数字通信原理实验(pxj).ppt

1、开机程序SystemView by ELANIX,数字通信原理实验,指导教师：蒲秀娟,3,六份实验报告合在一起交 实验完成成绩和实验报告成绩各占实验总成绩的一半 实验报告内容重在对实验结果的分析 做实验未到者，该次实验成绩记零分,实验要求,4,第一部分 SystemView的安装与操作 第二部分 数字通信原理基础实验,主要内容,5,第一部分 SystemView的安装与操作,一、SystemView动态仿真软件介绍 二、图符库 三、系统定时,6,概述 SystemView的运行环境 工具栏 分析窗口,SystemView动态仿真软件介绍,7,概 述,SystemView是一个信号级的系统仿真软

2、件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真。 SystemView以模块化和交互式的界面，在Windows窗口环境下，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。用户只需使用鼠标器点击图标即可完成复杂系统的建模、设计和测试。 SystemView的各种专业库特别适用于现代通信系统的设计、仿真和方案论证。,8,概述 SystemView的运行环境 工具栏 分析窗口,SystemView动态仿真软件介绍,9,工具栏,10,分析窗口,11,第一部分 SystemView的安装与操作,一、SystemView动态仿真软件介绍 二、图符库 三、系统定时,12,基本库 信号源库 算子库 函数库 信号接收器库 扩展功能库

3、 通信图符库 逻辑库,图符库,13,第一部分 SystemView的安装与操作,一、SystemView动态仿真软件介绍 二、图符库 三、系统定时,14,系统定时,SystemView系统是一个离散时间系统，在每次系统运行之前，首先需要设定一个系统频率。 各种系统在仿真时 首先对各信号以系统频率进行采样 然后按照系统对信号的处理计算各个采样点的值 最后输出时，在观察窗内按要求画出各点的位置或拟合曲线,15,16,17,18,19,20,系统定时,SystemView模拟的是一个动态系统，动态系统的信号具有不同的时间频率特性。 因此必须要设置与分析时间，采样点数等有关时间参数，这些参数的设置直接

4、影响着系统的仿真效果。 同时，也直接影响系统仿真的精度，所以选取参数必须十分注意。,21,系统定时 设定系统定时窗口,采样速率在仿真过程中控制着时间步长。系统的采样速率应设为所要仿真系统中最高信号频率的37倍。 采样速率=1/采样间隔 采样点数=（终止时间-起始时间）采样速率+1,22,系统定时 基础系统的搭建,建立双边带调幅系统，分析双边带调幅信号的频谱 滤波器练习,23,第一部分 SystemView的安装与操作 第二部分 数字通信原理基础实验,主要内容,24,第二部分 数字通信原理基础实验,实验一 低通取样定理实验 实验二 脉冲编码调制定理实验 实验三 数字基带信号无失真传输实验 实验四

5、 二进制幅度键控（2ASK）实验 实验五 二进制频移键控（2FSK）实验 实验六 二进制相移键控及差分相移键控,25,实验一 低通取样定理实验,抽样定理模拟信号数字化的理论基础,26,实验一 低通取样定理实验,实验目的：学习用SystemView软件建立抽样仿真系统，进一步理解低通抽样定理。,27,实验一 低通取样定理实验,低通取样定理 一个频带为（0，fh）的连续低通信号x(t)，如果抽样频率fs大于或等于2fh ，则可以由抽样序列无失真地重建恢复原始信号x(t)。 实际抽样频率为2.55倍fh，以防失真。,28,实验一 低通取样定理实验,低通取样定理,理想抽样脉冲：理想冲激序列 自然抽样脉

6、冲：矩形窄脉冲序列,信号源,信号 预处理,低通 滤波器,恢复信号,取样脉冲,29,抽样过程的时间函数及对应频谱图,30,实验一 低通取样定理实验,低通信号抽样仿真（方法一）,要求： 观察并分析token 7、5、6、10的波形 观察并分析token 5、7的频谱 改变token 2的取样速率（100Hz、200Hz），观察并分析混叠失真时的波形和频谱,31,实验一 低通取样定理实验,输入信号源波形,抽样脉冲波形,500Hz抽样后的信号波形,500Hz抽样恢复后的信号波形,注意,32,抽样脉冲宽度 系统定时,33,实验一 低通取样定理实验,低通信号抽样仿真（方法二）,要求： token 1：Op

7、eratorSample/HoldSampler Sample Rate=500; token 8：OperatorSample/HoldHold hold value=0,34,第二部分 数字通信原理基础实验,实验一 低通取样定理实验 实验二 脉冲编码调制定理实验 实验三 数字基带信号无失真传输实验 实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验 实验五 二进制频移键控（2FSK）实验 实验六 二进制相移键控及差分相移键控,35,实验二 脉冲编码调制定理实验,PCM编码通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码 量化非均匀量化 通常情况下，采用信号压缩与扩张技术实现非均匀量化,3

