Matlab和Simulink通信與系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、通信與系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書昆明理工大學(xué)信息工程與自動(dòng)化學(xué)院通信工程系邵玉斌撰實(shí)驗(yàn)一題目：SIMULINK基本模塊的使用預(yù)習(xí)指導(dǎo)：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)SIMULINK基本模塊的使用和仿真參數(shù)設(shè)置。實(shí)驗(yàn)要求：學(xué)會(huì)使用SIMULINK的基本模塊：信號(hào)發(fā)生器，數(shù)學(xué)模塊，示波器，應(yīng)用這些模塊構(gòu)建基本的通信系統(tǒng)模型，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生1MHz,幅度為15mV的正弦波和方波信號(hào)，并通過(guò)示波器觀察波形。注意設(shè)置仿真參數(shù)和示波器的掃描參數(shù)和幅度顯示參數(shù)。使得示波器能夠顯示10個(gè)正弦波周期。如圖：（2）通過(guò)示波器觀察1MHz,幅度為15mV的正弦波和lOOKHz,幅度為5mV的正弦波相乘的結(jié)

2、果。寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式。通過(guò)使用三蹤示波器同時(shí)觀察1MHz、100KHZ正弦波以及相乘的結(jié)果。注意設(shè)置仿真參數(shù)和示波器的打描參數(shù)和幅度顯示參數(shù)。請(qǐng)調(diào)整參數(shù)得出下圖波形。將50Hz,有效值為220V的正弦交流電信號(hào)通過(guò)全波整流(絕對(duì)值塊，觀察輸出波形。注意，有效值為220V的正弦信號(hào)的振幅是多少？（4）通過(guò)m語(yǔ)言編程來(lái)得到（2）、（3）的波形，用plot語(yǔ)句作出波形圖。給出程序。（5）學(xué)有余力的同學(xué)，可自行對(duì)兩信號(hào)的相加，相減以及其它數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和要求：對(duì)（1）（4）作出實(shí)驗(yàn)記錄，特別是遇到的問(wèn)題和解決辦法。（20分）畫出（1）的仿真模型方框圖，說(shuō)明參數(shù)設(shè)置情況，畫出所得到的波

3、形示意圖。（20分）畫出（2）的仿真模型方框圖，說(shuō)明參數(shù)設(shè)置情況，畫出所得到的波形示意圖。（20分）畫出（3）的仿真模型方框圖，說(shuō)明參數(shù)設(shè)置情況，畫出所得到的波形示意圖。（10分）給出（4）的程序代碼和運(yùn)行結(jié)呆。（20分）完成思考題。（10分）實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙，必須手寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)完成后一周內(nèi)提交。思考題：你認(rèn)為SIMULINK仿真和m語(yǔ)言編程仿真的各自特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是那些？（參考課本2.2和2.3節(jié)部分論述以及internet查詢）敘述計(jì)算機(jī)仿真的基本步驟。（參考課本1.2.2節(jié)論述）實(shí)驗(yàn)二題目：構(gòu)建SIMULINK子系統(tǒng)和模塊的封裝預(yù)習(xí)指導(dǎo)：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)構(gòu)建SIMULINK

4、子系統(tǒng)，模塊的封裝。傳遞函數(shù)模塊的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)要求：學(xué)會(huì)構(gòu)建SIMULINK的子系統(tǒng)：學(xué)習(xí)自建模塊的封裝，幫助文檔編寫，模型空間與Matlab命令空間的交互。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）學(xué)習(xí)信號(hào)與系統(tǒng)中的傳遞函數(shù)的應(yīng)用：拉氏變換和Z變換。a.通過(guò)仿真求出H（s尸5/（2s+l丿的階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)。構(gòu)建模型得出波形。對(duì)比采用默認(rèn)仿真參數(shù)以及采用仿真步長(zhǎng)為1/1000秒兩種情況的波形。你能夠解釋嗎？已untitled+13回岡FileElitViewSimulatioiLFo.rmatTolsHelpd色in號(hào)爲(wèi)翳亀口a|翳is*磴Re=ady100%de5b將200Hz的鋸齒波通過(guò)1000次每秒的采樣保持器

5、之后得到時(shí)間離散信號(hào)，觀察采樣保持器前后的波形變化，解釋為什么。然后將時(shí)間離散信號(hào)通過(guò)傳遞函數(shù)H(z尸4/(z+0.3丿的系統(tǒng),求出響應(yīng)波形。仿真步長(zhǎng)為1/1000秒。需要設(shè)置所有模塊的參數(shù)，特別是采樣率一定要設(shè)置為1/1000秒。（2）學(xué)習(xí)構(gòu)建SIMULINK子系統(tǒng)：構(gòu)建一個(gè)子系統(tǒng)，使得它具有將輸入信號(hào)（如一個(gè)100Hz的正弦波）和一個(gè)常數(shù)C相加后再和一個(gè)1000Hz的幅度為A的正弦波相乘的功能。即輸出信號(hào)：事實(shí)上，這就是是個(gè)幅度調(diào)制子系統(tǒng)。其中f=1000Hzo參數(shù)A,C,f要求在Nfatlab命令空間中用語(yǔ)句進(jìn)行設(shè)置。例如：A=2C=l,f=1000,0rjasjjoaujij.200S

