通信原理软件仿真实验报告2数字基带系统Word文件下载.docx
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(班内序号)
指导教师:
报告日期:
2013年5月8日
●实验目的:
1、熟悉仿真环境;
2、掌握数字基带信号的常用波形与功率谱密度;
3*、掌握奈奎斯特第一准则与码间干扰的消除;
4*、掌握眼图及其性能参数。
●仿真设计电路及系统参数设置:
1、记录单、双极性不归零码的波形与功率谱密度;
图1-1记录单、双极性不归零码的波形与功率谱密度仿真电路
时间参数:
No.ofSamples=4096;
SampleRate=2000Hz
Rate=100Hz;
双极性码Amp=10V;
单极性码Amp=10V,Offset=10V;
功率谱密度选择(dBm/Hz1ohm);
2、记录单、双极性归零码的波形与功率谱密度;
图2-1记录单、双极性归零码的波形与功率谱密度仿真电路
用于采样的矩形脉冲序列幅度1V,频率100Hz;
脉宽0.005s(占空比50%);
3、改变采样脉冲的占空比,观察并记录归零码波形与功率谱密度的变化;
(仿真电路图同第2题)
参数设置:
脉宽0.009s(占空比90%);
4*、建立如下系统:
其中图符4、5均为示波器;
图符0为Rate=100Hz,Amp=10V的双极性不归零码;
图符3为FIR低通滤波器,其参数设置如下:
通带增益0dB,阻带增益-40dB;
归一化最低截止频率10Hz/2000Hz=0.005;
归一化最高截止频率190Hz/2000Hz=0.095;
分别记录信源与信宿的眼图,建议时间参数如下:
Start=0.02s,Length=0.05s;
5*、改变FIR低通滤波器的归一化截止频率,观察并记录信宿眼图的变化;
(仿真电路图同第4题)
归一化最低截止频率10Hz/2000Hz=0.001;
归一化最高截止频率190Hz/2000Hz=0.099;
归一化最低截止频率10Hz/2000Hz=0.009;
归一化最高截止频率190Hz/2000Hz=0.090;
6*、在FIR低通滤波器前加入高斯白噪声,观察并记录信宿眼图的变化,
建议Densityin1ohm=0.001W/Hz;
图6-1加入高斯白噪声的眼图变化仿真电路
7*、改变高斯白噪声的功率谱密度,观察并记录信宿眼图的变化。
(仿真电路图如第6题)
Densityin1ohm=0.00001W/Hz;
Densityin50ohm=0.005W/Hz;
●仿真波形及实验分析:
单极性不归零码的波形与功率谱密度
图1-2单极性不归零码的波形
图1-3单极性不归零码的功率谱密度
分析:
基带信号的0电位对应于二进制符号0;
正电位对应于二进制符号1。
单极性不归零信号在一个码元时间内,不是有电压(或电流),就是无电压(或电流),电脉冲之间没有间隔,极性单一。
发送频率大,接收信噪比较高,占用频带较窄,具有较高的直流和低频成分。
当出现长连“0”或者长连“1”时,不利于接收端位同步定时提取。
双极性不归零码的波形与功率谱密度
图1-4双极性不归零码的波形
图1-5双极性不归零码的功率谱密度
特点:
用正、负电平的脉冲分别表示二进制代码的“1”“0”。
当1和0等概率出现时无直流分量,有利于在信道中传输。
直流和低频成分较少,在出现长连0或1的时候不利于接收端位同步定时提取。
单极性归零码的波形与功率谱密度
图2-2单极性归零码的波形
图2-3单极性归零码的功率谱密度
归零波形是它的有电脉冲宽度小于码元宽度,即信号电压在一个码元重视时刻前总要回到零电平。
可以从波形中直接提取定时信息,它是其他码型提取位同步信息时常采用的一种过渡波形。
具有较高的直接和低频成分,不利于信道传输,受信道传输特性和噪声的影响,长连“0”时不利于接收端位同步定时提取,但长连“1”时可以实现接收端位同步定时提取。
图2-4双极性归零码的波形
图2-5双极性归零码的功率谱密度
兼有双极性和归零波形的特点,由于相邻脉冲之间存在归零电位的间隔,使得接收端很容易识别出每个码元的起止时刻,使得收发双方能保持正确的位同步。
基带信号的0电位对应于二进制符号0;
单极性不归零信号在一个码元时间内,不是有电压(或电流),就是无电压(或电流),电脉冲之间没有间隔
图3-1双极性归零码的波形(占空比90%)
图3-2双极性归零码的功率谱密度(占空比90%)
图3-3双极性归零码的波形(占空比10%)
图3-4双极性归零码的功率谱密度(占空比90%)
1、时间波形的占空比越小,占用频带越宽。
2、单极性基带信号是否存在离散谱取决于矩形脉冲的占空比。
单极性NRZ信号中没有定时分量,若想获取定时分量,要进行波形变换;
单极性RZ信号中含有定时分量,可以直接提取它。
“0”“1”等概的双极性信号没有离散谱,也就是说没有直流分量和定时分量。
4*、归一化最低截止频率10Hz/2000Hz=0.005;
分别记录信源与信宿的眼图
图4-1信源眼图
图4-2信宿眼图
由信源和信宿眼图对比可知系统传输性能影响了眼图。
归一化最低截止频率2Hz/2000Hz=0.001;
归一化最高截止频率198Hz/2000Hz=0.099;
归一化最低截止频率18Hz/2000Hz=0.009;
归一化最高截止频率180Hz/2000Hz=0.090;
由5-1,5-2两图可知,对于该系统,
滤波器的归一化最低截止频率较低,同时归一化最高截止频率较高较高时,系统传输性能较好。
图5-1信宿眼图归一化最低截止频率2Hz/2000Hz=0.001;
图5-2信宿眼图归一化最低截止频率9Hz/2000Hz=0.009;
由图6-2可知加入噪声后的系统传输性能变差
由图7-1,图7-2两图可知,当噪声功率小较时,系统的传输性能好;
当噪声功率较大时,系统传输性能会变差。
图6-2加入高斯噪声后的眼图变化
图7-1Densityin1ohm=0.0001W/Hz
图7-2Densityin50ohm=0.05W/Hz
实验成绩评定一览表
系统设计与模块布局
系统设计合理,模块布局合理,线迹美观清楚
系统设计合理,模块布局较合理,线迹清楚
系统设计、模块布局较合理,线迹较清楚
系统设计基本合理,模块布局较合理,线迹较清楚
系统设计不够合理,模块布局较合理,线迹较清楚
参数设置与仿真波形
参数设置合理,仿真波形丰富、准确
参数设置合理,仿真波形较丰富、较准确
参数设置较合理,仿真波形较丰富
参数设置较合理,仿真波形无缺失、无重大错误
参数设置较合理,仿真波形有缺失
参数设置不够合理,仿真波形有缺失或重大错误
实验分析
实验分析全面、准确、表达流畅
实验分析较全面、基本无误、表述清楚
实验分析基本正确、个别地方表述不清
实验分析无原则性错误、表述不清楚
实验分析有缺失或存在严重错误
实验成绩
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