【正文】 選擇Function圖符庫下的X^a圖符，用來表示信號的a次方，按照函數(shù)式，a=2。5. 選擇Function圖符庫下的a^x圖符，用來表示a的x次方，按照函數(shù)式，a=e=。2. 選擇信源圖符庫，并選擇Aperiodic下的Time圖符，增益參數(shù)設(shè)定為1，表示一個線性增加的信號。設(shè)定多項式為t+e10（防止出現(xiàn)仿真時間為0時的分母為0的情況）。5. 選擇信源圖符庫，并選擇一正弦信號，設(shè)定其幅度為1。 掌握FIR濾波器的設(shè)計方法。三、 基本原理 為了便于研究信號傳輸和信號處理等問題，往往將一些信號分解為比較簡單（基本）的信號分量之和。其中將信號分解為正交函數(shù)集的研究方法在信號與系統(tǒng)理論中占有重要地位。10Hz帶通濾波器30Hz帶通濾波器50Hz帶通濾波器70Hz帶通濾波器90Hz帶通濾波器1次諧波3次諧波5次諧波10Hz方波信號7次諧波9次諧波相加器合成后的信 號四、 實驗步驟 設(shè)定系統(tǒng)的仿真時間參數(shù)：仿真時間為20秒，采樣頻率為1KHz，采樣點數(shù)為20480個。信號通過這6個帶通濾波器以后分別得到1,3,5,7,9，11次諧波分量。五、 實驗結(jié)果 畫出原方波信號的頻譜圖以及合成信號的頻譜圖，并對兩者進行比較，分析得到的結(jié)果。 熟悉奈奎斯特第一準則的驗證方法二、 實驗內(nèi)容1. 驗證奈奎斯特第一準則。接收端按約定的時隙對各點進行抽樣，并以抽樣時刻測定的信號幅度為依據(jù)進行判決，來導出原脈沖的消息，若重疊到臨近時隙內(nèi)的信號太強，就可能發(fā)生錯誤判決，從而產(chǎn)生碼間串擾。fN和BN分別為理想信道的低通截止頻率和奈奎斯特帶寬。同理，如果數(shù)字基帶信號的碼速率高于100b/s，則在50Hz的帶寬下不能保證信號的無失真?zhèn)鬏敗?接收端由一個低通FIR濾波器、一個抽樣器、一個保持器和一個緩沖器組成，分別完成信號的濾波，抽樣，判決以及整型輸出。為了比較發(fā)送端和接收端的波形，在發(fā)送端的接收器前和升余弦滾降濾波器后各加入了一個延遲圖符。 開啟噪聲信號，比較輸入信號與輸出信號的波形 改變噪聲幅度，觀察輸出信號的變化。五、 實驗結(jié)果1. 畫出仿真過程中的相關(guān)波形實驗六 模擬信號的數(shù)字傳輸仿真一、 實驗?zāi)康?掌握PCM的編碼原理。為了便于用數(shù)字電路實現(xiàn)，其量化電平數(shù)一般為2的整數(shù)次冪，這樣可以將模擬信號量化為二進制編碼形式。 非均勻量化編碼：常用13折線編碼，它用8位折疊二進碼來表示輸入信號的抽樣量化值，第一位表示量化值的極性，第二至第四位（段落碼）的8種可能狀態(tài)分別代表8個段落的起始電平，其它4位碼（段內(nèi)碼）的16種狀態(tài)用來分別代表每一段落的16個均勻劃分的量化級。采用信號壓縮后，用8位編碼就可以表示均勻量化11位編碼是才能表示的動態(tài)范圍，這樣能有效地提高校信號編碼時的信噪比。 設(shè)置一個均值為0。 在濾波器右側(cè)放置一個A律13折線的壓縮器（在通信庫的Processors標簽下），對信號進行壓縮，并設(shè)定最大輸入為1v。由此可得出8位編碼的PCM信號。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的參數(shù)設(shè)置與模數(shù)轉(zhuǎn)換器基本相同 將模數(shù)轉(zhuǎn)換器的8個數(shù)據(jù)位與數(shù)模轉(zhuǎn)換器相對應(yīng)的8個數(shù)據(jù)位相連，將數(shù)字信號送入數(shù)模轉(zhuǎn)換器。最終的仿真系統(tǒng)如下圖所示：五、 實驗結(jié)果 畫出仿真系統(tǒng)中各個接收器的波型。用戶只需要將關(guān)心的頻帶、頻率增益或衰落點、關(guān)鍵相位點的具體增益或相位值手工輸入即可完成特殊要求的濾波器。