基于LabView的调制解调系统设计
基于labview的频率调制分解
国家电工电子实验教学中心通信系统与原理实验报告实验题目:基于LabVIEW的频率调制学院:电子信息工程学院专业:通信1210班通信1212班学生姓名:学号:任课教师:李纯喜李磊实验老师:王琴一、实验目标本实验的目的是实现一个基于LabVIEW和NI-USRP平台的调频收音机,并正确接收空中的调频广播电台信号。
让学生可以直观深入的理解调频收音机的工作原理,感受真实信号。
并通过实验内容熟悉图形化编程方式,了解软件LabVIEW 和USRP硬件基本模块的使用和调试方法,为后续实验奠定基础。
二、实验环境与准备软件LabVIEW 2012(或以上版本);硬件NI USRP(1台)及配件。
三、实验原理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。
m调节载波的数学过程分为两步。
首先,信源信号经过通过一个基带信号)(t,再将该函数当作载波信号的相位,从而实现根据积分得到关于时间的函数)(t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:⎰+=tfcdmktft)(22)(ττππθ(1.1)式中,cf代表载波频率,fk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。
基于LabVIEW的信号与系统虚拟实验的开发与设计
基于LabVIEW的信号与系统虚拟实验的开发与设计一、实验目的1.熟悉信号的幅值调制与解调原理。
2.了解信号调制与解调中频谱的变换,加深对调制与解调的明白得。
3.设计一个简单的多路通信系统。
4.熟悉LabVIEW软件的开发过程。
二、实验原理在通信和操纵系统中,为了能在一个信道中同时传输多路信号而不致相互干扰,在受信端又必须把各路信号分离出来,就必须采纳调制与解调技术。
假如不进行调制而是把被传送的信号直截了当辐射出去,那么有可能多路信号的频率相同,当它们混在一起的时候,最后就无法选择所需要的信号。
调制作用的实质是把各种信号的频谱搬移,使它们互不重叠地占据不同的频率范畴,也即信号分别托附于不同频率的载波上,最后就能够分离出所需频率的信号,不致相互干扰。
此问题的解决为在一个信道中传输多对通话提供了依据,这确实是利用调制与解调原理实现〝多路复用〞。
1. 调制系统原理调制系统的时域数学模型可用一个乘法器表示,如图1〔a〕,其中f〔t〕为调制信号即传输信号。
c〔t〕= cosω0t为载波信号,ω为载波频率;调制器的输出信号y〔t〕= f〔t〕c〔t〕。
-ω1ω1图1〔b〕f〔ty〔t〕图1(a)〔 〕-ωωC(ω)ω图1〔c〕假设调制信号f 〔t 〕的频谱为F 〔ω〕,占据-ω1至ω1的有限频带,如图1〔b 〕,将f 〔t 〕与c 〔t 〕进行时域相乘,即得到已调信号y 〔t 〕,依照卷积定理,可知输出信号y 〔t 〕的频谱为: Y 〔ω〕= F 〔f 〔t 〕c 〔t 〕〕=π21F 〔ω〕* C 〔ω〕 其中: C 〔ω〕= π〔δ〔ω-ω0〕+δ〔ω+ω0〕〕为余弦信号频谱,其频谱图如图1〔c 〕所示。
因此: Y 〔ω〕= 21〔F 〔ω-ω0〕+F 〔ω+ω0〕〕,其频谱图2所示:由图1和图2可见,通过调制后,使原信号的频谱发生移动但其形状不变,或者说将原先的信号搬移到高频率的载波信号上以便于通过线路进行有线传输或通过发射机进行无线传输。
基于labview的数字信号的调制解调仿真实验设计
一、实验目的1、了解LabVIEW的编程与运行环境。
2、掌握LabVIEW的基本操作方法,并编写简单的程序。
3、了解数字信号的调制解调的原理。
4、利用LabVIEW进行数字信号的调制解调的仿真设计并调试。
二、实验设备清单1、微型计算机2、LabVIEW软件三、实验要求1、完成简单数字信号调制过程与解调过程。
2、载波信号要求为某个(频率自己设定)的正弦波或余弦波。
3、生成可执行文件,可以在没有该软件的环境下运行。
4、人机界面良好。
5、所有信号均采用LabVIEW仿真产生。
四、实验原理2ASK调制解调工作原理所谓的调制就是在发送端将所要传送的基带信号附加在高频信号上。
原始基带信号称为调制信号;高频信号就是作为调制信号的运载工具,称为载波信号;经过调制的高频信号称为已调波信号。
在接收端要想得到原始的基带信号,这就需要解调,解调其实就是调制的逆过程。
在信号调制中,由于正弦信号有幅值、频率、相位3 个参数,故可以对这3 个参数进行调制,分别称为调幅(Amplitude modulation )、调频(Frequency modulation )、调相(Phase modulation )。
本次实验以调幅为例。
1、 2ASK 调制工作原理调制信号为二进制数字信号时,这种调制称为二进制数字调制。
在2ASK 调制中,载波的幅度只有两种变化状态,即利用数字信息“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“1”,无载波输出时表示发送“0”。
2ASK 信号可表示为t t b t e c ωcos 0)()(= (4-1)式中,c ω为载波角频率,是为单极性NRZ 矩形脉冲序列)()(b an nT t g a t b -=∑ (4-2)其中,g (t )是持续时间为b T 的矩形脉冲,常称为门函数;n a 为二进制数字,当1=n a ,出现概率为P ;当0=n a ,出现概率为(1-P )。
基于LabVIEW的AM调制与解调
成绩评定表课程设计任务书目录1 目的及基本要求........................................ 12 AM调制与解调的原理.................................... 12.1 AM调制与解调的原理.................................................................................. 12.2流程设计........................................................................................................ 12.3设计步骤........................................................................................................ 13 AM调制与解调的设计和仿真.............................. 