基于matlabsimulink的2fsk系統(tǒng)的仿真課程設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-07-24 18:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 尤其是未來(lái)通信工作著的迫切要求。 仿真系統(tǒng)的簡(jiǎn)介：MATLAB 是由 MATH WORKS 公司于 1984 年推出的一種面向科學(xué)與工程的計(jì)算軟件，通過(guò)MATLAB 和相關(guān)工具箱，工程師、科研人員、數(shù)學(xué)家和教育工作者可以在統(tǒng)一的平臺(tái)下完成相應(yīng)的科學(xué)計(jì)算工作。 MATLAB 本身包含了 600 余個(gè)用于數(shù)學(xué)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和工程處理的函數(shù)，這樣，就可以迅速完成科學(xué)計(jì)算任務(wù)而不必進(jìn)行額外的開(kāi)發(fā)。業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的工具箱算法極大的擴(kuò)展了 MATLAB 的應(yīng)用領(lǐng)域，所以 MATLAB 自推出以來(lái)就受到廣泛的關(guān)注。Matlab 是一種解釋性執(zhí)行語(yǔ)言，具有強(qiáng)大的計(jì)算、仿真、繪圖等功能。由于它使用簡(jiǎn)單，擴(kuò)充方便，尤其是世界上有成千上萬(wàn)的不同領(lǐng)域的科研工作者不停的在自己的科研過(guò)程中擴(kuò)充 Matlab 的功能，使其成為了巨大的知識(shí)寶庫(kù)。目前的 Matlab 版本已經(jīng)可以方便的設(shè)計(jì)漂亮的界面，它可以像 VB 等語(yǔ)言一樣設(shè)計(jì)漂亮的用戶接口，同時(shí)因?yàn)橛凶钬S富的函數(shù)庫(kù)（工具箱） ，所以計(jì)算的功能實(shí)現(xiàn)也很簡(jiǎn)單，2進(jìn)一步受到了科研工作者的歡迎。另外，,Matlab 和其他高級(jí)語(yǔ)言也具有良好的接口，可以方便的實(shí)現(xiàn)與其他語(yǔ)言的混合編程，進(jìn)一步拓寬了 Matlab 的應(yīng)用潛力。 ，Matlab 的仿真對(duì)通信原理的學(xué)習(xí)有很大的幫助和促進(jìn)作用，彌補(bǔ)了工科學(xué)習(xí)中實(shí)踐環(huán)節(jié)的短板?？梢哉f(shuō)，Matlab 的仿真對(duì)通信原理的學(xué)習(xí)掌握這門(mén)工具對(duì)學(xué)習(xí)各門(mén)學(xué)科有非常重要的推進(jìn)作用 MATLAB 特點(diǎn): 一,數(shù)值計(jì)算功能,在 MATLAB 中，每個(gè)數(shù)值元素都視為復(fù)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(shè)置，雖然在運(yùn)行速度和內(nèi)存消耗方面付出了代價(jià)，卻使MATLAB 的編程大大簡(jiǎn)化。 MATLAB 的數(shù)值計(jì)算基本功能包括：矩陣運(yùn)算、多項(xiàng)式和有理分式計(jì)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析以及數(shù)值分析等。二,符號(hào)計(jì)算功能,在實(shí)際應(yīng)用中，除了數(shù)值計(jì)算外，還需要得到方程的解析解，簡(jiǎn)化和展開(kāi)多項(xiàng)式和函數(shù)表達(dá)，求解函數(shù)值等，所有這些均屬于符號(hào)計(jì)算的領(lǐng)域。三,便棧式的編程語(yǔ)言,與 Fortran 和 C 等高級(jí)語(yǔ)言相比，MATLAB 的語(yǔ)法規(guī)則更簡(jiǎn)單，更貼近人的思維方式和表達(dá)習(xí)慣，使得編寫(xiě)程序就像在便棧上列寫(xiě)公式和演算一樣。四,強(qiáng)大而簡(jiǎn)易的作圖功能,能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)確定坐標(biāo)繪圖。五,高智能化,繪圖時(shí)自動(dòng)選擇最佳坐標(biāo)，大大方便了用戶自動(dòng)檢測(cè)。MATLAB 語(yǔ)言由于其語(yǔ)法的簡(jiǎn)潔性，代碼接近于自然數(shù)學(xué)描述方式，以及具有豐富的專業(yè)函數(shù)庫(kù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，吸引了眾多科學(xué)研究工作者，越來(lái)越成為科學(xué)研究、數(shù)值計(jì)算、建模仿真，以及學(xué)術(shù)交流的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。Simulink 作為 MATLAB 語(yǔ)言上的一個(gè)可視化建模仿真平臺(tái)，起源于對(duì)自動(dòng)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(xí)慣。