通信原理实验二资料

1、题 目：数字基带信号的波形和功率谱密度学生姓名：龙景强学生学号： 2专业班级：物联2班指导老师：杜青松1 .实验目的12 .实验要求13 .实验原理23.1 单极性不归零码错误！未定义书签。3.2 单极性归零码3_3.3双极性不归零码3_3.4双极性D3零码34 .实验方法与实验步骤 44.1 单极性不归零二进制信号 44.2 单极性归零二进制信号 44.3 双极性不归零二进制信号 54.4 双极性归零二进制信号 54.5 单极性不归零四进制信号 64.6 单极性不归零八进制信号 65 .实验结果与分析95.1 单极性不归零二进制基带信号 95.2 单极性归零二进制基带信号 115.3 双极性

2、不归零二进制基带信号 135.4 双极性归零二进制基带信号 155.5 单极性不归零四进制基带信号 175.6 单极性不归零八进制基带信号 196 .心得与体会201.实验目的1、通过实验深入理解常用数字基带信号的波形和功率谱密度；2、 掌握用 MATLAB 绘制常用数字基带信号的波形和功率谱密度的方法；3、练习根据理论分析自行设计实验方法的能力。2.实验要求1、产生单极性不归零二进制基带信号，画出该信号的时域波形图及其功率谱密度图形。（单极性基带信号的高电平为1V,表示二进制码元“ 1” ；低电平为0V,表示二进制码元“ 0”）2、产生占空比为50%的单极性归零二进制基带信号，画出该信号的时

3、域波形图及其功率谱密度图形。（单极性基带信号的高电平为1V,低电平为0V; 一个码元周期内包含高电平脉冲表示二进制码元“ 1 ”，否则表示二进制码元“0”）。3、产生双极性不归零二进制基带信号，画出该信号的时域波形图及其功率谱密度图形。（双极性基带信号的正电平为1V,表示二进制码元“ 1” ；负电平为-1V,表示二进制码元“ 0”）。4、产生占空比为50%的双极性归零二进制基带信号，画出该信号的时域波形图及其功率谱密度图形。（双极性基带信号的正电平为1V,负电平为-1V; 一个码元周期内包含正电平脉冲表示二进制码元“ 1 ”，包含负电平脉冲表示二进制码元“0”）。5、产生单极性不归零四进制基带

4、信号，画出该信号的时域波形 图及其功率谱密度图形。（四进制单极性基带信号共有0V, 1V, 2V, 3V四个电平，分别表示四进制码元“ 0”，“1”，“2”，“3”）6、产生单极性不归零八进制基带信号，画出该信号的时域波形图及其功率谱密度图形。（八进制单极性基带信号共有0V7V八个电平，分别表示八进制码元“ 0 7T ）3 .实验原理数字信号可以直接采用基带传输，所谓基带就是指基本频带。基带传输就是 在线路中直接传送数字信号的电脉冲。基带传输时，对于传输数字信号来说，使用 的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字，也即数字信号由矩形脉冲组成。我们将其划分为单极性码和双极性码， 单极性码使用

5、正的电压表示数据； 而 根据信号是否归零，还可以划分为归零码和非归零码，归零码码元中间的信号回 归到0电平，而非归零码遇1电平翻转，零时不变。数字基带信号除了二进制信号，还有四进制信号，八进制信号等。特点：发送能量大、接收信噪比较高，占用频带较窄；具有较高的直流和低频成 分，不利于信道传输，受到信道传输特性和噪声的影响， 接收端抽样判决器难以 稳定在最佳判决门限，在出现长连“瞰者长连”1时不利于接收端位同步定时提 取。2、双极性不归零码+A0特点：发送能量大、接收信噪比较高，占用频带较窄，直流和低频成分较少，接 收端抽样判决器始终保持最佳判决门限； 在出现长连“瞰者长连”1时不利于接 收端位同

6、步定时提取。3、单极性归零码特点：发送能量较小、接收信噪比较低，占用频带较宽，具有较高的直流和低频 成分，不利于信道传输，受到信道传输特性和噪声的影响，接收端抽样判决器难 以稳定在最佳判决门限；在出现长连 “时不利于接收端位同步定时提取，但长 连“1时可以实现接收端位同步定时提取。4、双极性归零码特点：发送能量较小、接收信噪比较低，占用频带较宽；直流和低频成分较少，接收端抽样判决器始终保持最佳判决门限， 具有良好的自同步特性，即使在出现长连“瞰者长连”1时也可以实现接收端位同步定时提取。除此之外本次实验还画了单极性不归零四进制码信号和单极性不归零八进 制码信号，这些都跟单极性不归零二进制码信号

