南京郵電大學(xué)matlab軟件設(shè)計(jì)

南京郵電大學(xué)matlab軟件設(shè)計(jì)超詳

細(xì).doc

南京郵電大學(xué)通信學(xué)院

軟件課程設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

模塊名稱：MATLAB軟件設(shè)計(jì)

專業(yè)班級(jí)：通信工程

姓名：____________

學(xué)號(hào)：___________

實(shí)驗(yàn)日期：6月17—28日實(shí)驗(yàn)

報(bào)告日期：年7月1日

一、要求練習(xí)的實(shí)驗(yàn)部分

1.在時(shí)間區(qū)間［0,10］中，繪出y=1cos2f曲線。

程序：

t=0:0,1:10;

y=l?exp((?0.5)*t).*cos(2*t);

plotCV/r-1);

shg

結(jié)果：

-)FigureNo.1

2.寫出生成如圖E2-1所示波形的MATLAB腳

本M文件。圖中虛線為正弦波，要求它的負(fù)

半波被置零，且在玄處被削頂。

程序：

t=linspace(0,3*pi,500);

y=sin(t);

a=sin(pi/3);

z=(y>=O).*y;

z=(y>=a).*a+(yva)?*z;

plot(t,y,':r');

holdon;

plot(t,z,'b-)

xlabel(t),ylabel(，z=f(t)'),titIeC逐段解析函數(shù)')

legend(fy=sin(t),/z=f(t)\4),holdoff

結(jié)果：

123__

3.令A(yù)=456,運(yùn)行

_789

[U,S,V]=svd(A);tol=S(l,l)*3*eps;然后回答以

下問題：

(1)sum(diag(S)>tol)-rank(A)是多少？

(2)S(l,l)-norm(A)=0是多少?

(3)sqrt(sum(diag(S*S)))-norm(A「fro')

的結(jié)果是什么？

(4)S(l,l)/S(3,3)-cond(A)的結(jié)果是什

么？

(5)S(1,1)*S(2,2)*S(3,3)-det(A)<tol的

運(yùn)行結(jié)果是什么？

(6)V(:,l)，*iwn(A)得到什么結(jié)果？

(7)abs(A^null(A))<tol得到什么結(jié)

果？

(8)U(:,l⑵==orth(A)的運(yùn)行結(jié)果是什

么？

程序：

clear;

clc;

disp('設(shè)A=[l,2,3;4,5,6;7,8,9],得')

A=[l,2,3;4,5,6;7,8,9]%一個(gè)3*3矩陣

disp('設(shè)[U,S,V]=svd(A),得')

[U,S,V]=svd(A)%奇異值分解

(SVD)USV:Um*in酉矩陣Vn*n酉矩陣S對(duì)角陣

disp('設(shè)tol=S(l,l)*3*eps,得')

tol=S(l,l)*3*eps

disp('設(shè)a=sum(diag(S)>tol)-rank(A),求

a)

a=sum(diag(S)>tol)-rank(A)

dispC設(shè)b=S(l,1)-norm(A),求b')

b=S(l,1)-norm(A)

disp('設(shè)c=sqrt(sum(diag(S*S)))-norm(A,

fro),求c')

c=sqrt(sum(diag(S*S)))-norm(A,'fro9)

disp('設(shè)d=S(l,1)/S(3,3)-cond(A),求d')

d=S(l,1)/S⑶3)-cond(A)

disp('設(shè)e=S(l,1)*S(2,2)*S(3,3)-det(A)<

tol,求e')

e=S(l,1)*S(2,2)*S(3,3)-det(A)<tol

disp('設(shè)f=V(:,1)*null(A),求f')

f=V(:,1Y*null(A)

dispC設(shè)g=abs(A*null(A))<tol,求g')

g=abs(A*null(A))<tol

disp('設(shè)h=U(:,1:2)==orth(A),求h')

h=U(:,1:2)==orth(A)