6、L00LOO90000a噩團(tuán)側(cè)$gd國(guó)看岡叵巳odtouSR（3）對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行封裝：請(qǐng)對(duì)（2）所建立所子系統(tǒng)進(jìn)行封裝（Mask）,編寫參數(shù)輸入對(duì)話框和幫助文檔。并將模塊放在一個(gè)自己的庫(kù)中。例如（4）應(yīng)用自己封裝的庫(kù)模塊構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)，和標(biāo)準(zhǔn)的SIMULINK庫(kù)模塊進(jìn)行對(duì)比提示：使用通信工具箱中的模擬幅度調(diào)制模塊uDSBAMModulatorPassbando（5）用smi指令在命令空間啟動(dòng)模型進(jìn)行仿真：對(duì)（4）中的模型采樣命令open打開(kāi)，采用sim指令進(jìn)行仿真。請(qǐng)給出指令語(yǔ)句。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和要求：對(duì)（1）（5）作出實(shí)驗(yàn)記錄，特別是遇到的問(wèn)題和解決辦法。（20分）畫出（1）的仿真模型方框圖，說(shuō)明

7、參數(shù)設(shè)置情況，畫出所得到的波形示意圖。（20分）畫出（2）的仿真模型方框圖，說(shuō)明參數(shù)設(shè)置情況，畫出所得到的波形示意圖。（20分）畫出（3）的仿真模型方框圖，說(shuō)明參數(shù)設(shè)置情況，畫出所得到的波形示意圖。（10分）給出（5）的程序代碼和運(yùn)行結(jié)果描述。（20分）完成思考題。（10分）實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙，必須手寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)完成后一周內(nèi)提交。思考題：談?wù)動(dòng)胹im指令進(jìn)行仿真和在SIMULINK中用菜單進(jìn)行仿真這兩種方式各自特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)？利用信號(hào)與系統(tǒng)的知識(shí)計(jì)算H（s尸5/（2s+l）的沖激響應(yīng)h（t）。是否符合（1）a中的仿真結(jié)果？3說(shuō)明封裝子系統(tǒng)的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)三2006年4月3日題目：信號(hào)

8、物理參數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)確定信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)的物理參數(shù)：振幅，功率，交直流分量和頻率的測(cè)量原理和方法。實(shí)驗(yàn)要求：學(xué)會(huì)測(cè)量（1）正弦信號(hào)的最大值，最小值、振幅、功率、和頻率。（2）隨機(jī)信號(hào)的產(chǎn)生和統(tǒng)計(jì)參數(shù)的測(cè)量：均值和方差，隨機(jī)信號(hào)的最人值，最小值，中值等等。噪聲與信號(hào)混合之后測(cè)試信噪比。（3）學(xué)習(xí)使用頻譜儀，測(cè)量正弦信號(hào)的功率頻譜。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:（1）產(chǎn)生一個(gè)550Hz,振幅為2.5V的正弦波，用SLmulLnlc模塊來(lái)測(cè)試其最人值，最小值、振幅、功率，并利用頻率計(jì)的工作原理構(gòu)造一個(gè)頻率計(jì)，測(cè)量其頻率。仿真步進(jìn)可設(shè)定為1/10000秒。這里學(xué)習(xí)使用DSP工具箱中的StatLSLtics工具箱。S

9、tatLSLtics工具箱如下圖，分別有求離散信號(hào)最小值、最大值、平均值，標(biāo)準(zhǔn)差、方差、均方根植（RMS）、自相關(guān)、互相關(guān)、中值（Median）,直方圖、排序等等功能模塊。我們學(xué)習(xí)使用最小值、最人值、平均值和方差模塊來(lái)求信號(hào)的最小值、最大值、直流分量（平均值）和交流功率（方差）。ValiangRMSMinirTiurTiMaximuniMeanStandardDeviationAutocorrelationCrrelatinDetrenddiIhHistogram）彳匸Sort建立模型時(shí)需要注意將連續(xù)信號(hào)用零階保持模塊離散化，然后才能使用DSP工具箱中的模塊。理論上正弦波的功率計(jì)算是：P=（A