23.1总体程序设计................................................................................................ 23.2 各功能模块详细设计.................................................................................. 34 结果及性能分析........................................ 64.1 运行结果...................................................................................................... 64.2 性能分析...................................................................................................... 7参考文献................................. 错误!未定义书签。
基于labview的AM调制解调设计
!学习资料仅供参考!基于labview的AM调制解调设计一、实验目的本实验要求在LabVIEW上完成幅度调制(amplitude modulation,简称AM)的演示程序,目的是熟悉图形化编程方式,了解LabVIEW的基本模块、使用和调试方法,更直观深入的理解AM的原理和影响因素。
二、实验任务1、依据解决方案,实现系统或模块,在设计实现环节上体现创造性,要求每组同学完至少2种基于LabVIEW的AM调制和解调程序,并调试通过(提示: AM调制有DSB.SSB.VSB等多种调制方式,相干解调、非相干解调等多种解调方式。
)2、对设计系统进行功能和性能测试,进行必要的方案改进。
3、分析各参数对已调信号时城和频城波形的影响,解调信与调制信号对比。
三、实验原理AM调制是使载波的振幅按照所需传送信号的变化规律而变化,但频率保持不变的调制方法,是使高频载波的振幅随信号改变的调制方式。
(t)的表达式和调制信号uΩ(t)的表达式分别为:若设载波uc根据调幅的定义,当载波的振幅值随调制信号的大小作线性变化时,即为调幅信号,则已调波的波形如下图(c)所示,图(a)、(b)则分别为调制信号和载波的波形。
由图可见,已调幅波振幅变化的包络形状与调制信号的变化规律相同,而其包络内的高频振荡频率仍与载波频率相同,表明已调幅波实际上是一个高频信号。
可见,调幅过程只是改变载波的振幅,使载波振幅与调制信号成线性关系,即使Ucm 变为Ucm+KaUΩm cosΩt,据此,可以写出已调幅波表达式为:M a 称为调幅系数,Umax表示调幅波包络的最大值,Umin表示调幅波包络的最小值。
Ma表明载波振幅受调制控制的程度,一般要求0≤Ma≤1,以便调幅波的包络能正确地表现出调制信号的变化。
Ma>1的情况称为过调制, 下图所示为不同Ma时的已调波波形。
为了分析调幅信号所包含的频率成分,可将式uAM按三角函数公式展开,可以得到:可见,在已调波中包含三个频率成分:ωc 、ωc+Ω和ωc-Ω,其中ωc+Ω称为上边频,ωc-Ω称为下边频,由此而得到调幅波的频谱如下图所示。
基于LabVIEW的频移键控调制解调系统仿真设计_马小青
Value Engineering课程教学基本要求:试行[M].北京:高等教育出版社,2006.9.[2]赵燕.基于网络教学平台的精品课程网站建设[J].江苏科技信息,2011,(3):30-32.[3]练永华.试论高职院校精品课程与互动开放式网络教学平台建设[J].湖北经济学院学报(人文社会科学版),2009,12(6):158-159.[4]何克抗,李文光.教育技术学[M].北京:北京师范大学出版社,2002.[5]李兆延等.网络教学平台的设计与实现[J].高等教育研究,2008,25(3):45-48.基于LabVIEW 的频移键控调制解调系统仿真设计Simulation and Design of LabVIEW-based Frequency-shift Keying Modulation and Demodulation System马小青MA Xiao-qing ;侯亚玲HOU Ya-ling(西安欧亚学院信息工程学院,西安710065)(Information &Engineering School ,Xi'an Eurasia University ,Xi'an 710065,China )摘要:文章以LabVIEW 软件为平台对4FSK 仿真系统进行了总体设计,并利用LabVIEW 软件平台对4FSK 的调制模块、解调模块以及调制解调综合模块进行系统仿真。
结果表明,在LabVIEW 软件平台上可以很方便对各种通信链路、调制解调、编码解码等进行动态系统仿真。
Abstract:The 4FSK simulation system was made overall design,taking LabVIEW software as a platform,and the modulation module,demodulation module as well as comprehensive module of modulation and demodulation of 4FSK with the use of LabVIEW software platform.The results show that it can be very convenient for a variety of communications links,modulation and demodulation,encoding and decoding to carry out dynamic system simulation in the LabVIEW software platform.关键词:LabVIEW ;4FSK ;仿真;调制与解调Key words:LabVIEW ;4FSK ;simulation ;modulation and demodulation 中图分类号:TP29文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)31-0203-020引言数字技术的飞速发展与数字旗舰的广泛使用,使得数字信号处理在通信系统中的应用越来越重要。
基于LabVIEW的FSK调制解调仿真设计
0, an = 1, 出现概率为P 出现概率为- 1 P
n
