基于matlab的CDIO课程设计.doc

1、 CDIO 设计目的掌握 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; 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; 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; 2、 CDIO 设计正文 2ASK 调制 2ASK 调制方法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 ttbte c? cos 0) ( ) (?( 1-1 ) 式中, c?为载波角频率,是(他)为单极性 NRZ 矩形脉冲序列) ( ) ( ba nnT tgatb???( 1-2 ) 其中,g(t) 是持续时间为 bT 、高度为的矩形脉冲, 常称为门函数;na 为二进制数字,当1? na , 出现概率为 P ;当0? na ,出现概率为( 1-P )。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 O 的正弦载波幅度,可得其时域表达式如下: ???? t cos tste c?A?式中的各参数含义如下:A 为载波振幅,?? ts 为二进制数字调制信号,c?为载波角频率,?? te 为 2 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。总体设计方案如图 3-1 , 3-2 所示。本设计调制部分选用按键法实现,暨图 3-2 所示。图 3-1 开关法 2ASK 调制电路图图 3-2 乘法器 2ASK 调制电路图如图 4 所示, 2ASK 调至电路仿真波形图 3 图4 2ASK 调制电路图仿真波形图模拟双向开关在电路中起接通信号或断开信号的作用。 LC 振荡器简单的说就是一个频率源, 一般用在锁相环中。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”, 其涵义就暗指交流, 振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。它能够完成从直流电能到交流电能的转化。缓冲放大器的作用主要是提高负载能力和减少负载对信号源的影响,兼有增加抗干扰能力。 2ASK 调制功率谱密度若设 S(t) 的功率谱密度为 Ps(f ), 2ASK 信号的功率谱密度为,则由图 5 可见, 2ASK 信号的功率谱是基带信号功率谱的线性搬移,由连续谱和离散谱组成。图5 2ASK 功率谱密度 2ASK 解调 2ASK 解调方法 2ASK 信号解调的常用方法主要有两种: 包络检波法和相干检测法。包络检波法的原理如图 6 所示。带通滤波器恰好使 2ASK 信号完整的通过,经包络检测后,输出其包络。低通滤波器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, 通过位于每个码元的中央位置, 其重复周期等于码元的??)()(4 1)( 2cscs ASKffPffPfP????)(fP ssff0 sf2 sf? sf20 )(fP E4 y(t) 宽度。不计噪声影响时,带通滤波器输出为 2ASK 信号,即 ttbtety c? cos )()()( 0??, 包络检波器输出为 b(t)。经抽样、判决后将码元再生,即可恢复出数字序列{na }。图6 2ASK 信号的包络解调相干检波法原理方框图如图 7 所示。相干检测就是同步调解, 要求接收机产生一个与发送载波同频同相的本地载波信号,称其为同步载波或相干载波。利用此载波与收到的已调信号相乘, ?? 2 cos )( cos )()(??)2 cos 1(2 1)(2 1 )2 cos 1 )((2 1ttb ttb c c???????经低通滤波器滤除第二项高频分量后,即可输出 b(t) 信号。低通滤波器的截止频率与基带数字信号的最高频率相等。由于噪声影响及传输特性的不理想, 低通滤波器