Simulink 是基于 MATLAB 的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，可以用來(lái)對(duì)各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和仿真，它的建模范圍廣泛，可以針對(duì)任何能夠用數(shù)學(xué)來(lái)描述的系統(tǒng)進(jìn)行建模，如航空航天動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)、衛(wèi)星控制制導(dǎo)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、船舶及汽車(chē)等，其中包括了連續(xù)、離散、條件執(zhí)行、事件驅(qū)動(dòng)、單速率、多速率和混雜系統(tǒng)等。Simulink 提供了利用鼠標(biāo)拖動(dòng)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(xiě)一行代碼完成整個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模工作。 隨著 MATLAB/Simulink 通信、信號(hào)處理專業(yè)函數(shù)庫(kù)和專業(yè)工具箱的成熟，它們逐漸為廣大通信技術(shù)領(lǐng)域的專家學(xué)者和工程師所熟悉，在通信理論研究、算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模仿真和性能分析驗(yàn)證等方面的應(yīng)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(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行建模，并以“實(shí)時(shí)”和動(dòng)畫(huà)的方式來(lái)將模型仿真結(jié)果（如波形、頻譜、數(shù)據(jù)曲線等）顯示出來(lái)，更便于對(duì)通信系統(tǒng)的物理概念和運(yùn)行過(guò)程的直觀理解，所以近年來(lái)在通信工程專業(yè)中得到了廣大師生的重視和廣泛應(yīng)用，在理論教學(xué)、課程實(shí)踐環(huán)節(jié)以及理論和技術(shù)前沿的研究中發(fā)揮了重要作用。 目前，MATLAB/Simulink 的應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了數(shù)值計(jì)算和控制系統(tǒng)仿真等傳統(tǒng)領(lǐng)域，在幾乎所有理工學(xué)科中形成了為數(shù)眾多的專業(yè)工具庫(kù)和函數(shù)庫(kù)，已成為科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)中日常計(jì)算和仿真試驗(yàn)的工具。 2FSK 的調(diào)制與解調(diào)的原理： 二進(jìn)制頻率調(diào)制是用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)控制正弦波的頻率隨二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的變化而變化。由于二進(jìn)制數(shù)字信息只有兩個(gè)不同的符號(hào)，所以調(diào)制后的已調(diào)信號(hào)有兩個(gè)不同的頻率 f1 和 f2，f1 對(duì)應(yīng)數(shù)字信息“1”，f2 對(duì)應(yīng)數(shù)字信息“0”。二進(jìn)制數(shù)字信息及已調(diào)載波如圖 4 所示。3 圖 4 2FSK 信號(hào) 2FSK 的產(chǎn)生在 2FSK 信號(hào)中，當(dāng)載波頻率發(fā)生變化時(shí)，載波的相位一般來(lái)說(shuō)是不連續(xù)的，這種信號(hào)稱為不連續(xù)2FSK 信號(hào)。相位不連續(xù)的 2FSK 通常用頻率選擇法產(chǎn)生，如圖 22 所示：圖 5 2FSK 信號(hào)調(diào)制器兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器作為兩個(gè)頻率發(fā)生器，他們受控于輸入的二進(jìn)制信號(hào)。二進(jìn)制信號(hào)通過(guò)兩個(gè)與門(mén)電路，控制其中的一個(gè)載波通過(guò)。調(diào)制器各點(diǎn)波形如圖 5 所示：4 圖 6 2FSK 調(diào)制器各點(diǎn)波形由圖 6 可知，波形 g 是波形 e 和 f 的疊加。所以，二進(jìn)制頻率調(diào)制信號(hào) 2FSK 可以看成是兩個(gè)載波頻率分別為 f1 和 f2 的 2ASK 信號(hào)的和。由于“1”、“0”統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，因此，2FSK 信號(hào)功率譜密度等于這兩個(gè) 2ASK 信號(hào)功率譜密度之和，即 （21）2FSK 信號(hào)的功率譜如圖 7 所示：圖 2FSK 信號(hào)的
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