1, an = 0,
出现概率为P 出现概率为- 1 P
当 忽 略 载 波 初 相 位 ϕ n 和 θn 时 ,2FSK 信 号 的 时 域 表 达 式 为 :
图1 数字通信系统模型图
S 2FSK ( t ) = ∑ a n g ( t − nTS ) cos ω1 t + ∑ a n g ( t − nTs ) cos ω 2 t n n = s ( t ) cos ω 1 t + s ( t ) cos ω 2 t
传 统 的 模 拟 无 线 通 信 一 般 采 用 调 频 (FM) 和 调 幅 (AM) 两 种 方 式 ,它 们 已 不 能 适 应 高 速 数 据 通 信 的 要 求 。 进 入 80 年 代 后 , 数 字 无 线通信方式以其便于传输和交换、 便于存储、 处理、 抗干扰能力强 , 差 错 可 控 等 优 点 成 为 主 流 , 其 调 制 方 式 有 振 幅 键 控 (ASK) 、 移频键 控 (FSK) 和 相 移 键 控 (PSK), 其 中 以 移 频 键 控 (FSK) 以 具 有 方 法 简 单、 易于实现、 抗噪声和抗衰落性能较强以及解调不须恢复本地载 波等优点而在现代数字通信系统的低、 中速数据传输中得到广泛 的应用。 由 于 数 字 键 控 多 采 用 二 进 制 ,所 以 二 进 制 移 频 键 控 即 (2FSK) 应用最为广泛。 例如我们常见的餐厅无线点餐系统 , 其中无 线 传 输 部 分 就 使 用 FSK 的 调 制 解 调 。 下 面 对 2FSK 的 调 制 解 调 进 行 仿真。
1 数字通信系统模型
数字通信系统是利用数字信号来传输信息的通信系统。 其数 字 通 信 系 统 模 型 图 如 图 1所 示 ,这 里 的 发 送 设 备 包 括 信 源 编 码 、 信 道编码和调制三个部分。 信源编码是对模拟信号进行编码 , 得到相 应 的 数 字 信 号 ;而 信 道 编 码 则 是 对 数 字 信 号 进 行 再 次 编 码 ,使 之 具
基于LabVIEW的虚拟数字调制解调系统设计_梁芳
2010年2月第2期电子测试ELECTRONIC TESTFeb.2010No.2基于LabVIEW的虚拟数字调制解调系统设计梁芳,杨光(中北大学信息探测与处理技术研究所,山西 太原 030051)摘要:在 Windows XP系统下,使用LabVIEW开发了虚拟数字调制解调系统。
该系统使用虚拟仪器技术,解决了传统实验教学中使用传统仪器投资大、用途单一、维护困难等缺陷,具有界面友好,维护简单等优点。
文中详细阐述了数字调制解调系统的设计过程,并给出了仿真结果,为改善大学电工类实验教学提出一种新的方法。
关键词:虚拟仪器;数字调制解调系统;实验教学;LabVIEW中图分类号:TP391.9 文献标识码:ADesign of the virtual instrument of digital modulation and demodulation system on LabVIEWLiang Fang, Yang Guang(Institute of Signal Capturing & Processing Technology, North University of China, Taiyuan, 030051, China)Abstract: In the Windows XP system ,a virtual instrument of digital modulation and demodulation system based on LabVIEW has been developed. In the system ,the technology of virtual instrument has been used to improve the limitation of the traditional experiment teaching of using traditional instrument, which has large investment, single-use, and difficulty maintenance. The system has better interface and easier maintenance. Then the designing process of digital modulation and demodulation system has been introduced in detail. The simulative result is also provided. And this work gives insights into the improvement of college electronic engineering experiment teaching. Keywords: virtual instrumentation; digital modulation and demodulation system; experiment teaching; LabVIEW0 引言在高等理工科院校的教学实验中,需要使用各种电子仪器,而有些高档台式仪器价格昂贵,普通高校不可能大量购买以满足教学和试验的需要,而且这些传统仪器易受实验条件的限制,往往很难得到丰富的实验结果,这必将影响学生对先进技术的学习和掌握[1-3]。
基于LabVIEW的AM调制与解调
成绩评定表课程设计任务书目录1 目的及基本要求........................................ 12 AM调制与解调的原理.................................... 12.1 AM调制与解调的原理.................................................................................. 12.2流程设计........................................................................................................ 12.3设计步骤........................................................................................................ 13 AM调制与解调的设计和仿真.............................. 