤除带外噪音和杂散信号,同时图中的整流器和低通滤波器构成一个包络检波器,与常见的模拟AM信号的解调器相比,该图中增加了一个抽样判决器,它是用来对解调后的有畸变的数字信号进行定时判决,以提高数字信号的接收性能。
2ASK调制器与解调器设计
数字通信原理课程设计报告书课题名称 2ASK 调制器与解调器设计姓 名 学 号院、系、部 物理与电信工程系专 业 通信工程指导教师2010年 1 月15日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2007级学生数字通信原理课程设计一、设计任务及要求设计目的熟练掌握Quartus设计软件的使用以及VHDL这一重要的硬件描述语言。
进一步理解2ASK信号的调制与解调。
掌握利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波实现数字调制的方法。
设计要求利用Quartus设计软件,编写VHDL程序,实现2ASK信号的调制与解调。
并进行仿真,分析仿真结果。
指导教师签名:2010年1 月15日二、指导教师评语:指导教师签名:2010年1 月15日三、成绩验收盖章2010年1 月15日2ASK调制器与解调器设计1设计目的熟练掌握Quartus设计软件的使用以及VHDL这一重要的硬件描述语言。
进一步理解2ASK信号的调制与解调过程。
掌握利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波实现数字调制的方法。
2设计原理2.1 2ASK调制振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。
数字信号对载波振幅调制称为振幅键控即 ASK(Amplitude-Shift Keying)。
ASK有两种实现方法:键控法和乘法器实现法。
键控法是产生ASK信号的一种方法。
在2ASK中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
一种常用的、也是最简单的二进制振幅键控方式称为通-断键控(On Off Keying)。
所以2ASK又称为通断控制(OOK)。
最典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。
图1.1所示是该方法的原理框图。
u)(tASK图1.1 键控法产生ASK信号原理框图另一种方法是乘法器实现法,其输入是随机信息序列,经过基带信号形成器,产生波形序列,乘法器用来进行频谱搬移,相乘后的信号通过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。
2ASK非相干解调设计
基于simulink的2ASK非相干解调系统的研究与仿真摘要通信系统中解调是从已经调制好的信号中解调出要得到的信息。
在本文中详细的介绍了2ASK信号的解调原理以及解调过程,并且对系统用matelab进行了模拟,得到了信号通过每个模块后得到的波形,并且得到了最后解调后的波形关键词2ASK matelab 解调一、课程设计教学目的及意义 (3)1.1课程设计的教学目的 (3)1.2课程设计的教学要求 (3)二、设计要求 (3)三、Simulink的简介 (4)四、二进制振幅键控(2ASK)的基本原理 (5)五、仿真 (6)5.1系统模型的建立 (6)5.2各部分参数的设定 (7)5.2.1 (7)5.2.2 (8)5.2.3 (8)5.2.4 (9)5.2.5 (9)5.2.6 (9)5.3 (10)5.3.1 (10)5.3.2 (10)5.3.3 (10)5.3.4 (11)一、课程设计教学目的及意义1.1课程设计的教学目的(1)培养学生正确的设计思想,理论联系实际的工作作风,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
(2)巩固所学的专业技术知识,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验,分析和解决工程技术问题的能力,培养初步的独立设计能力;(3)通过课程设计实践,了解并掌握通信系统、通信调制解调等技术的一般设计方法,训练并提高学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、运用标准与规范和应用计算机等方面的能力,更好地将理论与实践相结合,提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。
1.2课程设计的教学要求加强学生基本功训练,做到理论与实际相结合,继承与创新相结合,充分发挥学生的主观能动性与教师因材施教、严格要求相结合,抓智力因素教育与非智力因素教育相结合,教书育人。
二、设计要求1、要有勤于思考、刻苦钻研的学习精神和严肃认真、一丝不苟、有错必改、精益求精的工作态度。
要敢于创新,勇于实践,注意培养创新意识和工程意识。
2ASK非相干解调器(包络检波法)设计
2ASK非相干解调器(包络检波法)设计摘要现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。
作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。
从最早的模拟调幅调频技术的日臻完善,到现在数字调制技术的广泛运用,使得信息的传输更为有效和可靠。
二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式,也是各种数字调制的基础。
本课程设计主要是利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK调制与解调系统。
所谓2ASK即振幅键控(也称幅移键控),记做ASK,或称其为开关键控(通断键控),记做OOK 。
二进制数字振幅键控通常记做2ASK用示波器观察调制前后的信号波形;用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;本来按照正常的步骤还应该加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率,但是在本次课程设计中老师并没有要求,所以我就不再赘述,此部分也就省略了;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。
通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK调制与解调情况。
基于以上的时代背景,在我的这次设计中,我首先应用了simulink对2ASK的非相干解调(包络检波法)系统进行了系统仿真;既然要进行2ASK的解调那对信号进行调制产生2ASK的信号就是首要的任务了。
对于振幅键控这样的线性调制来说,在二进制里,2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波,使载波时断时续的输出,有载波输出时表示发送“1”,无载波输出时表示发送“0”。
根据线性调制的原理,一个二进制的振幅调制信号可以表示完成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦型载波的乘积。
所以在这之后我自己假定了一组输入数字信号序列,输入到了2ASK的调制器中,然后输出地2ASK信号再进入我所设计的2ASK非相干解调器中并且进行了抽样判决;之后根据我自己所设计的仿真系统的各个部分之间的联系给出了每两个模块之间的波形和相应的分析;之后相应的还给出了信号经过各个器件之后的输出的波形;最后,通过给定的输入信号序列,2ASK的输入波形和解调后的输出波形总结并整理2ASK非相干解调器的特点,并加以一定的分析,最后给出了较为详细的2ASK非相干解调的解调原理。
