基于Matlab的电子线路的设计与仿真毕业论文设计

1、基于matlab的电子线路的设计与仿真第一章 绪 论11 研究背景自有人类以来，就离不开信息的传递。通信是人与人或人与自然这三者之间通过某种方式及媒介进行的信息交流，在古代，人们通过烽火传递军情预警、通过驿站间快马接力传递文件战报，通过信鸽传递机密文件等等，其信息的传递方式虽然各有不同，但都是古代人们实现通信的手段。随着近代工业、商业等产业的发展，原始的通信手段不能满足日益增长的需求，通信手段亟待发展。随着社会分工的细化，以及通信领域内各项理论的逐渐揭示，通信渐渐成为一个专业，伴随而来的是通信产业的形成和发展。 第一代：电通信时代，及模拟通信时代。19世纪，随着科学技术的迅猛发展，人们发现了电

2、能以光速沿导线传播。 1837年莫尔斯发明了莫尔斯电码，并制造出电报机；1844年由莫尔斯设计修建的从尔的摩到华盛顿的世界上第一电报线路修建成功并投入运营；1854年，英军第一次在战争中采用了电报，海底电报于1851年开始于多佛和加莱之间，然后发展到一方面用于伦敦和巴黎之间的远距离电报通讯，另一方面则用于协约国 克里米亚战争的瓦诺基地，由此，世界上第一个电报通信网建成；1864年，麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在；1887年赫兹从实验上验证了电磁波的存在，马可尼、波波夫等人用电磁波实现了远距离通信试验，由此，由有线电话，电报和无线电台等通信方式的模拟通信时代到来。再加上20世纪30年代尤其是

3、50年代后，随着香农信息论，纠错编码理论，调制理论，信号检测理论，信号与噪声理论，信源统计特性理论等通信专业理论的研究与发展，通信专业有了长足的发展，伴随而来的就是通信产业的如雨后春笋一般的出现，有限电报网的铺设，有线电话网的铺设，无线电台的建设，都需要从通信设备的设计与制造企业到通信网线路的铺设等工程施工企业，还需要为广大公众服务的运营商，一级监督工程公司施工一级通信设备运营状况的监理公司，自此通信产业及其服务日趋完善。模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示）。时间上连续的模拟信号连续变化的图像（电视、传真）信号等，时间上离散的模拟信号是一种抽样信号。模拟通信的优点是直观且容易

4、实现，但存在两个主要缺点。模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听。只要收到模拟信号，就容易得到通信内容.电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。线路越长，噪声的积累也就越多。第一代移动通信技术（1g）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准，制定于上世纪80年代。nordic 移动电话（nmt）就是这样一种标准，应用于nordic国家、东欧以及俄罗斯。其它还包括美国的高级移动电话系统（amps） ，英国的总访问通信系统 （tacs）以及日本的 jtags，西德的c-netz，法国的 radiocom 200

5、0 和意大利的 rtmi。模拟蜂窝服务在许多地方正被逐步淘汰 。第二代 ：数字通信时代 随着现代科技的发展，晶体管，半导体集成电路相继问世。1951年英国建立了100个中继站的微波接力通信线路；20世纪60年代，基于脉冲编码调制（pcm）的数字传输体系开始建立；1965年美国att公司建立了一个程控本地交换系统；再加上脉码通信，微波通信，卫星通信，光缆通信等通信手段的产生一级计算机的问世并将微机应用在管理控制领域中，自此通信对象从人与人扩展到人与机器，机器与机器之间。20世纪7080 年代，是通信迅猛发展的时期。1960年，美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器，给光通信带来了希望，和普通光相比，

6、激光具有波谱宽度窄，主向性极好以及频率和相位较一致的良好特性，激光是一种相干光，它的特 性和无线电波相似，是一种理想的光载波。继红宝石激光器之后，氦氖激光器、 二氧化碳激光器先后出现并投入实际应用；1966年分组交换实验网-arpa网开始建设，并于1971年投入试验运行；1970年美国康宁公司研制成功涂有二氧化硅 的光导纤维材料，并将损耗降低到20db/km；1972年康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4db/km;1973年美国贝尔实验室取得了更大成绩，光损耗降低到2.5db/km，1976年，日本电报电话公司将光纤损耗降低到0.47 db/km；1979年损耗降低到0.2 db/km，19