10、/sqrt2=（2.5/1.4142=3.1259W。通過(guò)如下仿真可以看出，模塊輸出的結(jié)果是動(dòng)態(tài)變化的隨機(jī)量，數(shù)值上逼近理論結(jié)果。頻率計(jì)的原理：頻率計(jì)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)按照固定時(shí)間清零的計(jì)數(shù)器，例如在一秒內(nèi)對(duì)波形脈沖的計(jì)數(shù)就是該波形的基波頻率。頻率計(jì)的組成是：時(shí)間閘門，計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)完畢時(shí)的輸出使能（用觸發(fā)子系統(tǒng)建模）以及頻率顯示模塊，如下圖。建模時(shí)請(qǐng)根據(jù)原理自行設(shè)計(jì)仿真模塊的參數(shù)。O0rScopeSignalGeneratorZero-OrderHoldScope50-5Timeoffset:9.99091RsttCounterATI頻率計(jì)頻率計(jì)弊間閘門PulseGeneratorClkUpCntD

11、isplayTriggeredSubsystem（2）產(chǎn)生一個(gè)高斯隨機(jī)信號(hào)：方差為2,均值為1,用（1）中的統(tǒng)計(jì)模塊測(cè)量岀其均值和方差。仿真步長(zhǎng)1/10000秒。如下圖，可見(jiàn)仿真計(jì)算結(jié)果和理論結(jié)果之間的細(xì)微差別。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中解釋這種差別。RandomNumberVarianceDiwplmyl設(shè)計(jì)建模一個(gè)1000Hz的正弦波，要求功率是105V?；旌狭艘粋€(gè)零均值的高斯隨機(jī)噪聲，噪聲功率為0.1W,測(cè)量出：信號(hào)和噪聲的信噪比，用dB顯示。測(cè)量出混合信號(hào)（相加）的總功率，你能夠得出什么結(jié)論？建模之前首先解決：功率是105V的正弦波的振幅是多少？噪聲功率為0.1W的隨機(jī)噪聲其方差是多少？測(cè)量出的信噪

12、比和理論信噪比分別是多少，有區(qū)別嗎？下圖是仿真模型和結(jié)果。SineWaveVariancel恪兮妙空（3）請(qǐng)用simulink模型實(shí)現(xiàn)課本p252程序6-21的建模和計(jì)算。比較編程和圖形建模的各自特點(diǎn)。（4）使用頻譜儀測(cè)量正弦信號(hào)的功率頻譜。分別測(cè)量800Hz,振幅為IV的正眩信號(hào)和方波信號(hào)的頻譜，比較兩者的區(qū)別。頻譜儀模塊在DSP工具箱中的sinks中。coSignalGeneratoronnooEflititLed/SpectruMScope12imtitled/SrectruBScopeFileAxesChannelsWindowHelp?ileAesChaiinelsWindewKel

13、pSignalGenerator!8P-smEw20151060012345Fnme441Frequericy(kHz)注意設(shè)置頻譜儀的FFT長(zhǎng)度為2048（可設(shè)其它長(zhǎng)度試試）。顯示特性設(shè)置為幅度顯示，而不要設(shè)置為分貝方式。（5）學(xué)有余力的同學(xué)，可設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)觀察雙邊帶調(diào)制輸出信號(hào)的波形和頻譜。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和要求：（!注意每部分得分情況?。?duì)（1）（4）作出實(shí)驗(yàn)記錄，說(shuō)明參數(shù)設(shè)置情況、特別是遇到的問(wèn)題和解決辦法。（30分）簡(jiǎn)述頻率計(jì)的工作原理，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠精確到0.1Hz的頻率計(jì)。（20分）給出（3）中建立的模型和參數(shù)設(shè)置以及仿真結(jié)果。（20分）完成思考題。（30分）實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告用

14、紙，必須手寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)完成后一周內(nèi)提交。思考題：如何測(cè)量信噪比？（15分）2說(shuō)明FFT長(zhǎng)度和頻譜計(jì)算精度的關(guān)系。提示：參考數(shù)字信號(hào)處理或課本6.4、6.4.2節(jié)內(nèi)容。（15分）實(shí)驗(yàn)四2006年4月10日題目：頻分復(fù)用和調(diào)幅收音機(jī)的建模與仿真實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)建模和仿真驗(yàn)證頻分復(fù)用的原理，仿真驗(yàn)證超外差接收機(jī)原理和模型，觀察信道噪聲以及檢波參數(shù)對(duì)解調(diào)信號(hào)的影響。實(shí)驗(yàn)要求：學(xué)會(huì)應(yīng)用模擬調(diào)制和解調(diào)的原理來(lái)構(gòu)建一個(gè)調(diào)幅收發(fā)信系統(tǒng)。理解混頻和超外差接收的原理，檢波原理，并以此構(gòu)建出超外差接收機(jī)模型。對(duì)調(diào)幅發(fā)信機(jī)（電臺(tái)），信道以及接收機(jī)進(jìn)行封裝，對(duì)頻分復(fù)用FDMA原理進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）仿真