結(jié)果：

設(shè)A=[l,2,3;4,5,6;7,8,9],得

A=

123

456

789

設(shè)[U,S,V]=svd(A),得

U=

-0.21480.88720.4082

-0.52060.2496-0.8165

-0.8263-0.38790.4082

S=

16.848100

01.06840

000.0000

V=

-0.4797-0.7767-0.4082

-0.5724-0.07570.8165

-0.66510.6253-0.4082

設(shè)tol=S(l,l)*3*eps,得

tol=

1.1223e-014

設(shè)a=sum(diag(S)>tol)-rank(A),求a

a=

0

設(shè)b=S(l,1)-norm(A),求b

b=

0

設(shè)c=sqrt(sum(diag(S*S)))-norm(A,fro),

求c

c=

3.5527e-015

設(shè)d=S(l,1)/S(3,3)-cond(A),求d

d=

-8

設(shè)e=S(l,1)*S(2,2)*S(3,3)-det(A)<tol,

求e

1

設(shè)f=V(:,1)*null(A),求f

0

設(shè)g=abs(A*null(A))<tol,求g

g=

1

1

1

設(shè)h=U(:,1:2)==orth(A),求h

11

11

11

結(jié)果分析：

由上面的結(jié)果得出如下的題目答案：

(1)sum(diag(S)>tol)-rank(A)的結(jié)果是0；

(2)S(191)-norm(A)=0的結(jié)果是0；

(3)sqrt(sum(diag(S*S)))-norm(A/fro*)的

結(jié)果是3.5527e-015；

(4)S(14)/S(3,3)■cond(A)的結(jié)果是?8；

(5)S(1,1)*S(2,2)*S(3,3)?det(A)<tol的運(yùn)行

結(jié)果是1;

(6)V(:,l產(chǎn)nuH(A)的結(jié)果是0；

(7)abs(A*null(A))<tol的結(jié)果是1

1

1:

(8)U(:,L2)==orth(A)的運(yùn)行結(jié)果是11

11

11

4.求積分［：|sin［cos力|力90<X<2TTO

程序：

t=0:pi/100:2^pi;

f=abs(sin(cos(t)));

F=cumsum(f)*pi/100;

plot(t,F);

xlabel(，x軸，)；

ylabelCy軸，)；

title。描繪y=abs(sin(cos(t)))在(0,x)間積分曲線［x

￡(0,2n)r)

gridon;

結(jié)果：

5.求方程/+),2=］盯=2的解。

程序：

clear;

clc;

dispC計(jì)算方程組x/'2+y/'2=lx*y=2的根

y)

[x,y]=solveCx"2+y"2=T,'x*y=2')

結(jié)果：

計(jì)算方程組x-2+y-2=lx*y=2的根xy

X=

[-1/2*(1/2*5-(1/2)+l/2*i*3Xl/2)廠3+1/4

*571/2)+1/4*1*371/2)]

[-l/2*(l/2*5?l/2)-l/2*i*3-(1/2))-3+1/4

*5X1/2)-L/4*i*3“l(fā)/2)]

[-1/2*(-1/2*571/2)+1/2*2(1/2))-3-1/4

*5X1/2)+l/4*i*3Xl/2)]

[-1/2*(-1/2*5~(l/2)-l/2*i*3^(1/2))^3-1/4

*571/2)-l/4*i*371/2)]

y=

[1/2*571/2)+l/2*i*371/2)]

[1/2*5^(1/2)-l/2*i*3^(1/2)]

[-1/2*5^(1/2)+l/2*i*3^(1/2)]

[-1/2*571/2)-l/2*i*371/2)]

6.在某激勵(lì)條件下，二階系統(tǒng)歸一化響應(yīng)可表示

為y(1)=l-力5sin(〃+e),其中J為阻尼系數(shù)，

”白,人.(塔)。請(qǐng)用不同的顏色或線型,

在同一張圖上，繪制€=0.2:0.2:20取值下系統(tǒng)在

fe[0,18]區(qū)間內(nèi)的響應(yīng)曲線，并要求用4=0.2和4=2.0

對(duì)它們相應(yīng)的兩條曲線進(jìn)行醒目的文字標(biāo)志。

程序：

b=0.2:0.2:2.0;

t=0:0.1:18;

color=['r\'g.'「bo\'cxTm+?y*?kv\'r??','g:';

