第一篇：高頻電子線路Matlab仿真實驗-課程設計要求
高頻電子線路Matlab仿真實驗/課程設計要求
1.要求
每位同學根據教材附錄的matlab源碼獨立完成以下仿真要求，并將仿真代碼和仿真結果寫成實驗報告，由各班統一收齊并于5月31日前提交。
2.仿真題目
（1）線性頻譜搬移電路仿真
根據線性頻譜搬移原理，仿真普通調幅波。
基本要求：載波頻率為8kHz，調制信號頻率為400Hz，調幅度為0.3；畫出調制信號、載波信號、已調信號波形，以及對應的頻譜圖。
擴展要求1：根據你的學號更改相應參數和代碼完成仿真上述仿真；載波頻率改為學號的后5位，調制信號改為學號后3位，調幅度設為最后1位/10。（學號中為0的全部替換為1，例如學號2010101014，則載波為11114Hz，調制信號頻率為114，調幅度為0.4）。
擴展要求2：根據擴展要求1的條件，仿真設計相應濾波器，并獲取DSB-SC和SSB的信號和頻譜。
（2）調頻信號仿真
根據調頻原理，仿真調頻波。
基本要求：載波頻率為30KHz，調制信號為1KHz，調頻靈敏度kf?2??3?103，仿真調制信號，瞬時角頻率，瞬時相位偏移的波形。擴展要求：調制信號改為1KHz的方波，其它條件不變，完成上述仿真。
3.說明
（1）仿真的基本要求每位同學都要完成，并且記入實驗基本成績。
（2）擴展要求可以選擇完成，但需要進行相應的檢查才能獲得成績。
（3）適用范圍：通信工程2010級1、2班；微電子2010級1、2班
2012年5月
第二篇：MATLAB實驗六《SIMULINK交互式仿真》
《計算機仿真及應用》實驗教案
實驗六 SIMULINK交互式仿真
一、實驗目的
1、熟悉SIMULINK交互式仿真集成環境。
2、掌握連續時間系統建模的方法。
二、實驗主要儀器與設備
裝配有MATLAB7.6軟件的計算機
三、預習要求
做實驗前必須認真復習第七章SIMULINK交互式仿真集成環境。
四、實驗內容及實驗步驟
示的SIMULINK模塊庫瀏覽器。
《計算機仿真及應用》實驗教案
圖7.2 SIMULINK模塊庫瀏覽器
4、開啟空白（新建）模型窗
單機Simulink模塊庫瀏覽器工具條上的圖標“去的）。
5、從模塊庫復制所需模塊到空白（新建）模型窗（見圖7.3）
把連續模塊子庫中的積分器
”；或在選擇下拉菜單項{File：
New}，引出如圖7.3所示的空白模型窗（注：窗中的模塊是后一個步驟復制進
《計算機仿真及應用》實驗教案
7.3 制進庫模塊的新建模型窗
6、新建模型窗中的模型再復制
在該新建模型窗中，可以通過再復制，產生建模所需的2個積分模塊和2個增益 模塊。具體操作方法是：按住[Ctrl]鍵，用鼠標“點亮并拖拉”積分模塊
見一個所需的增益模塊，可采用類似方法獲得。
7、模塊連接線的形成方法隨信號起始端位置不同而不同，具體如下。
起始端位于模塊輸出口的信號線生成法。使光標靠近模塊輸出口；待光標變 為“單線十字叉”時，按下鼠標左鍵；移動十字叉，拖出一根“虛連線”；光標 與另一個模塊輸出口靠近到一定程度，單十字叉變為雙十字叉；放開鼠標左鍵，”虛連線”便變為帶箭頭的信號連線。
起始端位于其他信號線上的信號線生成法。使光標置于已經存在的其他信號線 之上；按下鼠標右鍵，光標變為“單線十字叉”；運動鼠標，引出”虛連線”；當 鼠標與待連接模塊輸入口靠得足夠近，單十字叉變為雙十字叉；放開鼠標右鍵，“虛連線”便變為帶箭頭的信號連線。
雙擊相應的信號線，給信號線作標注，如x’’,x’,x等。
《計算機仿真及應用》實驗教案
圖7.4
已構建完成的新建模型窗
8、根據理論數學模型設置模塊參數
為使構造的Simulink模型與理論數學模型一致，須對模塊進行如下參數設置。
設置增益模塊
《計算機仿真及應用》實驗教案
修改求和模塊輸入口的代數符號：雙擊求和模塊，引出如圖7.1-6所示的參數設置窗； 把符號列表欄中的默認符號（++）修改成代數符號（--）；單擊【OK】鍵，完成設置；
圖7.6 改變輸出入口符號的求和模塊參數設置窗
據初始位移x(0)=0.05m對積分模塊
《計算機仿真及應用》實驗教案
圖7.7 實現初始化位移0.05設置的Integrator1設置窗
9仿真運行參數采用默認解算器“ode45”、默認“變步長”和默認仿真終止時間10.10把新建模型保存為exm070101.mdl.11試運行，以便發現問題加以改善。
雙擊
”仿真啟動鍵，使該模型運行；在示波器上呈現
圖7.8 坐標范圍設置不當時的信號
《計算機仿真及應用》實驗教案
單擊Scope顯示窗上的縱坐標范圍自動設置圖標“”，示波器顯示窗改變為圖7.9所
示。在顯示窗中，可以看到位移x（t）的變化曲線。同時可以發現：縱坐標的適當范 圍大致在【-0.06,0.06】；仿真時間取【0,5】即可；顯示的曲線不夠光滑。
圖7.9 采用軸自動設置功能的信號顯示
12、據試運行結果，進行仿真參數的再設置
示波器縱坐標設置：用鼠標單擊示波器的黑色顯示屏，在彈出菜單中選擇Axes Properties，引出縱坐標設置對話窗7.10所示；把縱坐標的下限、上限分別設置為（-0.06）和(+0.06);單 擊【OK】，完成設置。
示波器時間顯示范圍的修改:單擊示波器的參數設置圖標“
”，引出示波器參數設置窗；
在General卡片的Axes區的Time range欄中，填寫5或auto；單擊【OK】，完成設置。
圖7.10 對顯示屏的縱坐標范圍進行設置
7.11 對示波器時間顯示范圍的設置
·仿真終止時間最簡捷的修改方法：在exam070101模型窗“仿真終止時 間”欄“
”中的默認值10改變為5。
《計算機仿真及應用》實驗教案
·顯示曲線的光滑化設置：選中exam070101模型窗的下拉菜單項SimulationConfiguration Parameters，引出仿真參數配置窗，如圖7.12所示；再在該窗左側的選擇欄中，選中Data Import/Export項，與之相應的參數設置欄便出現在窗口的右側；把右半窗下方Save options 區中Refine factor欄中的默認值1改為5；單擊OK，完成設置。
