通原软件实验报告
通信原理模拟调制解调实验报告
3.1 模拟调制解调实验3.1.1 常规调幅(AM)一.概述在连续波的模拟调制中,最简单的形式是使单频余弦载波的幅度在平均值处随调制信号线性变化,或者输出已调信号的幅度与输入调制信号f(t)呈线性对应关系,这种调制称为标准调幅或一般调幅,记为AM。
本实验采用这种方式。
二.实验原理及其框图1. 调制部分标准调幅的调制器可用一个乘法器来实现。
2. 解调部分:解调有相干和非相干两种。
非相干系统设备简单,但在信噪比较小时,相干系统的性能优于非相干系统。
这里采用相干解调。
三.实验步骤1.根据AM 调制与解调原理,用Systemview 软件建立一个仿真电路,如下图所示:2. 元件参数配置Token 0: 被调信息信号—正弦波发生器(频率=1000 Hz)Token 1,8: 乘法器Token 2: 增益放大器(增益满足不发生过调制的条件)Token 4: 加法器Token 3,10: 载波—正弦波发生器(频率=50 Hz)Token 9: 模拟低通滤波器(截止频率=75 Hz)Token 5,6,7,11: 观察点—分析窗3. 运行时间设置运行时间=0.5 秒采样频率=20,000 赫兹4. 运行系统在Systemview 系统窗内运行该系统后,转到分析窗观察Token5,6,7,11 四个点的波形。
总的波形图:被调信息信号波形载波波形已调波形解调波形5. 功率谱在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。
总的功率谱图:被调信息信号功率谱Sink5:已调波形的功率谱四.实验结果3. 改变增益放大器的增益,观察过调制现象,说明为什么不能发生过调制。
答:增益小于1时,能不失真的恢复原信号。
随着增益的增大会出现过调制现象。
出现过调制会导致失真。
4. 观察AM的功率谱,分析说明实验结果与理论值之间的差别。
答:理论上已调信号的功率谱是通过理想低通滤波器,而实际是不可能达到理想滤波器状态的。
5. 改变参数配置,将所得不同结果存档后,与实验结果进行比较,说明参数改变对结果的影响。
基于systemview通信原理实验报告
基于systemview通信原理实验报告实验目的:通过SystemView工具,了解通信原理在嵌入式系统中的应用。
实验设备:Keil MDK-ARM软件、STM32F4开发板、SystemView软件实验原理:在嵌入式系统中,通信在数据的传输和处理中占有重要的地位。
为了使通信更加稳定、可靠,可以使用SystemView工具实时监测和分析通信过程,从而发现其中的问题,进行及时的调试。
实验过程:1. 环境配置安装好Keil MDK-ARM软件和SystemView软件,并将STM32F4开发板连接到电脑上。
在Keil软件中新建一个工程,并在项目属性中配置好板子的硬件和外设信息。
2. 编写程序编写程序实现与外部设备的通信。
根据实验需求,可以选择不同的通信方式和协议,如UART、SPI、I²C等。
在通信过程中可以选择对数据进行调试,并在程序中添加SystemView API函数,实现实时监测和分析。
3. 运行程序将程序烧录到STM32F4开发板中,并通过串口或其他方式与外部设备进行通信。
使用SystemView软件实时监测通信过程中的数据传输、处理情况,并记录下来。
4. 分析结果根据SystemView软件的监测结果,分析通信过程中出现的问题。
可以进行数据包捕获、分析等操作,找出问题所在,并进行调试处理。
实验总结:本次基于SystemView通信原理的实验,主要目的是了解通信在嵌入式系统中的应用。
通过实际的程序编写和运行,加深了对通信方式和协议的理解,掌握了SystemView工具的操作方法,从而实时监测和分析通信过程中的问题,进行及时的调试处理。
同时,在实验的过程中也发现了一些问题,如硬件配置、通信协议选择等,需要结合具体情况进行优化和调整。
通过本次实验,让我更好地了解了通信原理在嵌入式系统中的应用,并提高了我的实际操作技巧和问题解决能力。
在今后的嵌入式系统应用中,我将更加注重通信的稳定和可靠性,确保数据传输和处理的正确性和及时性。
北邮通信原理软件实验报告
通信原理软件实验报告学院:信息与通信工程学院班级:一、通信原理Matlab仿真实验实验八一、实验内容假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz,请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号,观察已调信号的波形和频谱。
二、实验原理1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到,其表达式及时间波形图为:应当注意的是,m(t)的绝对值必须小于等于1,否则会出现下图的过调制:AM信号的频谱特性如下图所示:由图可以发现,AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。
2、双边带抑制载波调幅(DSB—SC AM)信号的产生双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波c(t)相乘得到,如图所示:m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示:若调制信号m(t)是确定的,其相应的傅立叶频谱为M(f),载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到,因此经过调制之后,基带信号的频谱被搬移到了载频fc处,若模拟基带信号带宽为W,则调制信号带宽为2W,并且频谱中不含有离散的载频分量,只是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。
3、单边带条幅SSB信号双边带抑制载波调幅信号要求信道带宽B=2W, 其中W是模拟基带信号带宽。
从信息论关点开看,此双边带是有剩余度的,因而只要利用双边带中的任一边带来传输,仍能在接收机解调出原基带信号,这样可减少传送已调信号的信道带宽。
单边带条幅SSB AM信号的其表达式:或其频谱图为:三、仿真设计1、流程图:Array2、实验结果&分析讨论实验仿真结果从上至下依次是AM信号、DSB信号、SSB信号。
从仿真结果看,AM调制信号包络清晰,可利用包络检波恢复原信号,接收设备较为简单。
通信原理实验报告
通信原理实验报告实验一抽样定理实验二 CVSD编译码系统实验实验一抽样定理一、实验目的所谓抽样。
就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔T 抽取一个瞬时幅度值(样值),即x(t)*s(t)=x(t)s(t)。
在一个频带限制在(0,f h)内的时间连续信号f(t),如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样,那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。
抽样定理告诉我们:如果对某一带宽有限的时间连续信号(模拟信号)进行抽样,且抽样速率达到一定数值时,那么根据这些抽样值就能准确地还原信号。
