基于matlabsimulink的2fsk系統(tǒng)的仿真課程設計報告(編輯修改稿)
2024-07-24 18:04 本頁面
【文章內容簡介】 尤其是未來通信工作著的迫切要求。 仿真系統(tǒng)的簡介：MATLAB 是由 MATH WORKS 公司于 1984 年推出的一種面向科學與工程的計算軟件，通過MATLAB 和相關工具箱，工程師、科研人員、數(shù)學家和教育工作者可以在統(tǒng)一的平臺下完成相應的科學計算工作。 MATLAB 本身包含了 600 余個用于數(shù)學計算、統(tǒng)計和工程處理的函數(shù)，這樣，就可以迅速完成科學計算任務而不必進行額外的開發(fā)。業(yè)內領先的工具箱算法極大的擴展了 MATLAB 的應用領域，所以 MATLAB 自推出以來就受到廣泛的關注。Matlab 是一種解釋性執(zhí)行語言，具有強大的計算、仿真、繪圖等功能。由于它使用簡單，擴充方便，尤其是世界上有成千上萬的不同領域的科研工作者不停的在自己的科研過程中擴充 Matlab 的功能，使其成為了巨大的知識寶庫。目前的 Matlab 版本已經(jīng)可以方便的設計漂亮的界面，它可以像 VB 等語言一樣設計漂亮的用戶接口，同時因為有最豐富的函數(shù)庫（工具箱） ，所以計算的功能實現(xiàn)也很簡單，2進一步受到了科研工作者的歡迎。另外，,Matlab 和其他高級語言也具有良好的接口，可以方便的實現(xiàn)與其他語言的混合編程，進一步拓寬了 Matlab 的應用潛力。 ，Matlab 的仿真對通信原理的學習有很大的幫助和促進作用，彌補了工科學習中實踐環(huán)節(jié)的短板?？梢哉f，Matlab 的仿真對通信原理的學習掌握這門工具對學習各門學科有非常重要的推進作用 MATLAB 特點: 一,數(shù)值計算功能,在 MATLAB 中，每個數(shù)值元素都視為復數(shù)，而且只有雙精度（64 位）一種數(shù)據(jù)格式，省去多種的設置，雖然在運行速度和內存消耗方面付出了代價，卻使MATLAB 的編程大大簡化。 MATLAB 的數(shù)值計算基本功能包括：矩陣運算、多項式和有理分式計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析以及數(shù)值分析等。二,符號計算功能,在實際應用中，除了數(shù)值計算外，還需要得到方程的解析解，簡化和展開多項式和函數(shù)表達，求解函數(shù)值等，所有這些均屬于符號計算的領域。三,便棧式的編程語言,與 Fortran 和 C 等高級語言相比，MATLAB 的語法規(guī)則更簡單，更貼近人的思維方式和表達習慣，使得編寫程序就像在便棧上列寫公式和演算一樣。四,強大而簡易的作圖功能,能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動確定坐標繪圖。五,高智能化,繪圖時自動選擇最佳坐標，大大方便了用戶自動檢測。MATLAB 語言由于其語法的簡潔性，代碼接近于自然數(shù)學描述方式，以及具有豐富的專業(yè)函數(shù)庫等諸多優(yōu)點，吸引了眾多科學研究工作者，越來越成為科學研究、數(shù)值計算、建模仿真，以及學術交流的事實標準。Simulink 作為 MATLAB 語言上的一個可視化建模仿真平臺，起源于對自動控制系統(tǒng)的仿真需求，它采用方框圖建模的形式，更加貼近于工程習慣。Simulink 是基于 MATLAB 的框圖設計環(huán)境，可以用來對各種動態(tài)系統(tǒng)進行建模、分析和仿真，它的建模范圍廣泛，可以針對任何能夠用數(shù)學來描述的系統(tǒng)進行建模，如航空航天動力學系統(tǒng)、衛(wèi)星控制制導系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、船舶及汽車等，其中包括了連續(xù)、離散、條件執(zhí)行、事件驅動、單速率、多速率和混雜系統(tǒng)等。Simulink 提供了利用鼠標拖動的方法建立系統(tǒng)框圖模型的圖形界面，而且 Simulink 還提供了豐富的功能塊以及不同的專業(yè)模塊集合，利用 Simulink 幾乎可以做到不用寫一行代碼完成整個動態(tài)系統(tǒng)的建模工作。 隨著 MATLAB/Simulink 通信、信號處理專業(yè)函數(shù)庫和專業(yè)工具箱的成熟，它們逐漸為廣大通信技術領域的專家學者和工程師所熟悉，在通信理論研究、算法設計、系統(tǒng)設計、建模仿真和性能分析驗證等方面的應用也更加廣泛。Simulink 可視化仿真工具能夠以非常直觀的方框圖方式形象地對通信系統(tǒng)進行建模，并以“實時”和動畫的方式來將模型仿真結果（如波形、頻譜、數(shù)據(jù)曲線等）顯示出來，更便于對通信系統(tǒng)的物理概念和運行過程的直觀理解，所以近年來在通信工程專業(yè)中得到了廣大師生的重視和廣泛應用，在理論教學、課程實踐環(huán)節(jié)以及理論和技術前沿的研究中發(fā)揮了重要作用。 目前，MATLAB/Simulink 的應用已經(jīng)遠遠超越了數(shù)值計算和控制系統(tǒng)仿真等傳統(tǒng)領域，在幾乎所有理工學科中形成了為數(shù)眾多的專業(yè)工具庫和函數(shù)庫，已成為科學研究和工程設計中日常計算和仿真試驗的工具。 2FSK 的調制與解調的原理： 二進制頻率調制是用二進制數(shù)字信號控制正弦波的頻率隨二進制數(shù)字信號的變化而變化。由于二進制數(shù)字信息只有兩個不同的符號，所以調制后的已調信號有兩個不同的頻率 f1 和 f2，f1 對應數(shù)字信息“1”，f2 對應數(shù)字信息“0”。二進制數(shù)字信息及已調載波如圖 4 所示。3 圖 4 2FSK 信號 2FSK 的產生在 2FSK 信號中，當載波頻率發(fā)生變化時，載波的相位一般來說是不連續(xù)的，這種信號稱為不連續(xù)2FSK 信號。相位不連續(xù)的 2FSK 通常用頻率選擇法產生，如圖 22 所示：圖 5 2FSK 信號調制器兩個獨立的振蕩器作為兩個頻率發(fā)生器，他們受控于輸入的二進制信號。二進制信號通過兩個與門電路，控制其中的一個載波通過。調制器各點波形如圖 5 所示：4 圖 6 2FSK 調制器各點波形由圖 6 可知，波形 g 是波形 e 和 f 的疊加。所以，二進制頻率調制信號 2FSK 可以看成是兩個載波頻率分別為 f1 和 f2 的 2ASK 信號的和。由于“1”、“0”統(tǒng)計獨立，因此，2FSK 信號功率譜密度等于這兩個 2ASK 信號功率譜密度之和，即 （21）2FSK 信號的功率譜如圖 7 所示：圖 2FSK 信號的
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