8、6,实验二 脉冲编码调制定理实验,压缩器,扩张器,压缩器通常采用对数压缩器完成,非均匀量化：把输入信号x先进行压缩处理，再把压缩的信号y进行均匀量化。接收端的采用扩张器恢复x。,37,实验二 脉冲编码调制定理实验,两种数字压扩技术 A律13折线 律15折线,A律13折线,38,实验二 脉冲编码调制定理实验,实验目的：学习用SystemView软件建立信号的压缩和扩张仿真系统，进一步理解脉冲编码调制定理。,39,实验二 脉冲编码调制定理实验,实验内容：信号的压缩与扩张仿真电路图,要求：观察并分析token 3、4、5的波形 改变压缩和扩张标准，采用律标准实现信号的压缩和扩张,40,第二部分 数字

9、通信原理基础实验,实验一 低通取样定理实验 实验二 脉冲编码调制定理实验 实验三 数字基带信号无失真传输实验 实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验 实验五 二进制频移键控（2FSK）实验 实验六 二进制相移键控及差分相移键控,41,实验三 数字基带信号无失真传输实验,基带传输系统模型,码间干扰,42,实验三 数字基带信号无失真传输实验,码间干扰的消除的方法：奈奎斯特第一准则，本质上是抽样点无失真条件,43,实验三 数字基带信号无失真传输实验,具有理想低通滤波器特性的基带系统,输入序列传输速率1/Ts波特，所需的最小传输带宽为12Ts赫基带系统极限传输速率 频带利用率为=2波特赫基带系统最大频

10、带利用率,实际中难于实现,44,实验三 数字基带信号无失真传输实验,实际中常采用具有升余弦滚降特性的基带系统(1),输入序列传输速率1/Ts波特 频带利用率为=1波特赫,45,实验三 数字基带信号无失真传输实验,试验目的：学习用SystemView仿真电路验证奈奎斯特第一准则。,46,实验三 数字基带信号无失真传输实验,实验内容：验证奈奎斯特第一准则的仿真电路图,47,第二部分 数字通信原理基础实验,实验一 低通取样定理实验 实验二 脉冲编码调制定理实验 实验三 数字基带信号无失真传输实验 实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验 实验五 二进制频移键控（2FSK）实验 实验六 二进制相移键控及

11、差分相移键控,48,实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验,实验目的：进一步理解2ASK系统调制、解调原理。,49,实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验,2ASK信号的时域表达：,其中,50,实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验,2ASK调制（调幅法、键控法）,51,实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验,2ASK解调,52,实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验,2ASK调制仿真,要求：观察token3、4处波形,54,实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验,2ASK解调仿真,要求观察： 调制前及解调后基带信号波形 调制前后信号功率谱,55,第二部分 数字通信原理基础实验,实验一 低通取

12、样定理实验 实验二 脉冲编码调制定理定理实验 实验三 数字基带信号无失真传输实验 实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验 实验五 二进制频移键控（2FSK）实验 实验六 二进制相移键控及差分相移键控,56,实验五 二进制频移键控（2FSK）实验,实验目的：进一步理解2FSK系统调制、解调原理。,57,实验五 二进制频移键控（2FSK）实验,2FSK信号的时域表达,58,实验五 二进制频移键控（2FSK）实验,2FSK调制,59,实验五 二进制频移键控（2FSK）实验,2FSK解调,60,实验五 二进制频移键控（2FSK）实验,2FSK调制仿真,要求观察： token2、6处的波形，找出相位不连

13、续点 观察调制信号的频谱,61,实验五 二进制频移键控（2FSK）实验,2FSK解调仿真非相干解调,要求观察： 调制前及解调后信号波形 调制前后信号功率谱,63,实验五 二进制频移键控（2FSK）实验,2FSK解调仿真相干解调,要求观察： 调制前及解调后信号波形 调制前后信号功率谱,64,第二部分 数字通信原理基础实验,实验一 低通取样定理实验 实验二 脉冲编码调制定理实验 实验三 数字基带信号无失真传输实验 实验四 二进制幅度键控（2ASK）实验 实验五 二进制频移键控（2FSK）实验 实验六 二进制相移键控及差分相移键控,65,实验六 二进制相移键控及差分相移键控,实验目的：进一步理解2PSK、2DPSK系统调制、解调原理,66,实验六 二进制相移键控及差分相移键控,2PSK信号的时域表达,67,2PSK调制,实验六 二进制相移键控及差分相移键控,68,实验六 二进制相移键控及差分相移键控,2PSK解调相干解调,相干解调的关键：载波恢复电路 存在的问题：倒现象 2DPSK调制,69,实验六 二进制相移键控及差分相移键控,2DPSK调制,70,实验六 二进制相移键控及差分相移键控,2DPSK解调相干解调+码反变换器,71,实验六 二进制相移键控及差分相移键控,2DPSK差分相干解调,负逻辑判决,72,实验六 二进制相移键控及差分相移键控,2PSK和2