23.1总体程序设计................................................................................................ 23.2 各功能模块详细设计.................................................................................. 34 结果及性能分析........................................ 64.1 运行结果...................................................................................................... 64.2 性能分析...................................................................................................... 7参考文献................................. 错误!未定义书签。
基于LabVIEW的模拟调制解调系统设计
基于LabVIEW的模拟调制解调系统设计朱燕;曹磊;王庆春;黄鹤【摘要】简要说明通信过程中模拟调制和解调的原理,基于NI LabVIEW8.5软件平台,设计开发了模拟调制和解调软件系统,通过该系统可以在时域和频域中实时观察幅度、双边带、单边带和残留边带信号,并分析其仿真结果.该设计系统可以应用于信号和通信等教学及实验课程中,加深学生对这类课程理解和掌握,从而提高高校理工科的教学水平和质量.%The analog modulation and demodulation principle in communication is illustrated briefly. The analog modulation and demodulation system based on NI LabVIEW 8. 5 software platform was designed and developed. The signal such as amplitude signal, double sideband signal, single sideband signal, vestigial sideband signal and so on can be observed real-timely through this system. The simulation result is analyzed. The design system can be applied to signal and communication teaching and experiment course, deepen students' understanding and mastering of the courses in science and engineering so as to enhance the teaching level and quality.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)007【总页数】4页(P183-186)【关键词】LabVIEW;模拟调制;解调;实时观察【作者】朱燕;曹磊;王庆春;黄鹤【作者单位】安康学院,陕西安康725000;安康学院,陕西安康725000;安康学院,陕西安康725000;西北工业大学,陕西西安 710072【正文语种】中文【中图分类】TN914.1-340 引言随着信息时代的快速发展,信息科学技术已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大动力,调制和解调系统在通信、广播、电视等信息传输系统已得到了广泛的应用。
基于LabVIEW的信号调制与解调 virtual instrument
虚拟仪器专题实验————调制与解调班级:信息 83*****学号:********调制与解调一、实验目标通信系统在人、系统之间的信息传递上起着至关重要的作用。
在所有的通信系统中,源信息都要先被某一发射装置或是调制器所处理,以将它变化到在通信信道上最适合传输的形式,而在接收端又可通过适当的处理将信号给予恢复。
调制就是将一个载有信息的信号嵌入另一个信号的过程,以便于有效地传输信号。
为了简化,本实验只对幅度调制与解调进行演示。
载有信息的调制信号和某一正弦载波信号相乘就得到已调信号。
而信号时域的相乘带来的就是其在频域的频谱的搬移,即调制信号的频谱搬移到载波信号的频率上。
二、实验要求本实验要求对一个复信号(如复正弦信号),对其作幅度调制,表现出信号的频谱的翻转和搬移的确切过程。
要求包括普通AM,双边带和单边带三种幅度调制方式。
本实验的演示界面上至少应包括如下内容:1. 原始信号频率(可改变);2. 载波频率(可改变);3. 调制后的频谱和波形;4. 解调后的频谱和波形;三、实验说明1. 请注意频谱不对称的信号的产生方法,这是本实验唯一的难点。
2. 所编程序应该有适当的注释,包括框图窗口中的局部变量都需要注释。
每个功能块也需要说明,程序中也需要旁注。
3. 最后要形成一个详细的报告,包括VI 的设计,演示的原理,在完成的过程中所遇到的问题及解决方法和最终的心得等等。
四、实验设计及运行结果设计分析:调制实质上是实现频谱的向上搬移(故最简单的实现基于信号相乘),而解调则是与之相反(故最简单的实现仍是信号相乘),但是在搬移过程中,因为信号相乘的特性,会产生互调频谱,故要通过滤波器滤去不利频率。
具体实现如下。
1、普通AM调制1.AM调幅波的时域表达式;其中:为调幅指数,为调制信号;为载波信号;Labview设计:调制信号波形及频谱图-1 参数设置与信号波形图-2调制信号频谱图-3已调信号频谱图-4解调信号频谱图-5 AM调制程序框图2. DSB调制DSB调制波的时域表达式为:其中:为调制波为载波调制信号波形及频谱图6-DSB调制解调参数设定与时域波形图-7DSB调制解调信号频谱图图-8DSB调制解调已调信号频谱图图-9DSB调制解调解调信号频谱图图10-DSB调制解调程序框图3. SSB调制SSBSC信号产生方法:滤波法带通滤波器调制信号波形及频谱图-11 SSB调制解调图-12 SSB调制解调调制信号频谱图图-13 SSB调制解调已调信号频谱图图-14 SSB调制解调解调信号频谱图图-15 SSB调制解调程序框图五、问题分析及解决1. 在调制时,再将载波频率增加到1kHz以上时,程序容易出现问题。
