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第一节 Matlab 仿真系统介绍
一、实验目的
1.了解 Matlab 仿真系统的基本功能;
2.了解课程设置思路;
3.了解开发环境的基本要求。
二、实验仪器
1.PC 机 1 台
2.实验箱 配套
三、实验原理
1. Matlab 仿真系统简介
功能强大,包含多种复杂的算法功能模块,可以很方便的进行各种
运算与仿真,大大地减少了计算工作量。并且, 在设计更新时,不断优
化更新其算法,保持其算法的成熟性和先进性,因此,在我们进行多种功能仿
真时,都会选择 进行仿真。
集成了一个图形化仿真工具包 ,能够进行动态系统建模,
仿真和综合分析。 具有非常好的开放性,提倡将模型通过框图形式表
示出来,或者将已有的模型添加组合到一起,或者将自己创建的模块添加到模
型当中。 具有较高的交互性,允许随意修改模块参数,并且可以直接无
缝地使用 的所有分析工具。对最后得到的结果可以进行分析,并能够
将结果可视化显示。 的一个意图就是让用户在使用 的同时能够感
受到建模与仿真的乐趣。通过这个平台,可以激发用户不断地提出问题,对问
题进行建模。
提供了大量的模块,方便用户快速地建立动态的系统模型,只需要
用鼠标进行简单的拖放和模块间的连接,就能够建立非常复杂的仿真模型。我
们在实验中采用的开发工具,为添加了特殊模块组的 工具箱,该模块
组为 的定制模块,因此在我们采用模块完成通信系统设计时,不仅可以完
成系统的仿真功能,充分利用 和 的仿真优势,而且可以将仿
真后的程序下载到开发板上,进行算法的验证,使用示波器,频谱仪等仪器仪
表进行测量。另外该开发方法在实际的科研及产品设计等工程项目中均有使用,
因此学生在完成实验的同时,也掌握了一项具有实际应用的开发技能,对其以
后工作也有一定的帮助。
考虑到学生储备知识层次的差别,对于不了解 开发流程的学生,可以
使用已经搭建好的现有模板进行开发,而不需要关心 相关的参数配置、引
脚分配等问题,仅仅关注通信算法本身的设计和验证。
2. 系统课程设置
在课程设置上,我们按照“基础课程提高课程综合课程”的思路进行设计:
● 基础课程:让学生熟悉开发环境的使用,学习可视化控件的功能,掌握
完整的开发流程;
● 提高课程:在基础课程的前提下,通过对通信基础功能模块(如:
编码, 滤波器, 调制)的搭建,验证学生对各个知识点的理解,
相较一般的验证性实验内容,有更好的实验效果。
● 综合课程:综合课程是在完成了多种通信功能模块的算法验证后,将各
个通信功能模块组合成一个完整的通信系统的过程。该过程不仅需要对
每个功能模块非常了解,还要有综合设计的能力,对实际的通信系统有
所了解,因此综合课程有较大的难度,一般在 课时的课堂难以完成,
建议课堂可以作为演示功能使用,在课程设计或毕业设计时作为综合课
题。
3. 系统安装环境要求
由于开发环境选用了比较新版本的 和 软件,在安装软件
和系统时对电脑有较高要求:
硬件要求:
:不低于 酷睿 ;
内存:不低于 ;
硬盘:不低于 !";
软件环境:
#$,#!(注意:不能使用 #%);
"&;
&'&;
4. 对使用者要求
使用者应该具备电子通信专业基础知识储备,有编程语言,掌握通信原理
基本知识点,熟悉 及 的使用方法,最好有 开发相关的知
识储备。
软 件 安 装 : 先 安 装 (&'& 位 在 安 装 ) 位 最 后 安 装
*)+'破解。开发软件上课时在实验指导老师处拷贝,移动盘大于 "。
第二节 2ASK 调制技术
实验原理:
二进制幅度键控(,,+-./0)是用二进制数字信号去控
制正弦载波的振幅参量,用载波振幅的两种不同取值来表征“&1或“"1。如用载波
振幅有(载波接通)来表征“&1,用载波振幅无(载波断开)来表征“"1,所以又
称 22(334/0)。
&' 信号的表达式和波形
信号的时域表达式如下所示:
e
2 ASK
(t )=b(t )cos ω
c
t
式中,
b(t )
可用下式表示:
b(t )=
∑
n
a
n
g (t−nT
s
)
式中,
a
n
可取为 ",5&(5),分别对应于数字信息 "6&(也可相反);
T
s
是码元宽度;
g(t )
是每个码元期间的基带脉冲波形。为简便起见,假设
g(t )
是高度为 &、宽度等于
T
s
的矩形脉冲,于是
b(t )
就简化为单极性 78 码。
e
2 ASK
(t )
的波形如图所示:
' 信号的产生方法
通常,二进制振幅键控信号的产生方法(调制方法)有两种,如图()
所示:
b(t )
⊗
e
2 ASK
(t )
cos ω
c
t
cos ω
c
(t )
e
2 ASK
(t )
b(t )
()相乘法 ())键控法
图 信号的产生方法
(&) 相乘法:由 信号的表达式可知 信号是调制信号和载波信号的
乘积,因此与一般的模拟幅度调制方法类似,可用相乘法产生 信号,
如图 ()所示。
() 键控法:由 信号的波形图可以看出 信号是用载波信号的有无
来表示的,因此可用开关电路来控制载波的通断来产生 信号,如图
())所示,这里的开关电路受
b(t )
控制。
实验过程
∘
∘
∘
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