7.12 通過仿真參數配置窗設置輸出光滑因子
《計算機仿真及應用》實驗教案
完成以上修改后的模型窗如圖7.13所示。再運行exam070101,可得比較滿意的位移變化曲線（見圖7.14所示）。順便指出：模型運行后，在模塊輸出口的信號線上會出現double字樣。這 表示該信號是采用“雙精度”類型數據運算。如果用戶不希望這類標識出現，那么應取消對下 拉菜單項FormatPort signal DisplaysPort Data Types的勾選。
圖7.13
仿真參數調整運行后的exam070101模型
在模型窗中，x’’,x’,x等信號名稱是模型創建者根據需要寫入的。標識信號名稱的操作方法 是：用鼠標雙擊信號附近的適當位置后，就會出現一個虛線框，該虛線框中允許輸入任何 文字。
13、仿真結果顯示
原本比較稀疏的解計算器數據，經設定的“光滑因子”下的插值，增加了用于描繪曲線的 數據點數，因此使示波器顯示出更為光滑的曲線，如圖7.14所示。
《計算機仿真及應用》實驗教案
圖7.14 適當地顯示仿真所得的位移變化曲線
五、實驗小結
第三篇：通信原理課程設計_(基于MATLAB的_2PSK_2DPSK仿真)
江西農業大學
通信原理課程設計報告
題 目 基于Matlab的相移鍵控仿真設計
專 業 電子信息工程
學生姓名 曾凡文
學 號 20121206
江西農業大學課程設計報告 二 0 一五 年 六 月
基于Matlab的2PSK,2DPSK仿真
摘要：現代通信系統要求通信距離遠、通信容量大、傳輸質量好，作為其關鍵技術之一的調制技術一直是研究的一個重要方向。本設計主要敘述了數字信號的調制方式，介紹了2PSK數字調制方式的基本原理，功率譜密度，并運用MATLAB軟件對數字調制方式2PSK進行了編程仿真實現,在MATLAB平臺上建立2PSK和2DPSK調制技術的仿真模型。進一步學習了MATLAB編程軟件，將MATLAB與通信系統中數字調制知識聯系起來，為以后在通信領域學習和研究打下了基礎在計算機上，運用MATLAB軟件來實現對數字信號調制技術的仿真。
課程設計目的：通過課程設計，鞏固已學過的*****知識，加深對其理解和應用，學會應用Matlab Simulink工具對通信系統仿真。
關鍵詞：數字調制與解調；MATLAB；2PSK；2DPSK；
江西農業大學課程設計報告
第1章 基本工作原理
1.1 2PSK原理
1.1.1 2PSK基本原理
二進制移相鍵控，簡記為2PSK或BPSK。2PSK信號碼元的“0”和“1”分別用兩個不同的初始相位“0”和“?”來表示，而其振幅和頻率保持不變.因此，2PSK信號的時域表達式為:
(t)=Acos其中，表示第n個符號的絕對相位：
t+)
=因此，上式可以改寫為:
這種以載波的不同相位直接表示相應二進制數字信號的調制方式,稱為二進制移相鍵控方式。二進制移相鍵控信號的典型時間波形如圖1-1。
10011tTs江西農業大學課程設計報告
圖1-1 二進制相移鍵控信號的時間波形
1.1.2 2PSK調制原理
在二進制數字調制中，當正弦載波的相位隨二進制數字基帶信號離散變化時，則產生二進制移相鍵控(2PSK)信號。2PSK信號調制有兩種方法，即模擬調制法和鍵控法。通常用已調信180°分別表示信號的 1 和 兩個反相的載制。2PSK以載
號載波的 0°和 二進制數字基帶0，模擬調制法用波信號進行調波的相位變化作為參考基準的，當基帶信號為0時相位相對于初始相位為0°，當基帶信號為1時相對于初始相位為180°。鍵控法，是用載二進制信息的調制和180°來分別代表達式為：
波的相位來攜帶方式。通常用0°表0和1。其時域
??e2PSK???ang(t?nTs)?cos?ct
?n?其中，2PSK的調制中an必須為雙極性碼。兩種方法原理圖分別如圖1-2和圖1-3所示。
圖1-2 模擬調制原理圖
江西農業大學課程設計報告
圖 1-3 鍵控法原理圖
帶通濾波器ae2PSK(t)相乘器c低通濾波器d抽樣判決器定時脈沖e輸出
cos?ct
1.1.3 2PSK解調原理
b由于2PSK的幅度是恒定的，必須進行相干解調。經過帶通濾波的信號在相乘器中與本地載波相乘，然后用低通濾波器濾除高頻分量，在進行抽樣判決。判決器是按極性來判決的。即正抽樣值判為1，負抽樣值判為0。2PSK信號的相干解調原理圖如圖1-4所示，各點的波形如圖1-5所示。
由于2PSK信號的載波回復過程中存在著180°的相位模糊，即恢復的本地載波與所需相干載波可能相同，也可能相反，這種相位關系的不確定性將會造成解調出的數字基帶信號與發送的基帶信號正好相反，即“1”變成“0”嗎“0”變成“1”，判決器輸出數字信號全部出錯。這種現象稱為2PSK方式的“倒π”現象或“反相工作”。
圖 1-4 2PSK的相干解調原理圖
江西農業大學課程設計報告
edb10011atTstctt10011t
圖 1-5 相干解調中各點波形圖
1.2 2DPSK原理
1.2.1 2DPSK基本原理
二進制差分相移鍵控常簡稱為二相相對調相，記為2DPSK。它不是利用載波相位的絕對數值傳送數字信息，而是用前后碼元的相對載波相位值傳送數字信息。所謂相對載波相位是只本碼元初相與前一碼元初相之差。
傳輸系統中要保證信息的有效傳輸就必須要有較高的傳輸速率和很低的誤碼率。在傳輸信號中，2PSK信號和2ASK及2FSK信號相比，具有較好的誤碼率性能，但是，在2PSK信號傳輸系統中存在相位不確定性，并將造成接收碼元“0”和“1”的顛倒，產生誤碼。為了保證2PSK的優點，又不會產生誤碼，將2PSK體制改進為二進制差分相移鍵控（2DPSK），及相對相移鍵控。
2DPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對相位值去表示數字信息的一種方式。現假設用Φ表示本碼元初相與前一碼元初相之差，并規定：Φ＝0表示0碼，Φ＝π表示1碼。則數字信息序列與2DPSK信號的碼元相位關系可舉例表示如2PSK信號是用載波的不同相位直接去表示相應的數字信號而得出的，在接收端只能采用相干解調，它的時域波形圖見圖1-6。