这就是说,若要传输模拟信号,不一定要传输模拟信号本身,可以只传输按抽样定理得到的抽样值。
二、功能模块介绍1.DDS 信号源:位于实验箱的左侧(1)它可以提供正弦波、三角波等信号,通过连接P03 测试点至PAM 脉冲调幅模块的32P010 作为脉冲幅度调制器的调制信号x(t)。
抽样脉冲信号则是通过P09 测试点连至PAM 脉冲调幅模块。
(2)按下复合式按键旋钮SS01,可切换不同的信号输出状态,例如D04D03D02D01=0010对应的是输出正弦波,每种LED 状态对应一种信号输出,具体实验板上可见。
(3)旋转复合式按键旋钮SS01,可步进式调节输出信号的频率,顺时针旋转频率每步增加100Hz,逆时针减小100Hz。
(4)调节调幅旋钮W01,可改变P03 输出的各种信号幅度。
2.抽样脉冲形成电路模块它提供有限高度,不同宽度和频率的抽样脉冲序列,可通过P09 测试点连线送到PAM 脉冲调幅模块32P02,作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲s(t)。
P09 测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。
该模块提供的抽样脉冲频率可通过旋转SS01 进行调节,占空比为50%。
3.PAM 脉冲调幅模块它采用模拟开关CD4066 实现脉冲幅度调制。
抽样脉冲序列为高电平时,模拟开关导通,有调制信号输出;抽样脉冲序列为低电平,模拟开关断开,无信号输出。
通信原理2DPSK调制与解调实验报告
通信原理课程设计报告一. 2DPSK基本原理1.2DPSK信号原理2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。
现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差,并规定:Φ=0表示0码,Φ=π表示1码。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的,在接收端只能采用相干解调,它的时域波形图如图2.1所示。
图1.1 2DPSK信号在这种绝对移相方式中,发送端是采用某一个相位作为基准,所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。
如果基准相位发生变化,则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。
所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式,而采用相对移相方式。
定义∆Φ为本码元初相与前一码元初相之差,假设:∆Φ=0→数字信息“0”;∆Φ=π→数字信息“1”。
则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下:数字信息: 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1DPSK信号相位:0 π π 0 π π 0 π 0 0 π或:π 0 0 π 0 0 π 0 π π 02. 2DPSK信号的调制原理一般来说,2DPSK信号有两种调试方法,即模拟调制法和键控法。
2DPSK 信号的的模拟调制法框图如下图 1.2.1,其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。
图1.2.1 模拟调制法2DPSK信号的的键控调制法框图如下图1.2.2,其中码变换的过程为将输入的基带信号差分,即变为它的相对码。
选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0,当输入数字信息为“1”时接pi。
图1.2.2 键控法调制原理图3. 2DPSK信号的解调原理2DPSK信号最常用的解调方法有两种,一种是极性比较和码变换法,另一种是差分相干解调法。
(1) 2DPSK信号解调的极性比较法它的原理是2DPSK信号先经过带通滤波器,去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声,再与本地载波相乘,去掉调制信号中的载波成分,再经过低通滤波器去除高频成分,得到包含基带信号的低频信号,将其送入抽样判决器中进行抽样判决的到基带信号的差分码,再经过逆差分器,就得到了基带信号。
现代通信原理实验报告
太原理工大学现代科技学院现代通信原理课程实验报告专业班级通信17-3 学号 2017101086 姓名丁一帆指导教师李化实验名称 2ASK 调制与解调Matlab Simulink 仿真 同组人专业班级 通信17-3 学号 2017101086 姓名 丁一帆 成绩一、实验目的1.掌握 2ASK 的调制原理和 Matlab Simulink 仿真方法 2.掌握 2ASK 的解调原理和 Matlab Simulink 仿真方法 二、实验原理2ASK 二进制振幅调制就是用二进制数字基带信号控制正弦载波的幅度,使载波振幅随着二进制数字基带信号而变化,而其频率和初始相位保持不变。
信息比特是通过载波的幅度来传递的。
其信号表达式为:0()()cos c e t S t t ω=⋅,S(t)为单极性数字基带信号。
由于调制信号只有0或1两个电平,相乘的结果相当于将载频或者关断,或者接通,它的实际意义是当调制的数字信号“1”时,传输载波;当调制的数字信号为“0”时,不传输载波。
2ASK 信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号S(t)通断变化。
所以又被称为通断键控信号 三、实验内容、步骤1 Simulink 模型的建立通过Simulink 的工作模块建立2ASK 二级调制系统,用频谱分析仪观察调制前后的频谱,用示波器观察调制信号前后的波形……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………正弦波源,这里使用的是Signal Processing Blockset\DSP Sources\Sine Wave,设定其幅度为2V,频率为2Hz。
基带信号源,使用的是Communications Blockset\Comm Sources\Random Data Sources\Bernoulli Binary Generator,可以产生随机数字波形。
北邮通原软件实验报告
北邮通原软件实验报告北京邮电大学实验报告题目:班级:专业:姓名:成绩:实验1:抽样定理一.实验目的(1)掌握抽样定理(2)通过时域频域波形分析系统性能二.实验原理抽样定理:设时间连续信号m(t),其最高截止频率为fm ,如果用时间间隔为T抽样过程原理图(时域)重建过程原理图(频域)具体而言:在一个频带限制在(0,f h)内的时间连续信号f(t),如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样,那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。
