实验一 轨道移频信号的频域分析实验
一、 实验目的与原理
实验目的：
1.掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法；进一步加深对连续
信号傅里叶变换的理解。
2.进一步加深对轨道移频信号原理的认识，观察其仿真信号时域波形及频谱，培养
理论运用于实践的能力。
3.学习 MATLAB 信号仿真的基本知识。掌握用 MATLAB 描述连续时间信号和离
散时间信号的方法，能够编写 MATLAB 程序，实现各种信号的时域变换和运算，并且
以图形的方式再现各种信号的波形。学习掌握利用 MATLAB 语言编写计算 CTFS、
CTFT 的程序。
实验原理：
在我国当前的铁路干线上，使用的轨道电路制式主要包括国产 18 信息型移频轨道
电路
和 ZPW-2000 型无绝缘移频轨道电路。这两类轨道电路均采用的是相位连续的键控频
移信号
来传输信息。移频键控信号，简称移频信号，选用频率
参数作为控制信息，采
用频率调制的方法，把低频信号
即我们要获得的列车前方状态信息，
搬移到较高频
率(载频
f
c
)上，以
形成振幅不变、频率随低频信号的幅度作周期性变化的调频信号。
（1）轨道移频信号时域表达式为：
0( ) cos[ ( )]cs t A t g t
w
= +
式中
为载频信号。
（2）
作为
的积分，
g(t)
是周期三角波信号。
( ), 4 4
( ) ( )
( ) , 4 3 4
2
t
t nT nT T t nT T
g t k f d
T
t nT nT T t nT T
w
t t
w w
-¥
- - < < +
ì
ï
= =
í
- - + + < < +
ï
î
ò
V g
V g V
（3）
为低频方波调制信号，频率为
，其表达式为：
, 4 4
( )
, 4 3 4
A nT T t nT T
f t
A nT T t nT T
- < < +
ì
=
í
- + < < +
î
移频信号的角频率偏移量为 �
�
� kA，其中 k 代表移频器的灵敏度， A 为低频调制信
号的幅度。载波经过低频信号调制以后，其瞬时相位为
��
(
t
)
�
������
c
t
�
g(
t
)
。
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