通信原理ASK调制系统实验指导书

1、数字通信原理实验指导书信息学院通信教研部目录实验、二进制幅移键控技术 （ASK ）实验（一） 2ASK 调制系统设计与仿真一、实验目的1. 通过本实验深入理解、掌握二进制幅移键控技术（2ASK的调制/解调原 理。2. 掌握（2ASK调制系统模型的构建技术。3. 掌握（2ASK调制技术的设计与实现方法。4. 深入理解、掌握二进制幅移键控（ 2ASK 调制系统各模块间参数的设置 及相互间的关联与影响。5. 能够按不同用户的技术指标需求，进行（ 2ASK 调制系统的设计。6. 掌握（ 2ASK 调制系统的测试方法 。7. 掌握对（ 2ASK 调制系统的相关参数、信号波形进行分析的方法。二、实验仪器（

2、软 / 硬件环境及所需元器件模块1. PC机一台2. 安捷伦科技 EESof 软件 ADS : Advaneed Design System - 2005A3. 计算机操作系统： Win 2000, Win XP, HP Unix11.0, Sun Unix 5.8等4. 元器件模块:（ 1） Sinusoid 正弦波信号发生器（ Sinusoid signal generator ）；（ 2） Data 数字序列信号发生器（ Data generator ）；（ 3） 信号类型转换器（ Signal Converters ）:TimedToFloat 信号类型转换器、 FloatToTime

3、d 信号类型转换器；（ 4） TimedSink 信号接收器（ Timed Data Colleetor ）；（ 5） SpeetrumAnalyzer 频谱分析仪（ Speetrum analyzer ）；（6） DF 数据流控制器（Data Flow Controller）；（ 7） Mpy2 乘法器（ 2-Input Multiplier）；（ 8） VAR 变 量 和 方 程 式 模 块 （ 器 件 ） （ Variables and Equations Component ）。（ 9） 限幅器 （Limiter ）三、实验原理振幅键控（也称幅移键控） ，记作 ASK（ Amplitu

4、de Shift Keying ），或图6-2 2ASK信号的产生方法称为开关键控(通断键控)，记作OOK(On Off Keying )。二进制数字振幅键控 通常记作2ASK简写成ASKASK信号，在实际中使用较少，但它是研究各种数字调制技术的基础。ASKS号是利用代表数字信息“ 0”或“ T”的基带矩形脉冲去键控(调制) 一个连续的载波，有载波输出时表示发送“ 1”，无载波输出时表示发送“ 0”，如 图6-3所示。2ASK勺时域表达式可以表示成单极性矩形脉冲序列与正弦型载波的(6. 2 -3)相乘，即Sask t 八 akg t -kTb cos otk式中，载波幅度为1; g(t)为码元

5、波形；Tb为码元的宽度；-0为载波角频率；ak为第k个二进制码元，即:j,出现概率为p0,岀现概率为1 -p(6. 2 -4)图6-2 2ASK信号的产生方法在一般情况下，调制信号S(t)可以是具有一定波形形状的二进制基带信号。 若令：St 八 akgt-kTb(6.2 -5)k二进制振幅键控信号的一般时域表达式为：SASK t =S t cos 0t(6.2-6)1. 2ASK信号的产生方法2ASK信号的产生方法如图6-2所示，图(a)是采用数字键控的方法实现, 图(b)是采用相乘的方法实现。图6-3为产生的2ASK信号波形。载波 开关电路相乘器COS 3&灾)C0S2AS谕号: :

6、 : 丨 : : :wwwwwww s图6 -3产生的2ASK波形四、实验内容1. 设计一个(2ASK调制系统。采用乘法器的方法产生 2ASK信号。2. 应用 ADS 软件：Advaneed Design System - 2005A 构建所设计的(2ASK调制系统模型。3. 应用 ADS 软件：Advaneed Design System - 2005A 对所设计的(2ASK调制系统进行测试及分析。4记录各关键点的测试数据。5. 测试、观察、画出(2ASK调制系统各关键点的时域波形，并对其进行 比较、分析。6. 测试、观察、画出(2ASK调制系统的基带信号和已调信号的时域波形， 并对其进行比

7、较、分析。五、实验步骤1. 应用 ADS 软件：Advaneed Design System - 2005A 构建所设计的(2ASK调制系统。要求采用乘法器的方法产生2ASK信号。(1)开始运行ADS执行“程序->Advaneed Design System 2005A->RFDesigner ”，如图（图 1.1 ）。闵 #*t 口炉丽® -助现“，Mtrpscft WqrdAdobeG Mvancej Ceson Svstsn 200EA 卜Mrroecn 5QJ>5Erver 砒 be PtHtMhoo ?.O Mtrpsoft Office 懿韶谁 Elec