b-.1]；

fori=l:10

p(i)=sqrt(l-b(i).*b(i));

q(i)=atan(sqrt(l-b(i).^b(i))./b(i));

y=l?L/p⑴?*exp(?b⑴產(chǎn)t).*sin(p(i).*t+q⑴);

ifi==l

plot(t,y,color⑴)

text(t(30),y(30)/Meftarrow

^=0.2f；FontSize\18)

holdon

elseifi==10

plot(t,y9color(i))

text(t(50),y(50)；Meftarrow

^=2.07FontSize\18)

holdon

else

plot(t,y,color⑴)

holdon

end

end

end

結(jié)果：

7.構(gòu)建一個(gè)簡單的全波整流模型，并用示波器分

兩路同時(shí)觀察原信號(hào)和整流后的信號(hào)波形。要

求：信源模塊被重新命名為“輸入正弦波&

信宿模塊被重新命名為“示波器”；連接到信

宿的信號(hào)線上分別標(biāo)注“原信號(hào)”和“整流信

號(hào)”；在模型窗中添加注釋文本。

⑴、原理圖：

各模塊參量設(shè)置：

［示波器］

Parameters

Numberofaxes:2

其它默認(rèn)

［其余模塊］

______________默認(rèn)選項(xiàng)______________________________________________

■untitled7

FileEditViewSimulationFormatToolsHelp

口OSP昌?■|10.01Normal-三］g

結(jié)果

(2)、原理圖:

各模塊參數(shù)設(shè)定

[Gain]

Gain:-1

其它默認(rèn)

[其余模塊]

默認(rèn)選項(xiàng)

Scope1

結(jié)果

8.利用SIMULINK及其標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計(jì)一個(gè)低通

濾波器，從受噪聲干擾的多頻率混合信號(hào)X⑺中

獲取10Hz的信號(hào)。在此

x(r)=sin(2^-?10?f)+cos(2^100-0+〃(/)，而/?(/)~N(0,0.2)

各模塊參量設(shè)置：

[SineWave]

Frequency(rad/sec):10

其它默認(rèn)

[SineWavel]

Frequency(rad/sec):100

Phase(rad):pi/2

其它默認(rèn)

[RandomNumber]

Variance:0.2

Sampletime:100

其它默認(rèn)

[Sum]

Listofsigns:|+++

其它默認(rèn)

[AnalogFilterDesign]

Passbandedgefrequency(rad/s):10

其它默認(rèn)

[其余模塊]

默認(rèn)選項(xiàng)

Huntitled8|o||BirgH

FileEditViewSimulatonFormatToolsHelp

□|Q>X?■|10.0|Hormal三]國蠹

Ready100%ode45/

結(jié)果:

疊圖a的a足睛!§B

3

4

2-

5b810

Timeoffset:0

9.已知系統(tǒng)的狀態(tài)方程為：,其中

=y

y,(0)=0.25,y2(0)=0.25，請(qǐng)構(gòu)建該系統(tǒng)的仿真模型，

并用XYGraph模塊觀察“以相軌跡。

原理圖：

參數(shù)配，

[Sum]

Listofsigns:

其它默認(rèn)

[integrator]

Initialcondition:0.2

[integrator!]

Initialcondition:0.2

Bl1x9Wl亙I亙

FileEditViewSimulationFormatToolsHelp

口|百。昌1|?|100iHormd.~三]四陽囪秘

Ready100%ode45

結(jié)果：

10.CD74HC00仿真(數(shù)字電路)

1U

11

1;A可?般

4Sr11

哂2A—■岳

GND------?--------------

實(shí)現(xiàn)方法：

這里就是四個(gè)與非門的實(shí)現(xiàn)，利用

LogicalOperator模塊做出四個(gè)與非門，還

要再和Vcc和Gnd相與，再輸出。然后用

Subsystem封裝成子系統(tǒng)即可；

原理圖：

(1)、封裝前的原理圖

(2)、分裝后的測(cè)試原理圖

Huntitled10國21晅211亙

fileEditViewSimulationFormatJFoolsHelp

□以。身尉電淤|(zhì)口吃介|匚U?■|10.0IHornal—三］更由囪布窗0口閡?

