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enddecoder3_8;
architecturebehaofdecoder3_8is
signalsina_in:
std_logic_vector(2downto0);
signalsina_out:
std_logic_vector(7downto0);
beginsina_in process(sina_in,en)begin
if(en=0)thencasesina_inis
when"
000"
=>
sina_out 3
001"
sina_outsina_outsina_outsina_outsina_outsina_outsina_outsina_out 2、共阳极七段译码器VhDL组合逻辑的设计
A、共阳极七段译码器管脚分布及电路结构
a
b
g
f
e
d
c
如下如所示:
显示0时,a,b,c,d,e,f管脚接低电平,g管脚接高电平点亮的二极管会显示数字0。
如图所示:
4
b功能仿真波形图:
c时序仿真波形图:
5
篇二:
北理工数字信号处理实验报告
数字信号处理实验
实验1利用DFT分析信号频谱
1.加深对DFT原理的理解。
2.应用DFT分析信号频谱。
3.深刻理解利用DFT分析信号频谱的原理,分析现实过程现象及解决办法。
二、实验原理
1、DFT和DTFT的关系
有限长序列x(n)的离散时间傅里叶变换x(e个等分点{x(0),x
(1),…x(k),…x(n
j?
)在频率区间(0?
?
2?
)的
n
?
1)}上的n个取样值可以由下式表示:
x(k)0?
k?
n?
1
(2?
1)
x(ej?
)|?
x(n)e
k?
n?
j
2?
knn
由上式可知,序列x(n)的n点DFTx(k),实际上就是x(n)序列的DTFT在n个等间隔频率点{x(0),x
(1),…x(k),…x(n2、利用DFT求DTFT
方法1:
由x(k)恢复出x(e
1)}上样本x(k)。
)的方法如图2.1所示:
图2.1.由n点DFT恢复频谱DTFT的流程
由图2.1所示流程图可知:
x(e)?
由式2-2可以得到
j?
n
1?
kn?
x(k)wn?
e(2?
2)nn?
0?
3)
k
x(k)?
(?
)
nk?
其中?
(x)为内插函数
sin(n)?
(:
北理工数字系统实验报告)1
e2
)?
nsin()
DTFT的取样值,其相邻的两个频率样本点的间距为2?
4)
方法2:
然而在实际mATLAb计算中,上诉插值公式不见得是最好的方法。
由于DFT是
,所以如果我们增加数据的长度n
,
使得得到的DFT谱线就更加精细,其包络就越接近DTFT的结果,这样可以利用DFT来近似计算DTFT。
如果没有更多的数据,可以通过补零来增加数据长度。
3、利用DFT分析连续时间信号的频谱采用计算机分析连续时间信号的频谱,第一步就是把连续时间信号离散化,这里需要进行连个操作:
一是采样,二是截断。
对于连续非周期信号x?
(t),按采样间隔T进行采样,截取长度为m,那么
x?
(j?
(t)e
t
dt?
T?
x?
(nT)e?
nT
m?
5)
对x?
)进行n点的频率采样,得到
)|
(nT)e
Txm(k)
6)
因此,可以将利用DFT分析连续非周期信号频谱的步骤归纳如下:
(1)确定时域采样间隔T,得到离散序列x(n);
(2)确定截取长度m,得到m点离散序列xm(n)?
数。
(3)确定频域采样点数n,要求n
x(n)w(n),这里的w(n)为窗函
m。
(4)利用FFT计算离散序列的n点DFT,得到xm(k)。
(5)根据式(2-6)由xm(k)计算x?
)采样点的近似值。
采用上诉方法计算的频谱,需要注意如下三点问题:
(1)频谱混叠。
如果不满足采样定理的条件,频谱会很出现混叠误差。
对于频谱无限宽的信号,应考虑覆盖大部分主要频率的范围。
(2)栅栏效应和频谱分辨率。
使用DFT计算频谱,得到的结果只是n个频谱样本值,样本值之间的频谱是未知的,就像通过一个栅栏观察频谱,称为“栅栏效应”。
频谱分辨率与记录长度成正比,提高频谱分辨率,就要增加记录时间。
(3)频谱泄露。
对于信号截断会把窗函数的频谱会引入到信号频谱中,造成频谱泄露。
解决这问题的主要办法是采用旁瓣小的窗函数,频谱泄露和窗函数均会引起误差。
因此,要合理选取采样间隔和截取长度,必要时还需考虑适当的窗。
对于连续周期信号,我们在采用计算机进行计算时,也总是要进行截断,序列总是有限长的,仍然可以采用上诉方法近似计算。
4、可能用到mATLAb函数与代码
实验中的DFT运算可以采用mATLAb中提供的FFT来实现。
DTFT可以利用mATLAb矩阵运算的方法进行计算。
三、实验内容
1.x(n)?
{2,?