7、差不多，只是表示信号的进制变 了一下。4 .实验方法与实验步骤基带信号的时间分辨率为 0.001s （即采样频率为1000Hz）,共产生2000个二进制码元，每个码元的持续时间为1 秒。4.1 单极性不归零二进制基带信号主要代码： % 画时域信号波形 figure(1);plot(t,st1, LineWidth ,1.5);grid on ;axis(0 20 -0.1 1.1);xlabel( 时间 (s) );ylabel( 电压值 (V) ); title(title_str1);%计算功率谱并画图figure(2)fmt=fft(st1);% 对时域信号进行FFT 变换，计算其频谱f

8、mt=fftshift(fmt); fmt=abs(fmt); fmt_dB=fmt-2/Ts; maxF=max(fmt_dB); fmt_dB=fmt_dB/maxF;fmt_dB= 10*log10(fmt_dB +eps); plot(f,fmt_dB);gridon ;axis(-6 6 -80 0);xlabel( 频率 (Hz) );ylabel( 功率谱幅度值(dB);title(title_str2);4.2 单极性归零二进制基带信号主要代码：% 画时域信号波形 figure(3);plot(t,st2, LineWidth ,1.5);grid on ;axis(0 20

9、-0.1 1.1);xlabel( 时间 (s) );ylabel( 电压值 (V) ); title(title_str3);%计算功率谱并画图figure(4)fmt=fft(st2);% 对时域信号进行FFT 变换，计算其频谱fmt=fftshift(fmt);fmt=abs(fmt);fmt_dB=fmt.A2/Ts;maxF=max(fmt_dB);fmt_dB=fmt_dB/maxF;fmt_dB= 10*log10(fmt_dB +eps); plot(f,fmt_dB);gridon ;axis(-6 6 -80 0);xlabel( 频率 (Hz) );ylabel( 功率谱

10、幅度值(dB);title(title_str4);4.3 双极性不归零二进制基带信号 主要代码： % 画时域信号波形 figure(5); plot(t,st3, LineWidth ,1.5);grid on ; axis(0 20 -1.1 1.1);xlabel( 时间 (s) );ylabel( 电压值 (V) ); title(title_str5);%计算功率谱并画图figure(6)fmt=fft(st3);% 对时域信号进行FFT 变换，计算其频谱fmt=fftshift(fmt); fmt=abs(fmt); fmt_dB=fmt-2/Ts; maxF=max(fmt_dB

11、); fmt_dB=fmt_dB/maxF; fmt_dB= 10*log10(fmt_dB +eps);plot(f,fmt_dB);gridon ;maxF = max(fmt);minF = min(fmt);axis(-6 6 -55 25);xlabel( 频率 (Hz) );ylabel( 功率谱幅度值(dB);title(title_str6);4.4 双极性归零二进制基带信号主要代码： % 画时域信号波形 figure(7);plot(t,st4, LineWidth ,1.5);grid on ;axis(0 20 -1.1 1.1);xlabel( 时间 (s) );yla

12、bel( 电压值 (V) ); title(title_str7);%计算功率谱并画图figure(8)fmt=fft(st4);% 对时域信号进行FFT 变换，计算其频谱fmt=fftshift(fmt); fmt=abs(fmt); fmt_dB=fmt-2/Ts; maxF=max(fmt_dB);fmt_dB=fmt_dB/maxF;fmt_dB= 10*log10(fmt_dB +eps);plot(f,fmt_dB);gridon ;axis(-6 6 -55 25);xlabel( 频率 (Hz) );ylabel( 功率谱幅度值(dB);title(title_str8);4.

13、5 单极性不归零四进制基带信号主要代码：% 画时域信号波形 figure(9);plot(t,st5, LineWidth ,1.5);grid on ;axis(0 20 -0.9 3.1);xlabel( 时间 (s) );ylabel( 电压值 (V) ); title(title_str9);%计算功率谱并画图figure(10)fmt=fft(st5);% 对时域信号进行FFT 变换，计算其频谱fmt=fftshift(fmt);fmt=abs(fmt);fmt_dB=fmt.A2/Ts;maxF=max(fmt_dB);fmt_dB=fmt_dB/maxF;fmt_dB= 10*l

14、og10(fmt_dB +eps); plot(f,fmt_dB);gridon ;axis(-6 6 -80 0);xlabel( 频率 (Hz) );ylabel( 功率谱幅度值(dB);title(title_str10);4.6 单极性不归零二八制基带信号主要代码：% 画时域信号波形 figure(11);plot(t,st6, LineWidth ,1.5);grid on ;axis(0 20 -0.9 7.1);xlabel( 时间 (s) );ylabel( 电压值 (V) );title(title_str11);%计算功率谱并画图figure(12)fmt=fft(st6)