江西農業大學課程設計報告
圖1-6 2DPSK信號波形圖
(a)絕對碼(b)相對碼10參考100011011(c)2DPSKt1.2.2 2DPSK調制原理
二進制差分相移鍵控。2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波相對相位變化來表示數字信息。假設前后相鄰碼元的載波相位差為??，可定義一種數字信息與??之間的關系為：
?0（數字信息“0”）????
??（數字信息“1 ?為前一碼元的相位。
實現二進制差分相移鍵控的最常用的方法是：先對二進制數字基帶信號進行差分編碼，然后對變換出的差分碼進行絕對調相即可。2DPSK調制原理圖如圖1-7所示。
絕對碼Dn相對碼BnCnS2dpsk(t)+延時Ts波形變換×Coswc(t)
圖1-7 2DPSK調制原理框圖
1.2.3 2DPSK解調原理
2DPSK信號解調有相干解調方式和差分相干解調。用差分相干解調這種方法解調時不需要恢復本地載波，只要將DPSK信號精確地延遲一個碼元時間間隔，然后與DPSK信號相乘，相乘的結果就反映了前后碼元的相對相位關系，經低通濾波后直接抽樣判決即可恢復出原始的數字信息，而不需要在進行差分解碼。
第二章 設計系統
江西農業大學課程設計報告 2.1框圖
兩種解調方式的原理框圖如圖1-8和圖1-9所示。
圖 1-8 2DPSK差分相干解調原理框圖
圖 1-9 2DPSK相干解調原理框圖
2.2工作原理
相干解調碼變換法及相干解調法的解調原理是，先對2DPSK信號進行相干解調，恢復出相對碼，再通過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復出發送的二進制數字信息。
在解調過程中，若相干載波產生180?相位模糊，解調出的相對碼將產生倒置現象，但是經過碼反變換器后，輸出的絕對碼不會發生任何倒置現象，從而解決了載波相位模糊的問題。本次設計采用相干解調。
2.3設定參數 如附錄1
江西農業大學課程設計報告
第三章 Matlab仿真
3.1顯示系統不同部分的信號波形
3.1.1PSK如圖3-1和圖3-2所示
圖3-1
圖3-2
江西農業大學課程設計報告
3.1.2 2DPSK如圖3-
3、圖3-4和圖3-5所示
圖3-3
圖3-4
江西農業大學課程設計報告
圖3-5 3.2各種相移系統的比較和分析
例如“倒π”現象
對于相同的數字信號基帶序列，由于初始相位不同，2DPSK信號的相位并不直接代表基帶信號，而前后碼元相對相位的差才唯一決定信號的符號。2PSK信號載波恢復過程中，存在著180°的相位模糊即恢復的本地載波與與所需的想干載波可能同相也可能反相，這種相位關系的不確定性將會造成解調出來的數字基帶信號與發送的數字基帶信號正好相反，即“1”變成“0”，“0”變成“1”，判決器輸出的數字信號全部出錯, 這種現象稱為2PSK的“倒π”現象或“反相工作”。本地載波與發送端載波反向時，2PSK的解調波形與2DPSK完全相反
3.3不同方式解調下PSK、DPSK的誤碼率
誤碼率是指接收的碼元數在傳輸總碼元數中所占的比例，即：
誤碼率錯誤碼元數傳輸總碼元數 PSK相干解調：
誤碼率（r/2）DPSK相干解調：
誤碼率 DPSK差分非相干解調：
誤碼率1/2e^(-r)r為信噪比。
誤碼率是衡量一個數字通信系統性能的重要指標。在信道高斯白噪聲的干擾下，各種二進制數字調制系統的誤碼率取決于解調器輸入信噪比，而誤碼率表達式的形式則取決于解調方式。對于所有的數字調制系統誤碼率與信噪比的關系的圖表來看，所有的曲線呈減函數的下降曲線，即隨著信噪比的增大，誤碼率降低。橫向比較來看，對于同一種調制方式，當信噪比相同時，采用相干解調方式的誤碼率低于非相干解調方式的誤碼率；縱向比較來看，對2PSK,2DPSK兩種調制方式若采用同一種解調方式
江西農業大學課程設計報告（相干解調或非相干解調），則2PSK的誤碼率最低，2DSPK的誤碼率次之。當信噪比一定時，誤碼率由低到高依次是：2PSK的相干解調，2DPSK的相干解調，2DPSK的差分解的非相干調。
附錄1 2PSK調制解調程序及注釋： clear all close all i=10;j=5000;fc=4.6;%載波頻率 fm=i/5;%碼元速率 B=2*fm;t=linspace(0,5,j);a=round(rand(1,i));%隨機序列,基帶信號 figure(3);stem(a);st1=t;for n=1:10 if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;end end end figure(1);subplot(411);plot(t,st1);title('基帶信號st1');axis([0,5,-1,2]);%由于PSK中的是雙極性信號，因此對上面所求單極性信號取反來與之一起構成雙極性碼
st2=t;for k=1:j;if st1(k)>=1;st2(k)=0;else
江西農業大學課程設計報告 st2(k)=1;end end;subplot(412);plot(t,st2);title('基帶信號反碼st2');axis([0,5,-1,2]);st3=st1-st2;subplot(413);plot(t,st3);title('雙極性基帶信號st3');axis([0,5,-2,2]);s1=sin(2*pi*fc*t);subplot(414);plot(s1);title('載波信號s1');e_psk=st3.*s1;figure(2);subplot(511);plot(t,e_psk);title('e_2psk');noise=rand(1,j);psk=e_psk+noise;%加入噪聲 subplot(512);plot(t,psk);title('加噪后波形');psk=psk.*s1;%與載波相乘 subplot(513);plot(t,psk);title('與載波s1相乘后波形');[f,af] = T2F(t,psk);%通過低通濾波器 [t,psk] = lpf(f,af,B);subplot(514);plot(t,psk);title('低通濾波后波形');for m=0:i-1;if psk(1,m*500+250)<0;for j=m*500+1:(m+1)*500;psk(1,j)=0;end else for j=m*500+1:(m+1)*500;psk(1,j)=1;end