基于LabVIEW的虚拟数字调制解调系统设计
形支持 得不够 。虚拟 仪器技 术的发展 ,aVE 的 L b lW
出现 为虚拟 实验 系统提供 了一条新的思路 。它采用
图形化编程 ,具备 强大的信 号处 理 、数据分析的功 能 非常适合虚拟实验 系统 的开发 H。
进 制 序
列
二
1 二进 制 数字 调 制解 调 系统 的结构 设计
二进 制 数 字调 制信 号 的产 生方 式 有 两种 ,一
u e a d d f c l i tn n e Th y t m a e tri t r c n ai r an e a c . e h ei n n r c s o s , n if u t man e a c . e s s l i y e h sb te n ef e a d e s i t n n e Th n t e d s i g p o es f a em g
且 这些传统仪器 易受实验条件 的限制 ,往往很难得
仿 真 ( vc B、MA L B等 ) 继 出现 , 如 、V TA 相 但使 用这些 计算机语言实现虚拟 实验系统要求 开发人 员
必须具 备专业的程序设计 知识 ,而且这些 语言对图
到 丰富的实验结 果 ,这必将影响学 生对 先进技术 的
21 o o年 2月 第 2期
电 子 灞 试
ELECT R0 NI 丁 C ES 7 -
Fe 1 b 2o o No. 2
基于L b I W 的虚拟数字调制解调系统设计 aVE
梁 芳 ,杨 光
( 中北大学信息探测与处理技术研 究所 ,山西 太原 0 0 5 ) 30 1
摘要 :在 Widw P no s 系统下 ,使用Lb IW 开发 了虚拟数字调 制解 调系统 。该系统使 用虚 拟仪器技术 ,解 X aVE 决了传统实验教学 中使 用传 统仪器投资大 、用途单一 、维护 困难等缺 陷 ,具有界面友好 ,维 护简单等优点 。 文中详细 阐述 了数 字调 制解 调系统的设 计过程 ,并给出 了仿真结果 ,为改善大学 电工类实验教 学提出一种新
基于LabVIEW的2ASK调制解调模拟设计
基于LabVIEW的2ASK调制解调模拟设计0 引言通信技术和通信产业20世纪80年代以来发展最快的领域之一,通信技术不断更新,通信系统越来越向综合复杂方面发展,使用快捷、方便的设计工具成为缩短开发、分析通信系统周期的必要条件之一。
近年来,随着计算机技术的迅猛发展与应用,出现了c/c++、visual basic、network simulator、labview/cvi、matlab等多种语言对通信系统进行分析、处理、仿真。
美国ni公司的labview软件具有丰富的通信、信号处理等功能函数,采用图形化编程语言、模块化编程方式,不仅使编程过程简单,易于掌握,而且能充分反映通信过程中的每一步的结果,非常适合通信系统的设计、分析与应用。
本文采用labview为设计、分析工具,对数字调制解调系统中的振幅键控进行仿真设计。
1 原理1.1 2ask调制原理振幅键控(amplitude shift keying/ask)是正弦载波的振幅随着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叫二进制振幅键控(2ask)。
2ask就是将载波在二进制基带信号“1”或“0”的控制下通或断,控制一个连续载波幅度的有无。
2ask调制的数学模型为:二进制振幅键控信号:1.2 2ask解调原理2ask的解调有相干解调和非相干解调两种方式,相干解调法又称同步检测法,非相干解调法又称包络检波法,其系统原理框图如图1所示。
本文使用相干解调法,原始信号与载波信号调制后得到调制信号,解调时引入相干参考信号(同频同向),即调制信号与相干参考信号相乘,然后将结果中的高频部分利用低通滤波器滤掉,最后通过抽样判决器得到原始信号。
乘法器数学模型为:2 软件设计与实现2.1 初始信号载波信号可以使用labview中的basic function generator 控件来生成一个正弦波。
因为二进制序列是要与载波相乘得到调制信号的,所以二进制序列的码周期要与载波周期成整数倍关系。
基于Lab VIEW的FM调制解调系统设计
1网络通信技术Network Communication Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering●基金项目:福建江夏学院大学生创新创业训练省级计划项目(编号S202013763054);教育部产学合作协同育人项目(编号:20190108 6012);福建江夏学院大学生创新创业训练校级计划项目(编号:202013763162)。
1 前言伴随着全球化经济的发展,高等教育加大了普及。
高校学生增多,提高了人们的知识水平同时产生了一些问题,例如实验箱不足等[1-2],以组为单位的实验箱实验难以保障人人参与,且实验箱的老旧使得学生的积极性不强,对于老师开展课程不利。
针对上述问题,本文针对高等院校电子电路实验的教学要求,使用Lab VIEW 软件,设计一种FM 调制解调系统。
首先分析了FM 调制解调系统的基本原理,接着利用Lab VIEW 设计FM 调制系统。
系统对设定的模拟信号进行频率调制,帮助学生理解模拟调基于Lab VIEW 的FM 调制解调系统设计罗黔春1 黄淑燕1 张禹1 吴双程1 吴辉革2(1.福建江夏学院电子信息科学学院 福建省福州市 350108 2.福州福大海矽微电子有限公司 福建省福州市 350108)制解调的原理。
2 基本原理及应用Lab VIEW 程序被称为“虚拟仪器程序”(简称VI ),它包括三个部分:前面板、框图程序、图标/接线端口[3]。
Lab VIEW 采用图形化编程方式,不仅界面简洁直观,而且支持多线程、界面设计与功能设计独立分开,在调试时无需对整个程序进行调试。
调制是改变高频载波信号特征来传递低频信息的过程,解调是调制的逆过程,与调制相辅相成[4]。
正交调制是调制方式的一种,常见的正交调制有:正交振幅调制、正交频分复用调制等。
本设计采用的正交振幅调制,在两个正交载波上进行幅度调制,是一种频谱利用率很高的调制方式。
基于LabVIEW的虚拟模电实验的构建——调制解调器
基于LabVIEW的虚拟模电实验的构建——调制解调器论文关键词: LABVIEW 模拟电子技术虚拟实验调制解调器论文摘要:虚拟技术的发展使模拟电子技术实验的分析设计过程得以在计算机上轻松、准确、快捷地完成。
这样,一方面克服了实验室在元器件和规格上的限制,避免了损坏仪器等不利因素,另一方面使得实验不受时间及空间的限制,从而促进模拟电子技术实验教学的现代化。
本文介绍了基于LabVIEW的模拟电子技术实验系统——虚拟调制解调器的设计与实现。