n-.J..9~vtz-.J.4C

結(jié)果：

分析：前兩路分別為產(chǎn)生“1100”和

“0101”的脈沖發(fā)生器的波形，后四路波形

則分別為四個(gè)與非門的輸出；

能夠看到，四路輸出信號(hào)與輸入信號(hào)均

符合與非邏輯的關(guān)系，符合7400的真值表,

設(shè)計(jì)正確！

IL2FSK信號(hào)的生成與接收濾波

要求：

1）產(chǎn)生二進(jìn)制［0,1］隨機(jī)信號(hào)波，信號(hào)波特率為

1000B

2）對(duì)此信號(hào)進(jìn)行2FSK調(diào)制,fl=1500Hz,

f2=3050Hz

3）加入高斯白噪聲

4）在接收端進(jìn)行帶通濾波

5）抽樣速率為20KHz.

6）觀察濾波前后信號(hào)的波形和頻譜。

實(shí)現(xiàn)方法：

利用BernoulliBinaryGenerator模塊

產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)；

利用SineWave模塊產(chǎn)生fl=1500Hz,

f2=3050Hz的載波，結(jié)合Switch模塊進(jìn)行

2FSK調(diào)制;

利用AWGNChannel模塊構(gòu)建高斯白

噪聲信道，其參數(shù)設(shè)置為：信噪比：10dB,

輸入信號(hào)功率：1W；

利用DigitalFilterDesign設(shè)計(jì)帶通濾

波器，分別為1500Hz和3050Hz濾波

然后利用相干解調(diào)，在將兩個(gè)載波相

加，用符號(hào)函數(shù)判決出原信號(hào)。

原理圖：(zoushuSimulinkll.mdl、

zoushuSimulinkllb.mdl)

參數(shù)設(shè)計(jì)：

[SineWave]:

Frequency:1500Hz

其它：默認(rèn)

[SineWave1]:

Frequency:3050Hz

其它：默認(rèn)

[BernoulliBinaryGenerator]

Sampletime:1/1000

其它：默認(rèn)

[Switch]:

Threshold:1/2

其它：默認(rèn)

[AWGNChannel]

SNR:10db

Power:1W

其它：默認(rèn)

[DigitalFilterDesign]

Bandpass;

Fs:20kHz

Fstopl:0.8KHz

Fpassl:1.2KHz:

Fstop2:2KHz

Fpass:2.2.5KHz:

其它：默認(rèn)

[DigitalFilterDesign1]

Bandpass;

Fs:20kHz

Fstopl:2.5KHz

Fpass2:2.8KHz:

Fstop2:3.5KHz

Fpass2:4KHz:

其它：默認(rèn)

調(diào)制的原理圖：

MIxllaaIIss

FileEditViewSimulationFermatToolsHelp

□百R身乂莘配？46I二-?gO〔Normal—三］四用園國一■囹僧令

Ready100%||ode45%

調(diào)制加解調(diào)的原理圖:

D百?電22已珍RM?

結(jié)果：

頻譜圖:

HIxlla/SpectrumScope|cj，OS3|

MIxlla/SpectrumScope3o:回IS3|

AleAxesChannelsWindowHelpa

FileAxesChannelsWindowHelp、

00.10.20,30405

Frame:612Frequency(Hz)

JLd/npeCtrUH^STOpE/----------------------FIaiS3

FileAxesCharnelsWindowHelp

8

P

-

aP

ej

bn

3，?n

np

l

6u

se

001020.304

Frame:612Frequency(Hz)

調(diào)制、解調(diào)的波形圖:

結(jié)果分析：原信號(hào)經(jīng)過2FSK調(diào)制，經(jīng)過噪聲信

道，再進(jìn)行濾波、相干解調(diào)，最后又恢復(fù)出原信

號(hào)，結(jié)果符合題目要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確！濾波器

等相關(guān)設(shè)備的參數(shù)也設(shè)置恰當(dāng)！實(shí)驗(yàn)成功！

12.創(chuàng)立一個(gè)簡單的離散多速率系統(tǒng):單位階躍

信號(hào)經(jīng)過具有不同速率的采樣后分別用作兩

個(gè)離散傳遞函數(shù)的輸入。這兩個(gè)離散傳遞函數(shù)