或者说,如果一个连续信号f(t)的频谱中最高频率不超过f h,这种信号必定是个周期性的信号,当抽样频率f S≥2 f h时,抽样后的信号就包含原连续信号的全部信息,而不会有信息丢失,当需要时,可以根据这些抽样信号的样本来还原原来的连续信号。
根据这一特性,可以完成信号的模-数转换和数-模转换过程。
三.实验步骤1.将三个基带信号相加后抽样,然后通过低通滤波器恢复出原信号。
实现验证抽样定理的仿真系统,同时在必要的输出端设置观察窗。
如下图所示2.设置各模块参数三个基带信号频率从上至下依次为10hz、20hz、40hz。
抽样信号频率fs设置为80hz,即2*40z。
(由抽样定理知,fs≥2fH)。
低通滤波器频率设置为40hz 。
设置系统时钟,起始时间为0,终止时间设为1s.抽样率为1khz。
3.改变抽样速率观察信号波形的变化。
四.实验结果五.实验建议、意见将抽样率fs设置为小于两倍fh的值,观察是否会产生混叠失真。
实验2:验证奈奎斯特第一准则一.实验目的(1)理解无码间干扰数字基带信号的传输;(2)掌握升余弦滚降滤波器的特性;(3)通过时域、频域波形分析系统性能。
二.实验原理基带传输系统模型奈奎斯特准则提出:只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变,即使其波形已经发生了变化,也能够在抽样判决后恢复原始的信号,因为信息完全恢复携带在抽样点幅度上。
无码间干扰基带传输时,系统冲击响应必须满足x(nTs)=1(n=0); x(nTs)=0(n=!0)。
北邮通原硬件实验报告
信息与通信工程学院通信原理硬件实验报告指导教师:实验日期:实验一双边带抑制载波调幅(DSB-SC AM)一、实验目的1) 了解DSB-SC AM信号的产生及相干解调的原理和实现方法。
2) 了解DSB-SC AM的信号波形及振幅频谱的特点,并掌握其测量方法。
3) 了解在发送DSB-SC AM信号加导频分量的条件下,收端用锁相环提取载波的原理及实现方法。
4) 掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法,掌握锁相环提取载波调试方法。
二、实验内容及步骤1. DSB-SC AM 信号的产生1) 按照指导书图示,连接实验模块。
2) 示波器观察音频振荡器输出调制信号m(t),调整频率10kHz,均值03) 示波器观察主振荡器输出信号波形和频率;观察乘法器输出,注意相位翻转。
4) 测量已调信号的振幅频谱,调整加法器的G和g,使导频信号的振幅频谱的幅度为已调信号的编带频谱幅度的0.8倍。
2、DSB-SC AM 信号的相干解调及载波提取1) 调试锁相环a) 单独测试VCO的性能Vin暂不接输入,调节f0旋钮,改变中心频率,频率范围约为70~130kHz。
V in接直流电压,调节中心频率100kHz,使直流电压在-2~2V变化,观察VCO 线性工作范围;由GAIN调节VCO灵敏度,使直流电压变化正负1V时VCO频偏为10kHz。
b) 单独测试相乘和低通滤波工作是否正常。
锁相环开环,LPF输出接示波器。
两VCO经过混频之后由LPF输出,输出信号为差拍信号。
c) 测试同步带和捕捉带:锁相环闭环,输出接示波器,直流耦合。
将信号源VCO的频率f0调节到比100kHz小很多的频率,使锁相环失锁,输出为交变波形。
调节信号源VCO频率缓慢升高,当波形由交流变直流时说明VCO 锁定,记录频率f2=96.8kHz,继续升高频率,当直流突变为交流时再次失锁,记录频率f4=115.6kHz。
缓慢降低输入VCO频率,记录同步时频率f3=106.9kHz 和再次失锁时频率f1=90.7kHz。
通信原理实验报告
通信原理实验报告一、实验目的1、熟悉信号源实验模块提供的信号类别;2、加深对PCM 编码过程的理解;3、掌握2ASK 、2FSK 的调制、解调原理;4、通过观察噪声对信道的影响,比较理想信道与随机信道的区别,加深对随机信道的理解。
二、实验器材 实验模块---信号源 双踪示波器模拟信号数字化模块 数字调制模块 信道模拟模块 数字解调模块 连接线三、实验原理1、测试工具---示波器:(1)示波器的输入功能区:从通道1和通道2输入(2)示波器的测量功能区:QuickMeas 光标调节和快速测量,可以测量电压和频率;auto-scale 自动触发扫描;在左上角的按钮可以调节扫描时间;在右上角的按钮可以调节水平位置。
(3)示波器的控制功能区,Run/Stop 可以暂停便于得出波形 2、模拟信号数字化(PCM 编码)脉冲编码调制(PCM )简称为脉码调制,它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
PCM 的原理框图:PCM 主要包括抽样、量化与编码三个过程。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号;量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号;编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
(1)、采样:利用奈奎斯特定律,fs 2fb,(fs 是采样频率,fb 是信号的截止频率),满足这个不等式关系信号才不会重叠,以致信号不能还原。
(2)、量化:模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。
本实验模块中所用到的PCM 编码芯片TP3067是采用近似于A 律函数规律的13折线(A=87.6)的压扩特性压扩特性来进行发送端接收端模拟 信源抽样器 预滤 波器模拟 终端波形编码器 量化、编码数字 信道波形 解码器重建滤波器 抽样保持、低通编码的。
A律13折线:(3)、编码所谓编码就是把量化后的信号变换成代码,其相反的过程称为译码。
当然,这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的,前者是属于信源编码的范畴。
通信原理实验DSB的调制与解调
实验报告哈尔滨工程大学教务处制DSB信号的调制及相干解调一、整体方案及参数设置1.1 方案设计DSB的调制过程实际上是一个频谱搬移的过程,即是将低频信号的频谱(调制信号)搬移到载频位置(载波)。
解调是调制的逆过程,即是将已调信号还原成原始基带信号的过程,信号的接收端就是通过解调来还原已调信号从而读取发送端发送的信息。
本次实验采用相干解调法解调DSB信号(即将已调信号与相同载波频率相乘),这种方式将广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。
但在信道传输过程中定会引入高斯白噪声,虽然经过带通滤波器后会使其转化成窄带噪声,但它依然会对解调信号造成影响,对信号频谱进行分析时将对比讨论加噪声与不加噪声对其影响。
图一:DSB频谱图图二:DSB调制图三:DSB解调DSB信号与本地相干载波相乘后的输出为:Z(t)= Sdsb(t)cos ωct=m(t)cosωct*cosωct=[m(t)/2]*(1+cos2ωct),经过低通滤波后就能够无失真地恢复原始调制信号为:So(t)= 1/2 m(t),因而可得到无失真的调制信号。
