现代通信原理试题及答案

精选文库2016年11月2日星期三2-1 平稳随机过程的自相关函数为试求：的功率谱密度；的平均功率S和直流功率；的方差。2-2 已知平稳高斯白噪声的双边功率谱密度为，经过一个冲激响应为的线性系统后输出为，若已知的能量为，求的功率。2-3 设一低通滤波器的冲激响应为，在其输入端加上零均值白噪声的自相关函数，试求滤波器输出过程的下列参数：数学期望；功率谱密度；自相关函数；总平均功率。4-1 某信源集包含1024个符号，各符号等概出现，且相互统计独立。现需经由带宽为6KHz的信道传输该信源发送的一系列符号，并要求信道输出端信噪比不小于30dB。试求：（1）信道的容量；（2）无差错传输时的最高码元速率。4-2 已知有线电话信道的带宽为3.4KHz。试求：（1）信道输出信噪比为30dB时的信道容量；（2）若要在该信道中传输33.6bit/s的数据，求接收端要求的最小信噪比。4-3已知计算机彩显图像由个像素组成。设每个像素为位彩色度，每种彩色度有16个亮度等级。如果所有彩色度和亮度等级的组合机会均等并统计独立。A、试计算每秒传输75个画面所需的信道容量；B、如果接收机信噪比为，为传送彩色图像所需信道带宽为多少？（注：） 5-1 已知一调制信号，它所产生的调角波具有的形式。试求： 若为波，要求调频指数，最大频偏、带宽、调频灵敏度及波表达式； 若为波，要求调相指数，最大频偏、带宽、调频灵敏度及波表达式； 若把调制信号频率加倍，并保持调制信号振幅和调频（相）灵敏度不变，求此时波和波的带宽，并讨论之。5-2 设模拟调制系统信道和接收端模型如下图所示。已知信道噪声为加性高斯白噪声，单边功率谱密度为；为已调信号，载波频率，对应的调制信号的最高频率为。带通滤波器为理想，试分别计算DSB（，相干解调）、SSB（，相干解调）、AM（两边带功率，载波功率，包络检波）三种情况下的下列参数：（1）带通滤波器的中心频率及带宽B；（2）解调器输入端信噪比；（3）调制制度增益G；（4）解调器输出端信噪比。6-1 原信码如下表所示，请将下表填写完整。序号123456789101112131415161617181920212223信码100000110000100000000011加取代节添加极性6-2原信码如下表所示，请将下表填写完整。（为了紧凑，以+，-代替+1，-1）信码100000000001100001用取代节添加极性HDB36-3 解码举例+10-1000-1+1000+1-1+1-100-1+10原信码实验一 单调谐回路谐振放大器的研究 (一)实验目的： 1研究单级和多级单调谐回路放大器的谐振特性； 2学习小信号谐振放大器的增益、带宽的测试方法。 3研究小信号谐振放大器的增益、带宽与电路参数的关系。 (二)实验原理概述：1 实验电路： 图实2- 1 实验电路如图实2- 1所示。该电路由两级单调谐回路放大器组成。Q101、Q102选用3DG6C或S9018。级间耦合变压器B101、B102的初级采用部分接入方式，调节 B101、B102的磁芯，可改变相应回路的谐振频率，使两级可工作在同频调谐状态，为扩展频带也可工作在对中心频率失谐的参差调谐状态。谐振回路分别并接有一个频带扩展电阻(R4104或R110)，可通过SW101、SW102开关选择扩展电阻的接入，改变回路的品质因数Q，从而改变放大器增益及带宽。 2单级交流等效电路及参数单级谐振回路放大器的等效电路如图实22(a)(b)所示。 图中：L为回路总电感，即B1或B2的初级电感；C为回路外接电容；gz为回路外接电导；g为电感线圈损耗电导，其值为 ，Q0为电感线圈的品质因数；式中，称为接入系数。在本实验底板上对于B1： W1226匝，W13=28匝：W544匝，对于 B2：W1218匝，W13=27匝，W549匝。g01，c01分别是本级晶体管的输出电导和输出电容；gi2，ci2分别是下级晶体管的输入电导和输入电容；Yfe为晶体管的正向传输导纳。 本实验所用晶体管3DG6C的Y参数，在Vcc=+12v，IE=1mA时，Yfe=30mS，goe=150mS，gie1mS，Coe4PF，Cie=50PF，。 3基本关系 由图22(b)可知，对于单级放大器有，回路总电容：回路总电导：回路有载QL：QL=1g=10Lg 3dB通频带： f=f0QL 回路谐振频率：放大器谐振电压增益：K。 对于多级(n)相同单调谐回路放大器，在同频调谐条件下，总增益为各级增益之积，通频带在各级Q相同时，随着n的增加而减小。即： Kv总=Kv1Kv2Kvn f总=f0QL21n-1 式中 称为带宽缩小因子， 4电路工作状态， 电源电压 Vcc+12V， 晶体管静态电流：Ie1 1mA， Ie2=098mA。 (三)实验仪器 1YB1052B高频信号发生器 1台 2YB2174超高频毫伏表 1台 3BT一3C频率特性测试仪 1台 (可选) 4YB1713直流稳压电源 1台 5YB4320双踪示波器 1台 6DT980型数字三用表 1支7 高频实验箱 1个 (四)实验任务 1测放大器的静态工作电压，井判断各级是否工作正常。 2测量单级和两级总谐振电压增益 要求： a用YB1052B高频信号发生器在实验电路板ui端输入激励信号，信号频率 f450KHz，第一级激励电压约为20mV左右。 b微调高频传输变压器的磁芯，确保两级放大器都工作在调谐状态（可置中心频率f0450KHZ）。 c用YB4320双踪示波器监测输入输出波形，在保证不失真的条件下，用YB2174超高频毫伏表测量TP101(第1级调谐放大器输出端，也是第2级放大器的输入端)或TP102（第2级调谐放大器输出端）的输入或输出电压值，并认真记录。 d分别测量谐振回路并接的扩展电阻阻值，对选择开关 K101、K102置1或置2时的谐振增益进行观测和对比分析。 e列表记录数据。 3测量各级小信号谐振放大器的通频带BW0.7。具体要求为： a分别使用扫频法和点测法进行单级和两级总谐振特性及通频带BW0.7的测量。 b保证在同步调谐的情况下进行测量，使两级都谐振在f0450KHZ。 cSW101、SW102可任意置于1或2位置，但记录时应注明。 d注意，小信号谐振放大器的输入信号幅度的大小要适当，以防过载使放大器出现非线性失真。e 列表记录数据井将用标准计算纸描绘出幅频特性曲线图。 (五)实验报告要求： 1列出所测数据，计算出单级和两级总谐振增益Ku、通频带BW0.7。 2用坐标纸绘出谐振特性曲线并计算和标示出通频带。 3对实验数据和曲线进行分析。 4对实验结果进行总结分析、做出实验报告。5 回答思考题。 (六)预习要求： 1复习高频电子线路中有关理论。 2明确实验目的、任务并拟定实验方案和步骤。 (七)思考题 1放大器激励信号过大或过小对测量数据有何影响?测第一级和测第二级增益时，激励信号如何选择? 2 如何判断回路是否谐振? 3 K101、K102置1或2时放大器谐振增益和通频带将如何变化? 4分析谐振特性不对称的原因? 5当两级放大器工作在参差调谐状态时，放大器的总增益总谐振特性和通频带有何变化? 6总结对比扫频测试法和逐点测试法的优缺点。 实验一、MATLAB仿真基本操作综合实验一、实验目的：认识学习基于MATLAB仿真的M文件程序实现与Simulink仿真工具箱仿真模块调用实现的两种基本方法； 通过实验学习掌握各类仿真仪器设备的参数设置和操作使用方法。（一） 信号及其运算的MATLAB实现注意：以M文件方式，通过调用MATLAB相关函数编程进行实验时，命令和程序的输入一定要在纯英文状态下，否则输入的命令将会发生错误，程序无法执行。我们可通过MATLAB仿真工作窗中的编辑器功能来发现和纠正各类错误。1.1连续信号的MATLAB实现MATLAB提供了大量用以生成基本信号的函数，比如最常用的指数信号、正弦信号和三角波信号等就可通过MATLAB的内部函数命令来实现，不需要借助任何工具箱就可调用的函数。例如MATLAB的部分波形或图形函数，详见表一中所示： 表一、部分波形函数函数产生的波形Sin正弦波Cos余弦波Square方波Saw tooth锯齿波Rectpuls非周期方波Tripuls非周期三角波Pulstran脉冲序列 表二、部分图形函数函数图形figure生成图框axis设置坐标轴text在图上标记文字plot画图title添加图名grid网格线xlabel给x轴添加文本标记ylabel给y轴添加文本标记1 指数信号指数信号在MATLAB中可用exp函数表示，其调用形式为：y=A*exp(a*t)例如图1-1所示指数衰减信号的MATLAB源程序如下（取A=1，-0.4）:%program1-1Decaying exponential signalA=1;a=-0.4;t=0:0.01:10; ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);grid on;2 正弦信号正弦信号Acos(*t+)和Asin(+)分别用MATLAB的内部函数cos和sin表示，其调用形式为： A*cos(*t+phi) A*sin(*t+phi)例如图1-2所示正弦信号的MATLAB源程序如下（取A=1，=2，=/6）：%program1-2SinusoidalA=1;w0=2*pi; phi=pi/6;t=0:0.001:8;ft=A*sin(w0*t+phi);plot(t,ft);grid on; 图1-1 单边指数衰减信号 图1-2 正弦信号除了内部函数外，在信号处理工具箱（Signal Prossing Toolbox）中还提供了诸如取样函数、矩形波、三角波、周期性矩形波和周期性三角波等在信号处理中常用的信号。