7、84年事0.157 db/km；1986年是0.154 db/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。随着非语言内容的增加，大容量光纤传输以及数字微波系统的形成，通信自此进入了数字通信时代，数字通信体制相比于模拟通信体制，其抗干扰能力强， 便于计算机处理，高安性加密，很好满足了现代通信自动控制的要求，它是通过自动交换、数字传输体系以及卫星通信等共同作用来实现的综合通信网。1.2 研究的意义科技是第一生产力，而通电技术又是当今世界科技中最先进的生产力。电子技术是现代文明的技术基础，是科学研究和技术开发不可缺少的主要手段，是高技术中的关键技术，同时也是发展最快、对经济和社会生活渗透力量最强、应用潜力最

8、大的一门科学技术。 通电工程是信息社会的主要支柱，是现代高新技术的重要组成部分，是国家国民经济的神经系统和命脉，它集计算机技术、通信技术、信号信息处理、多媒体技术之大成，是高技术群的前导领域和当代新技术革命的核心推动力。它所涉及的范围很广，包括电信、广播、电视、雷达、声纳、导航、遥控与遥测、遥感、电子对抗、测量、控制等领域，以及军事和国民经济各部门的各种信息系统。 通信工程与电子科学与技术、计算机科学与技术、控制理论与技术、生物医生工程等学科有着相互交叉、相互渗透的关系，并派生出许多新的边缘学科和研究方向。通电工程专业及其产业也同样迅猛的发展，从 原始的古代通信到第一代模拟通信经历了几千年的漫

9、长历程， 期间的发展更是缓 慢无比，直到近代科学技术革命才为通信的发展提供了理论土壤，自此通信工程 专业及其产业进入了一个飞速发展的阶段，从第一代模拟通信的形成倒被第二代 数字通信所替代期间仅用了百年时间， 而新一轮的通信变革正在如火如荼的进行 中，3g 技术的成熟与 3g 牌照正式下发形成的产业也不过距第二代通信的成熟仅 仅几十年的时间。而 3g 还没有完全进入商业化的普及阶段，下一代的通信技术 的研究已经取得了重大成果。可以预见，在不久的将来我们还在期盼的 3g 服务 将会渐渐过渡到另一个全新的阶段。所有的通信手段都是为了更好实现信息的传递，在不久的将来，物联网、宽 带移动互联网、宽带智能

10、网、无线传感器网络、智能代理和移动代理技术、全光 与智能光网络、主动网络、下一代网络等一大批新的通信产业手段必将为我们的生活带来更大的方面便。然而，人们要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期，降低成本，提高水平。这样尖锐对立的两个方面的要求，只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。现代计算机科学技术快速发展，已经研发出了新一代的可视化的仿真软件。这些功能强大的仿真软件，使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷，由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。通信系统仿真贯穿着通信系统工程设计的全过程，对通信系统的发展起着举足轻重的作用。通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的

11、灵活性，有助于我们更好地研究通信系统性能。1.3 研究主要内容论文第一章论述了课题研究的背景和意义；论文第三章重点论述了触发器、分频器、移位寄存器、整流电路、超外差式接收机等常见电子线路的基本原理；论文第三章利用matlab对上述电子线路进行了仿真与分析；最后，论文进行了总结与展望。第二章 电子线路基本原理2.1 触发器概述：触发器（flip flop，简写为ff）是具有记忆功能的单元电路，由门电路构成，专门用来接收存储输出0、1代码。 它有双稳态、 单稳态和无稳态触发器（多谐振荡器）等几种。触发器是数字电路的极其重要的基本单元。触发器有两个稳定状态，在外界信号作用下，可以从一个稳态转变为另一