1,1,1},完成如下要求:
(1)计算其DTFT,并画出[?
?
]区间的波形。
(2)计算4点DFT,并把结果显示在
(1)所画的图形中。
(3)对x(n)补零,计算64点DFT,并显示结果。
(4)是否可以由DFT计算DTFT,如果可以,请编程实现。
2.考察序列
x(n)?
cos(0.48?
n)?
cos(0.52?
n)
(1)0?
10时,用DFT估计x(n)的频谱;
将x(n)补零加长到长度为100点序列用DFT估计x(n)的频谱。
要求画出相应波形。
(2)0?
100时,用DFT估计x(n)的频谱,并画出波形。
3.已知信号x(t)?
0.15sin(2?
f1t)?
sin(2?
f2t)?
0.1sin(2?
f3t),其中f1?
1hz,
f2?
2hz,f3?
3hz。
从x(t)的表达式可以看出,它包含三个频率的正弦波,但是,从其
时域波形来看,似乎是一个正弦信号,利用DFT做频谱分析,确定适合的参数,使得到的频谱的频率分辨率符合需要。
4.利用DFT近似分析连续时间信号xt=e?
0.1tu(t)的频谱(幅度谱)。
分析采用不同的采样间隔和截取长度进行计算的结果,并最终确定合适的参数。
四、实验代码及实验结果第一题实验代码
x=[2,-1,1,1];
n=0:
3;
n1=0:
63;
z=zeros(1,60);
x1=[xz];
y=fft(x);
y1=fft(x1);
w=-pi:
0.01*pi:
pi;
x=x*exp(-j*n*w);
subplot(211);
plot(w,abs(x));
xlabel(\omega/\pi);
title(magnitude);
holdon;
stem(n,y,filled);
axistight;
subplot(212);
plot(w,angle(x)/pi);
xlabel(\omega/\pi);
title(phase);
figure;
stem(n1,y1,filled);
实验结果
篇三:
北理工systemview实验报告
实验一简单基带传输系统分析
1、掌握系统时域波形分析、功率谱分析和眼图分析的方法;
2、结合实践,加强对数字基带通信系统原理和分析方法的掌握;
3、进一步熟悉systemview软件的使用,掌握主要操作步骤。
构造一个简单示意性基带传输系统。
以双极性pn码发生器模拟一个数据信源,码速率为100bit/s,低通型信道中的噪声为加性高斯噪声(标准差=0.3v)。
要求:
1.观测接收输入和低通滤波器输出的时域波形;
2.观测接收滤波器输出的眼图;
三、实验组成原理
简单的基带传输系统原理框图如图2-1-1所示,该系统并不是无码间干扰设计的,为使基带信号能量更为集中,形成滤波器采用高斯滤波器。
四、实验仿真电路图及各模块设置
1、实验仿真电路图如下:
2、实验结果图:
1)代表信源的pn码输出波形
2)经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形
3)信道输出的接受波形
4)抽样判决器输出端恢复的基带信号波形:
5)对比pn码和经高斯脉冲形成滤波器后的码的功率谱
观察两个功率谱可知,波形形成后的信号功率谱主要集中在低频带,能量相对集中,而pn码的功率谱主瓣外的分量较大。
3、对比信道输入端信号和信号输出端信号的眼图
信道输入端信号的眼图:
信号输出端信号的眼图:
分析:
由上述结果可知,经高斯滤波器形成处理后的基带信号波形远比pn码信号平滑,能量主要集中于10倍码率以内,经低通型限带信道后,信号能量损失相对较小,由于信道的不理想和叠加噪声的影响,信道输出眼图将比输入的差些,改变信道特性和噪声强度,眼图波形将发生明显畸变,接收端误码率肯定响应增大。
总结:
基带传输系统中不应直接传送方波码序列信号,应经过波形形成,从而使信号能量更为集中,并通过均衡措施达到或接近无码间干扰系统设计要求。
另外,眼图观察法的确是评测基带系统传输质量的简便有效实验方法。
五、实验心得
第一次接触这个软件,据老师说,这个软件不是很常用,因为它的功能都被mATLAb代替了,mATLAb中的模块设计看起来的确比这个软件的看起来要好一些。
在我第一次用这个软件来看的话,这个软件比mATLAb好的地方在于:
内存占的少,一共就几十m,比上mATLAb的几个g来说,无疑是一个优点,但是有一点,它的功能也不如mATLAb全面,或许,这就是为什么一个占内存如此多的软件却比systemview更用的广了。
实验2.1二进制键控系统分析实验
1、了解掌握二进制数字调制中的几种常见和基本的方式。
2、通过仿真掌握各种二进制数字调制方法的原理。
1、仿真二进制振幅键控调制(2AsK或ooK),观察仿真结果。
三、设计与仿真
(1)设计过程及设计图
(2)设计仿真结果
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