此系统具有参数调节方便、易实现、可靠度高等优点。
在高等工程教育中采用虚拟实验室,可以从根本上解决实验与实习经费严重短缺问题。
作为传统电子技术实验的补充,使学生初步掌握仿真软件技术,可使实验内容紧密联系课本内容,比较全面地概括和反映部分所学的知识点,将课堂内容具体化。
1绪论1.1虚拟仪器1.1.1 虚拟仪器的概念虚拟仪器的概念最早由美国N工公司于1895年提出n,其英文原称为Vrul Instrument,简称vi。
所谓虚拟仪器,就是在以计算机为核心的硬件平台上,其功能由用户设计和定义,具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的一种计算机测试系统.虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板,以多种形式表达输出检测结果:利用计算机强大的软件功能来实现信号数据的运算、分析和处理:利用工/0接口设备完成信号的采集、测1t与调理,从而建立集各种测试功能为一体的计算机仪器系统。
使用者通过鼠标和键盘操作虚拟面板,就如同使用一台专用测盆仪器一样。
虚拟仪器彻底打破了传统仪器只能由生产厂家定义,用户无法改变的局面,从而使得任何一个用户都可以方便灵活地用鼠标或按键在计算机显示屏幕上操作虚拟仪器软面板的各种“旋钮”进行测试工作,并可以根据不同的测试要求通过窗口切换不同的虚拟仪器,或通过修改软件来改变、增减虚拟仪器系统的功能与规模。
虚拟仪器具有的这种“可开发性”和“可扩展性”等优越特点使虚拟仪器具有强大的生命力和竞争力。
基于LabVIEW的正交振幅调制解调通信实验系统设计
ISSN1006-7167CN31-1707/TRESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORY第40卷第5期 Vol.40No.52021年5月May2021 DOI:10.19927/j.cnki.syyt.2021.05.025基于LabVIEW的正交振幅调制解调通信实验系统设计贾 勇, 倪铭徽, 吴慕云, 秦富鸿, 刘明哲(成都理工大学信息科学与技术学院(网络安全学院,牛津布鲁克斯学院),成都610059)摘 要:正交振幅调制技术作为一项最为重要的现代通信调制技术,已广泛应用于移动通信、有线电视传输、数字视频广播卫星通信、软件无线电等领域。
为深入研究正交振幅调制通信技术的特点,了解该技术流程的各个过程,设计了一种基于LabVIEW的正交振幅调制与解调通信实验系统。
该系统包括基带信号生成、正交振幅调制、解调和基带信号恢复的全过程,同时附以各阶段中间过程的信号波形图和星座图以供调试参考。
该实验设计了16QAM和64QAM两种正交振幅调制方式,并可进行调制方式的切换,以及进行用户自定义基带信号的实验验证,使正交振幅调制通信技术原理及有关过程得以更加直观地体现。
关键词:正交振幅调制;模型设计;通信系统;实验教学中图分类号:TN914.3 文献标志码:A 文章编号:1006-7167(2021)05-0112-07DesignofExperimentalSystemforQuadratureAmplitudeModulationandDemodulationCommunicationBasedonLabVIEWJIAYong, NIMinghui, WUMuyun, QINFuhong, LIUMingzhe(CollegeofInformationScienceandTechnology(CollegeofCyberSecurity,OxfordBrookesCollege),ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China)Abstract:Beingoneofthemostsignificanttechniquesofsignalmodulationofmoderntelecommunication,quadratureamplitudemodulationhasalreadybeenappliedinmanyfieldsincludingmobilecommunication,cableTVsignaltransmission,digitalsatelliteTVsystem,andsoftwaredefinedradio.Inorderforthebetteranddeeperstudyofthiscommunicationtechnique,includingitstechnicalfeaturesanddetailedprocedure,beingwellcarriedout,adesignforanemulatedexperimentalsystembasedonLabVIEWisproposed,itcoversalltheproceduresrequiredduringaQAM basedcommunicationsystem,includingbasebandsignalgeneration,quadrateamplitudemodulationanddemodulation,basebandsignalrestoration,alongwithsignalwaveformsofdifferentcommunicationstagesandaconstellationdiagramforreferenceandtest.Inthisexperimentalsystem,twosimilartypesofQAM,16QAMand64QAM,areinnovativelydesignedandcanbeswitchedimmediatelywithuser customizedinputforfurtherstudy,hyalinizingthewholeprocessofQAMcommunication.Keywords:quadrateamplitudemodulation;modeldesign;communicationsystem;experimentalteaching收稿日期:2020 08 02基金项目:国家自然科学基金项目(61501062,41574136);四川省科技计划项目(2019YFG0097);四川省2018 2020年高等教育人才培养质量和教学改革项目(JG2018 462)作者简介:贾 勇(1985-),男,四川成都人,博士,副教授,主要研究方向为雷达信号与图像处理、阵列信号处理。
基于LABVIEW的虚拟调制解调器