12、个稳态；无外界信号作用时状态保持不变。因此，触发器可以作为二进制存储单元使用。触发器的逻辑功能可以用真值表、卡诺图、特性方程、状态图和波形图等5种方式来描述。触发器的特性方程是表示其逻辑功能的重要逻辑函数，在分析和设计时序电路时常用来作为判断电路状态转换的依据。触发器的两个特点：它有两个稳定状态，“0”和“1”。在输入信号作用下，两个稳态可相互转换。按功能分：rs、 jk、d、t和t型触发器。按结构分：基本、 同步、主从、维持阻塞和边沿型触发器。按触发方式分：上升沿、下降沿触发器和高电平、低电平触发器。图 2-1 触发器的功能描述触发器功能分析：触发器有两个稳定状态。qn为触发器的原状态（现态

13、），即触发信号输入前的状态； qn+1为触发器的新状态（次态），即触发信号输入后的状态。 其功能可采用状态表、特征方程式、逻辑符号图以及状态转换图、波形图或称时序图来描述。各种不同逻辑功能的触发器的特性方程为： rs触发器：qn+1=s+rqn（其约束条件为：rs0） jk触发器： qn+1=jqn+kqnd触发器： qn+1=dt触发器： qn+1=tqn+tqnt触发器： qn+1=qn2.2 分频器 定义：分频器是指将不同频段的声音信号区分开来，分别给于放大，然后送到相应频段的扬声器中再进行重放。在高质量声音重放时，需要进行电子分频处理。 从电路结构来看，分频器本质上是由电容器和电感线圈

14、构成的lc滤波网络，高音通道是高通滤波器，它只让高频信号通过而阻此低频信号；低音通道正好想反，它只让低音通过而阻此高频信号；中音通道则是一个带通滤波器，除了一低一高两个分频点之间的频率可以通过，高频成份和低频成份分频器原理都将被阻止。在实际的分频器中，有时为了平衡高、低音单元之间的灵敏度差异，还要加入衰减电阻；另外，有些分频器中还加入了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络，其目的是使音箱的阻抗曲线心理平坦一些，以便于功放驱动。由于现在的音箱几乎都采用多单元分频段重放的设计方式，所以必须有一种装置，能够将功放送来的全频带音乐信号按需要划分为高音、低音输出或者高音、中音、低音输出，才能跟相应的喇叭单元连

15、接，分频器就是这样的装置。如果把全频带信号不加分配地直接送入高、中、低音单元中去，在单元频响范围之外的那部分 “多余信号”会对正常频带内的信号还原产生不利影响，甚至可能使高音、中音单元损坏。2.3 移位寄存器 移位寄存器不仅能够寄存数码，而且具有移位功能。移位是数字系统和计算机技术中非常重要的一个功能。如二进制数0101乘以2的运算，可以通过将0101左移一位实现；而除以2的运算则可通过右移一位实现。 移位寄存器的种类很多，有左移寄存器、右移寄存器、双向移位寄存器和循环移位寄存器等。 图2-1所示是由四个触发器组成的四位左移寄存器。数码从第一个触发器的端串行输入，使用前先用将各触发器清零。现将

16、数码 1101从高位到低位依次送到端。 图2-2由触发器组成的四位左移寄存器cpq0q1q2q31000d3200d3d230d3d2d14d3d2d1d0表2-1四位左移寄存器状态表 第一个cp过后=d3=1，其他触发器输出状态仍为0，即 =000，d3= 0001。第二个cp过后， =d2=1， =d3=1，而 = =0。经过四个cp脉冲后，=d3d2d1d0=1101，存数结束。各输出端状态如表2-1所示。如果继续送四个移位脉冲，就可以使寄存的这四位数码1101逐位从端输出，这种取数方式为串行输出方式。直接从 取数为并行输出方式。2.4 整流电路电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置

17、需要用直流电。整流，就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。一、半波整流电路图2-3、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器b 、整流二极管d 和负载电阻rfz ，组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2 ，d 再把交流电变换为脉动直流电。 图2-3半波整流电路下面从图2-4的波形图上看着二极管是怎样整流的。图2-4半波整流波形图变压器砍级电压e2 ，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图2-4（a）所示。在0k时间内，e2 为正半周即变压器上端为正下端为

18、负。此时二极管承受正向电压面导通，e2 通过它加在负载电阻rfz上，在2 时间内，e2 为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时d 承受反向电压，不导通，rfz，上无电压。在2 时间内，重复0 时间的过程，而在34时间内，又重复2 时间的过程这样反复下去，交流电的负半周就被削掉了，只有正半周通过rfz，在rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图2-4（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压usc 。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以牺牲一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（