1.2参数设计这儿不知道咋写……你写了给我看下吧1.3实验大纲a.绘制出DSB调制波形时域频域图,用载波将其调制,得到已调波形;b.绘制已调波形时,分为加噪与不加噪两种,分析其频谱上有何差别;c.用与载波频率相同的波对上述两种已调信号进行解调,分别分析两种波形解调结果有何不同。
二.设计实现2.1 实验程序n=2048;fs=n;s=400*pi;i=0:1:n-1;t=i/n;m=sin(10*pi*t);c=cos(300*pi*t);x=m.*c;y=x.*c;x1=awgn(x,30);x2=awgn(x,30);x3=awgn(x,30);x4=awgn(x,30);y1=x1.*c;y2=x2.*c;y3=x3.*c;y4=x4.*c;z1=x1-x;z2=x2-x;z3=x3-x;z4=x4-x;n1=z1.*c;n2=z2.*c;n3=z3.*c;n4=z4.*c;wp=0.1*pi;ws=0.12*pi;Rp=1;As=15; [N,wn]=buttord(wp/pi,ws/pi,Rp,As); [b,a]=butter(N,wn);m1=filter(b,a,y);m1=2*m1;m2=filter(b,a,y1);m2=2*m2;M=fft(m,n);C=fft(c,n);X=fft(x,n);Y=fft(y,n);X1=fft(x1,n);Z1=fft(z1,n);Z2=fft(z2,n);Z3=fft(z3,n);Z4=fft(z4,n);N1=fft(n1,n);N2=fft(n2,n);N3=fft(n3,n);N4=fft(n4,n);[H,w]=freqz(b,a,n,'whole');f=(-n/2:1:n/2-1);figure(1);subplot(221),plot(t,m,'k');axis([0,1,-0.25,1.25]);title('m(t)波形');subplot(222),plot(t,abs(fftshift(M)),'k');%axis([-300,300,0,250]); title('m(t)频谱');subplot(223),plot(t,c,'k');axis([0,0.2,-1.2,1.2]);title('c(t)波形');subplot(224),plot(t,abs(fftshift(C)),'k');%axis([-300,300,0,600]); title('c(t)频谱');figure(2);subplot(221),plot(t,x,'k');axis([0,1,-1.2,1.2]);title('无噪时已调DSB时域波形');subplot(222),plot(t,abs(fftshift(X)),'k');%axis([-300,300,0,600]); title('无噪时已调DSB频谱图');subplot(223),plot(t,x1,'k');axis([0,1,-1.2,1.2]);title('有噪时已调DSB时域波形');subplot(224),plot(t,abs(fftshift(X1)),'k');%axis([-300,300,0,600]); title('有噪时已调DSB频谱图');figure(3);subplot(311),plot(t,abs(fftshift(H)),'k');%axis([-300,300,0,200]); title('滤波器特性');subplot(312),plot(t,m1,'k');axis([0,1,-0.25,1.25]);title('DSB解调后信号波形(无噪)');subplot(313),plot(t,m2,'k');axis([0,1,-0.25,1.25]);title('DSB解调后信号波形(有噪)');2.2实验结果三.总结从程序运行结果可以看出DSB调制是对基带信号进行频谱搬移。
她通信原理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解通信系统的基本组成和原理。
2. 掌握模拟通信和数字通信的基本知识。
3. 通过实验,验证通信系统中的调制、解调、编码、解码等基本过程。
二、实验器材1. 通信原理实验平台2. 信号发生器3. 示波器4. 数字信号发生器5. 计算机及实验软件三、实验原理通信原理实验主要涉及模拟通信和数字通信两个方面。
模拟通信是将模拟信号通过调制、传输、解调等过程实现信息传递;数字通信则是将数字信号通过编码、传输、解码等过程实现信息传递。
四、实验内容及步骤1. 模拟通信实验(1)调制实验① 打开通信原理实验平台,连接信号发生器和示波器。
② 设置信号发生器输出正弦波信号,频率为1kHz,幅度为1V。
③ 将信号发生器输出信号接入调制器,选择调幅调制方式。
④ 通过示波器观察调制后的信号波形,记录调制信号的幅度、频率和相位变化。
⑤ 调整调制参数,观察调制效果。
(2)解调实验① 将调制后的信号接入解调器,选择相应的解调方式(如包络检波、同步检波等)。
② 通过示波器观察解调后的信号波形,记录解调信号的幅度、频率和相位变化。
③ 调整解调参数,观察解调效果。
2. 数字通信实验(1)编码实验① 打开数字信号发生器,生成二进制信号序列。
② 将信号序列接入编码器,选择相应的编码方式(如曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等)。
③ 通过示波器观察编码后的信号波形,记录编码信号的时序和幅度变化。
(2)解码实验① 将编码后的信号接入解码器,选择相应的解码方式。
② 通过示波器观察解码后的信号波形,记录解码信号的时序和幅度变化。
五、实验结果与分析1. 模拟通信实验结果(1)调制实验:调制信号的幅度、频率和相位发生了变化,实现了信息的传递。
(2)解调实验:解调信号的幅度、频率和相位与原始信号基本一致,验证了调制和解调过程的有效性。
2. 数字通信实验结果(1)编码实验:编码后的信号波形符合编码方式的要求,实现了信息的编码。
(2)解码实验:解码后的信号波形与原始信号基本一致,验证了编码和解码过程的有效性。
北交大通原labview实验报告-FM
《通信系统实验》课程研究性学习手册姓名祖健文学号12211189同组成员刘少强指导教师李丞时间2014年12月一、实验任务:1、实验简介:频率调制(FM )常用于无线电和电视广播。
世界各地的FM 调频广播电台使用从87.5MHz 到108MHz 为中心频率的信号进行传输,其中每个电台的带宽通常为200kHz 。
2、实验目标:进一步学习并练习图形化编程方式;学习并运用LabVIEW 和USRP 的基本模块、使用和调试方法;在直观深入理解调频收音机的工作原理的基础上,培养将具体通信原理知识转化为编程算法的思维模式、以及图形化编程的能力,感受真实信号。
3、实验任务:实现一个频率调制的收音机,并正确接收空中的调频广播电台信号。
二、理论分析: 1、频率调制FM (Frequency Modulation )代表频率调制,常用于无线电和电视广播。
世界各地的FM 调频广播电台使用从87.5MHz 到108MHz 为中心频率的信号进行传输,其中每个电台的带宽通常为200kHz 。
本实验重新温习FM 的理论知识,并介绍其基本的实现方法。