3 取样函数取样函数Sa(t)在MATLAB中用sinc函数表示，其定义为： Sinc(t)=sin(t)/(t)其调用形式为： Y=sinc(t)例如图1-3所示取样函数的MATLAB源程序如下： %program1-3Sample function t=-3*pi:pi/100:3*pi; ft=sinc(t/pi); plot(t,ft);grid on;图1-3 取样函数 图1-4矩形波信号4 矩形脉冲信号矩形脉冲信号在MATLAB中用rectpuls函数来表示，其调用形式为： y=rectpuls(t,width)用以产生一个幅值为1、宽度为width、相对于t=0点左右对称的矩形波信号。该函数的横坐标范围由向量t决定，是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width的默认值为1。例如图1-4所示以t=2T(即t-2T=0)为对称中心的矩形脉冲信号的MATLAB源程序如下（取T=1）： %program1-4Rectangular pulse signal t=0:0.001:4; T=1; ft=rectpuls(t-2*T,2*T); plot(t,ft);grid on;axis(0 4 -0.5 1.5);周期性矩形波（方波）信号在NATLAB中用square函数来表示，其调用形式为： y=square(t,DUTY)用以产生一个周期为2、幅值为1的周期性方波信号，其中的DUTY参数表示占空比（dutycycle）,即在信号的一个周期中正值所占的百分比。例如图1-5所示实现频率为30Hz的周期性方波信号的MATLAB源程序如下： %program1-5Periodis rectangular pulse signal t=-0.0625:0.0001:0.0625; y=square(2*pi*30*t,50);%DUTY=50(percent) plot(t,y);axis(-0.0625 0.0625 -1.5 1.5);grid on图1-5周期性方波信号5 三角波脉冲信号三角波脉冲信号在MATLAB中用tripuls函数来表示，其调用形式为: y=tripuls(t,width,skew)用以产生一个最大幅度为1、宽度为 width、斜度为 skew的三角波信号。该函数的横坐标范围由向量t决定，是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。斜度skew是一个介于-1和1之间的值，它表示最大幅度1出现在t=(width/2)skew的横坐标位置。如图1-6所示三角波信号的MATLAB源程序如下： %program1-6Triangular pulse signal t=-3:0.001:3; ft=5*tripuls(t,4,0.5); plot(t,ft);grid on;axis(-3 3 -0.5 5); 图1-6三角波信号周期性三角波信号在MATLAB中用sawtooth函数来表示，其调用形式为： y=sawtooth(t,WIDTH)用以产生一个周期为2、最大幅度为1、最小幅度为-1的周期性三角波（锯齿波）信号，其中的WIDTH参数表示最大幅度出现的位置：在一个周期内，信号从t=0到WIDTH2时函数值是从-1到1线性增加的，而从WIDTH2到2时函数值又是从1到-1线性递减的；在其他周期内依次类推。例如图1-7所示的周期性三角波信号的MATLAB源程序如下： %program1-7periodic triangular pulse signal t=-5*pi:pi/10:5*pi; x=sawtooth(t,0.5); %锯齿波（或三角波） plot(t,x);axis(-16 16 -1.5 1.5);grid on; 图1.7 周期性三角信号6 一般周期性脉冲信号一般周期性脉冲信号在MATLAB中用pulstran函数表示，其调用形式为： y=pulstran(t,d,func)该函数基于一个名为func的连续函数并以之为一个周期，从而产生一串周期性的连续函数（func函数可自定义）。该pulstran函数的横坐标范围由向量t指定，而向量d用于指定周期性的偏移量（即各个周期的中心点），这样这个func函数会被计算length(d)次，并且整个pulstran函数的返回值实际上就相当于： y=func(t-d(1)+fun