江西農業大學課程設計報告 end end subplot(515);plot(t,psk);axis([0,5,-1,2]);title('抽樣判決后波形')
2DPSK調制解調程序及注釋: clear all close all i=10;j=5000;fc=4.6;%載波頻率 fm=i/5;%碼元速率 B=2*fm;t=linspace(0,5,j);a=round(rand(1,i));figure(4);stem(a);st1=t;for n=1:10 if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;end end end figure(1);subplot(321);plot(t,st1);title('絕對碼');axis([0,5,-1,2]);b=zeros(1,i);%全零矩陣 b(1)=a(1);for n=2:10 if a(n)>=1;
江西農業大學課程設計報告 if b(n-1)>=1 b(n)=0;else b(n)=1;end else b(n)=b(n-1);end end st1=t;for n=1:10 if b(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;end end end subplot(323);plot(t,st1);title('相對碼st1');axis([0,5,-1,2]);st2=t;for k=1:j;if st1(k)>=1;st2(k)=0;else st2(k)=1;end end;subplot(324);plot(t,st2);title('相對碼反碼st2');axis([0,5,-1,2]);s1=sin(2*pi*fc*t);subplot(325);plot(s1);title('載波信號s1');s2=sin(2*pi*fc*t+pi);subplot(326);plot(s2);
江西農業大學課程設計報告 title('載波信號s2');d1=st1.*s1;d2=st2.*s2;figure(2);subplot(411);plot(t,d1);title('st1*s1');subplot(412);plot(t,d2);title('st2*s2');e_dpsk=d1+d2;subplot(413);plot(t,e_dpsk);title('調制后波形');noise=rand(1,j);dpsk=e_dpsk+noise;%加入噪聲 subplot(414);plot(t,dpsk);title('加噪聲后信號');dpsk=dpsk.*s1;%與載波s1相乘 figure(3);subplot(411);plot(t,dpsk);title('與載波相乘后波形');[f,af]=T2F(t,dpsk);%通過低通濾波器 [t,dpsk]=lpf(f,af,B);subplot(412);plot(t,dpsk);title('低通濾波后波形');st=zeros(1,i);%全零矩陣 for m=0:i-1;if dpsk(1,m*500+250)<0;st(m+1)=0;for j=m*500+1:(m+1)*500;dpsk(1,j)=0;end else for j=m*500+1:(m+1)*500;st(m+1)=1;dpsk(1,j)=1;end end end subplot(413);
江西農業大學課程設計報告 plot(t,dpsk);axis([0,5,-1,2]);title('抽樣判決后波形')dt=zeros(1,i);%全零矩陣 dt(1)=st(1);for n=2:10;if(st(n)-st(n-1))<=0&&(st(n)-st(n-1))>-1;dt(n)=0;else dt(n)=1;end end st=t;for n=1:10 if dt(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st(m)=1;end end end subplot(414);plot(t,st);axis([0,5,-1,2]);title('碼反變換后波形');
第四篇：通信原理課程設計_(基于MATLAB的_2PSK_2DPSK仿真)
江西農業大學
通信原理課程設計報告
題 目 基于Matlab的相移鍵控仿真設計
專 業 電子信息工程
學生姓名 曾凡文
學 號 20121206
江西農業大學課程設計報告 2015年6月
基于Matlab的2PSK,2DPSK仿真
摘要：現代通信系統要求通信距離遠、通信容量大、傳輸質量好，作為其關鍵技術之一的調制技術
一直是研究的一個重要方向。本設計主要敘述了數字信號的調制方式，介紹了2PSK數字調制方式的
基本原理，功率譜密度，并運用MATLAB軟件對數字調制方式2PSK進行了編程仿真實現，在MATLAB平
臺上建立2PSK和2DPSK調制技術的仿真模型。進一步學習了MATLAB編程軟件，將MATLAB與通信系統
中數字調制知識聯系起來，為以后在通信領域學習和研究打下了基礎在計算機上，運用MATLAB軟件
來實現對數字信號調制技術的仿真。
關鍵詞：數字調制與解調；MATLAB；2PSK；2DPSK；
江西農業大學課程設計報告
江西農業大學課程設計報告
