1、2.双极性归零码.133.各种码的比较.13三.仿真思路.131.产生RZ码.132.仿真功率谱密度.13四.程序框图.14五。仿真源代码.14六.仿真及结果分析.17实验四 根升余弦滚降功率谱密度及眼图仿真.25一.实验题目.25二.基本原理.251.升余弦滚降.252.眼图.25三.仿真思路.26四.程序框图.26 五.仿真源代码.26六.仿真结果及分析.27心得体会.29 实验一 调幅信号波形频谱仿真一实验题目假设基带信号为，载波频率为，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形及频谱。二基本原理1.AM调制原理对于单音频信号进行AM调制的结果为其中调幅系数，要求以免过调
2、引起包络失真。由和分别表示AM信号波形包络最大值和最小值，则AM信号的调幅系数为2.DSB-SC调制原理DSB信号的时域表达式为频域表达式为3.SSB调制原理SSB信号只发送单边带，比DSB节省一半带宽，其表达式为：三仿真思路定义时域采样率、截断时间和采样点数，可得到载波和调制信号，容易根据调制原理写出各调制信号表达式，由此可以画出时域波形图。另外，对时域信号进行FFT变换，此处使用预先定义的t2f.m函数替代，进行傅立叶变换，得到频谱，在频域作图即可。4程序框图五.仿真源代码1.傅里正变换函数代码：function S =t2f（ s,fs ）%?,s?,S?s?,fs?N=length（s
3、）;T=1/fs*N;f=-N/2:（N/2-1）/T;tmp1=fft（s）/fs;tmp2=N*ifft（s）/fs;S（1:N/2）=tmp2（N/2+1:-1:2）;S（N/2+1:N）=tmp1（1:N/2）;S=S.*exp（j*pi*f*T）;End2.傅里叶反变换函数代码：function s = f2t（ S,fs ）N=length（S）;T=N/fs;t=-（T/2）:1/fs:（T/2-1/fs）;tmp1=fft（S）/T;tmp2=N*ifft（S）/T;s（1:N/2）=tmp1（N/2+1:s（N/2+1:N）=tmp2（1:s=s.*exp（-j*pi*t*f
4、s）;3.AM信号仿真代码：clear all;close all;fs=800;T=200; %?N=T*fs;dt=1/fs;df=1/T;t=-T/2:dt:T/2-dt;f=-fs/2:df:fs/2-df;%kHz fm1=1; fm2=0.5;fc=20; a=1/3;m=sin（2*pi*fm1*t）+2*cos（2*pi*fm2*t）;M=t2f（m,fs）;c=cos（2*pi*fc*t）;s=（1+a*m）.*cos（2*pi*fc*t）; %AM?S=t2f（s,fs）;figure（1）subplot（2,2,1） %?plot（t,m）,axis（-2,2,-max（
5、abs（m）+0.5）,max（abs（m）+0.5）xlabel（t（s）,ylabel（m（t）（V）,title（）subplot（2,2,2） %?plot（t,c）,axis（-0.1,0.1,-max（abs（c）+0.5）,max（abs（c）+0.5）c（t）（V）subplot（2,2,3） %?AM?plot（t,s）,axis（-2.5,1.5,-3,3）t（ms）s（t）（V）subplot（2,2,4） %?plot（f,abs（S）,axis（18,22,0,max（abs（S）+10）f（kHz）|AM（f）|（V/Hz）4.DSB信号仿真代码：%kHzfm2=0
6、.5;s=m.*cos（2*pi*fc*t）; %DSB?subplot（2,1,1） %?DSB?plot（t,s）,axis（-2.5,1.5,-4,4）title（DSB-SC?subplot（2,1,2） %?|DSB-SC（f）|（V/Hz）5.SSB信号仿真代码：MH=-j*sign（f）.*M;mh=real（f2t（MH,fs）;s=m.*cos（2*pi*fc*t）-mh.*sin（2*pi*fc*t）;%SSB? %SSB?SSB?plot（t,s）,axis（-3,3,-4,4）plot（f,abs（S）,axis（18,23,0,max（abs（S）+10）|SSB（f
7、）|（V/Hz）6仿真结果及分析1.AM信号仿真结果上图为AM信号的仿真结果，在本题目仿真中，取调幅系数为1/3，得到的AM信号可以正确的显示原信号的包络特性，可以通过AM信号通过包络检波恢复原信号。从幅频特性上可以看出，AM信号不仅含有基带信号的边频分量，还含有离散大载波分量，且载波分量的幅值很大，说明调制效率很低。2.DSB信号仿真结果 上图为位DSB信号的仿真结果，其时域波形无法显示出原信号的包络特性，但是，从频谱可以看出，DSB信号仍携带有原信号的频率分量，且不含有离散大载波分量，提高了调制效率，没有改变传输带宽，且不能用包络检波解调。3.SSB信号仿真结果 上图为SSB信号，可以看出