有相同的有理分式厚，但采樣時(shí)間和時(shí)間偏

z-0.2

置二元對(duì)分別設(shè)為［1,0.1］和［0.7,0］o要求：

觀察這兩個(gè)離散傳遞函數(shù)的輸出有什么不同；

用不同的顏色標(biāo)幟不同采樣速率系統(tǒng)。（通信

系統(tǒng)）

原理圖:

結(jié)果

二、模擬數(shù)字電路仿真實(shí)驗(yàn)

（一）數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)

熟悉常見邏輯單元的特性，學(xué)會(huì)運(yùn)用基本邏輯

單元(與、或、非、異或、R-S觸發(fā)器、D觸

發(fā)器、J?K觸發(fā)器等)，修改參數(shù)、增減輸入/

輸出端。

(-)組合邏輯電路仿真

1、設(shè)計(jì)二/四線譯碼器

實(shí)現(xiàn)方法：

利用LogicOperator模塊實(shí)現(xiàn)非門和與

非門：

利用PulseGenerator模塊產(chǎn)生0101和

0011序列碼,用來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)出的子系統(tǒng)。

原理圖

?shuzila

AleEditViewSimulationFormatToolsHelp

口|以。，|名電4念|au|k■~Hl國畫⑥國圜品圃

封裝前原理圖:

結(jié)果及分析

?)Scope

昌圖PPP醯遹晅e

分析：當(dāng)!EN端置0時(shí)，此時(shí)，隨著第二、三

兩路信號(hào)輸入的不同，作為輸出端的

YO,Y1,Y2,Y3依次輸出低電平，符合真值表要

求，證明設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)工作正常。

分析：當(dāng)!EN端置1時(shí)，子系統(tǒng)沒有被使能。此

時(shí)，作為輸出端的YO,Y1,Y2,Y3沒有隨著輸入

AO,A1作出相應(yīng)變化，而是一直輸出高電平，

證明設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)工作正常。設(shè)計(jì)正確！

2、設(shè)計(jì)四選一數(shù)據(jù)選擇器

能仿真測(cè)試，并設(shè)計(jì)成子系統(tǒng)元件

實(shí)現(xiàn)方法：

利用的模塊同上；

地址信號(hào)用PulseGenerator產(chǎn)生；

DO到D3也由PulseGenerator模塊

產(chǎn)生，為了區(qū)分各路信號(hào)，將其信號(hào)周

期依次設(shè)置為0.0625s,0.125s,0.25s和

0.5秒。

原理圖

W訃uzi2「

FileEditViewSimulationFormatToolsHelp

□Q3「“＜，D?■hoo同二L三］田EJE)5RIS⑧

?廿

?顧

?

一

面

Pul

畫

Pvlw

結(jié)果及分析:

01,10,11的地址信號(hào)；第四到第七這四路

信號(hào)為D0到DL它們的頻率各不相同；

最后一路為輸出信號(hào)；

能夠看出，隨著輸入的地址信號(hào)的變

化，輸入一次輸出該地址信號(hào)對(duì)應(yīng)的信號(hào)。

子系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功??！

（三）時(shí)序邏輯電路仿真

1、設(shè)計(jì)四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（帶置位和清零）

實(shí)現(xiàn)方法:

利用JK觸發(fā)器和邏輯門構(gòu)成之。利

用比較系數(shù)的方法可得電路的驅(qū)動(dòng)方程為

檢驗(yàn)電路將P,T,LD,CR置為1,然

后觀察示波器輸出。

原理圖:

封裝前的原理圖:

封裝后:

結(jié)果:

?JScope川區(qū)

昌圖IQ）盧勃匾圄9

從圖中能夠看出，脈沖在上升沿有效，計(jì)數(shù)器按

0000-1111方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。

當(dāng)P、T、L（置數(shù)）、CR（清零）

有一個(gè)為低電平時(shí)的輸出為全零。P、T

為0時(shí)，計(jì)數(shù)器不能工作；L為0置數(shù),

D3~D0全零，輸出也全零。CR為零時(shí)

