數(shù)字信號(hào)處理綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

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數(shù)字信號(hào)處理 實(shí)驗(yàn)八 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （1） 深刻理解濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)及根據(jù)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的過程 （2） 了解濾波器在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用 二、實(shí)驗(yàn)步驟: 1.通過SYSTEMVIEW軟件設(shè)計(jì)與仿真工具，設(shè)計(jì)一個(gè)FIR數(shù)字帶通濾波器，預(yù)先給定截止頻率和在截止頻率上的幅度值， 通過軟件設(shè)計(jì)完后，確認(rèn)濾波器的階數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)，畫出該濾波器的頻率響應(yīng)曲線，進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)的驗(yàn)證。 建立一個(gè)兩載波幅度調(diào)制與解調(diào)的通信系統(tǒng)，將該濾波器作為兩個(gè)載波分別解調(diào)的關(guān)鍵部件，驗(yàn)證其帶通的頻率特性的有效性。系統(tǒng)框圖如下： 基帶 信號(hào) 1 低通 濾波器 X 帶通濾波器 中心頻率ω1 X 基帶信號(hào)1 + sinω1 sinω1 基帶 信號(hào) 2 低通 濾波器 X 帶通濾波器 中心頻率ω2 X 基帶信號(hào)2 sinω2 sinω2 規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)，確定系統(tǒng)的采樣頻率、觀測(cè)時(shí)間、細(xì)化并設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)，仿真調(diào)整并不斷改進(jìn)達(dá)到正確調(diào)制、正確濾波、正確解調(diào)的目的。（參考文件zhan3.svu） （1） 檢查濾波器的波特圖，看是否達(dá)到預(yù)定要求； （2） 檢查幅度調(diào)制的波形以及相加后的信號(hào)的波形與頻譜是否正常； （3） 檢查解調(diào)后的的基帶信號(hào)是否正常，分析波形變形的原因和解決措施； （4） 實(shí)驗(yàn)中必須體現(xiàn)帶通濾波器的物理意義和在實(shí)際中的應(yīng)用價(jià)值。 2.熟悉matlab中的仿真系統(tǒng)； 3.將1.中設(shè)計(jì)的SYSTEMVIEW（如zhan3.svu）系統(tǒng)移植到matlab中的仿真環(huán)境中，使其達(dá)到相同的效果； 4.或者不用仿真環(huán)境，編寫程序?qū)崿F(xiàn)該系統(tǒng)，并驗(yàn)證調(diào)制解調(diào)前后的信號(hào)是否一致。 實(shí)驗(yàn)總共提供三個(gè)單元的時(shí)間（6節(jié)課）給學(xué)生，由學(xué)生自行學(xué)習(xí)和自行設(shè)計(jì)與移植 3、 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)是基于matlab的simulink仿真軟件設(shè)計(jì)的基帶信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的系統(tǒng)，利用matlab自帶的數(shù)字信號(hào)仿真模塊構(gòu)成其原理框圖并通過設(shè)置載波、帶通濾波器以及低通濾波器等把基帶信號(hào)經(jīng)過載波調(diào)制后再經(jīng)乘法器、帶通濾波器和低通濾波器等電路系統(tǒng)能解調(diào)出基帶信號(hào)。 1、實(shí)驗(yàn)原理框圖 帶通2 低通2 低通1 帶通1 載波2 基帶2 載波1 基帶1 2、基帶信號(hào)參數(shù)設(shè)置 基帶1（方波）參數(shù)設(shè)置為： 周期為0.001x100=0.1s 頻率為10Hz 基帶2（方波）參數(shù)設(shè)置為： 周期為0.001x200=0.2s 頻率為5Hz 3、 載波信號(hào)參數(shù)設(shè)置 載波1（100Hz,10V正弦波）的參數(shù)設(shè)置為： 載波2（300Hz,5V正弦波）的參數(shù)設(shè)置為： 4、 帶通濾波器參數(shù)設(shè)置 帶通1的參數(shù)設(shè)置為： 帶通2的參數(shù)設(shè)置為： 5、 低通濾波器參數(shù)設(shè)置 低通1的參數(shù)設(shè)置為： 低通2的參數(shù)設(shè)置為： 6、 調(diào)制前及解調(diào)后基帶信號(hào)FFT的波特圖對(duì)比 兩個(gè)信號(hào)經(jīng)過調(diào)制和相加后的頻譜圖: 經(jīng)過帶通濾波器1后的頻譜圖： 經(jīng)過帶通濾波器2后的頻譜圖： 與載波信號(hào)1相乘后的頻譜圖: 與載波信號(hào)2相乘后的頻譜圖: 第一路信號(hào)經(jīng)過低通濾波器(解調(diào))后的頻譜圖： 第一路信號(hào)經(jīng)過低通濾波器(解調(diào))后的頻譜圖： 分析與小結(jié)：對(duì)比基帶1和基帶2信號(hào)與其對(duì)應(yīng)解調(diào)后信號(hào)的FFT波特圖，可以看出：解調(diào)后的信號(hào)基本只存在1、3、5、7、9次諧波分量，其他高頻部分分量均被低通濾波器濾除。 7、基帶信號(hào)及解調(diào)后的信號(hào)波形圖 分析與小結(jié)：恢復(fù)出來(lái)的方波基本與基帶信號(hào)保持相位和形狀一致。其在上升沿或下降沿部分存在較大的尖峰是不可避免的，這種在間斷點(diǎn)處其恢復(fù)信號(hào)出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象稱為吉布斯現(xiàn)象。由于經(jīng)過低通濾波器后僅剩下少部分的低頻分量所以波形會(huì)存在抖動(dòng)。 4、 綜設(shè)總結(jié)與體會(huì) 通過此次綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，加深了對(duì)濾波器參數(shù)設(shè)置的理解及根據(jù)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)字濾波器 設(shè)計(jì)的過程，并了解濾波器在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。在利用載波對(duì)調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)還需將載波通過一個(gè)與調(diào)制時(shí)相同的帶通濾波器，只是因?yàn)橐３终{(diào)制信號(hào)與載波能保持同步。利用FFF變化一步步觀察信號(hào)的波特圖，然后逐步修改濾波器參數(shù)以期達(dá)到較好的設(shè)計(jì)效果。