2ASK和2FSK的设计与实现
目录一、概述 (1)二、学习System View仿真软件 (1)2.1System View软件概述 (1)2.2System View的操作 (1)三、二进制振幅键控系统设计 (3)3.1 2ASK调制方法 (3)3.2 2ASK的解调方法 (4)3.3 2ASK仿真 (5)四、二进制频移键控 (7)4.1 2FSK调制方法 (7)4.2 2FSK信号的解调方法 (8)4.3 2FSK的仿真 (11)五、总结 (14)一、概述数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
为了使数字信号在带通信道中传输,必须用数字系带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。
这种把数字基带信号变换为数字带通信号(已调信号)的过程叫做数字调制,在接收端通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统。
数字调制技术有两种方法:利用模拟调制的方法去实现数字式调制;通过开关键控载波,通常称为键控法。
其基本键控方式:振幅键控、频移键控、相移键控System View是美国ELANIX公司推出的,基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具,它使用功能模块(Token)描述程序。
利用System View,可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统,因此,它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。
用户在进行系统设计时,只需从System View配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置,完成图标间的连线,然后运行仿真操作,最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。
二、学习System View仿真软件2.1 System View软件概述随着计算机技术的发展,系统仿真技术在电子工程领域的应用已越来越广泛,信号级系统仿真软件SystemView的出现标志着仿真技术在通信领域的应用达到了一个新的水平。
SystemView是一个信号级的系统仿真软件,主要用于电路与通信系统的设计、仿真,是一个强有力的动态系统分析工具,能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。
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课程设计
电子与信息工程学院
信息与通信工程系
2ASK调制及非相干解调电路(包络检波法)设计
摘要
现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。
作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。
本课程设计主要是利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK调制与解调系统。
对解调原理进行分析,并且给出信号经过各器件的输出波形以及对输入数字信号序列进行接收判决。
二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式,也是各种数字调制的基础。
通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK调制与解调情况。
关键字:2ASK,调制,非相干解调,Simulink仿真
一设计要求:
1、用simulink对系统建模
2、输入数字信号序列并进行接收判决。
3、给出信号经过各器件输出波形。
4、对解调原理进行分析。
二设计分析
2.12ASK调制原理
振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,其频率和初始相位保持不变。
在2ASK中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。
设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立。
该二进制符号序列可表示为
其中
S T 是二进制基带信号时间间隔,g(t)是持续时间为S T 的矩形脉冲:
则二进制振幅键控信号可表示
2ASK 信号产生的方法通常有两种:模拟调制法和键控法,相应的调制器如图
2.2 非相干解调
2ASK/OOK 信号有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),而我的设计采用的是非相干解调法(包络检波法),
乘法器
模拟相乘法 开关电路
数字键控法
相应的接收系统如图所示。
(1)在解调之前,要通过2ASK的调制产生2ASK信号,我采用的是模拟调制法即相乘器法。
假定输入数字信号序列为s(t)为101101110,通过与coswt 想乘即可得到我们要的2ASK信号。
(2). 然后使2ASK信号进入所设计的解调仿真系统开始解调过程。
首先通过带通滤波器,使2ASK中的干扰减少,使波形更接近理想。
(3). 从带通滤波器出来后进入全波整流器,使2ASK的正弦波部分的波形的下半边都翻到上半边,从而方便下面的抽样判决。
(4). 从全波整流器出来后进入低通滤波器,低通滤波器会使在全波整流器中反折成的双峰波部分形整流成近似的矩形波形,这样就可以判决了。
(5). 从全波整流器出来后的近似于矩形的波形送入抽样判决器用定时脉冲进行抽样判决,有类矩形脉冲的部分判决为1,没有的部分判决为0,这样就可以判决出与输入数字信号序列一样的数字信息101101110了。
(6). 注意:调制过程中的载波coswt的周期T1与s(t)的码元宽度Ts 还有定是脉冲的宽度T2三者需宽度T2三者需要相同,这样才行。
2.3 2ASK非相干解调器(包络检波法)仿真
(1)建立simulink模型方框图
整流后的波形经过低通滤波器和抽样判决器恢复出S(t)信号,simulink模型图如下:
(2)信号经过各器件的输出波形Scope 1
Scope 2
Scope 3 Scope 4 Scope 5
Scope 6
(3)相关参数设置基带信号参数设置
带通滤波器参数设置低通滤波器参数设置
抽样保持模块参数设置
三课程设计体会总结
本次通信原理的课程设计,我的任务是用Simulink来实现2ASK非相干解调(包络检波法)系统。
通过这次课程设计,使我对2ASK非相干解调有了更深入的认识。
我学会了如何初步使用Simulink设计通信系统。
我明白了要设计更好的通信系统还需对理论知识有更深一步的了解,所以课本的理论知识很重要。
通过这次课程设计我也是认识到了自己的不足,对课本知识理解的不够深入,解决实际问题的能力也需要提高。
我意识到做设计是一个长期积累的过程,在以后的生活中都应该不断的学习,努力提高自己的知识和综合素质。
其次,在这次课程设计中,我还意识到像这样的课程设计是很有必要的,它使理论联系实际,使我的动手能力,独立思考能力,以及独立解决问题的能力都得到了很大的提高,这些都将是我人生中的宝贵财富,使我受益终生。
参考文献
[1] 樊昌信,曹丽娜编著;《通信原理》第六版;国防工业出版社,2006年
[2]达新宇. 通信原理实验与课程设计.北京邮电大学出版社2005年1月
[3] 徐明远,邵玉斌.通信原理实验与课程设计.西安电子科技大学出版社.2005年。