通过一个基带信号)(t m 调节载波的数学过程分为两步。
首先,信源信号经过积分得到关于时间的函数)(t θ,再将该函数当作载波信号的相位,从而实现根据信源信号变化对载波频率进行控制的频率调制过程。
FM 发射机频率调制的框图如图1所示。
图1频率调制示意图在图1的框图中,将信源信号的积分得到一个相位和时间的方程,即:⎰+=tfc d m k t f t 0)(22)(ττππθ(1.1)式中,c f 代表载波频率,f k 代表调制指数,)(τm 代表信源信号。
调制结果是相位的调制,与在时域上载波相位的变化有关。
此过程需要一个正交调制器如下图2所示:图2相位调制在此次实验中,NI USRP-2920通过天线接收FM 信号,经模拟下变频后,再使用两个高速模拟/数字转化器和数字下变频后将信号下变频至基带I/Q 采样点,采样点通过千兆以太网接口发送至PC ,并在LabVIEW 中进行信号处理。
华工通信原理实验报告
一、实验名称:通信原理实验二、实验目的:1. 理解并掌握通信原理的基本概念和原理;2. 熟悉通信系统的组成及各部分功能;3. 掌握通信系统性能指标及分析方法;4. 提高动手操作能力及实验报告撰写能力。
三、实验内容:1. 通信系统基本组成及功能;2. 信号调制与解调;3. 信道传输特性;4. 通信系统性能分析。
四、实验器材:1. 通信原理实验箱;2. 双踪示波器;3. 函数信号发生器;4. 数据采集器;5. 计算机及仿真软件。
五、实验步骤:(一)通信系统基本组成及功能1. 观察实验箱中各模块的连接情况,了解通信系统的组成;2. 分析各模块的功能,如放大器、滤波器、调制器、解调器等;3. 在实验箱上操作,观察各模块间的信号传输过程。
(二)信号调制与解调1. 设置实验箱中调制器和解调器的参数,如调制指数、载波频率等;2. 输入调制信号,观察调制器输出信号的变化;3. 将调制信号输入解调器,观察解调器输出信号的变化;4. 分析调制与解调过程,验证调制和解调的正确性。
(三)信道传输特性1. 设置实验箱中信道模块的参数,如衰减、相位延迟等;2. 输入信号,观察信道模块输出信号的变化;3. 分析信道传输特性,如衰减、相位延迟等对信号的影响;4. 通过实验验证信道传输特性对通信系统性能的影响。
(四)通信系统性能分析1. 设置实验箱中通信系统参数,如信号功率、信噪比等;2. 分析通信系统性能指标,如误码率、比特误码率等;3. 通过实验验证通信系统性能指标与系统参数的关系。
六、实验结果与分析:(一)通信系统基本组成及功能实验结果表明,通信系统由发送端、信道和接收端组成。
发送端将信号调制后发送,信道对信号进行传输,接收端对接收到的信号进行解调,从而恢复出原始信号。
(二)信号调制与解调实验结果表明,调制器能够将调制信号转换为适合信道传输的信号,解调器能够将接收到的信号恢复为原始信号。
(三)信道传输特性实验结果表明,信道传输特性对信号的影响较大,如衰减、相位延迟等会降低信号质量,影响通信系统性能。
通信原理实验报告设想(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过一系列的通信原理实验,使学生深入理解并掌握通信系统的基本概念、原理和关键技术。
通过实验操作,培养学生动手能力、分析问题和解决问题的能力,同时增强对通信理论知识的实际应用能力。
二、实验内容1. 信号与系统基础实验- 信号波形观察与分析- 信号的时域与频域分析- 系统的时域与频域响应2. 模拟通信原理实验- 模拟调制与解调实验(如AM、FM、PM)- 信道特性分析- 噪声对通信系统的影响3. 数字通信原理实验- 数字调制与解调实验(如2ASK、2FSK、2PSK、QAM)- 数字基带传输与复用- 数字信号处理技术4. 现代通信技术实验- TCP/IP协议栈原理与实现- 无线通信技术(如Wi-Fi、蓝牙)- 物联网通信技术(如ZigBee)5. 通信系统设计实验- 基于MATLAB的通信系统仿真- 通信系统性能分析与优化三、实验步骤1. 实验准备- 熟悉实验原理和实验设备- 编写实验报告提纲- 准备实验数据和分析工具2. 实验操作- 按照实验步骤进行操作,记录实验数据 - 分析实验现象,总结实验规律- 对实验结果进行误差分析3. 实验报告撰写- 实验目的与背景- 实验原理与步骤- 实验结果与分析- 实验结论与讨论- 实验心得与体会四、实验报告格式1. 封面- 实验报告题目- 学生姓名、学号、班级- 指导教师姓名、职称- 实验日期2. 目录- 实验报告各部分标题及页码3. 正文- 实验目的与背景- 实验原理与步骤- 实验结果与分析- 实验结论与讨论- 实验心得与体会4. 参考文献- 列出实验过程中参考的书籍、论文、网络资源等五、实验报告撰写要求1. 实验报告内容完整、结构清晰、逻辑严谨2. 实验原理阐述准确,实验步骤描述详细3. 实验数据真实可靠,分析结论具有说服力4. 实验报告格式规范,语言表达流畅六、实验报告评价标准1. 实验原理掌握程度2. 实验操作熟练程度3. 实验数据分析能力4. 实验报告撰写质量5. 实验心得体会通过本次通信原理实验,学生将能够全面了解通信系统的基本原理和关键技术,提高实际应用能力,为今后从事通信领域的工作打下坚实基础。
通原实验 基带传输及眼图观测
实验17 基带传输及眼图观测一、实验目的1.掌握眼图观测方法;2.学会用眼图分析通信系统性能;二、实验原理1.什么是眼图?所谓“眼图”,就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号,以码元时钟作为同步信号,基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。
干扰和失真所产生的传输畸变,可以在眼图上清楚地显示出来。
因为对于二进制信号波形,它很像人的眼睛故称眼图。
在整个通信系统中,通常利用眼图方法估计和改善(通过调整)传输系统性能。
我们知道,在实际的通信系统中,数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变,也会引入噪声和干扰,也就是说,总是在不同程度上存在码间串扰。
在码间串扰和噪声同时存在情况下,系统性能很难进行定量的分析,常常甚至得不到近似结果。
为了便于评价实际系统的性能,常用观察眼图进行分析。
眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响,是一种常用的测试手段。
在下图眼图示意图中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”,一个无失真,另一个有失真(码间串扰)。
在图中可以看出,眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。
眼图中央的垂直线表示取样时刻。
当波形没有失真时,眼图是一只“完全张开”的眼睛。
在取样时刻,所有可能的取样值仅有两个:+1或-1。
当波形有失真时,“眼睛”部分闭合,取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。
这样,保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。