第1章 緒論
1.1 調制方式
數字通信系統, 按調制方式可以分為基帶傳輸和帶通傳輸。數字基帶信號的功率一般處于從零開始到某一頻率（如0～6M）低頻段，因而在很多實際的通信（如無線信道）中就不能直接進行傳輸，需要借助載波調制進行頻譜搬移，將數字基帶信號變換成適合信道傳輸的數字頻帶信號進行傳輸，這種傳輸方式，稱為數字信號的頻帶傳輸或調制傳輸、載波傳輸。所謂調制，是用基帶信號對載波波形的某參量進行控制，使該參量隨基帶信號的規律變化從而攜帶消息。對數字信號進行調制可以便于信號的傳輸；實現信道復用；改變信號占據的帶寬；改善系統的性能。
數字基帶通信系統中四種基本的調制方式分別稱為振幅鍵控（ASK，Amplitude-Shift keying）、移頻鍵控（FSK，Frequency-Shift keying）、移相鍵控(PSK，Phase-Shift keying)和差分移相鍵（DPSK，Different Phase-Shift keying）。本次課程設計對PSK,DPSK這兩種調制方式進行了仿真。
1.2 設計要求 1.2.1 設計內容
用MATLAB完成對2PSK、2DPSK的調制與解調仿真電路設計，并對仿真結果進行分析，可編寫程序，也可硬件設計框圖
1.2.2 設計參數（參數可以自行設置）
1、傳輸基帶數字信號（15位）碼元周期T=0.01S
2、載波頻率：15KHz 1.2.3 設計儀器
計算機和MATLAB軟件
江西農業大學課程設計報告
第2章 2PSK,2DPSK原理
2.1 2PSK原理 2.1.1 2PSK基本原理
二進制移相鍵控，簡記為2PSK或BPSK。2PSK信號碼元的“0”和“1”分別用兩個不同的初始相位“0”和“?”來表示，而其振幅和頻率保持不變.因此，2PSK信號的時域表達式為:
(t)=Acos其中，表示第n個符號的絕對相位：
t+)
=因此，上式可以改寫為:
這種以載波的不同相位直接表示相應二進制數字信號的調制方式,稱為二進制移相鍵控方式。二進制移相鍵控信號的典型時間波形如圖2-1。
10011tTs圖2-1 二進制相移鍵控信號的時間波形
2.1.2 2PSK調制原理
在二進制數字調制中，當正弦載波的相位隨二進制數字基帶信號離散變化時，則產生二進制移相鍵控(2PSK)信號。2PSK信號調制有兩種方法，即模擬調制法和鍵控法。通常用已調信號載波的 0°和 180°分別表示二進制數字基帶信號的 1 和 0，模擬調
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制法用兩個反相的載波信號進行調制。2PSK以載波的相位變化作為參考基準的，當基帶信號為0時相位相對于初始相位為0°，當基帶信號為1時相對于初始相位為180°。
鍵控法，是用載波的相位來攜帶二進制信息的調制方式。通常用0°和180°來分別代表0和1。其時域表達式為：
??e2PSK???ang(t?nTs)?cos?ct
?n?其中，2PSK的調制中an必須為雙極性碼。兩種方法原理圖分別如圖2-2和圖2-3所示。
圖2-2 模擬調制
原理圖
圖 2-3 鍵控法原理
圖
2.1.3 2PSK解調原理
由于2PSK的幅度是恒定的，必須進行相干解調。經過帶通濾波的信號在相乘器中與本地載波相乘，然后用低通濾波器濾除高頻分量，在進行抽樣判決。判決器是按極性來判決的。即正抽樣值判為1，負抽樣值判為0。2PSK信號的相干解調原理圖如圖2-4所示，各點的波形如圖2-5所示。
由于2PSK信號的載波回復過程中存在著180°的相位模糊，即恢復的本地載波與所需 3
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相干載波可能相同，也可能相反，這種相位關系的不確定性將會造成解調出的數字基帶信號與發送的基帶信號正好相反，即“1”變成“0”嗎“0”變成“1”，判決器輸出數字信號全部出錯。這種現象稱為2PSK方式的“倒π”現象或“反相工作”。
e2PSK(t)帶通濾波器a相乘器c低通濾波器d抽樣判決器定時脈沖e輸出
cos?ct
b
圖 2-4 2PSK的相干解調原理圖
edb10011atTstctt10011t圖 2-5 相干解調中各點波形圖
2.2 2DPSK原理 2.2.1 2DPSK基本原理
二進制差分相移鍵控常簡稱為二相相對調相，記為2DPSK。它不是利用載波相位的絕對數值傳送數字信息，而是用前后碼元的相對載波相位值傳送數字信息。所謂相對 4
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載波相位是只本碼元初相與前一碼元初相之差。
傳輸系統中要保證信息的有效傳輸就必須要有較高的傳輸速率和很低的誤碼率。在傳輸信號中，2PSK信號和2ASK及2FSK信號相比，具有較好的誤碼率性能，但是，在2PSK信號傳輸系統中存在相位不確定性，并將造成接收碼元“0”和“1”的顛倒，產生誤碼。為了保證2PSK的優點，又不會產生誤碼，將2PSK體制改進為二進制差分相移鍵控（2DPSK），及相對相移鍵控。
2DPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對相位值去表示數字信息的一種方式。現假設用Φ表示本碼元初相與前一碼元初相之差，并規定：Φ＝0表示0碼，Φ＝π表示1碼。則數字信息序列與2DPSK信號的碼元相位關系可舉例表示如2PSK信號是用載波的不同相位直接去表示相應的數字信號而得出的，在接收端只能采用相干解調，它的時域波形圖見圖2-6。
圖2-6 2DPSK信號波形圖(a)絕對碼(b)相對碼10參考100011011(c)2DPSKt
2.2.2 2DPSK調制原理
二進制差分相移鍵控。2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波相對相位變化來表示數字信息。假設前后相鄰碼元的載波相位差為??，可定義一種數字信息與??之間的關系為：
?0（數字信息“0”）????