15、參數(shù)設(shè)計(jì)要求：仿真步長(zhǎng)：固定，le-7秒。調(diào)幅發(fā)射機(jī)參數(shù)：音頻信號(hào)：正弦波，幅度O1V,頻率50Hz3000Hz可調(diào)（可設(shè)置）。表達(dá)式為：Acos2ivFtQA150F3000載波：正弦波，幅度為IV,頻率535KHZ1605KHZ可設(shè)置。表達(dá)式為：co32tt,535000fc1605000調(diào)幅輸出波形表達(dá)式為：/（Z）=1+AcoscosInfct信道：加性高斯噪聲，方差（噪聲功率）可調(diào)。接收機(jī)：混頻器為理想乘法器，中頻頻率465KHZ,本振頻率可調(diào)，接收頻率范圉是中波頻段（535KHZ1605KHZ）,有1級(jí)中頻放人器，信號(hào)幅度增益為10dE。采用半波檢波器。中頻變壓器（中周，即中頻帶通

16、濾波器：中心頻率465KHZ,帶寬6KHz,濾波器階數(shù)為2階）。（2）仿真結(jié)果要求：得出調(diào)幅發(fā)射機(jī)的發(fā)送波形圖。接收機(jī)檢波前后的波形對(duì)比圖。將3個(gè)不同載波頻率的發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)疊加起來(lái)，再用3個(gè)接收機(jī)分別接收其中的一個(gè)信號(hào)，驗(yàn)證頻分復(fù)用的原理。當(dāng)兩個(gè)發(fā)信機(jī)的載波頻率靠得較近，例如相差4KHZ,會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？試解釋之。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和要求：（!注意每部分得分情況?。┙⒑头庋b（1）參數(shù)所要求的模型。特別是遇到的問(wèn)題和解決辦法。（30分）2用（1）中的模型建立FDMA系統(tǒng)，仿真得出（2）所要求的波形。（40分）完成思考題。（30分）實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙，必須手寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)完成后一周

17、內(nèi)提交。思考題：為什么接收機(jī)要采用混頻原理？混頻的目的是什么？普通收音機(jī)采用了一個(gè)混頻器的外差技術(shù)，但一些高級(jí)的收音機(jī)，通信中的手機(jī)，衛(wèi)星電視接收機(jī)等等都采用了有多個(gè)混頻器的多次變頻技術(shù)，查閱資料對(duì)2次變頻技術(shù)作出闡述。在實(shí)驗(yàn)步驟（1）中，仿真步長(zhǎng)確定固定的le-7秒。說(shuō)明原因。當(dāng)仿真步長(zhǎng)定為le-10秒，你認(rèn)為會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)五2006年4月17口題目：線性系統(tǒng)的多種建模和仿真方法實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)MATLAB和SIMULINK中的多種建模和仿真方法構(gòu)建線性系統(tǒng)，了解系統(tǒng)建模的靈活性，鍛煉創(chuàng)造性建模的思維和能力。實(shí)驗(yàn)要求：對(duì)一個(gè)電路線性系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析并建模，用MATLAB編程，傳遞函數(shù)的建

18、模，信號(hào)流圖的建模，狀態(tài)方程的建模以及S函數(shù)的建模等等多種建模和仿真方法來(lái)仿真系統(tǒng)，對(duì)各種建模和仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）線性代數(shù)方程組的SIMULINK求解任務(wù)：求解方程組：滬_20（4+口+叮叮YI254）人一叫叫一4兒一叫一10)I2104)首先根據(jù)方程畫出信號(hào)流程：學(xué)習(xí)利用反饋支路建立等式的方法。方框圖其實(shí)就是方程的另外一種表示。當(dāng)然，可以將方程化簡(jiǎn)以后再建立信號(hào)流程。這里故意演示復(fù)雜方程的建模流程。由于方程是代數(shù)方程，所以建模模型中含有代數(shù)環(huán)，smiulmk仿真時(shí)會(huì)出現(xiàn)告警。但不影響結(jié)果的正確性。IC模塊用來(lái)設(shè)置初解，可不用。建模例如：運(yùn)行求解得出：Vl=10VV2=6V(2

19、)線性微分方程組的信流圖建模與求解任務(wù)：求解微分方程組：77L(0=yiL(0-7t(0+y/(0atLLLx,u);case4,sys=;case9.sys=;otherwiseerror(rUnhandledflag=num2str(flag);endfunctionsys,xOstr4s=mdlInitializeSizessizes=simsizes;sizes.NumContStates=0;sizes.NuniDiscStates=0;sizes.NuniOutputs=0;sizes.Numlnputs=-1;%sybsizes.DirFeedthrough=1;sizes.Nu