8、tronic WnrltendiMicrtKcft VsLa Sbudz 6.0J2NE扫卜胃山保1叩5b RF CahnerLnijosorcwora图1.1直您闻um时cn罔 Ad'/aicedDssgn System图1.2图6-2 2ASK信号的产生方法（2）新建一个工程文件:在 ADS窗口，执行 “File-NewProject , ”，如图（图 1.2）。在“NewProject ”窗口中，创建工程名 d:学生姓名，如d: zhanglibao 如图（图1.3 ），点击OKNamelEffifflSBrwse.riqcvi i guviruiuyy riik.ADS Sta

9、ndard Length unit-nilt ViewDetafc. |OK |jccel |Help |New Project图1.3图1.4在出现的“ Schematic Wizard ”窗口，选中“ No help needed ”如图（图1.4），Finish即可完成创建。进入原理图窗口如图（图 1.5 ）。图1.5（3）创建项目文件:在原理图窗口中，执行“File-New Design, ”并命名为：“学生姓 名”，如图（图1.6 ）。在“ Type of Network”中，选中“ Digital Sigal Processing Network ”，其它的不变 点击OKM-anw

10、Izhfir'iflbb*&厂T用曰 of厂 Andcuj/HF贾 Di护*叭pn口 Nuiwbk.New Design tk押 Cuireni厂1 忖ew Schmdlic- Window厂1 N Lqrotii： WindowDesign ContentIT7 Schemaiic Wizaid&匸|15凹证 Ddtgri Ttrn帆alrp|-«:rwne?91DK|Cane出|Help图1.6图1.7jsinuBDlid O.MdBHlEF回Q-鬥:hik43*酗Sinusoid S1TStep=D ODOI secVPeak=kOVFrEqueinEy

11、= 10DD D HzPhase=D0OecayRatioODEl3y=0.D secOurationTime-D 001 secRepetfbonlnte(Yal=0:001 sec9&屈血侖|爲瀏 艸圍吐口mpniitrnl-1 lhfrni>yg>'l><hpfntbn 3p創 ihI alai劃划=1创二m S Al-Sub-neiwiS.sFrEJerM” Used DSP CaTpon?Ia0-3QFPFDD 10-95审 COM4二1口1凶CompCOEfliD*e口iRonILM5_OitDd.LM5 wSafH化nusOri 曲!Eon

12、SinusiMl2. 构建（2ASK调制系统模型及参数设置.寻找元器件有三种不同方法:（a）.知道元器件在哪个库中时选择相应的“库函数”，从下方的“元件图”中 拉出想要的元器件。如图（图1.7）（b）.知道元器件名时在“元件名”的位置直接输入“元件名”即可调出元器件 注意：输入时系统区分大小写。如图（图 1.7）（c）.前两种都不知道，只知道 大概的元器件名时，点击“查 找元件图标”，如图（图1.7 ）。 在出来的窗口中点击凹输入sin进行查找，即 可出现如图（图1.8的结果，点中Sinusoid那行即可拉出相应的件。在Libraries 中可以 看到相应的库名。图1.8（2）配置系统模型中各

13、模块及参数设置（a）.本实验需要的元器件有：正弦波发生器， DATA言号发生器，信号类型 转换器，信号接收器，频谱仪器，DF数据流控制器，乘法器，VAR变量和方程 式器件。低通滤波器，限幅器。（b）.按照寻找元器件的第二种方法搭建，正弦波发生器“元件名”为Sinusoid，用两个。双击如图（图1.8 ）中的正弦函数，出现如图（图 1.9 ）并 按图进行参数修改。TSemp=Tsemp Vpeak=1.0V, Frequency=1MHz Phase=0.0,DecayRatio=0 ， Delay=0.0sec ， Duratio n Time=1usec ， Repetitionlnterv

14、al=1usec 。其中Tsemp是变量，会在 VAR变量和方程式器件 中赋值。当有不明白的地方时可以点击如图（图 1.9 ）右下角的help帮助进行 了解。当“ Display parameter on schematic ”前面打对勾时证明需要显示。XSinusoidSinusoid signal generator;3Instance Name (name<$top>)Select ParameteriHLXjrtZjrrzrMjj M*“rLj£ii Ujm1R Uuit"D staulifi 0 utROut (Real e g 1 25) iDefa

15、ultROut | Nur itEquation Editor.,Turre/OptZStt/DOE Setup,.| Display parameter on schematic Componenl Options.RT emp=DefaullFpTempTStep=T stepVPeakl OVFrequencsji=1 MHzPhae=0.0Dsca>Ratio=0Dely=0 0 secDurationTime=1 useeRspelitkjnlriterval»1 use 匚AdtJ | Qlt | Paste|R0ut7 output resistanceOK IA

16、ooh ICancel IReset IHeb I图1.9DATA言号发生器“元件名”为Data;并按如图(图1.10)进行参数修改。Rout=50.0m0hm,RTemp=-273.15, TSemp= Tsemp, BitTime= BitTime ,SequencePattern=8 , Repeat=Yes 其中 Tsemp BitTime 是变量，会在 VAR 变 量和方程式器件中赋值。图 1.10信号类型转换器（1.黑色箭头表示时系数，2.蓝色箭头表示浮点数）“兀件 名”为TimedToFloat用三个，FloatToTimed用一个，注意蓝的要和蓝的箭头接， 黑的要和黑色箭头接，