?（數字信息“1 ??為前一碼元的相位。
實現二進制差分相移鍵控的最常用的方法是：先對二進制數字基帶信號進行差分編碼，然后對變換出的差分碼進行絕對調相即可。2DPSK調制原理圖如圖2-7所示。
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絕對碼Dn相對碼BnCnS2dpsk(t)+延時Ts波形變換×Coswc(t)
圖2-7 2DPSK調制原理框圖
2.2.3 2DPSK解調原理
2DPSK信號解調有相干解調方式和差分相干解調。用差分相干解調這種方法解調時不需要恢復本地載波，只要將DPSK信號精確地延遲一個碼元時間間隔，然后與DPSK信號相乘，相乘的結果就反映了前后碼元的相對相位關系，經低通濾波后直接抽樣判決即可恢復出原始的數字信息，而不需要在進行差分解碼。
相干解調碼變換法及相干解調法的解調原理是，先對2DPSK信號進行相干解調，恢復出相對碼，再通過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復出發送的二進制數字信息。
在解調過程中，若相干載波產生180?相位模糊，解調出的相對碼將產生倒置現象，但是經過碼反變換器后，輸出的絕對碼不會發生任何倒置現象，從而解決了載波相位模糊的問題。本次設計采用相干解調。兩種解調方式的原理圖如圖2-8和圖2-9所示。
2DPSK相干解調各點波形圖如圖 2-10所示。
圖 2-8 2DPSK差分相干解調原理圖
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圖 2-9 2DPSK相干解調原理圖
第3章 實驗過程
3.1 2PSK仿真部分 3.1.1 2PSK仿真圖
用MATLAB搭建好的2PSK仿真圖如下：
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圖3-1PSK仿真圖
3.1.2 2PSK模塊的參數設置： 1）相乘模塊
圖3-2 相乘器參數設置
2）低通濾波器模塊
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圖3-3 濾波器其參數設置
3）抽樣判決模塊
圖3-4 pulse generator 參數設置
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3.2 2DPSK仿真部分 3.2.1 2DPSK仿真圖
用MATLAB搭建好的2DPSK仿真圖如下：
圖3-5 2DPSK仿真圖
2.2.2 2DPSK模塊的參數設置： 1）載波模塊
圖3-6 載波參數設置
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2）乘法器模塊
圖3-7 乘法器參數設置
3）基帶模塊
圖3-8 基帶信號參數設置
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4）Unipolar to Bipolar Converte模塊
圖3-9 Unipolar to Bipolar Converter參數設置
5）碼變換模塊
圖3-10 Logical Operator參數設置
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圖3-11 Unit Delay參數設置
圖3-12 Data Type Conversion參數設置
6）濾波器模塊
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圖3-13 帶通濾波器參數設置
圖3-14 低通濾波器參數設置
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第4章 仿真結果
4.1 2PSK仿真結果
圖4-1 2PSK電路仿真波形
4.2 2DPSK仿真結果
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圖4-2 2DPSK電路仿真波形
附錄：
通過編寫M文件程序： 2PSK調制解調程序及注釋 clear all close all i=10;j=5000;fc=4;%載波頻率 fm=i/5;%碼元速率 B=2*fm;t=linspace(0,5,j);a=round(rand(1,i));%隨機序列,基帶信號 figure(3);stem(a);st1=t;16
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for n=1:10 if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;end end end figure(1);subplot(411);plot(t,st1);title('基帶信號st1');axis([0,5,-1,2]);%由于PSK中的是雙極性信號，因此對上面所求單極性信號取反來與之一起構成雙極性碼 st2=t;
for k=1:j;
if st1(k)>=1;
st2(k)=0;
else
st2(k)=1;
end end;subplot(412);plot(t,st2);title('基帶信號反碼st2');axis([0,5,-1,2]);st3=st1-st2;subplot(413);plot(t,st3);title('雙極性基帶信號st3');axis([0,5,-2,2]);s1=sin(2*pi*fc*t);subplot(414);plot(s1);title('載波信號s1');e_psk=st3.*s1;figure(2);subplot(511);plot(t,e_psk);title('e_2psk');noise=rand(1,j);psk=e_psk+noise;
%加入噪聲 subplot(512);plot(t,psk);title('加噪后波形');psk=psk.*s1;