20、mSainpleTiines=1;%atleastonesampletimeisneededsys=simsizes(sizes);str=;ts=-10;functionsys=mdlOutputs(tx,u)sys=;%sybtt=0:l/10(MX):(length(u)-l)/10(M)0;subplot(2J,l);plot(tt,u)%sybU=fft(u);subplot(2J,2);plot(20*logl0(abs(U);axis(0(length(u)-l)060);%顯示坐標(biāo)范圍gridon;%whitebg(gcf,tkt);%使用黑背景set(gcf；DoubleBu

21、ffer,；on,);%使用雙緩沖，避免顯示閃爍任務(wù)四：用S函數(shù)建立一個(gè)積分器（H（s）=l/s）,將任務(wù)二中輸出的三角波通過(guò)該積分器后用任務(wù)三建立的示波器和頻譜儀觀察輸出波形和頻譜。任務(wù)五：（選作）用S函數(shù)建立一個(gè)雙蹤示波器。編寫S函數(shù)，構(gòu)建仿真系統(tǒng)模型，要求該示波器同時(shí)顯示任務(wù)一和任務(wù)二所得出的正弦波和三角波。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和要求：（!注意每部分得分情況?。?0分）完成并記錄任務(wù)一四的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，關(guān)鍵代碼和調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決思路。完成思考題。（20分）實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙，必須手寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)完成后一周內(nèi)提交。思考題：1.（20分）談?wù)勀銓?duì)S函數(shù)編程進(jìn)行SIMULINK

22、仿真的感受。2006年5月8口題目：多釆樣速率的連續(xù)離散混合系統(tǒng)仿真，PCM編碼和解碼實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)連續(xù)離散混合系統(tǒng)仿真方法，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的并串和串并變換以及PCM編碼和解碼。實(shí)驗(yàn)要求：建立串并、并串子系統(tǒng)，認(rèn)識(shí)多采樣速率的連續(xù)離散混合仿真系統(tǒng)。理解PCMA律壓縮和擴(kuò)張的原理。二進(jìn)制編解碼的原理和可控誤碼信道的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）設(shè)計(jì)一個(gè)并串、串并轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)并行數(shù)據(jù)用串行方式進(jìn)行傳輸。設(shè)有2個(gè)信號(hào)：10Hz幅度為IV的正弦波和20Hz幅度為0.5V的正弦波（或三角波），現(xiàn)在用每秒200次采樣速率分別對(duì)它們采樣。得到兩路并行數(shù)據(jù)信號(hào)。然后對(duì)其作并串轉(zhuǎn)換，注意，并串轉(zhuǎn)換之后數(shù)據(jù)傳輸速率提高到了2倍

23、，即每秒400個(gè)數(shù)據(jù)。傳輸后再作串并轉(zhuǎn)換，用雙蹤示波器觀察結(jié)呆。系統(tǒng)仿真采樣率為必須是系統(tǒng)最高數(shù)據(jù)率的整數(shù)倍，在此可選仿真步長(zhǎng)為1/400秒，1/800秒或1/1200秒等等。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D：（在此下載仿真模型slnyan7a.mdl）其中，并串轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)造是:串并轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)造是:當(dāng)開(kāi)啟了“fomiat|sampletimecolors選項(xiàng)之后模型變?yōu)椴噬@示，不同顏色部分表示了采樣率不同。如下：其中，Black黑色表示連續(xù)系統(tǒng)模塊(Contmuousblocks)Magenta洋紅表示常數(shù)模塊(Constantblocks)Yellow-黃色表示混合速率模塊，即模塊輸入和輸出端II的速率不同。

24、Hybrid(subsystemsgroupingblocks,orMuxorDemuxblocksgroupingsignalswithvaryingsampletimes)Red紅色表示最快的離散采樣速率。FastestdiscretesampletimeGreen綠色表示第二快的離散采樣速率。SecondfastestdiscretesampletimeBlue藍(lán)色表示第三離散采樣速率。TlurdfastestdiscretesampletimeLiglitBlue淡藍(lán)色表示第四離散采樣速率。FourthfastestdiscretesampletimeDarkGreen深綠色表示第五離