清零，因此輸出也全零。

三、數(shù)字信號(hào)處理仿真實(shí)驗(yàn)

（一）、利用Kaiser窗函數(shù)設(shè)計(jì)的FIR低通濾波

器進(jìn)行數(shù)字濾波

利用Kaiser窗函數(shù)，設(shè)計(jì)具有如下指標(biāo)的FIR

低通濾波器：fs=20KHz,fPass=4kHz,fstoP=5KHz,

APass=O.ldB,Astop=80dBo

歸一化低通濾波器的主要性能指標(biāo)有：

絕對(duì)指標(biāo)：[O,wp]為濾波器的通帶，3P為可容

許的通帶波動(dòng)；[ws,為濾波器的阻帶，6s

為阻帶波動(dòng)。

相對(duì)指標(biāo)：Ap為用dB表示的通帶波動(dòng)；As為用

dB表示的阻帶波動(dòng)

相對(duì)指標(biāo)與絕對(duì)指標(biāo)的關(guān)系為：

Ap=-201g((l-6p)/(1+8p))

As=-201g(8s)

設(shè)計(jì)基本思路：首先選擇一個(gè)符合要求的理想濾

波器(這里是理想低通濾波器)；由于理想濾波

器的沖擊響應(yīng)是非因果的且無限長，為了能用

FIR濾波器實(shí)現(xiàn)，必須用適當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)來截取，

從而得到線性相位和因果的FIR濾波器。而濾波

器的特性與窗函數(shù)的長度(也就決定了FIR濾波

器的長度)密切相關(guān)。

一個(gè)截止頻率為wc的理想低通濾波器的單位

沖擊響應(yīng)為：

h(n)=sin[wc(n-a)]/[n(n-a)]

a為采樣延遲，對(duì)應(yīng)的頻譜特性為：

H(w)=exp(-jaw),當(dāng)|w|<wc時(shí)。

用一個(gè)窗函數(shù)w(n)去截取后，得到：

hd(n)=h(n).w(n)

窗函數(shù)滿足在［0,M］內(nèi)關(guān)于a對(duì)稱，在其它區(qū)域

為0。在頻域，F(xiàn)IR濾波器的頻率響應(yīng)由理想濾

波器的頻響和窗函數(shù)的頻響卷積得到。

對(duì)給定的阻帶衰減，Kaiser窗提供了最大的主瓣

寬度，從而提供最陡的過渡帶。窗函數(shù)的表示式

為：

w(n)=Io{Bsquare(l-(l-2n/M)2)}

其中Io為零階Bessel函數(shù)。Kaiser窗的優(yōu)點(diǎn)在

于它能夠經(jīng)過改變參數(shù)8和M來改變阻帶衰減

和過渡帶寬。在MATLAB的SimLink中，有相

關(guān)的模塊供調(diào)用。

題目：

1生成2KHz和8KHz的混合信號(hào)，使該信號(hào)經(jīng)

過上述濾波器，觀察濾波前后的波形變化和頻譜

分布情況。(基本要求)