换言之,在随机噪声的功率给定时,将使误码率增加。
“眼睛”张开的大小就表明失真的严重程度。
图17-1 无失真及有失真时的波形及眼图(a) 无码间串扰时波形;无码间串扰眼图(b) 有码间串扰时波形;有码间串扰眼图2.眼图参数及系统性能眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力,水平张开度反映过门限失真量的大小。
眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响,当信道信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响,因此观察眼图的张开度就可以评估系统干扰的大小。
通信原理网上实验一
实验报告(一)实验日期:2020 年4 月26 日;时间:19:00实验项目:信源编码技术实验使用仪器及装置:仪器:示波器,连接线,装置:主控&信号源模块、3号、21号模块(各一块)实验内容:一、抽样定理实验1、实验目的(1)了解抽样定理在通信系统中的重要性。
(2)掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。
(3)理解低通采样定理的原理。
(4)理解实际的抽样系统。
(5)理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。
(6)理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。
(7)理解带通采样定理的原理。
2、实验原理(1)实验原理框图抽样定理实验框图(2)实验框图说明抽样信号由抽样电路产生。
将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号,自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。
平顶抽样和自然抽样信号是通过开关S1切换输出的。
抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器,即可得到恢复的信号。
这里滤波器可以选用抗混叠滤波器(8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器)或FPGA数字滤波器(有FIR、IIR两种)。
反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的,而是用来应对孔径失真现象。
3、实验步骤实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证概述:通过不同频率的抽样时钟,从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形,以及信号恢复的混叠情况,从而了解不同抽样方式的输出差异和联系,验证抽样定理。
1、登录e-Labsim仿真系统,创建实验文件,选择实验所需模块和示波器。
2、运行仿真,开启所有模块的电源开关。
3、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。
调节主控模块的W1使A-out输出峰峰值为3V。
4、此时实验系统初始状态为:被抽样信号MUSIC为幅度4V、频率3K+1K正弦合成波。
抽样脉冲A-OUT为幅度3V、频率9KHz、占空比20%的方波。
5、实验操作及波形观测。
(1)调用示波器观测自然抽样前后的信号波形:设置开关S13#为“自然抽样”档位,用示波器CH1和CH2分别接MUSIC主控&信号源和抽样输出3#。
《通信原理实验》ASK、PSK、BFSK等实验报告
《通信原理实验》ASK、PSK、BFSK等实验报告《通信原理》实验报告⼀、实验⽬的1、掌握⽤键控法产⽣ASK、FSK信号的⽅法。
2、掌握ASK、FSK⾮相⼲解调的原理。
3、掌握BFSK调制和解调的基本原理。
4、掌握BFSK数据传输过程,熟悉典型电路。
5、了解数字基带波形时域形成的原理和⽅法,掌握滚降系数的概念。
6、熟悉BPSK调制载波包络的变化。
7、掌握BFSK载波恢复特点与位定时恢复的基本⽅法。
⼆、实验器材1、主控&信号源模块,9号、13号模块各⼀块2、双踪⽰波器⼀台3、连接线若⼲三、实验原理1、ASK调制及解调实验原理框图2、FSK调制及解调实验原理框图3、BPSK调制及解调实验原理框图四、实验步骤实验项⽬⼀ASK调制1、分别观测调制输⼊和调制输出信号:以9号模块TH1为触发,⽤⽰波器同时观测9号模块TH1和模块TH4,验证ASK调制原理。
调制输⼊信号和调制输出信号:由图可知,当输⼊为“1”时,输出为正弦信号;输⼊为“0”时,输出信号为0。
注:CH1(上⾯的波形)为调制输⼊信号,CH2(下⾯的波形)为调制输出信号。
调制输⼊信号频谱:调制输出信号频谱:2、将PN序列输出频率改为64KHz,观察载波个数是否发⽣变化。
调制输⼊信号和调制输出信号:将图与题1中的图作⽐较,可以发现,PN序列的输出频率改为64KHz时,载波的个数没有发⽣变化。
可以得出,ASK调制时,PN序列输出频率的改变,不会对载波产⽣影响。
注:CH1(上⾯的波形)为调制输⼊信号,CH2(下⾯的波形)为调制输出信号。
调制输⼊信号频谱:调制输出信号频谱:实验项⽬⼆ASK解调1、对⽐观测调制信号输⼊以及解调输出:以9号模块TH1为触发,⽤⽰波器同时观测9号模块TH1和TH6,调节W1直⾄⼆者波形相同;再观测TP4(整流输出)、TP5(LPF-ASK)两个中间过程测试点,验证ASK解调原理。
解调信号输⼊和解调输出:整流输出和LPF-ASK:注:CH1(上⾯的波形)为调制输⼊信号,CH2(下⾯的波形)为调制输出信号;CH1(上⾯的波形)为整流输出,CH2(下⾯的波形)为LPF-ASK从调制输⼊信号和输出信号的波形对⽐来看,两个的波形⼀致,但是存在这相位差。
北邮通信原理实验 基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告
北京邮电大学实验报告题目:基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告班级:2013211124专业:信息工程姓名:曹爽成绩:目录实验一:抽样定理 (3)一、实验目的 (3)二、实验要求 (3)三、实验原理 (3)四、实验步骤和结果 (3)五、实验总结和讨论 (9)实验二:验证奈奎斯特第一准则 (10)一、实验目的 (10)二、实验要求 (10)三、实验原理 (10)四、实验步骤和结果 (10)五、实验总结和讨论 (19)实验三:16QAM的调制与解调 (20)一、实验目的 (20)二、实验要求 (20)三、实验原理 (20)四、实验步骤和结果 (21)五、实验总结和讨论 (33)心得体会和实验建议 (34)实验一:抽样定理一、 实验目的1. 掌握抽样定理。
2. 通过时域频域波形分析系统性能。
二、 实验要求改变抽样速率观察信号波形的变化。
三、 实验原理一个频率限制在0f 的时间连续信号()m t ,如果以012S T f的间隔进行等间隔均匀抽样,则()m t 将被所得到的抽样值完全还原确定。