17、颜色一定要一致。信号类型转换器Timed To Float的作用是把模拟信号变为数字信号如图（图 1.11 ），Float To Timed是反过来。信号类型转换器不需要修改参数vniznts刁TimedToFloat图 1.112pettrurni>r-iijlwr' * S2F=ilot»None .F?Loa d DeTaullR Lp 3d SI a rt= DUllTirn 甘直佃 rl S1« p-DerfsiUllTiin口Windaw=ncnriie -win dowCo nstant=-0 dT4图 1.12信号接收器“元件名”为Timed

18、Sink用三个，如图（图1.12 ）DF数据流控制器“元件名”为DF,并按如图（图1.13 ）进行参数设置。DefaultNumeric Start=0 ， Default Numeric Stop=100， DefaultTimeStart=Ousec ，行显示。图 1.13乘法器“元件名”为Mpy2这是一个数字乘法器 如图（图1.14）图 1.14DefaultTimeStop=100usec。 并在“ display ”窗口中在这四项打上对勾，OK进（图1.15 ）进行参数修（图1.15 ）进行参数修VAR变量和方程式器件“元件名”为VAR并按如图 改。Tstep=0.1usec， Bi

19、tTime=10usec。（图1.15 ）进行参数修；M'-aridbles- <ind EitudLiiwiviZ2dVAR|WiSrttdor E屮如EMif血血|$lan<iardH 皿 IW-VAMW V-SjSi|n 1 U5K|HWW 3Equation gjiilDL -|T u«W闭pi巧财gDE $协upVAR1 -Tstep=0.1 usee BitTime-W useeI? D牌站p p出的圈杠on id颐*右CufTipDflCrt Option 5；M'-aridbles- <ind EitudLiiwiviZ2dfZsla

20、bisSucTV-si k±fe eQ«JiOnK |Cored |Resd ；M'-aridbles- <ind EitudLiiwiviZ2d图 1.15限幅器“元件名”为Limiter如图（图1.16 ）, 并按如图（图1.17 ）进行参数设置。Nlimit=-0.0001V , Plimit=1V , Gain=1。；M'-aridbles- <ind EitudLiiwiviZ2dLimiter（图 1.16）图 1.17低通滤波器“元件名”为LPF_RaisedCosineTimed,并按如图（图1.18 ）进 行参数修改。Loss=

21、0.0 , CornerFreq=100kHz, ExcessBw=0.5, Delay=1usec。LPF _ R ais&dlCosineir imuedInstance Name l（name<start:DSelect FaramelLieiiRin （Real.专口 1.25）R O ut-DefatjItR O utRT errioD-ef-snultFTernp Lms-O.CICorneiiFieq=100 kHz Ekccs-sB-0.5T 沾咅曰 modelS ciuiarcR oolr-N q Delay=11 ursec XA/iniQWAfT jppft

22、-=-R>iEiQ：tbn!gij|airII Displa ianan-ieter on 用hem吕tic匚qfnpQHrkt DpthQirbis|FI0n irtpul resisfe-ain匚匸心 pp*yCancel IHedlp】aE>«<j-avRatio0IOO .鼻尸p.p 罕,D>u i jU or）TI m>>=-1 us q <*Rcd e：Ttlti on rvall"! uccT屮电日LFF _ n »3 i 1 rn a dU4 ''-'LosiCr.0ari rFOO

23、 火EkC4hA££BlM=Oj5 uJYP |rn p u rno IB Sq u areiR o of-N o on | 笙|立档 McroaH Ward | j-J 翱*©益血& Lfl:S9图 1.18（3）构建系统连接图点击图、标把找到的元器件进行连接，连接方式如图（图 1.19a ）、（图 1.19 b）,保存即可。-IjSlael JA5K * （Sdwm4tl£）4 lE血 Jetect Sew Insert tMms Ipds laymJt Sn/J-ite Jgndow DYFmdjnk 葩也grr：4ide JJelp二&a

24、mp;値1鐘1側蛇1刚制勻勺 昭岡1鬼忸01阳圖血宦I疇斟圍1 刽臨回画CmniniiUiii 匚uuipiJinEfilsT、姬A-M回 IMFrr-DngrortjEhl4GHi心HwpM彳创（tJWIIMl皿 陆虫anP Deia opi IDODtlMjfc T*TitSEK8D 叶面 HW>Triiair*TlrTH|-qrrFk- tr pVTShTjLapBfrllffHaBtT.iTrt Tpj-F*d.审Mix电HsfbTtpSxvjsUd n TBl*piTsi:<p W4f*r-1 frV-UHf .4=IT|MeH5dfih!过 Hi 山Dm-mTifTia

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