LABVIEW实验报告题目:基于LABVIEW的虚拟调制解调器专业班级: 11电子信息科学与技术姓名:火福枝学号: 1112010030一、实验目的二、实验意义调制解调器(Modem),是计算机与死暗花之间进行信号转换的装置,由调制器和解调器两部分组成,调制器是把计算机的数字信号(如文件)调制成可在电话线上传输的声音信号的装置,在接收端,解调器再把声音信号转换成计算机恩能够接受的数字信号,通过调制解调器和电话线就可以实现计算机之间的数据通信。
如果没有调制解调器那么便无法连接宽带也就是不能够上网。
调制解调器和网卡基本没有什么关系,只是内置的调制解调器是集成了调制解调器的网卡功能。
用该虚拟调制解调器就可以观察调幅波,以及经过巴特沃斯滤波器后的借条信号波形。
调制解调器在机械测试、电子技术、工业自动化、通信技术的各个领域中有着广泛的应用。
早起的设计由于计算机条件的限制,多数采用硬件系统,浪费了大量的人力、物力。
本设计利用虚拟仪器的概念,采用了LABVIEW软件,依照传统的调制解调原理,实现了虚拟仪器的信号处理。
由于传统硬件仪器信号的生成、调试相对困难,信号处理精度相对较低,笨虚拟仪器客服了该缺点,体现出了虚拟仪器的优点。
三、实验原理1、调制解调原理2、仪器功能四、实验设计流程5.流程图如图所示五、实验步骤1、前面板的设计首先设置正弦波信号发生器,这个信号发生器一个做调制信号。
需要添加参数输入型子控件(9个),用以设置采样频率、采样点数、高频信号频率、低频信号频率、高频信号幅值、低频信号幅值、高频信号初始相位、低频信号初始相位。
增加一个输出显示控件,用以显示解调波的图形。
前面板设计如图2、程序图的设计六、实验结果(1)设置低频调制信号的频率为1Hz,幅值为1V,初始相位为0°;设置载波高频信号的频率为10Hz,幅值为1V,初始相位0°;设置巴特沃斯滤波器的低截止频率为2Hz;设置对调制和载波信号的采样频率均为50Hz,采样点数均为200点。
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基于LabVIEW的调制解调系统设计工程设计报告题目类型:小组题目班级:021212姓名:李x(组长)、黄XX学号:1149,1100联系方式:西安电子科技大学电子工程学院一.摘要虚拟技术的发展使电子技术实验的分析设计过程得以在计算机上轻松、准确、快捷地完成。
这样,一方面克服了实验室在元器件和规格上的限制,避免了损坏仪器等不利因素,另一方面使得实验不受时间及空间的限制,从而促进虚拟电子技术实验教学的现代化。
本文介绍了基于LabVIEW的虚拟电子技术实验系统——虚拟调制解调器的设计与实现。
此系统具有参数调节方便、易实现、可靠度高等优点。
在实现的过程中,我们小组首先对LabVIEW这款软件的使用进行了深入的学习,掌握了这款软件的基本操作和图形编程的方法;其次对调制解调系统进行学习,了解现在流行的调制解调是如何实现的,然后在理论上设计出一套可以实现的调制解调系统;进而在LabVIEW的开发环境下对设计的系统进行试验验证,经过调试和反复的完善,得到最终的调制解调系统。
二.绪论(一)虚拟仪器的发展虚拟仪器发展至今,大体可以分为四代:模拟仪器、分立元件式仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。
第一代---模拟仪器。
这类仪器看起来在某些实验室仍然恩能够看到,是以电磁感应基本定律为基础的指针式仪器,如指针式万用表、指针式电压表、指针式电流表等。
这类指针式仪器借助指针来显示最终结果。
第二代---分立元件式仪器。
当20世纪50年代出现电子管,20世纪60年代出现晶体管时,便产生了以电子管或晶体管电子电路为基础的第二代测试仪器---分立元件式仪器。
第三代---数字化仪器。
20世纪70年代,随着集成电路的出现,诞生了以集成电路芯片为基础的第三代仪器这类仪器目前相当普及,如数字电压表,数字频率计等。
这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号的测量,并以数字方式输出最终结果,适用于快速响应和较高准确度的测量。
第四代---智能仪器。
随着微电子技术的发展和微处理器的普及,以微处理器为核心的第四代仪器---智能仪器也迅速普及。
这类仪器内置微处理器,既能进行自动测试,又具有一定的数据处理功能,可取代部分脑力劳动,习惯上称之智能仪器。
其缺点是它的功能模块全部都以硬件的形式存在,无论对开发还是针对应用,都缺乏灵活性。
目前,微电子技术和计算机技术飞速发展,测试技术与计算机深层次的结合正引起测试仪器领域里的一场新革命,一种全新的仪器结构概念导致了新一代仪器---虚拟仪器的出现。
它是现代计算机技术,通信技术和测量技术想结合的产物,是传统仪器观念的一次巨大变革,是仪器产业发展的一个重要方向。
它的出现使得人类的测试技术进入一个新的发展纪元。
(二)虚拟仪器的特点任何一台仪器,一般都由信号的采集、信号的分析处理、测试结果的输出三大功能构成。
在虚拟仪器系统中,强调“软件构成仪器”的概念,硬件仅仅是为了解决信号的输入输出,软件才是整个仪器的关键,用户可以根据自己需要定义仪器的功能,通过修改软件的方法,很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模,并可方便地同外设、网络及其它应用连接。
虚拟仪器的硬件是计算机和为其配套的仪器硬件模块,通过计算机与为其配置的仪器硬件模块组成通用的测量平台。
用户是通过图形控制界面以鼠标操作方式来调控虚拟仪器的性能,就像在操作自己定义、自己设计的一台电子仪器。
测量信号时是借助测试软件的调控,经由测量硬件平台的采集,再经计算机的处理,得到最终的测试结果,并以数据、曲线、图形甚至是多维测试结果模型,显示在计算机的终端显示器上。
当然,测试结果也可以直接记录保存或通过计算机网络传输。
(三)虚拟仪器的发展方向随着计算机、通信、微电子技术的不断发展,以及网络时代的到来和信息化要求的不断提高,网络技术应用到虚拟仪器领域中是虚拟仪器发展的大趋势。
在国内网络化虚拟仪器的概念目前还没有一个比较明确的提法,也没有一个被测量界广泛接受的定义。
其一般特征是将虚拟仪器、外部设备、被测试点以及数据库等资源纳入网络,实现资源共享,共同完成测试任务。
使用网络化虚拟仪器,可在任何地点、任何时刻获取到测量数据信息的愿望成为现实。
网络化虚拟仪器也适合在异地或远程控制、数据采集、故障监测、报警等。
三.正文(一)虚拟仪器及LabVIEW概述所谓虚拟仪器,就是在以计算机为核心的的硬件平台上,其功能由用户设计和定义,具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