四、 实验步骤和结果1. 按照图1.4.1所示连接电路,其中三个信号源设置频率值分别为10Hz 、15Hz 、20Hz ,如图1.4.2所示。
图1.4.1 连接框图图1.4.2 信号源设置,其余两个频率值设置分别为15和202.由于三个信号源最高频率为20Hz,根据奈奎斯特抽样定理,最低抽样频率应为40Hz,才能恢复出原信号,所以设置抽样脉冲为40Hz,如图1.4.3。
图1.4.3 抽样脉冲设置3.之后设置低通滤波器,设置数字低通滤波器为巴特沃斯滤波器(其他类型的低通滤波器也可以,影响不大),截止频率设置为信号源最高频率值20Hz,如图1.4.4。
图1.4.4 滤波器设置4.为了仿真效果明显,设置系统时间如图1.4.5所示。
图1.4.5 系统时间设置5.之后开始仿真,此时选择抽样速率恰好等于奈奎斯特抽样频率,仿真结果如图1.4.6所示,图中最上面的Sink4是相加后的输入信号波形,中间的Sink8是输入信号乘以抽样脉冲之后的波形,最下面的Sink9是低通滤波恢复后的波形。
通信原理实验报告(8份)
通信原理实验报告(8份)姓名:学号:通信原理实验报告姓名:姓名:学号:实验一HDB3码型变换实验一、实验目的了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。
掌握HDB3码的编译规则。
了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。
二、实验器材主控&信号源、2号、8号、13号模块双踪示波器连接线三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图各一块一台若干姓名:学号:HDB3编译码实验原理框图2、实验框图说明我们知道AMI编码规则是遇到0输出0,遇到1则交替输出+1和-1。
而HDB3编码由于需要插入破坏位B,因此,在编码时需要缓存3bit的数据。
当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。
当4个连0时最后一个0变为传号A,其极性与前一个A的极性相反。
若该传号与前一个1的极性不同,则还要将这4个连0的第一个0变为B,B的极性与A相同。
实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后,得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号,再通过电平转换电路进行变换,从而得到HDB3编码波形。
同样AMI译码只需将所有的±1变为1,0变为0即可。
而HDB3译码只需找到传号A,将传号和传号前3个数都清0即可。
传号A的识别方法是:该符号的极性与前一极性相同,该符号即为传号。
实验框图中译码过程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路,再通过译码处理,得到原始码元。
四、实验步骤姓名:学号:实验项目一HDB3编译码(256KHz归零码实验)概述:本项目通过选择不同的数字信源,分别观测编码输入及时钟,译码输出及时钟,观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。
1、关电,按表格所示进行连线。
2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3编译码】→【256K归零码实验】。
将模块13的开关S3分频设置拨为0011,即提取512K同步时钟。
姓名:学号:3、此时系统初始状态为:编码输入信号为256K的PN序列。
4、实验操作及波形观测。
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学院信息与通信工程学院专业通信工程班级 2011211116 学号 2011210459 姓名张乾实验二时域仿真精度分析【实验目的】1. 了解时域取样对仿真精度的影响2. 学会提高仿真精度的方法【实验原理】一般来说,任意信号s(t)是定义在时间区间(-无穷,+无穷)上的连续函数,但所有计算机的CPU 都只能按指令周期离散运行,同时计算机也不能处理这样一个时间段。
为此将把s(t)按区间[-T/2 ,+T/2 ]截短为按时间间隔dert T均匀取样,得到的取样点数为N=T/dert T.仿真时用这个样值集合来表示信号s(t)。
Dert T反映了仿真系统对信号波形的分辨率,越小则仿真的精确度越高。
据通信原理所学,信号被取样以后,对应的频谱是频率的周期函数,其重复周期是1/t;。
如果信号的最高频率为那么必须有才能保证不发生频域混叠失真,这是奈奎斯特抽样定理。
设则称为仿真系统的系统带宽。
如果在仿真程序中设定的采样间隔是,那么不能用此仿真程序来研究带宽大于这的信号或系统。
换句话说,就是当系统带宽一定的情况下,信号的采样频率最小不得小于2*Bs,如此便可以保证信号的不失真,在此基础上时域采样频率越高,其时域波形对原信号的还原度也越高,信号波形越平滑。
也就是说,要保证信号的通信成功,必须要满足奈奎斯特抽样定理,如果需要观察时域波形的某些特性,那么采样点数越多,可得到越真实的时域信号。
【实验步骤】1.将正弦波发生器模块、示波器模块、时钟模块按下图连接:时钟设置为0.01时的波形图时钟设置为0.3的波形图f=1hz fs=1/0.3hz 时域仿真精度失真,满足取样定理,,但一个周期内采样点3个点。
图中出现的折现,是因为采样点数不够,但并不代表不能无失真恢复,从频域角度上,原信号的频率信息都有保留,所以通过低通滤波器后能恢复出来。
f=1hz fs=2hz 时域仿真精度失真,满足取样定理,因为在一个周期内的两个采样点恰好是零点。
这是因为采样的是cos(w*nT/2)=cos(n*pi/2),其中初始相位为0,如果初始相位不为0的话,还是可以恢复的。
但是对一个单频的信号,只需要传输幅值,频率,相位三个参量就行,没有必要进行采样。
f=1hz fs=2hz 时域仿真精度失真,满足取样定理,因为在一个周期内的两个采样点恰好是零点。
这是因为采样的是cos(w*nT/2)=cos(n*pi/2),其中初始相位为0,如果初始相位不为0的话,还是可以恢复的。
但是对一个单频的信号,只需要传输幅值,频率,相位三个参量就行,没有必要进行采样。
【实验结论】信号的采样频率最小不得小于2*Bs,如此便可以保证信号的不失真,在此基础上时域采样频率越高,其时域波形对原信号的还原度也越高,信号波形越平滑。
也就是说,要保证信号的通信成功,必须要满足奈奎斯特抽样定理,如果需要观察时域波形的某些特性,那么采样点数越多,可得到越真实的时域信号。
实验三频域仿真精度分析【实验目的】理解DFT 的数学定义及物理含义;学会应用FFT 模块进行频谱分析;进一步加深对计算机频域仿真基本原理以及方法的学习掌握。
【实验原理】在通信系统仿真中,经常要用有限长序列来模拟实际的连续信号,用有限长序列的DFT 来近似实际信号的频谱。
DFT 只适用于有限长序列,在进行信号的频谱分析时,它的处理结果会含有一定的偏差。
下面分析一下DFT 对信号频谱分析的影响。