15、;% 对时域信号进行FFT 变换，计算其频谱fmt=fftshift(fmt); fmt=abs(fmt);fmt_dB=fmt-2/Ts;maxF=max(fmt_dB);fmt_dB=fmt_dB/maxF;fmt_dB= 10*log10(fmt_dB +eps);plot(f,fmt_dB);gridon ;maxF = max(fmt);minF = min(fmt);axis(-6 6 -80 0);xlabel( 频率 (Hz) );ylabel( 功率谱幅度值(dB);title(title_str12);5 .实验结果与分析5.1 单极性不归零二进制基带信号file Ed#

16、yiew Jr sert Jools 口kt 叩Window Help?日日之bW臼畏/回 n里根性不归零基带信岩16 06 4 2 o o O 5U田用10皿 寸 日14图5.1单极性不归零二进制信号波形时域波形图显示的横坐标时间范围为020s,纵坐标范围为-0.1V1.1V,波形线宽为1.5。Figure 2File Edit View Insert Tools Desktop Window Helpi lIi i 2 A fe 3、 - 0 口 困 口单极性不归零基带信号功率谱01II频率（H*图5.2单极性不归零二进制信号功率谱功率谱密度采用归一化dB形式，显示的横坐标频率范围为-66

17、Hz,纵坐标范围 为-80dB0dB。5.#单极性归零二进制基带信号cznl-0File dit View Jnsert Tools desktop Window help夔/，色 口目口口5国把024 S 810121416 1S 20时间单极性归零基芾信信图5.3单极性归零二进制信号波形时域波形图显示的横坐标时间范围为020s,纵坐标范围为-0.1V1.1V,注意横坐标、纵坐标及Title,波形线宽为1.5。5.3双极性不归零二进制基带信号File Edit View Insert Tools Desktop Window Help lI 口目& fe W口蝎晶口圜口单极性归零基带信号功率

18、情o o o o o O 2 3 4 5 6 7 一 -一- (男)迎妈蹙期圉有频率（Hei图5.4单极性归零二进制信号功率谱功率谱密度采用归一化dB形式，显示的横坐标频率范围为-66Hz,纵坐标范围为-80dB0dB。F i gure 5File Edit View Insert Tools QHsktop wndow 旦 ulp口后QIWQ电要/国国|国024 S 310121416 1S 20时间双极性不归军基带信号2理田相图5.5双极性不归零二进制信号波形时域波形图显示的横坐标时间范围为020s,纵坐标范围为-1.1V1.1V,注意横坐标、纵坐标及Title,波形线宽为1.5。ua H

19、 fe痘尾， I 口剧 I口双极性不归零基带信居功率谐-64-2频率（Hei图5.6双极性不归零二进制信号功率谱功率谱密度采用归一化dB形式，显示的横坐标频率范围为-66Hz,纵坐标范围为-55dB25dB。5.#双极性归零二进制基带信号口File Edit View Insert Tools desktop wndow 旦 ulp211am* 口圜口024 S 310121416 1S 20时间双极性归零基带信号图5.7双极性归零二进制信号波形时域波形图显示的横坐标时间范围为020s,纵坐标范围为-1.1V1.1V,注意横坐标、纵坐标及Title,波形线宽为1.5。包Figure 8回Fil

20、e Edit View Insert Tools Desktop Window Helpi lIi i oa H fe，、巧翘 “国 园 双极性归零基带信号功率情o o o o o o O2 1-1-2-34(mp)迎妈母Ba有-50-64-502频率（也）图5.8双极性归零二进制信号功率谱功率谱密度采用归一化dB形式，显示的横坐标频率范围为-66Hz,纵坐标范围为-55dB25dB。5.5单极性不归零四进制基带信号Figure 9File Edit View Insert Tools desktop wndow 旦 ulp0国聆四电夏/国口园| 口四迸制单极性不归零基带信号024 S 810121416 1S 20时间图5.9单极性不归零四进制信号波形时域波形图显示的横坐标时间范围为020s,纵坐标范围为-0.9V3.1V图5.10单极性不归零四进制信号功率谱OO -6 o o o o o o O 2 3 4 5 6 7 8 一 . 7 一 一 (男)迎妈蹙期圉有功率谱密度采用归一化dB形式，显示的横坐标频率范围为-66Hz,纵坐标范围为-80dB0dB。5.#单极性不归零八进制基带信号Q Figure 11File Edit View Insert Tools desktop indow 旦 ulp二百&*