19、计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。二、全波整流电路如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图2-5是全波整流电路的电原理图。图2-5全波整流电路 全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a 、e2b ，构成e2a 、d1、rfz与e2b 、d2 、rfz ，两个通电回路。全波整流电路的工作原理，可用图2-6所示的波形图说明。

20、在0 间内，e2a 对dl为正向电压，d1 导通，在rfz 上得到上正下负的电压；e2b 对d2 为反向电压， d2 不导通（见图2-6（b）。在-2时间内，e2b 对d2 为正向电压，d2 导通，在rfz 上得到的仍然是上正下负的电压；e2a 对d1 为反向电压，d1 不导通（见图2-6（c）。 图2-6全波整流波形如此反复，由于两个整流元件d1 、d2 轮流导电，结果负载电阻rfz 上在正、负两个半周作用期间，都有同一方向的电流通过，如图2-6（b）所示的那样，因此称为全波整流，全波整流不仅利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，从而大大地提高了整流效率（usc 0.9e2，比半波整流时大

21、一倍）。图2-5所示的全波整滤电路，需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头，这给制作上带来很多的麻烦。另外，这种电路中，每只整流二极管承受的最大反向电压，是变压器次级电压最大值的两倍，因此需用能承受较高电压的二极管。（a ）为桥式整流电路图（b）图为其简化画法图2-7 三、桥式整流电路桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成桥式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。桥式整流电路的工作原理如下：e2 为正半周时，对d1 、d3 和方向电压，dl，d3 导通；对d2 、d4 加反向电压，d2 、d4 截止。电路中构成e2 、dl、rf

22、z 、d3 通电回路，在rfz ，上形成上正下负的半波整洗电压，e2 为负半周时，对d2 、d4 加正向电压，d2 、d4 导通；对d1 、d3 加反向电压，d1 、d3 截止。电路中构成e2 、d2 rfz 、d4 通电回路，同样在rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。上述工作状态分别如图2-8（a） （b）所示。图2-8桥式整流电路的工作原理 如此重复下去，结果在rfz ，上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图2-8中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整洗电路小一半！四、整流元件的选择和运用需要特别指出的是，二极管作

23、为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。另外，在高电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。图2-9二极管并联运用图2-9 示出了二极管并联的情况：两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半口三只二极管并联，每只分担电路总电流的三分之一。总之，有几只二极管并联，流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。但是，在实际并联运用时，由于各二极管特性不完全一致，不能均分所通过的电流，会使有的管子困负担过重而烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器，使各

24、并联二极管流过的电流接近一致。这种均流电阻r一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。电流越大，r应选得越小。图2-10二极管串联运用图2-10示出了二极管串联的情况。显然在理想条件下，有几只管子串联，每只管子承受的反向电压就应等于总电压的几分之一。但因为每只二极管的反向电阻不尽相同，会造成电压分配不均：内阻大的二极管，有可能由于电压过高而被击穿，并由此引起连锁反应，逐个把二极管击穿。在二极管上并联的电阻r，可以使电压分配均匀。均压电阻要取阻值比二极管反向电阻值小的电阻器，各个电阻器的阻值要相等2.5超外差式接收机超外差式接收机发展历程：超外差原理最早是由e.h.阿姆斯特朗于1918年提出的。 这种方

25、法是为了适应远程通信对高频率、弱信号接收的需要。 这种接收方式的性能优于高频（直接）放大式接收，所以至今仍广泛应用于远程信号的接收，并且已推广应用到测量技术等方面。 超外差式接收机原理：图2-11超外差式接收机原理超外差接收的优缺点：优点：（1）对一个固定频率进行放大，容易获得较大且稳定的放大倍数，因而能提高接收电路的灵敏度；（2）中频的频率是固定的，采用陶瓷滤波器、声表面波滤波器等性能优良的器件，能显著提高接收电路的选择性；（3）增加自动增益控制（agc）电路，使电路能用于接收各种不同强度的信号。缺点：电路复杂，且存在一种特有的干扰镜像干扰，在讨论变频原理和电路时，我们将详细介绍什么是镜像干