8、SSB信号的包络也无法显示原信号的包络特性，不能用包络检波的方式回复原信号，但是，从频谱图可以看出，SSB信号中不含有离散大载波分量，相较AM提高了调频效率，同时，这里为上边带信号，相较DSB信号又节省了带宽。 综合以上三种调幅信号可知，AM信号可以利用包络展示原信号特性，可以利用包络检波的方式解调输出，但是由于具有离散大载波分量，调制效率低；DSB信号不能用包络检波的方式解调，但是由于去掉了离散大载波分量，因此，调制效率提高；SSB信号也不能用包络检波的方式解调，但是由于去掉了离散大载波且只取了一个边带，因此，调制效率高且节省啦带宽。实验二 调频信号波形频谱仿真假设基带信号，载波频率为40k
9、Hz，仿真产生FM信号，观察波形与频谱，并与卡松公式做对照。FM的频率偏移常数为5kHz/V。单音频信号经FM调制后的表达式为其中调制指数。由卡松公式可知FM信号的带宽为同实验一中相仿，定义必要的仿真参数，在此基础上可得到载波信号和调制信号。根据可得到频偏，由此可写出最终的FM信号的表达式进行仿真计算。对FM信号进行傅里叶变换可得频谱特性，变换依旧使用实验一中给出的t2f.m函数。四程序框图五仿真源代码T=16;fm3=0.25;fc=40;Kf=5;thea=pi/3;m=sin（2*pi*fm1*t）+2*cos（2*pi*fm2*t）+4*sin（2*pi*fm3*t+thea）;phi
10、=2*pi*Kf*cumsum（m）*dt;s=cos（2*pi*fc*t+phi）; %FM?plot（t,s）,axis（0,5,-1.2,1.2）plot（f,abs（S）,axis（0,90,0,max（abs（S）+0.2）六仿真结果及分析 上图为FM信号的仿真结果图，从时域波形图中可以看出，FM信号时域波形的频率疏密变化。 从FM的频谱图可以看出，FM信号的带宽约为： 又由题可知，频偏为利用卡松公示进行理论计算为： 可以看出理论计算值可实际仿真结果基本相同，验证了卡松公式的有效性 对比试验一，二可以看出，FM以牺牲带框的代价换取了高的调制效率。实验三 单双极性归零码波形及功率谱仿真
11、通过仿真测量占空比为25%、50%、75%以及100%的单双极性归零码波形及其功率谱。1.单极性归零码当发码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；码时，仍然不发送电流。 单极性归零码在符号等概出现且互不相关的情况下，功率谱主瓣宽度为，其频谱含有连续谱、直流分量、离散始终分量及其奇次谐波分量。2.双极性归零码码发正的窄脉冲，码发负的窄脉冲，两个码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度，取样时间是对准脉冲的中心。双极性归零码在符号等概且不相关的情况下，功率谱仅含有连续谱，其主瓣宽度为3.各种码的比较不归零码（None Return Zero Code）在传输中难以确定
12、一位的结束和另一位的开始，需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步。归零码（None Return Zero Code）的脉冲较窄，根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系，因而归零码在信道上占用的频带较宽。 单极性码会积累直流分量；双极性码的直流分量大大减少，这对数据传输是很有利的。1.产生RZ码采用归零矩形脉冲波形的数字信号，可以用以下方法产生信号矢量设是码元矢量，N是总取样点数，M是总码元数，L是每个码元内的点数，是要求的占空比，是仿真系统的时域采样间隔，则RZ信号的产生方法是： a=（randn（1,M）0）;%先产生随机的0,1序列 tmp=zeros（L,M）; %将原本不归
13、零的信号按照设定占空比归零，形成的归零序列 L1=L*tao; %tao为占空比 tmp（1:L1,:）=ones（L1,1）*a;2、仿真功率谱密度任意信号的功率谱的定义是是截短后的傅氏变换，的能量谱，在截短时间内的功率谱。对于仿真系统，若是时域取样值矢量，X是对应的傅氏变换，那么的功率谱便为针对随机过程，其平均功率谱密度定义为各样本功率谱密度的数学期望4、程序框图单极性归零：双极性归零：1.单极性归零码仿真代码：L=64;N=4096;M=N/L;Rs=5;Ts=1/Rs;T=M*Ts;fs=N/T;f=-（fs/2）:1/T:（fs/2-1/T）;tao=1;为100%，将其改成0.25
14、,0.5,0.75,可以求出对应的仿真结果EP=zeros（1,N）;for loop=1:10000 %? s=tmp（:）; S=t2f（s,fs）; P=abs（S）.2/T; EP=EP*（1-1/loop）+P/loop;endplot（t,s）,axis（-5,5,-0.2,1.2）（?100%）figure（2）subplot（2,1,1）plot（f,EP）,axis（-30,30,0,max（EP）+0.02）（W/kHz）subplot（2,1,2）plot（f,10*log10（EP+eps）,axis（-20,20,-200,0）（db）（db）（?2.双极性归零码仿真代码：N=2048;10000 a=（rand（1,M）0.5）; aa=1-2*a;）=ones（L1,1）*aa;plot（t,s）,axis（-3,3,-1.2,1.2） %?gridfigure（2） %?plot（f,EP）,axis（-50,50,0,max（EP）+0.02）f（kHz