實(shí)現(xiàn)方法：首先用兩個(gè)SineWave模塊

分別產(chǎn)生2kHz和8kHz的正弦信號(hào)，之后

用add模塊將二者混合。用DigitalFilter

Design設(shè)計(jì)低通濾波器，具體設(shè)置如圖所

示：

原理圖八

MADSP*

FileEditViewSimulationFormatToolsHelp

口|以。昌|名￡夕iko|Mor.J.~三］I里圈畫圖紅IR國圉q

□

E

B-FFT

m

B-=FT

結(jié)果、

QAOSP/SpectrumScopeloIQ||￡3

AteAXMCh4ftnelsWndgHelp，

.8

圖為濾波之后和之前的信號(hào)頻譜，能夠

觀察到，濾波之后，處于通帶之外的8kHz

的正弦分量消失了。

口Scope

昌圖曲網(wǎng)限0

.IKI__________________________________I________________________|________________________|________________________|__

9775977559776977659.777

Tme0

上圖是示波器的波形，其中第一路為2kHz和

8kHz的混合信號(hào)，第二路為濾波之后的信號(hào)，

可見低通濾波器符合要求！

2在改信號(hào)中加入高斯白噪聲，觀察濾波前后的

波形變化和頻譜分布情況。（基本要求）

實(shí)現(xiàn)方法：在上題基礎(chǔ)上增加AWGN信道，

加入高斯白噪聲。

原理圖：、

BlADSP2

FileEditViewSimulationFbrmatToolsHelp

口|以。昌i|?■|10-0|Nor.al~三］圖的園?一醐唱^

結(jié)果八

QM>Sp2/Sp^ctru?nScopeQADSP2/Spectnjmkopel

AleA*eiChirmeUWindowHtlpFileA>“Channel，Nr/gHelp，

CDP

P

?-2O

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n4O

n祺

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u

6

c

，

000601502025030350404505005010150202503OM0404505

Fwne692FrequencyFrameG92Frequency(Hz)

分析：圖為濾波之后和之前的信號(hào)頻

譜，能夠觀察到，濾波之后，處于通帶之外

的8kHz的正弦分量消失了。

分析：上圖是加噪聲后示波器的波形，其中第

一路為2kHz和8kHz和噪聲的混合信號(hào)，第二

路為濾波之后的信號(hào)（還有低頻的噪聲）！

3、將上述濾波器改為中心頻率為lOOKHz的帶

通濾波器，信號(hào)源為帶外的90KHz和帶內(nèi)的

lOOKHz的混合正弦信號(hào)，重做1,2問。

實(shí)現(xiàn)方法：

利用DigitalFilterDesign設(shè)計(jì)帶通濾

波器，具體設(shè)置為：Fs=lOOOkHz,Fstopl=99

kHz,Fpassl=99.5kHz,Fpass2=100.5kHz,

Fstop2=101kHzo

原理圖：、

0ADSP3

FileEditViewSimulationFormatToolsHelp

□QSIX1Qi|?■f10.0iNormal三|國陽囪冬

Spectrum

Scopel

MADSP4

ileEditViewSimulationFormatToolsHelp

口方口昌念|aa|>?|i^o際I―31國蠹囪旗圜

結(jié)果：

無噪聲的頻譜分析:

0203040600102030405

Fn7812FrequencyC?z)Fran”7812Frequency(MM:)

無噪聲的波形分析:

加入噪聲的頻譜分析:

0010203040506070809

Frmt960Frequ^cy(MHz)

加入噪聲的波形分析:

回Scope

身BPPP勃迪08

（二）、DSB-SC信號(hào)的生成與解調(diào)

要求：

1）用離散（DSP）的方法生成DSB信號(hào)

2）載波頻率為150KHZ,音頻為500Hz和Hz的

混合音。

3）加入高斯白噪聲

4）帶通濾波，分別用正交解調(diào)和檢波的方法實(shí)現(xiàn)

解調(diào)。

5）抽樣速率為600Hzo

6）觀察各點(diǎn)的信號(hào)波形和頻譜。

A.正交解調(diào)法

實(shí)現(xiàn)方法

本題目要求用離散的方法生成DSB

信號(hào)，因此我們用編寫M文件方式而不是

用Simulink來實(shí)現(xiàn)。生成正弦音頻信號(hào)時(shí),

對(duì)時(shí)間t用向量表示,能夠?qū)崿F(xiàn)離散化。DSB

調(diào)制與解調(diào)分別使用amod,ademod函數(shù)。

加入高斯白噪聲用awgn函數(shù)。帶通濾波用

cheblord和fftfilt函數(shù)實(shí)現(xiàn)。畫頻譜用fft

函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

程序代碼（zoushuCode3002.m）：

t=0:l/(600^1000-l):0.01;

ml=sin(500*2*pi*t);%500Hz正弦信號(hào)

m2=sin(2*pi**t);%Hz正弦信號(hào)

m=ml+m2;%混合信號(hào)

figure(l);

subplot(344)；

plot(t9m);

title。原始信號(hào)，);

z=amod(皿1.5*10八5,6*10八5);%調(diào)制

subplot(3,l,2),pk)t(t/);

titleCDSBDC信號(hào)圖，);

y=awgn(z,5);%加入高斯白噪聲

subplot(3,l,3),plot(t,y);

titleC加入噪聲后的DSB-SC圖，SNR=5);

figure(2);

f=(0:length(fft(z))-l)*(600*1000-l)/Iength(ff

t(z));

subplot(3JJ);plot(f,abs(fft(z)));

title，調(diào)制后的頻譜圖，)；

%帶通濾波器參數(shù)

