工學(xué)]第10章-系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真分析初步-wenkub.com
2025-01-09 12:18 本頁面
【正文】 ? 觀察：“倒 π”現(xiàn)象 10． 7 小結(jié) ? 本章通過幾個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例說明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程，強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)目的和系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思的重要性。原因是這一操作得到的是總體最大值，而非相對延遲為零附近的局部最大值。 ? 針對本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的而言，本系統(tǒng)中可設(shè)AWGN噪聲信號源的參數(shù) No=0。接收端為濾除信號高頻分量，使用一個(gè)截止頻率為 15Hz的低通濾波器， IIR濾波器即可（ Why ？） – 對 10Hz正弦信號引入了直流偏置，以便于顯示相干解調(diào)中特有的接收機(jī)本振的 “倒 π”現(xiàn)象。 – 仿真運(yùn)行樣本數(shù)設(shè)置為 10000，即仿真運(yùn)行時(shí)間 秒。為使一個(gè)樣本數(shù)的延遲對應(yīng)一個(gè)盡可能小的相位變化以便于調(diào)節(jié)本振相位，宜選擇較高的系統(tǒng)采樣率。 設(shè)計(jì)中不涉及相干載波的獲取方法，也即不涉及對到達(dá)接收機(jī)的發(fā)送信號載波進(jìn)行相位估計(jì)問題，因此不涉及鎖相環(huán)（ PLL） 的內(nèi)容。 ? 由此說明了 A律壓擴(kuò)可以保證話音質(zhì)量不致受損。 – 相關(guān)運(yùn)算是對兩個(gè)波形之間的匹配情況計(jì)算，在兩個(gè)波形完全匹配時(shí)，互相關(guān)值達(dá)到最大值，相應(yīng)的延遲值即反映了兩個(gè)波形之間的時(shí)差。此圖符位于算子庫的 Delays子庫。參數(shù)為： Rate:650Hz，偏置： 0V，最大輸出幅度： （ 與 ADC一致）。 系統(tǒng)定時(shí)設(shè)置及圖符參數(shù)定義說明 ? 系統(tǒng)定時(shí)：因話音采樣率為 8000Hz（即為 ADC 的時(shí)鐘頻率），故取系統(tǒng)采樣率為 24000Hz，仿真運(yùn)行樣點(diǎn)數(shù)為 480。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮 ? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮： 為方便見，不使用信號源庫中的 Import子庫來引入實(shí)際話音，采用 16電平的 PN序列經(jīng) 300~3000Hz的帶通濾波器后作為模擬話音輸入到 A律壓縮器。 A律壓縮模塊： （ ALaw Compressor） ? A律壓縮：假設(shè)輸入 x, 輸入信號的最大值為 V，輸出 y,則： —— 對輸入信號實(shí)施 A律壓縮，產(chǎn)生非均勻量化信號。非均勻量化的基本出發(fā)點(diǎn)是在輸入小信號時(shí)量化間隔小，輸入大信號時(shí)量化間隔大 —— 相當(dāng)于對輸入信號進(jìn)行對數(shù)壓縮后進(jìn)行均勻量化 。接收端接收到信號后，通過相反的變換過程得到還原的語音信號。 ? 為了實(shí)現(xiàn)采樣，實(shí)際上只須保證每 10ms有一個(gè)脈沖樣本產(chǎn)生，且與正弦信號的采樣樣本同步到達(dá)乘法器（ multiplier），系統(tǒng)就能仿真運(yùn)行。此設(shè)計(jì)中充分利用了 SystemView用數(shù)字處理系統(tǒng)進(jìn)行仿真的性質(zhì)，發(fā)揮了用 SystemView進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真分析的優(yōu)點(diǎn)。 系統(tǒng) 2 分析與比較 ? 圖 1012所示系統(tǒng)屬于電路級的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從底層基本原理出發(fā)對采樣過程進(jìn)行了仿真說明。系統(tǒng)中，仿真運(yùn)行樣本數(shù)為 200， 即 仿真運(yùn)行時(shí)間為 1秒。 ? 由于自然采樣須使用窄脈沖（ 2微秒），因此系統(tǒng)采樣率應(yīng)足夠高以與之相適應(yīng)。這一過程中，首先涉及到的是采樣，也即把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成采樣數(shù)據(jù)信號。 頻譜泄漏 練習(xí) 1．保持系統(tǒng)采樣率不變，改變周期方波的脈沖重復(fù)頻率為 10Hz，自行設(shè)計(jì) FIR低通濾波器和兩個(gè)模擬低通濾波器，使系統(tǒng)功能不變。 ? 傅立葉級數(shù)截?cái)嘤脼V波器 ： – 使用線性相位濾波器 :FIR濾波器 – FIR低通濾波器的截止頻率略大于 2100Hz以使 11階奇次諧波通過。 ? ????????1 10 )s i n()c os (2)( n n nn tnbtnaatf ??基本分析 ? P210圖 107所示的奇對稱周期方波連續(xù)處可以由下式表示： ]tT2)1n2s i n[(1n214)t(f1n?????????但在信號的間斷處，即使上式中的 n取為無限大，仍有約 9%的偏差，這種現(xiàn)象稱為吉布斯 （ Gibbs）振蕩。 ? 注意，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中有模擬環(huán)節(jié)時(shí)，由于SystemView對其實(shí)施了數(shù)字仿真，因而仿真結(jié)果只能是近似的。 因此，也只須用一個(gè)線性系統(tǒng)濾波器算子就可在 SystemView中實(shí)現(xiàn)一階保持器。 ? 零階保持器 （ ZOH） 從圖 102（ b）可知其構(gòu)成為兩部分級聯(lián)而成，前一部
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