%與載波相乘 subplot(513);plot(t,psk);title('與載波s1相乘后波形');[f,af] = T2F(t,psk);
%通過低通濾波器
[t,psk] = lpf(f,af,B);subplot(514);plot(t,psk);title('低通濾波后波形');for m=0:i-1;
if psk(1,m*500+250)<0;
for j=m*500+1:(m+1)*500;
psk(1,j)=0;
end
else
for j=m*500+1:(m+1)*500;
psk(1,j)=1;
end
end end subplot(515);plot(t,psk);axis([0,5,-1,2]);title('抽樣判決后波形')
2DPSK調制解調程序及注釋 clear all close all i=10;j=5000;fc=4;%載波頻率 fm=i/5;%碼元速率B=2*fm;t=linspace(0,5,j);a=round(rand(1,i));figure(4);stem(a);st1=t;for n=1:10 if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;end end end 江西農業大學課程設計報告
figure(1);subplot(321);plot(t,st1);title('絕對碼');axis([0,5,-1,2]);b=zeros(1,i);%全零矩陣 b(1)=a(1);for n=2:10 if a(n)>=1;if b(n-1)>=1 b(n)=0;else b(n)=1;end else b(n)=b(n-1);end end st1=t;for n=1:10 if b(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;end end end subplot(323);plot(t,st1);title('相對碼st1');axis([0,5,-1,2]);st2=t;for k=1:j;if st1(k)>=1;st2(k)=0;else st2(k)=1;江西農業大學課程設計報告 end end;subplot(324);plot(t,st2);title('相對碼反碼st2');axis([0,5,-1,2]);s1=sin(2*pi*fc*t);subplot(325);plot(s1);title('載波信號s1');s2=sin(2*pi*fc*t+pi);subplot(326);plot(s2);title('低通濾波后波形');st=zeros(1,i);
%全零矩陣for m=0:i-1;
if dpsk(1,m*500+250)<0;
st(m+1)=0;
for j=m*500+1:(m+1)*500;
dpsk(1,j)=0;
end
else
for j=m*500+1:(m+1)*500;
st(m+1)=1;
dpsk(1,j)=1;
end
end end subplot(413);plot(t,dpsk);axis([0,5,-1,2]);title('抽樣判決后波形')dt=zeros(1,i);
%全零矩陣 dt(1)=st(1);for n=2:10;
if(st(n)-st(n-1))<=0&&(st(n)-st(n-1))>-1;
dt(n)=0;
else
dt(n)=1;
end end st=t;for n=1:10
if dt(n)<1;
for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n
st(m)=0;
end
else
for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n
st(m)=1;
end
end end 江西農業大學課程設計報告
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subplot(414);plot(t,st);axis([0,5,-1,2]);title('碼反變換后波形')21
第五篇：電子線路課程設計
電子技術基礎課程設計
§1 電子系統設計基礎知識
電子系統通常由四部分組成，輸入電路，變換、控制運算電路，輸出電路和電源。
圖1 電子系統框圖
輸入電路接收被測或被控對象的有關信息，經變換放大、運算，把結果送給輸出電路，輸出電路把送來的結果經輸出電路處理后去驅動執行機構。電源是供給各部分必需的電壓和電流。
l、電子系統設計步驟（1）方案設計
根據設計任務書給定的技術指標和條件，設計出完整的電路。在這一階段的主要任務是準備好實驗文件，它包括：
A、畫出主要單元電路、數據通路、輸入、輸出及重要控制信號的概貌框圖。B、畫出構成電路的詳細電路圖。C、簡要說明系統的工作原理。（2）方案試驗
對所定的設計方案進行裝調實驗。對一個僅從理論上設計出來的電路往往是不成熟的，可能存在許多問題，必須通過裝調試驗。發現實驗現象與設計要求不相符的地方，通過分析、試驗，找出解決的方法，來不斷改善原設計方案，甚至修改原方案。（3）工藝設計
完成制作實驗樣機所必需的文件資料，包括整機結構設計和印刷電路板設計。（4）樣機制作和調試
在修改和完善方案設計、工藝設計的基礎上，完成樣機外殼和構架的加工、元器件的焊接和組裝、整機調試和指標測試等工作。最終制作出符合指標要求的性能樣機。（5）總結鑒定
考核樣機是否全面達到給定技術指標要求，能否長期可靠地工作。同時寫出設計總結報告、只有通過鑒定后方可投入試生產。
由上述設計步驟可以看出，電子系統的設計最終是要制作出生產樣機或定型產品。整個過程是較復雜的。由于學時數有限和設備條件的限制，我們只能選擇方案設計、方案試驗和寫總結報告三個環節作為訓練重點。
2、設計的基本方法