點擊Custom…按鈕進入用戶自定義濾波器設(shè)計窗口：該設(shè)計窗口提供三種輸入相位頻率特性的手段，既可以在圖形界面下用鼠標器直接拖曳設(shè)置，又可在文本輸入框內(nèi)輸入數(shù)字，還可以通過模板文件輸入。通常頻率點的間隔為最大頻率減最小頻率按頻點數(shù)等分，用戶也可手工輸入頻點值。選擇文件菜單中的“Save Template”可將設(shè)計好的濾波器參數(shù)存為自己的模板文件以便將來再次使用。全部設(shè)計完畢，按“Design”進行濾波器的設(shè)計，Cancel退出用戶自定義濾波器設(shè)計界面。2. 設(shè)計低通濾波器，將相關(guān)參數(shù)輸入設(shè)計窗口，產(chǎn)生低通濾波器3. 采用同樣的方法產(chǎn)生高通，帶通以及帶阻濾波器。二、 實驗內(nèi)容1. 結(jié)合已掌握的通信知識，設(shè)計一個簡單的通信系統(tǒng)，其中包含了通信系統(tǒng)的基本要素三、 基本原理1. 通信系統(tǒng)的基本組成通信的任務(wù)是克服信息源與收信者之間在地理（距離）上的障礙，迅速而準確地傳送信息，下圖顯示了一個通信系統(tǒng)的組成：通信系統(tǒng)的組成2. 多路復用技術(shù)隨著通信技術(shù)的發(fā)展和通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，通信網(wǎng)的規(guī)模和需求越來越大。多路復用技術(shù)應(yīng)運而生。四、 實驗步驟1. 確定采用的多路復用技術(shù)以及復用的信號路數(shù)2. 在設(shè)計窗口中放置相應(yīng)的復用器以及解復用器，并根據(jù)復用信號的數(shù)量進行參數(shù)設(shè)置3. 如果是采用時分多路復用，為了保證時分復用器的正常工作，必須使各路信號先通過采樣器進行采樣，降低其數(shù)據(jù)率。時分復用仿真系統(tǒng)五、 實驗結(jié)果1. 用探針工具分析并記錄各個信號輸入/輸出點的波形，如果信號發(fā)生延時，查找是哪個圖符造成的。由于從消息變換而來的原始信號具有頻率較低的頻譜分量，這種信號在許多信道中不適宜直接進行傳輸。調(diào)制在通信系統(tǒng)中具有十分重要的作用，所謂調(diào)制，就是按調(diào)制信號（基帶信號）的變化規(guī)律去改變載波的某些參數(shù)的過程，下面我們討論一下模擬調(diào)制調(diào)制方式的基礎(chǔ)——幅度調(diào)制。設(shè)正弦型載波為 s(t)=Acos(wt+a) 式中w──載波角頻率； A──載波的幅度； a──載波的初始相位。下面是幅度調(diào)制的原理框圖： m(t) 相乘 h(t) Sm(t) cosWt 由以上表示式可見，幅度已調(diào)信號，在波形上它的幅度隨基帶信號變化而呈正比例地變化；在品撲結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)的簡單搬移（精確到常數(shù)因子）。 因而，從頻域的角度來講，要恢復原來的信號，只須加適當?shù)臑V波器即可，對已調(diào)信號進行頻譜的反向搬移。三 步驟 1 根據(jù)幅度調(diào)制與解調(diào)原理，用Systemview軟件建立一個仿真電路，如下圖所示： 圖表 1 仿真電路2 元件參數(shù)配置 Token 0,2 余弦信號（[0]。 采樣頻率=4運行系統(tǒng) 在系統(tǒng)內(nèi)運行該系統(tǒng)后,轉(zhuǎn)到分析窗觀察Token3,4,7三個點的波形.5頻譜圖 在分析窗繪出該系統(tǒng)調(diào)制后的頻譜圖. 幅度調(diào)制運行結(jié)果1已調(diào)信號波形 2已調(diào)信號頻譜 3 解調(diào)后的調(diào)制信號 實驗十 信號抽樣及恢復 — 概述 由于模擬通信的有效性和可靠性很低，不能滿足實際通信的需要，現(xiàn)在普遍采用數(shù)字通信，可大大提高可靠性和有效性。