25、散采樣速率。FifthfastestdiscretesampletimeOrange橙色表示第六離散采樣速率。SixthfastestdiscretesampletimeCyan青色表示觸發(fā)子系統(tǒng)BlocksintnggeredsubsystemsGray表示固定的最小步長(zhǎng)Fixedinrnmorstep可見(jiàn)本系統(tǒng)中并串轉(zhuǎn)換之后的離散采樣率最高，用紅色表示。示波器中的波形是;Timeoffset:0（2）建立一個(gè)PCM編碼解碼系統(tǒng)。系統(tǒng)的最高傳輸速率是64Kbps,所以仿真步長(zhǎng)可設(shè)為l/64e3秒。模型如下：（在此下載模型sluyan7b.nidl）Scope2曹諳Jjj廉|波形結(jié)果是：1、輸

26、入波形：scope200.050.10.150.22、解碼波形scope注意觀察量化效應(yīng)和誤碼引起的干擾下面是系統(tǒng)的詳細(xì)表述：1、信道子系統(tǒng)：傳輸雙極性二進(jìn)制碼，利用乘法模塊加入可控誤碼率的誤碼。讀者可試用其他方法來(lái)構(gòu)建同樣功能的信道。2、PCM發(fā)送子系統(tǒng)：包含A率非均勻量化，8bM編碼和并串轉(zhuǎn)換模塊。其中，A率非均勻量化模塊構(gòu)造是:而8bH編碼子系統(tǒng)構(gòu)造是:Fen用來(lái)將一11之間的小數(shù)轉(zhuǎn)換為0255之間的整數(shù)，以供編碼為Sbit并行輸出。并串轉(zhuǎn)換模塊同前。3、接收和PCM解碼部分的構(gòu)造是:其中，F(xiàn)en用來(lái)將解碼輸出的0255整數(shù)還原為一11之間的小數(shù)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和要求：（!注意每部分得分情

27、況?。?調(diào)整信道誤碼率，觀察誤碼率對(duì)PCM解碼波形的影響，總結(jié)得出你的結(jié)論。（30分）2調(diào)整A率壓縮的參數(shù)A,觀察壓縮和擴(kuò)張的波形結(jié)果，總結(jié)得出你的結(jié)論。（30分）給出一個(gè)u率的PCM編解碼系統(tǒng)的仿真模型。（40分）實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙，必須手寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)完成后一周內(nèi)提交。實(shí)驗(yàn)八2006年5月15日題目：調(diào)頻、鎖相環(huán)鑒頻以及調(diào)頻立體聲系統(tǒng)的建模仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)調(diào)頻和鑒頻的原理，學(xué)習(xí)調(diào)頻立體聲系統(tǒng)的原理和建模方法實(shí)驗(yàn)要求：建立一個(gè)調(diào)頻發(fā)射和接收模型，觀察調(diào)制前后的波形和頻譜。學(xué)習(xí)鎖相環(huán)原理和建模實(shí)現(xiàn)。用鎖相環(huán)進(jìn)行鑒頻，DSB相干解調(diào)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）建立一個(gè)調(diào)頻通信系統(tǒng)，F(xiàn)M的

28、載波頻率為10.5MHz,被調(diào)基帶信號(hào)為lKHz,0.1V正弦波。調(diào)制器VCO的壓控靈敏度為750KHZ/V。鑒頻鎖相環(huán)中的VCO與調(diào)頻VCO參數(shù)相同。鎖相環(huán)的環(huán)路濾波器為1階低通，帶寬為75KHZ。（在此下載仿真模型sliiyanSa.indl）請(qǐng)仿真得出調(diào)制后調(diào)頻信號(hào)的頻譜，比較FM被調(diào)信號(hào)和FM解調(diào)輸出信號(hào)。將被調(diào)信號(hào)換為lKHz的方波和三角波，仿真得出FM解調(diào)輸出，并作對(duì)比，說(shuō)明差別的原因。（2）學(xué)習(xí)調(diào)頻立體聲發(fā)射和接收的原理，并構(gòu)造基帶立體聲系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證。建模參數(shù)是：輸入信號(hào)：左右兩個(gè)聲道R和L首先進(jìn)行計(jì)算得出主通路和立體聲附加通路：主通路X=R+L:0lOKHz音頻立體聲附

29、加通路=1丄:0lOKHz音頻然后將立體聲附加通路信號(hào)采用抑制載波的雙邊帶調(diào)制方式調(diào)制到載波38KHZ上。（38-1038+10KHz）得到調(diào)制的立體聲附加通路Y。立體聲基帶輸出信號(hào)=主通路X（音頻）+19KHZ正眩波導(dǎo)頻+調(diào)制的立體聲附加通路Y（載波38KHZ）。設(shè)計(jì)仿真的采樣率為lOOKHz200KHZ?；鶐盘?hào)設(shè)計(jì)：R聲道：1000Hz正弦波幅度IVL聲道：500Hz三角波幅度2V建模要求：（1）設(shè)計(jì)立體聲發(fā)射系統(tǒng)：得出立體聲基帶輸出信號(hào)。（2）把（1）輸出的信號(hào)通過(guò)信道，加入干擾（3）設(shè)計(jì)一個(gè)接收機(jī)，接收加入干擾后的立體聲基帶輸出信號(hào)，將它解調(diào)為R和L。鎖相壞：信號(hào)：正弦波19KHZ正

