北邮通信原理软件实验报告基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告.docx

北邮通信原理软件实验报告
题目:基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告
目录
实验一:抽样定理 2
一、 实验目的 2
二、 实验原理 2
三、 实验步骤 2
四、 实验结果 2
五、 实验讨论 2
实验二:验证奈奎斯特第一准则 2
一、 实验目的 2
二、 实验原理 2
三、 实验步骤 2
四、 实验结果 2
五、 实验讨论 2
实验三:16QAM调制与解调 2
一、 实验目的 2
二、 实验原理 2
三、 实验步骤 2
四、 实验结果 2
五、 实验讨论 2
实验意见与建议 2
实验一:抽样定理
实验目的
验证抽样定理:设时间连续信号f(t),其最高截止频率为fm,如果用时间间隔为T<=1/2fm的开关信号对f(t)进行抽样时,则f(t)就可被样值信号唯一地表示。
降低或提高抽样频率,观察对系统的影响
实验原理
抽样定理:设时间连续信号f(t),其最高截止频率为fm,如果用时间间隔为T<=1/2fm的开关信号对f(t)进行抽样时,则f(t)就可被样值信号唯一地表示。
抽样定理示意图:
图一抽样定理示意图
从图中可以看出,当时,不会发生频域混叠现象,使用一个匹配的低通滤波器即可无失真的恢复出原信号,当fc<2fm时,会发生频域混叠现象,这时,已经无法将原信号恢复出来。
实验所需模块连接图如下所示:
图二模块连接图
元件编号
属性
类型
参数设置
0,1,2
Source
Sinusiod
Amp=1V;Rate=10,12,14Hz
3
Adder
———
———
5
Multipler
———
———
7
Operator
Linear Sys
Butterworth,5 Poles,fc=14Hz
4,8,9
Sink
———
———
仿真时长设置为1Sec,仿真速率为1000Hz。
首先利用三个正弦波信号源产生三个正弦波,其频率分别为10hz,12hz,14hz,再利用脉冲发生器产生抽样脉冲,将脉宽设置为1e-3sec,脉冲频率分别设置为20hz,30hz,40hz。对三个信号做加法,所得信号的最高频率为14hz,然后令该信号与抽样脉冲相乘,得到的结果即为时间离散的抽样序列。最后将抽样序列通过五阶巴特沃斯低通滤波器,截止频率14hz,将恢复信号与原信号作比较,比较不同抽样频率带来的影响。
实验步骤
按照实验所需模块连接图,连接各个模块
设置各个模块的参数:
信号源部分:我们使用三个正弦波信号源产生三个正弦波,其频率分别为10hz,12hz,14hz
图三信号源设置示意图
抽样脉冲发生器:利用脉冲发生器产生抽样脉冲,将脉宽设置为1e-3sec,脉冲频率设置为30hz
图四抽样脉冲发生器设置示意图
低通滤波器:五阶巴特沃斯低通滤波器,截止频率14hz
图五低通滤波器设置示意图
观察输出波形,更改抽样脉冲发生器的频率,比较试验结果。
实验结果
当抽样频率为30hz,时
图六采样频率为30hz波形图
图中,最上方波形为加法器的输出波形,中间波形为低通滤波器的输出波形,下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果,我们可知,当(本处为略大于)时,可以由抽样序列唯一的恢复原信号。(原信号的最高频率fm=14hz)
当抽样频率为40hz,fc>2fm时
图七采样频率为40hz波形图
图中,最上方波形为加法器的输出波形,中间波形为低通滤波器的输出波形,下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果,我们可知,当fc>2fm时,可以由抽样序列唯一的恢复原信号。(原信号的最高频率fm=14hz)
当抽样频率为20hz,fc<2fm时
图八采样频率为20hz波形图
图中,最上方波形为加法器的输出波形,中间波形为低通滤波器的输出波形,下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果,我们可知,当fc<2fm时,输出信号发生较大的失真,已经无法恢复原信号。(原信号的最高频率fm=14hz)
当抽样频率为30hz,将抽样脉冲的脉宽加大(15e-3sec)
图九抽样脉冲的脉宽加大后波形图
图中,最上方波形为加法器的输出波形,中间波形为低通滤波器的输出波形,下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果,我们可知,抽样序列的脉宽过大时,会导致采样信号的时间离散型不好,但是根据新的这样的采样信号,还是可以恢复出原信号的。(原信号的最高频率fm=14hz)
当抽样频率为30hz,低通滤波器的阶数降低(降低到2阶)
图十滤波器阶数不足时的波形图
图中,最上方波形为加法器的输出波形,中间波形为低通滤波器的输出波形,下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果,我们可知,由于采样频