26、扰。 2.6 其他电子线路 电子线路很多，由于论文完成时间的紧迫，本论文来不及对其它电子线路的分析只对了几种基本电子线路(触发器、分频器、移位寄存器、整流电路、超外差式接收机)的分析。敬请谅解。第三章 基于matlab的电子线路仿真与分析3.1 基于matlab对触发器的仿真与分析 触发器是电子工程中经常用到的电路，在这用实例来说明其应用方法。 图31所示触发电路仿真演示框图，在图中触发模块是实现触发的主要工具，图中常用矢量为0。图32所示是触发电路仿真结果。图33所示是触发电路结构图，激活图中的trigger,可以在弹出的对话框中进行参数设置。图3-1触发电路仿真演示框图图3-2触发电路仿真

27、结果图3-3触发电路结构图 触发电路的trigger type（触发类型）设定为function call（函数调用）时和模块使能时，有三种设置：held（有效）、reset（复位）和inherit（继承）。 此时，sample time type（取样时间类型）可设为触发或周期。sample time（取样时间）均被激活。现在以图32中显示的结果来分析触发的过程:(1) 示波器通道1显示了作为触发信号的信号发生器的方波，同时还显示了等于零的基线以及被用作触发取样观察的正弦信号。(2) 示波器通道2显示了仅在方波信号过零的上升沿触发时，采集并保持的正弦信号的样值。(3) 示波器通道3显示了仅在

28、方波信号过零的下降沿触发时，采集并保持的正弦信号的样值。(4) 示波器通道3显示了在方波信号过零的上升或下降沿触发时，采集并保持的正弦信号的样值。简而言之，触发电路是一个采样保持电路，采样的时刻取决于触发信号的形状和触发方式的设定。表31表34分别给出了触发电路仿真系统中各个模块的主要参数。3.2 基于matlab对分频器的仿真与分析 分频器应用广泛，下面用一示例说明使用方法。图3-4所示是分频器仿真框图，其组成仅有三台设备：脉冲发生器、分频器（计数器）和示波器。脉冲发生器产生周期为1s，占空比为50%，幅度为1的方波，馈入计数器，计数器设置为分频器工作方式，本例中分频比设为11，即每输入11

29、个脉冲，送出一个hitdata（到达脉冲），maximumcount（最大计数）是10，即分频比减一。initialcount（初始计数）表示计数器中开始计数的时刻，即计数器中原有的数，本例是0。hitvalue（到达值）表示在计数到第几（本例是7）个脉冲时，开始输出到达脉冲。自然在以后的计数分频的过程中，都是在分频周期的这一位置输出到达脉冲。output(输出）设置决定了计数器有两路输出：第1路是cnt（计数），它的数值表示在本分频周期内记录到多少个脉冲;第2路是hit（到达），就是分频后的脉冲输出。图3-5所示是分频器仿真结果。示波器从上到下分别显示的是脉冲发生器的输出、计数输出、分频脉冲

30、的输出。可以看出，分频比是11，即到达脉冲的数量是原始脉冲数的1/11。计数输出是从0到10（11个量值）变化，分频脉冲在第8（即7+1）个脉冲时输出。图3-4 分频器仿真框图图3-5分频器仿真结果表3-5所示是该对话框的主要参数。表3-6所示是pulsegenerator(脉冲信号发生器）的主要参数。countdirection（计数方向）中up（增加）表示加法计数，down（减少）表示减法计数器。当countsize（计数长度）设定为8bit、16bit、32bit时，分频比分别为28、216、232。 3.3 基于matlab对移位寄存器的仿真与分析 图3-6所示是移位寄存器仿真系统框图

31、。图中的正弦波产生器产生的幅度为1，频率为2rad/s的正弦波，馈入multiselector（多点选择器），通过把参数“指针到输出”设置为1,1,1将输入信号分解为三路相同的信号。三路信号一路是直通，另一路延迟7个节拍（7个采样时间），第三路延迟23个节拍。 输出的路数、延迟时间皆可任意设定。variableselector（可变选择器）可以任意交换输出三路信号的秩序，在连接示波器的上面三路信号就是通过交换排序后的波形,如图3-7所示。以它的第4路信号波形的极大值为参考，从左向右数1、2、3个波形，它们代表的3路波形就是未经过交换秩序的输出信号。表3-7 给出了参数设置。用户可以设定任意数的