30、弦波，用鎖相環(huán)來(lái)跟蹤該正弦波。（模型在此下載shiyanSb.mdl）發(fā)射機(jī):信道:接收機(jī):其中，載波恢復(fù)模塊使用了鎖相環(huán)，VCO振蕩與38KHZ附近，計(jì)數(shù)器作2分頻。結(jié)構(gòu)如下:請(qǐng)仿真得出該模型中立體聲信號(hào)的頻譜，以及接收機(jī)解調(diào)各點(diǎn)的關(guān)鍵波形。觀察噪聲対解調(diào)信號(hào)的影響。（3）將（1）的FM收發(fā)系統(tǒng)和（2）中所建立的立體聲基帶系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的FM立體聲收發(fā)系統(tǒng)仿真模型。（在此下載參考模型shiyan8c.Liidl）o仿真得出該模型接收機(jī)解調(diào)各點(diǎn)的關(guān)鍵波形。觀察噪聲對(duì)解調(diào)信號(hào)的影響。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和要求：（!注意每部分得分情況！）1請(qǐng)仿真得出實(shí)驗(yàn)第（1）模型中，調(diào)制后調(diào)頻信號(hào)的頻譜，比

31、較FM被調(diào)信號(hào)和FM解調(diào)輸出信號(hào)。將被調(diào)信號(hào)換為lKHz的方波和三角波，仿真得出FM解調(diào)輸出，并作對(duì)比，說(shuō)明差別的原因。（40分）2請(qǐng)仿真得出實(shí)驗(yàn)第（2）模型中立體聲信號(hào)的頻譜，以及接收機(jī)解調(diào)各點(diǎn)的關(guān)鍵波形。觀察噪聲對(duì)解調(diào)信號(hào)的影響。（40分）仿真得出實(shí)驗(yàn)第（3）模型接收機(jī)解調(diào)各點(diǎn)的關(guān)鍵波形。觀察噪聲對(duì)解調(diào)信號(hào)的影響。（20分）實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙，必須手寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)完成后一周內(nèi)提交。實(shí)驗(yàn)九2006年5月22口題目：數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸、眼圖、奈奎斯特準(zhǔn)則實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)數(shù)字基帶傳輸?shù)幕窘７椒ǎa間串?dāng)_及其解決辦法，通過(guò)仿真理解觀察碼間串?dāng)_的工程方法一眼圖的物理意義及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)要

32、求：根據(jù)指定參數(shù)建立一個(gè)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，設(shè)計(jì)并仿真實(shí)現(xiàn)一個(gè)升余弦頻譜的濾波器，觀察基帶數(shù)字信號(hào)通過(guò)該濾波器之后的響應(yīng)波形和眼圖。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、設(shè)計(jì)一個(gè)升余弦頻譜的濾波器，己知升余弦頻譜濾波器的沖激響應(yīng)是：sin.7rt/Tscosant/Ts(0=7rt/Ts-4a2t2/Ts2其中：0al滾降因子。參數(shù)要求：Tx=hns,在Ts=hns內(nèi)仿真10個(gè)點(diǎn)，仿真區(qū)間為-10ms10ms。求出力。參考程序如下：t=-1/100+eps:1/10000:1/100;alfa=0.1;Ts=1/1000;%1毫秒h_t=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts).*(cos(alfa*pi*t/T

33、s)./(1-4*alfaA2*t.A2ZTsA2);plot(t,h_t);/?(0的波形如下:Fifro1匚回倒il4ilVixnvylIioltfalpQ疔R多hAZZ倉(cāng)汐-2、建立一個(gè)二進(jìn)制基帶傳輸模型，參數(shù)要求是:數(shù)碼率：二進(jìn)制1,0等概率，單極性，或雙極性1000bps,即碼元傳輸時(shí)間Ts=l/1000秒=1毫秒。為了仿真出一個(gè)比特(1ms)內(nèi)的波形，可在1ms內(nèi)采樣多點(diǎn)，如10點(diǎn).因此系統(tǒng)的仿真步長(zhǎng)可設(shè)計(jì)為1/10000秒.為了得到滾降濾波器沖激響應(yīng)輸出，必須將輸入變?yōu)橐幌盗袥_激串，即電平1變?yōu)橐粋€(gè)沖激，0則是無(wú)沖激.因此，基帶發(fā)送系統(tǒng)建模圖如下：從輸出outl和out2觀察到的