（1）根據技術指標和系統功能要求，把復雜的電路系統分解成若干個獨立的功能單元。每個單元可由若干個集成電路或分立元件來完成。分解的單元不宜太多，以免造成單元間連接錯誤。但也不能太少，造成一個單元太復雜，一旦出故障難以查找。（2）根據所劃分單元的功能，選擇合適的電路和器件來完成所需的功能，因此，要求設計者不僅應具備電路方面的知識，還要熟悉各類器件的性能和特點。
（3）完成各單元電路間的相互連接。對邏輯電路，在時序上應協調一致。對模擬電路，相位關系應相符。相鄰單元間，在電氣性能上應匹配，以保證各部分均能正常工作。
由于集成電路的迅速發展，許多單元功能電路已由生產器件的廠家完成。因此，我們在設計時，搞清總體方案對各部分電路的要求之后，就可選擇合適的集成電路。盡量少用分立元件。這樣不僅可以減少器件的數量，還可提高電路的可靠性，降低成本。
一個電路系統設計的好壞，首先是看是否達到技術指標要求，能否長期可靠地工作。第二，是否經濟實用，容易制作，使用、維修方便。故要設計一個比較理想實用的電路，設計者除必需具備扎實的理論基礎知識、豐富的實踐經驗和很強的想象力外，還必需熟悉各種器件的功能和性能。
3、實驗文件的標準格式
本課程著重訓練學生在方案設計、方案試驗和撰寫總結報告三方面的能力，故在整個設計過程中要求學生完成三個文件，即方案設計報告、方案試驗預習報告和課程設計總結報告。
對方案設計報告、必須按下述要求畫出框圖和電路圖：
（1）比較簡單的框圖，一般由幾個方框組成。復雜些的電路，一般由十幾個方框組成。通常所有的框圖畫在一張紙上。始當龐大的電路，可附加各單元電路的方框圖。所畫的框圖不必太詳細，但也不能過于含糊．關鍵是要反映出電路系統的主要單元電路、數據通路，輸入和輸出，以及控制點的設想。
（2）框圖要清晰地表示出信息的流向。（3）每個方框不必指出功能決中所包含的器件。（4）所有連線必須清晰、整齊。（5）所有器件符號均采用國際（或國家）標準符號。
方案試驗報告包括：調試方法和步驟；指標測量內容和方法；所用儀器設備；記錄測量結果的表格等。
課程設計總結報告，應包括如下內容：任務要求；方案特點；框圖組成及其工作原理；單元電路的設計計算；總電路圖；調試方法和步驟；實驗結果（包括各點的數據、波形和指標測量值）；結果分析；改進意見和心得體會等。
§2設計課題
1．題目：改通用示波器為簡易邏輯分析儀
一、示波器工作原理
1．組成
通用示波器通常由顯示器件（陰極射線管）、垂直放大器、觸發器或同步電路、時基、水平放大器、門控放大器、電源等組成，其框圖如下所示。
圖9 示波器方框圖
2．工作原理
被測信號經垂直放大器后加到示波器的垂直（Y軸）的偏轉系統，使電子射線的垂直偏轉距離正比于輸入信號的瞬時值。在示波管的水平（X軸）偏轉系統上加以隨時間線性變化的信號；使電子射線在水平偏轉正比于時間，那么再示波管的屏幕上就得到輸入信號的時間波形。由于水平偏轉系統所加線性變化的信號不可能無限增長，熒光屏的尺寸也有限，故實際線性變化的信號（掃描信號）是一鋸齒波，這樣就能使輸入信號的時間波形在熒光屏上反復出現。當鋸齒波的重復周期等于輸入信號周期（或輸入信號周期的整數倍）時，每次重復出現的波形正好完全重合（同步）就可看到穩定的波形。3．雙蹤示波器：
對于雙蹤示波器，則是由一個電子開關來控制Y軸偏移電壓，使其在第一個掃描周用內接通第一路信號，在第二個掃描周期接通第二路信號（在兩個掃描周期可以加入不同的偏移電壓），交替進行。這樣在屏幕上就可同時看到兩個波形。如上圖所示。實際上示波器是分時工作。
4．示波器功能擴展
根據上述原理，若要示波器能夠同時觀察多個波形。只需在每個波形加入Y軸放大器（垂直放大器）的同時加一偏移電壓，然后調節掃描周明便能得到穩定的多個波形。示波器觀察多個波形功能擴展框圖如下。
圖11 示波器觀察多個波形功能擴展框圖
對邏輯電路只有“0”、“l”兩個狀態。在示波器上要顯示出“0”、“l”邏輯字符，可根據顯示李沙育圖形的原理，將兩個頻率相同，并有一定相位差（60°～ 90°）的正弦波，分別加到Y軸和X軸輸入端，示波器就可顯示字符“0”；若只有Y軸加信號，X軸不加信號，就可顯示字符“1”。若在Y軸和X軸加（或不加）信號的同時加上一定的偏移電壓，就可把“0”、“1”字符顯示在熒光屏的不同位置上。示波器顯示邏輯字符功能擴展框圖見圖12。
圖12 示波器顯示邏輯字符功能擴展框圖
根據上述原理就可將通用示波器改為簡易數字邏輯分析儀。
二、技術指標（簡易數字邏輯分析儀）
1．輸入、輸出信號與TTL集成電路電平相容 2．輸人信號：輸入信號最高頻率≤l00KHZ A、可同時輸入四個被測信號。B、外時鐘信號。
3、輸出信號；
A、送至示波器Y軸輸人端信號幅度；
“邏輯”狀態≥0.2VP-P “波形”狀態≥0.3VP-P
B、送至示波器X軸輸入端或外觸發輸入端信號幅度：
至X軸輸入端信號幅度≥0.1VP-P 至外觸發輸入端信號幅度≥3VP-P C、內時鐘信號輸出：約100KHZ． D、“8421”編碼信號輸出。
4、簡易數字邏輯分析儀與示波器配合使用；
A、可顯示≤16組由“0”、“1”字符組成的被測信號邏輯值 B、可顯示四個被測信號的邏輯波形
5、電源電壓：+5V
三、具體設計內容：
1、根據技術指標要求，設計計算
A、正弦波振蕩器。B、時鐘脈沖振蕩器；
2、設計整機電路，畫出框圖和總電路圖
3、在實驗板上接插電路，并進行單元電路和整機調試。
調試完成后，要寫出詳細總結報告，包括：調試步驟、調試結果、晶體管工作狀態、原器件明細表、使用方法（例舉組合邏輯電路動態測試和時序電路測試的使用方法）等。
四、器材和元件：
建議選用如下中、小規模集成電路和分立元件來完成方案設計。
1、六反相器
74LS04 74LS93 74LS153 3DG6、3DK2 2、2-8進制計數器
4、晶體三極管
五、儀器和設備：
1、雙蹤示波器。
2、三用表。
3、直流穩壓電源。
4、接插板。
六、參考文獻；
l、模擬電子技術基礎
2、數字電子技術基礎
江曉安
主編 江曉安
主編
3、雙4選l數據選擇器
5、電阻器、電容器、電位器
七、簡易數字邏輯分析儀參考電路
八、集成電路引腳，邏輯圖及功能
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