32、分频比，确实十分方便。表3-7所示是示波器的主要参数。其它模块的参数设置见表3-8表3-10。图3-6移位寄存器仿真系统框图3-7移位寄存器仿真结果3.4 基于matlab对整流电路的仿真与分析图3-8所示是整流系统仿真框图，在框图中用幅度为1.1、频率为1000hz的正弦信号作为信号输入，使用saturation（限幅）模块，将限幅下限设定为0，构成半波整流电路，在框图中上面的频谱仪显示它的频谱，如图3-9中的右图所示。在整流电路中使用了abs（取绝对值）模块，将信号的负半周也变成正值，构成全波整流电路，在框图中下面的频谱仪显示它的频谱，如图3-9中的左图所示。示波器将三路信号通过与常数矢量

33、相加后，在垂直方向分开显示，如图3-10所示图3-8整流系统仿真框图图3-9 整流系统仿真结果(频谱图)图3-10整流系统仿真结果（时域波形） 下面uh(t)与uf(t) 分别表示半波整流和全波整流之后的频率谱，由公式（3-1）、公式 (3-2）可见，半波整流后有直流分量、一次波（基波）、二次波、四次波、六次波等。全波整流与半波整流相比较，除基波没有外其余都有，但幅度不一样，这可以从图3-11中看出。 （3-1） （3-2）表3-11表3-15分别给出了整流仿真系统中各个模块的主要参数。3.5 基于matlab对超外差式接收机的仿真与分析 超外差式接收机的工作方式在通信系统中得到了非常广泛的应

34、用。它最主要的工作原理是：频率搬移，选频放大。发射机发出的信号经过各种传输环境后信号十分微弱，将它放大到正常接收的程度需要100db量级的增益。应用频率搬移即变频的方法，可以将增益分配到工作在不同频段的若干个放大器上，在获得很高的总增益的同时又保证了系统的稳定。 变频的基本原理可以用下面的公式来描述： (3-3)两个不同频率的余弦信号相乘后，得到的是两个频率的和及两个频率的差的余弦信号，其中f1是本地振荡的频率,f2是射频信号的频率。图3-11所示是超外差接收机仿真系统的框图。本例中本地振荡f1=66khz，射频信号f2 =50khz，基带调制信号是1khz单音频。下面分别介绍以下部分的功能。

35、(为了简化问题，有的部分未安排。) 图3-11 超外差接收机仿真系统发射机部分：signalgenerator（信号发生器）产生幅度为1、频率为1000hz的音频信号。通过dsbammodulationpassband（双边带带通调幅器）后变成载频为50khz双边带调幅（传输载波）的信号。图中未安排传输环境部分。接收机部分：signalgenerator1（信号发生器）产生幅度为1、频率为66khz的本地振荡信号，product（乘法器）作为变频器，通过变频器后产生f1+f2=116khz以及f1 - f2 =16khz的频率。模拟带通滤波器频带在14.517.5khz之间，仅让带有调制信息的

36、16khz的中频通过。 dsbamdemodulationpassband（双边带带通解调器）将调制信号1khz的音频信号从中频信号中解调出来，由gain（放大器）进行低频放大。其后的带通滤波器（应用低通滤波器也可以）频带在0.81.2khz之间，仅让调制信息1khz通过。图中未安排高频调谐以及高频放大部分。scope（频谱分析仪）用于观察变频以后信号的频谱，如图3-12所示，图中可见116khz的和频以及16khz的差频。频谱分析仪scope1用于观察中频信号的频谱（如图3-13的左图所示）。频谱分析仪scope2用于观察解调以后的信号的频谱（如图3-13的右图所示）。示波器scope用于观

37、察解调以后的信号。频谱仪的采样时间都考虑到能够将被观测的信号置于屏幕的中部，它前面的zeroorderhold（采样保持）的采样时间设定得与频谱仪的一致。图3-12射频接收信号与本振信号相乘后的频谱图3-13 中频信号（上图）与低频信号（下图）的频谱图3-14所示是低频信号的时域图形。表3-16表3-22分别给出了各个仪器模块设置的主要参数。图3-14 低频信号的时域图形第四章 总结与展望4.1 总结深入分析了电子线路基本原理，研究了基于matlab的电子线路仿真与分析。论文对matlab仿真在通信与电子工程中的应用进行了详细的研究，包括理论分析、仿真试验、结果分析，触发器、分频器、移位寄存器