注意处理好时域混叠和频域混叠;注意频谱泄露。
【实验步骤】1、将正弦波发生器(sinusoid generator)、触发时钟(CLOCK_c)和频谱示波器模块按下图所示连接。
【实验结果】(1).参数设置:时钟开始时间:0 采样周期:0.04s 正弦波幅度:1 频率:10hz ,初始相位:0FFT 采样周期:0.04s 点数:40960窗类型: 矩形窗得出频谱图如下(2)时钟开始时间:0 采样周期:0.04s正弦波幅度:1 频率:10hz 初始相位:0FFT 才采样周期0.04s 点数:4096窗类型: 矩形窗得出频谱图如下:(3) 时钟开始时间:0 采样周期:0.04s正弦波幅度:1 频率:10hz ,初始相位:0FFT 采样周期0.04s 点数:40960窗类型: 汉明窗(4) 时钟开始时间:0 采样周期:0.04s正弦波幅度:1 频率:10hz ,初始相位:0FFT 采样周期0.04s 点数:40960窗类型汉宁窗(5) 时钟开始时间:0 采样周期:0.04s正弦波幅度:1 频率:10hz ,初始相位:0FFT 采样周期0.04s 点数:40960窗类型:三角窗答:观察这两个图的参数设置,只有FFT的点数不同。
图(1)中为40960点,图(2)中为4096点。
从频谱所示可以看出,当点数为40960点的时在10hz有一明显的冲激。
当点数为4096时,在10hz处有一尖峰,在10hz两侧还有拖拽。
下面定性分析为什么FFT点数不同得出的频谱图也不同的原理。
首先sin(x)函数产生的是一个连续的无穷的量,计算机是无法处理的。
为此需要时域抽样和截短,不妨设此处时域抽样为“时抽一”,时域截短为“时截一”。
“时抽一”使用梳状函数去乘以原信号,造成的是频域上以抽样频率做周期性扩展。
“时截一”对应的是时域加窗(矩形窗),造成的频域卷积Sa(x)函数。
综上,到这一步得到的频谱为一连串的Sa(x)函数,两个最近的主瓣峰值之间的距离为2*F(F为信号的频率),两个最经的主瓣对之间的距离为fs(fs为抽样频率)。
然后做FFT。
FFT即取DFS的主值序列。
DFS做的是吧原来“时截一”的结果扩展成周期序列,然后再求其DFS,对应频域上是用扩展频率去采样原频域信号。
一般来说,时域加窗的长度等于做DFS时的扩展周期,也等于FFT的点数所以,时域加窗,所用的窗口越大,频域Sa(x)函数的主瓣就越窄越逼近冲激函数,同时旁瓣之间的合成的起伏也越小。
所用窗口越大,也造成DFS时对频域抽样的间隔越小,得出来的频谱越细腻,也越接近未抽样时的频谱。
而有时,我们获取的点数是一定的(时域截短长度一定),但我们为了能多的看到频域的信息,我们会对抽样序列进行填零处理。
这一处理,并没有改变原来未进行DFS变换时的频谱,却改变了DFS对频域抽样的抽样频率,使得抽样的间隔变小。
也即是说,频域包含的信息并没有增加,只是我们能看到的部分变多了。
接下来,就是一个加窗的问题了。
在本次实验中,我们可以看到有很多窗,矩形窗,汉明窗,三角窗。
而我们所用的这这些窗,是在时域抽样后加的,原理默认的是矩形窗,但矩形窗虽有最窄的主瓣宽度,但却有最大的旁瓣峰值和最慢的旁瓣衰减速度。
所以用其他的窗是用主瓣宽度换取过渡带宽的缩小。
对于本题,正如上面分析的,FFT点数增加,即窗宽度增加时,sa(x)函数主瓣越窄,越接近冲激函数,同时做DFS时频域采样间隔也越小,采样误差减小。
2. 观察图(1)图(3)所示频谱图的不同,解释其原因。
答:图(1)用的是矩形窗,图(3)用的是汉明窗,二者FFT点数一样。
从图中可以看出,汉明窗相比矩形窗,用主瓣宽度,换取了较小的旁瓣波动所以得出的波形主瓣宽度增加,衰减平缓。
3. 将FFT 模块中的参数Type of window 改成2 和4,观察仿真结果的变化,解释其原因。
答:原因同2.实验五取样和重建【实验目的】了解取样定理的原理,取样后的信号如何恢复原信号;了解取样时钟的选取。
【实验原理】数字信号是通过对模拟信号进行采样、量化和编码得到的,模拟信号是时间和幅度都连续的信号,记作x(t)。
采样的结果是产生幅度连续而时间离散的信号,这样的信号常被称为采样数据信号。
原理如下:低通采样定理:如果采样频率,那么带限信号就可以无差错地通过其采样信号恢复。
模型:具体原理见讲义。
在满足采样定理条件的情况下,初始输入信号可以从这些抽样值中恢复出来。
【实验步骤】1. 脉冲信号产生器(Pulse generator, 来自Scicom_sources 元件库)、正弦波发生器(sinusoid generator)、模拟低通滤波器(analog low pass filter)、直流发生器DC、触发时钟(CLOCK_c)、乘法器、示波器模块(MScope)、频谱示波器(FFT)模块按下图所示连接。
一.时钟周期0.0005 初始时间0周期采样脉冲:周期0.25 采样时间0.00001s余弦波:频率0.4hz 初始相位0LPF 截止频率0.5hz重建信号FFT 窗口2周期:0.005 大小40960采样后信号FFT 窗口:矩形窗周期:0.000005 大小4096采样周期脉冲采样时间变为0.1【实验结果分析】:【思考题】1.分析改变占空比前后采样信号功率谱有何区别,并解释其原因。
答:原周期采样脉冲:周期0.25 采样时间0.00001s采样时间0.1s实际采样是,很难找到一个理想的冲激函数序列,通常是一个具有一定占空比的方波序列。
改方波序列可以看做是方波通过一个理想冲激函数序列的输出,而方波对应频域的sa(x)函数,方波占空比越小,sa(x)函数的主瓣越宽,情况是方波就是冲激函数,输出即为理想的冲激函数序列。
所以,当所用的采样方波占空比很小时,可以近似的看做是理想冲激序列,得出的频谱就是一个无衰减的频谱。
但是,当方波占空比较大时,就不能这样近似了,Sa(x)函数的旁瓣叠加起来仍然存在衰减,也正如图(2)所看到的的。
2观察图5.27 中信号时域采样后,其对应的频谱周期延拓现象,其周期是多少?答:sin(x)函数对应的是频域上关于y轴两根冲激,采样相当于sin(x)的频谱卷积采样信号的频谱,采样信号的频谱相当于具有一定占空比方波的频谱乘以理想冲激函数序列的频谱。
所以,可以这样看采样信号的频谱,先把sin(x)的频谱卷积理想冲激序列的频谱,现在sin(x)的频谱为中心在原点,间隔0.8hz的两个冲激,理想冲激序列间隔为4hz,所以,以所有4*nHz为中心,加上两个0.8hz的冲激,然后再把这些冲激换成具有一定占空比的方波对应的sa(x)函数的频谱,即得采样信号的频谱。
所以周期严拓的周期为4hz,每隔4hz出现一对脉冲,这两个脉冲相距0.8hz。
实验结果验证了上述分析。
3. 观察并对照表5.9、表5.10 两组参数设置下出现的不同仿真现象,结合信号与系统相关理论分析不同采样函数占空比对信号频谱的影响。
答:不同占空比体现了其对理想冲激函数的逼近程度,占空比越小,越趋近于理想冲激函数。
由(1)中的分析可知,分两种极限情况可以很清楚的说明这一影响。
情况一,占空比趋近0,即为理想冲激函数,得到的采样信号的频谱就是一系列分开的冲激。
也就是如理论分析所示,如下图,令占空比为0.00000000001(fft点数409600)情况二,占空比为1,得到的将是一系列主瓣宽度为4hz的sa(x)函数的叠加。