34、波形如下;（3）用h作為濾波器的分子系數(shù).分母系數(shù)為常數(shù)L讓（2）得出的一系列沖激串通過(guò)該濾波器，用示波器觀察輸出，并在此觀察眼圖。在（2）的基礎(chǔ)上，建立如下模型（在此下載模型sliiyan9a.mdl）以觀察波形。其中，滾降濾波器用DiscreteFilter濾波器模塊實(shí)現(xiàn)，其分母設(shè)置為1,分子設(shè)置為h_t,即實(shí)驗(yàn)步驟1中的程序得出的沖激響應(yīng)h（t）oDiscreteFilter濾波器模塊參數(shù)如下:注意：必須首先運(yùn)行實(shí)驗(yàn)步驟1中的程序得出h后，才能運(yùn)行該模型。無(wú)噪聲的眼圖結(jié)果是:Diaera*Scopel.oIl.Z1.4Time(ms)FileChcAJialzV:ndcvXalpEyeD

35、iagram5o5-15D.-D.-1.一duJVaseqd.u-Fifro1匚回倒Fifro1匚回倒025a0.204060.811.214161.82Time(ms)IJFilAzaz幻moLuWindovHfilpEveDiagram505Qo2p3-dE,DoubleBuffer,on,);%使用雙緩沖，避免顯示閃爍（選做）建立基帶接收機(jī)模型，觀察判決輸出，與發(fā)送數(shù)碼進(jìn)行比較。（參考模型在此下載shiyan9c.mdl）實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和要求：（I!注意每部分得分情況?。?.在學(xué)習(xí)例子模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建你自己的滾降濾波器基帶傳輸模型（30分）2請(qǐng)改進(jìn)第3步實(shí)驗(yàn)中的S函數(shù)，使之能夠同時(shí)觀察眼

36、圖和波形。（40分）改變滾降濾波器參數(shù)，用頻譜儀觀察滾降濾波器輸出波形的頻譜，用實(shí)驗(yàn)方法得出其頻譜與滾降濾波器參數(shù)之間的關(guān)系（30分）實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告用紙，必須手寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)完成后一周內(nèi)提交。實(shí)驗(yàn)十2006年5月29口題目：釆樣定理的建模和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)建模與仿真驗(yàn)證采樣定理，理解采樣定理的物理實(shí)質(zhì)實(shí)驗(yàn)要求：學(xué)習(xí)和回顧釆樣定理內(nèi)容，對(duì)釆樣定理作建模和仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、采樣定理原理的回顧2、建模參數(shù)要求：設(shè)計(jì)模型，驗(yàn)證采樣定理.設(shè)基帶波形頻譜在0Hz100Hz內(nèi).Fh=10(Hz釆樣率就應(yīng)該大于200Hz要求仿真時(shí)采樣率能夠在200Hz到400Hz之間可調(diào)節(jié)。用窄脈沖釆樣.要

37、求窄脈沖寬度是釆樣周期的l/10o從而得到系統(tǒng)仿真步長(zhǎng)：小于等于1/4000.仿真系統(tǒng)的仿真步長(zhǎng)取1/4000.采樣器用乘法器實(shí)現(xiàn).而恢復(fù)時(shí)用低通濾波器實(shí)現(xiàn).低通濾波器的帶寬等于信號(hào)最高頻率Fh,即等于100H乙3、仿真模型和結(jié)果（在此下載參考模型shiyanlOa.mdl）采樣率為400次/秒情況下的波形結(jié)果：采樣之前，釆樣后以及恢復(fù)的波形（scope中）釆樣率為400次/秒情況下的頻譜結(jié)果:a.釆樣之前的頻譜ileAxesQkauielsIfindwHelp0Q.050101S020250.30250.40.450.5Frame:13Frequency(kHz)b.釆樣之后的頻譜Fifro

38、1匚回倒FileAjcozCharnelzW:ndcwXalp13回岡RshiyanlOa/SpectnmScopelFifro1匚回倒00.20.40.60.811.21.41.61.62Frame:51Frequency(kHz)00.20.40.60.911.21.41.B1.82Frame:51Frequenc/(kHz)C.采樣恢復(fù)后的頻譜9)shiyMilOa/SpecrtximSuupe2匚01岡FileXzesClwixvelsWindowKdp4、修改采樣率，如采樣率為150Hz.200Hz、300Hz等等，觀察采樣前后以及恢復(fù)的波形和頻譜。請(qǐng)用實(shí)驗(yàn)方法得到頻譜混疊后的頻譜圖和相應(yīng)的波形。將被采樣信號(hào)修改為正弦波、三角波和方波，觀察采樣前后和恢復(fù)非波形和頻譜。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和