38、、整流电路、超外差式接收机的仿真试验证明了matlab在电子、通信方面仿真应广泛应用的可行性和有效性。基于matlab仿真在通信与电子工程中的应用能够解决一系列复杂的电子和通信问题的仿真，研究了触发器、分频器、移位寄存器、整流电路、超外差式接收机的仿真模型。对如何应用matlab仿真问题提出了详细的分析和设计，内容包括数学模型的函数、图表和图形的建立。对触发器、分频器、移位寄存器、整流电路、超外差式接收机问题进行探讨，将优化的自适应matlab仿真应用到解决触发器、分频器、移位寄存器、整流电路、超外差式接收机问题中，并对实际的电子、通信模型进行了仿真与实际结果的比较分析。仿真结果证明：matl

39、ab仿真在解决复杂而烦琐的芯片制作问题中是可行的、有效的、稳定的。基于仿真软件类型和功能的不断完善，通信、电子线路计算机辅助设计与分析技术也得到了长足发展。目前matlab在电子线路实验设计与仿真的研究和应用有多重要的使用价值和工程意义。 通过这次论文我从中收获很多，首先，通过查阅资料了解到电子通信的发展历程，通电技术产品给人们生活带来的便捷，未来我们肩负的使命。其次，通过仿真实例的学习懂得了如何利用仿真软件（matlab）模拟各种原件在真实环境中的工作情况，把复杂的问题简单化，也提高了继续学习这专业的兴趣。为以后从事这行打下了基础。4.2 展望世界将进入全球的知识经济时代，以电子技术、通信技

40、术、网络技术为代表的现代电子信息产业技术，已成为全世界最先进的生产力。信息技术的飞速发展和信息产业的不断壮大对经济和社会发展的各个领域都将产生巨大的作用和深远的影响。而仿真软件又是推动该产业发展的前提。然而，仿真软件类型和功能的不断完善，通信、电子线路计算机辅助设计与分析技术也得到了长足发展。因此，在不久的将来仿真软件将在电子线路实验设计与仿真的研究和应用有多重要的使用价值和工程意义。从而使我们的生活更加便捷、自动、自能化。参考文献1 edward b.magrab shapour azam。 matlab原理与工程应用(第2版) 平装。北京：电子工业出版社，20092 m. j. rober

41、t。signals and systems: analysis using transform methods and matlab。美：lynne rienner publishers，20043 徐明远，邵玉斌。matlab仿真在通信与电子工程中的应用（第二版）。西安：电子科技大学出版，20104 郭文彬，桑林。通信原理基于matlab的计算机仿真。北京：邮电大学出版社，20065 阎石。数字电子技术基础。北京：高等教育出版社，20096 那彦。毕业设计宝典。西安：电子科技大学出版，20087 赵谦。通信系统中matlab基础与仿真应用。西安：电子科技大学出版，20108 邵佳，董辰辉。m

42、atlab/simulink通信系统建模与仿真实例精讲。北京：电子工业出版社，2009致 谢在本论文的撰写过程中，导师高渤给予了悉心的指导和关心，使我克服了众多困难终于完成了论文的撰写工作。导师们渊博的知识、严谨求实的治学态度及敬业精神，给我留下了深刻的印象，并将在我今后的人生道路上产生深远的影响，在此论文完成之际，谨向导师致以崇高的敬意和衷心的感谢！在这几年的学习期间，得到了很多西南大学老师的悉心指导和帮助，他们渊博的知识、严谨治学风范、兢兢业业的敬业精神让我受益匪浅！ 感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在大学生活即将结束的最后的日子里，我们再一