我們的目的就是用離散值來代替模擬信號，以便于在新道中傳輸，而且由這些離散值能準確無誤地恢復原來的模擬信號。 此外實際中還有一類帶通信號，頻帶限制在（f1—f2）范圍內(nèi)，此時抽樣頻率最小為 fs=2B+2(f2nB)/n,其中n為小于f2/B的最大整數(shù)。 原理框圖 抽樣信號為 s(t)=f(t)180。三 步驟 1 根據(jù)信號的抽樣及恢復定理，用Systemview軟件建立仿真電路如下： 2 元件參數(shù)的配置 Token 0，1 ，3，7 觀察點—分析窗 Token 2 ，5 采樣器（采樣頻率[2]=50Hz,[5]=40Hz) Token 4,6 保持（保持值為0） Token 8 低通濾波器（極點數(shù)=7，截止頻率=10Hz） Token 9 信號源（單位沖激信號，偏移量為0） Token 10？ 3 運行時間設(shè)置 運行時間= 采樣頻率=1000Hz 4 運行系統(tǒng) 在Systemview系統(tǒng)窗內(nèi)運行該系統(tǒng)后，轉(zhuǎn)到分析窗觀察Token 0,1,3,7三個點的波形。 信號抽樣及恢復運行結(jié)果1 原低通信號頻譜 2 低通信號抽樣后的頻譜 3 原帶通信號頻譜 4 帶通信號抽樣后頻譜 由上面的頻譜圖可知，所謂抽樣，實質(zhì)上是對原信號的頻譜進行搬移，對信號來說做的是線性變化，其目的是對信號進行調(diào)制，以使信號適合于在信道中傳輸。 實驗十一 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)仿真實驗二 一 概述由于模擬通信系統(tǒng)的抗干擾能力不能滿足實際需要，引入了數(shù)字通信，通信的根本任務(wù)是遠距離傳遞信息，因而如何準確地傳輸數(shù)字信息是數(shù)字通信的一個重要組成部分。在某些有線信道中特別是傳輸距離不太遠的情況下，數(shù)字信號可以直接傳送。目前，雖然在實際使用的數(shù)字通信系統(tǒng)中基帶傳輸制不如頻帶傳輸制那樣廣泛，但是，對于基帶傳輸?shù)难芯咳匀痪哂惺种匾囊饬x。目前，它不僅用于低速數(shù)據(jù)傳輸，而且還用于高速數(shù)據(jù)傳輸；第三，理論上還可以證明，任何一個采用線性調(diào)制的頻帶傳輸系統(tǒng)，總可以由一個等效的基帶傳輸系統(tǒng)代替。這里的信道信號形成器用來產(chǎn)生適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘?，信道可以是允許基帶信號通過的媒質(zhì)，接收濾波器用來接收信號和盡可能排除信道噪聲和其它干擾的；抽樣判別器則是在噪聲的背景下用來判定與再生基帶信號的。5 眼圖及誤碼率 在分析窗繪出接收濾波器的輸出端的眼圖，并且在分析窗內(nèi)觀察誤碼率波形圖。這是因為，影響信息可靠傳輸?shù)牟焕蛩兀ㄐ诺捞匦缘牟焕硐爰靶诺乐写嬖谠肼暤龋⒅苯幼饔玫浇邮斩?，對信號接收產(chǎn)生影響。而匹配濾波器在一個最佳接收系統(tǒng)中起著關(guān)鍵性的作用。下面我們來實現(xiàn)匹配濾波器的一種形式——模擬計算式動態(tài)濾波器，其原理如下： 設(shè)匹配濾波器的輸入信號(t)為： (t)= cost 0tT 0 其它t 則與該信號相匹配的線性濾波器的沖激響應(yīng)h(t)為： h(t)=(T—t)=cos(T—t) 若設(shè)T=2k,k為任一整數(shù)，則 h(t)=cost 由于匹配濾波器的輸出(t)是輸入信號(t)與h(t)的卷積，則 (t)=()h(t)d =cost(t)cosd+sint(t’)sind 上述表示式可以用下圖來模擬計算。 匹配濾波器實驗結(jié)果1 信號發(fā)送端的波形2接收濾波器的輸出波形 由上面的接收濾波器的輸出波形可知：有用信號的功率在某一點達到最大值。例如在二進制數(shù)字調(diào)制中，我們只需要在一段接