As=100;Ap=l;

fs=6*10八5;%采樣頻率

fpl=400;fp2=1.6^10A5;%通頻帶

fsl=300;fs2=1.7*10A5;%截止帶

wp=[fplfp2]/(fs/2);

ws=[fslfs2]/(fs/2);

[n,wn]=cheblord(wp,ws,Ap,As);

b=firl(n,wn,chebwin(n+l,As));

x=fftfilt(b,y);

H：AA

zl=ademod(x4.510596*105);%濾波法

解調(diào)

subplot(3492);plot(t,zl);

title。解調(diào)后的波形，)

f=(0:length(fft(zl))-l)*(600*1000-l)/length(

fft(zl));

subplot。,1,3);

plot(f,abs(fft(z1)));

axis([0600003500]);

title。解調(diào)后的頻譜圖，);

結(jié)果及分析:

加入高斯白噪聲后對(duì)源信號(hào)干擾比較

大，解調(diào)出來的波形失真較嚴(yán)重，但解調(diào)后

的頻譜圖是正確的。

B.檢波法

實(shí)現(xiàn)方法：

此方法與正交解調(diào)方法類似，只不過在

解調(diào)時(shí)加入了直流信號(hào)，以便取出包絡(luò)，取

出包絡(luò)后再減去直流信號(hào)得到源信號(hào)。取包

絡(luò)用取絕對(duì)值函數(shù)abs實(shí)現(xiàn)。

程序：(zoushuCode300202.m)

A=3;%包絡(luò)解調(diào)加入直流信號(hào)

t=0:1/(600*1000-1):0.01;

ml=sin(500*2*pi*t);%500Hz正弦信號(hào)

m2=sin(2*pi**t);%Hz正弦信號(hào)

m=ml+m2+A;%包絡(luò)解調(diào)加入直流信號(hào)

figure(1);

subplot(3,1,1);%混合信號(hào)

plot(t,m);

titleC和直流信號(hào)疊加在一起的原始信號(hào)

')；

z=amod(m,1.5*105,6*105,'amdsb-sc，);%

調(diào)制

subplot(3,1,2),plot(t,z);

titleCDSB-SC信號(hào)圖');

y=awgn(z,5);%加入高斯白噪聲

subplot(3,1,3),plot(t,y);

titleC加入噪聲后的DSB-SC圖，SNR=5,);

figure(2);

f=(0:length(fft(z))-l)*(600*1000-1)/len

gth(fft(z));

subplot(3,1,1);plot(f,abs(fft(z)));

titleC調(diào)制后的頻譜圖')；

%帶通濾波器參數(shù)

As=100;Ap=l;

fs=6*10-5;%采樣頻率

fpl=400;fp2=L6*10^5;%通頻帶

fs1=300;fs2=L7*10^5;%截止帶

wp=[fplfp2]/(fs/2);

ws=[fslfs2]/(fs/2);

[n,wn]=cheblord(wp,ws,Ap,As);

b=firl(n,wn,chebwin(n+l,As));%fir濾波

器

zl=pi/2*fftfilt(b,abs(y));%找出包絡(luò)并進(jìn)

行縮放

subplot(3,1,2);plot(t,zl);

titleC包絡(luò)圖')

zl=zl-A;%去除直流信號(hào)

f=(0:length(fft(zl))-l)*(600*1000-1)/le

ngth(fft(zl));

subplot(3,1,3);

plot(f,abs(fft(zl)));

axis([0600003500]);

titleC解調(diào)后的頻譜圖')；

實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

四、通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

1.模擬調(diào)制…DSB調(diào)制與解調(diào)

要求：分別以

(1)正弦信號(hào)(300Hz)