43、次演绎了团结合作的童话，把一个庞大的，从来没有上手的课题，圆满地完成了。正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的东西，那就是团结的力量。 最后，感谢所有在这次毕业设计中给予过我帮助的人。 附录表31 signal generator（信号发生器）的主要参数模块名称signal generator位置simulinksources参数名称参数值wave form(波形)squareamplitude(幅度)0.5frequency(频率)0.5unit(单位)hertz表32 sine wave（正弦信号发生器）的主要参数模块名称sine wave

44、位置simulinksources参数名称参数值amplitude(幅度)1bias(偏移)0frequency(rad/sec)(频率)8phase(rad)(相位)0sample time(采样时间)0表33 scope(示波器)的主要参数模块名称scope位置simulinksources参数名称参数值number of axs(信号数)4time range(时间范围)8sampling(取样形式)decimation 1表34 trigger（触发电路）的主要参数模块名称trigger位置simulinkports&subsvstems参数名称参数值trigger type(触发类型

45、)risng(上升沿)falling(下降沿)either(上下沿)enable zero crossing detect(能够过零检测)表3-5 counter（计数器）的主要参数模块名称counter位置dsp blocksetsignal management switches and counter参数名称参数值count direction(计数方向)up(增加)count event(计数事件)rising edge(上升沿)count size(计数长度)user defined(用户定义)maximum count(最大计数)10initial count(初始计数)0outp

46、ut(输出)count and hithit value（到达值）7count data type(计数类型)doublehit data type(到达计数类型)logical表3-6 pulse generator（脉冲信号发生器）的主要参数模块名称pulse generator位置simulinksources参数名称参数值pulse type(脉冲类型)time based(时基)amplitude(幅度)1period (secs)(周期)1pulse width(% of period)(脉宽)50phase delay(secs)(相位延迟)0表3-7 scope（示波器）的主要

47、参数模块名称scope位置simulinksinks参数名称参数值number of axs(信号数)3time range(时间范围)30sampling(取样方式)decimation 1表3-8 multiport selector（多点选择器）的主要参数模块名称multiport selector位置dsp blocksetsignal managementindexing参数名称参数值select(选择)rows(行)indices to output(指针到输出)111表3-9 sine wave（正弦信号发生器）的主要参数模块名称sine wave位置simulinksource

48、s参数名称参数值sine type(正弦类型)time based(时基)amplitude(幅度)1bias(偏移)0frequency(rad/sec)(频率)2piphase(rad)(相位)0sample time(采样时间)0.02表3-10 variable selector（可变选择器）的主要参数模块名称variable selector位置dsp blocksetsignal managementindexing参数名称参数值select(选择)rows(行)selector mode(选择模式)fixed(固定)elements(元素)2 1 3index mode(指针模式

49、)one-based(基于1)表3-11 scope（示波器）的主要参数模块名称scope位置simulinksinks参数名称参数值number of axs(信号数)4time range(时间范围)3sample time(采样时间)0.02表3-12 signal generator（信号发生器）的主要参数模块名称signal generator位置simulinksources参数名称参数值wave form(波形)sineamplitude(幅度)1.1frequency(频率)1000unit(单位)hertz表3-13 scope（示波器）的主要参数模块名称scope位置sim

50、ulinksinks参数名称参数值number of axs(信号数)1time range(时间范围)4e-3sample time(取样时间)5e-6表3-14 spectrum scope（频谱仪）的主要参数模块名称spectrum scope位置dsp blocksetdsp sinks参数名称参数值spectum1 spectum2buffer size(缓存长度)512（半波） 512(全波)buffer overlap(缓存交叠)64 64fft length(长度)512 512number of spectral averages(谱(计算)平均(点)数)2 2scope p

51、osition(显示器位置)get(0,defaultfigureposition)frequency units(频率单位)hertzfrequency range(频率范围)-fs/2fs/2amplitude scaling(幅度刻度)magnitudesample time of original time series(输入信号的采样时间)1e-4 1/14e3minimum y-limit(y轴最小刻度)-10 -10maximum y-limit(y轴最大刻度)50 180表3-15 saterature（饱和）的主要参数模块名称saterature位置simulinkdiscountinuities参数名称参数值upper limit(上限)3lower limit(下限)0sampling(取样时间)-1表3-16 constant（常数）的主要参数模块名称constant位置simulinksources参数名称参数值constant value(常数值)0 1.5 3表3-17 signal gener