虚拟仪器的实质就是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板,以多种形式表达输出检测结果;利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理;利用I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理,从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。
使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板,就如同使用一台专用测量仪器一样。
因此,虚拟仪器的出现,使测量仪器与计算机的界限模糊了。
影响最大的虚拟仪器编程语言是美国NI公司的LabVIEW和Labwindows/CVI. LabVIEW是目前国际上唯一的编译型图形化编程语言,使用"所见即所得"的可视化技术建立人机界面,使用图形表示功能模块,使用图标之间的连线表示各模块间的数据传递.同时,LabVIEW继承了高级编程语言的结构化和模块化编程的优点,支持模块化与层次化设计,这种结构的设计增强了程序的可读性。
(二)LabVIEW环境下虚拟仪器的设计方法在LabVIEW平台下,一个VI由两部分组成:前面板和流程图。
前面板的功能等效于传统测试仪器的前面板;流程图的功能等效于传统测试仪器与前面板想联系的硬件电路。
仪器前面板的设计指在虚拟仪器开发平台上,利用各子模块图标创建用户界面,即虚拟仪器前面板。
仪器流程或算法设计是根据仪器功能要求,利用虚拟仪器开发平台所提供的子模板,确定程序的流程图,主要处理算法和所实现的技术方法。
(三)LabVIEW编程LabVIEW编程主要包括前面板设计和构建框图程序。
前面板是程序设计与用户交流的窗口,一个良好的前面板可以给用户带来一种友好的感觉,甚至是一种美的享受.前面板主要由控件构成,控件又分为控制件和显示件。
图形化的变成思想与用源代码的传统程序编程思想是一致的。
为了完成对信号数据的采集,需要编写对I/O借口硬件设备的驱动程序。
为了对采集的信号数据进行运算,分析处理,需要编写运算,分析处理程序等。
使用LabVIEW开发平台编辑程序的特别之处就是将传统程序所需要的常量,数组,数据流控制命令等语句代码都用图标表示,不熟悉用源代码进行语言编程的工程师,科学家一样可以随心所欲地编制流程图程序。
我们可以把用LabVIEW图形编写的流程图程序理解为就是源代码编写的传统程序,他们的区别只是表达方式不同而已。
(四)虚拟调制解调系统的实现过程1.调制解调器调制解调器(即Modem),是计算机与电话线之间进行信号转换的装置,由调制器和解调器两部分组成,调制器是把计算机的数字信号(如文件等)调制成可在电话线上传输的声音信号的装置,在接收端,解调器再把声音信号转换成计算机能接收的数字信号。
通过调制解调器和电话线就可以实现计算机之间的数据通信。
目前调制解调器主要有两种:内置式和外置式。
内置式调制解调器其实就是一块计算机的扩展卡,插入计算机内的一个扩展槽即可使用,它无需占用计算机的串行端口。
它的连线相当简单,把电话线接头插入卡上的“Line”插口,卡上另一个接口“Phone”则与电话机相连,平时不用调制解调器时,电话机使用一点也不受影响。
外置式调制解调器则是一个放在计算机外部的盒式装置,它需占用电脑的一个串行端口,还需要连接单独的电源才能工作,外置式调制解调器面板上有几盏状态指示灯,可方便您监视Modem的通讯状态,并且外置式调制解调器安装和拆卸容易,设置和维修也很方便,还便于携带。
外置式调制解调器的连接也很方便,phone和line的接法同内置式调制解调器。
但是外置式调制解调器还得用一根串行电缆把计算机的一个串行口和调制解调器串行口连起来。
2.调制解调器工作原理调制解调器由发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分组成。
数据终端设备以二进制串行信号形式提供发送的数据,经接口转换为内部逻辑电平送入发送部分,经调制电路调制成线路要求的信号向线路发送。
接收部分接收来自线路的信号,经滤波、反调制、电平转换后还原成数字信号送入数字终端设备。
电话线可以使通信的双方在相距几千公里的地方相互通话,是由于在每隔一定距离都设有中继放大设备,保证话音清晰。
在这些设备上若再配置Modem,则能通电话的地方就可传输数据。
一般电话线路的话音带宽在300~3400Hz 范围,用它传送数字信号,其信号频率也必须在该范围。
常用的调制方法有三种:频移键控(FSK)、相移键控(PSK) 、相位幅度调制(PAM)。
频移键控(FSK)。
用特殊的音频范围来区别发送数据和接收数据。
如调频ModemBell-103型发送和接收数据的二进制逻辑被指定的专用频率是:发送,信号逻辑0、频率1070Hz,信号逻辑1、频率1270Hz;接收,信号逻辑0、频率20 25Hz,信号逻辑1、频率2225Hz。
相移键控(PSK),高速的Modem常用四相制,八相制,而四相制是用四个不同的相位表示00、01、10、11四个二进制数,如调相ModemBell-212A型。
该技术可以使3 00bps的Modem传送600bps的信息,因此在不提高线路调制速率仅提高信号传输速率时很有意义,但控制复杂,成本较高,八相制更复杂。
相位幅度调制(PAM),为了尽量提高传输速率,不提高调制速率,采用相位调制和幅度调制结合的方法。
它可用16个不同的相位和幅度电平,使1200bps 的Modem传送19200bps的数据信号。
该种Modem一般用于高速同步通信中。
3.虚拟调制解调器(1)正弦波仿真信号发生器功能描述:该正弦波仿真信号发生器可产生正弦信号指标如下频率范围 0.1Hz~~10kHz 可选初始相位 0~~180 可选幅值 0.1V~~5.0V 可选生成波的总点数 N=8~~512 可选设计步骤a.前面板设计五个输入型数字控件供使用者键入生成正弦波的频率fx,初始相位,幅值,总采样点数N和采样频率fs。
操作controls>>numeric>>numeric control 五次,得到五个输入型数字控件,分别标记为‘信号频率’‘采样频率’‘采样点数’‘信号幅值’和‘初始相位’输出显示型图形控件用来显示所产生的正弦波波形执行controls>>graph>>wave graph 操作,调入图形控件graph。
其横轴为时间轴。
应考虑到生成的信号频率跨度大,在0.1Hz~~10kHz范围内,其周期跨度也大,在10s~~0.1ms范围内,纵轴为电压轴,生成信号幅值的范围应充满整个显示画面,故选用‘graph’显示器。