石经院多进制数字振幅调制系统设计.docx
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石经院多进制数字振幅调制系统设计
石家庄经济学院
通信实习报告
院系:
信息工程学院
学号:
409109姓名:
日期:
2013/1/15
一、实习目的
1、通过本次专业课程设计巩固并扩展通信课程的基本概念、基本理论、分析方法和仿真实现方法。
2、结合所学的MATLAB和EDA等软件仿真技术,完成通信专业相关课程内容的建模和设计仿真。
到达通信专业相关理论课程有效的巩固和整合,实现将理论知识和软件设计紧密结合。
3、通过本次专业课程设计达到培养学生的创新能力、通信系统建模和仿真设计能力以及软件调试和分析能力的目的。
二、实习要求
1、应用通信类软件完成通信系统相关内容的设计和建模,并仿真出正确结果,
对仿真波形加以重点分析和说明。
2、按要求格式书写报告,原理充分、设计方法及仿真结果分析正确、条理清晰、重点突出。
三、实习内容
(1)实习题目
多进制数字振幅调制系统设计
(2)设计原理
多进制数字振幅调制又称多电平振幅调制,它用高频载波的多种振幅去代表数字信息。
上图为四电平振幅调制,高频载波有u0(t)、u1(t)、u2(t)、u3(t)四种。
振幅为0、1A、2A、3A,分别代表数字信息0、1、2、3或者双比特二进制输入信息00、01、10、11进行振幅调制。
已调波一般可表示为
g(t)是高度为1、宽度为TS的矩形脉冲,且有
为易于理解,将波形上图所示。
显然图(c)中各波形的叠加便构成了图(b)的波形。
由上图可见,M进制ASK信号是M个二进制ASK信号的叠加。
那么,MASK信号的功率谱便是M个二进制ASK信号功率谱之和。
因此,叠加后的MASK信号的功率谱将与每一个二进制ASK信号的功率谱具有相同的带宽。
所以其带宽
(3)设计方法
MASK信号的产生
MASK信号与二进制ASK信号产生的方法相同,可利用乘法器实现。
解调也与二进制ASK信号相同,可采用相干解调和非相干解调两种方式。
M进制振幅调制方框图:
实现多电平调制的方框原理如上图所示,它与二进制振幅调制的方框原理非常相似。
不同之处是在发信输入端增加了2-M电平变换,相应在接收端应有M-2电平变换。
另外该电路的取样判决器有多个判决电平,因此多电平调制的取样判决电路比较复杂。
实际系统中,取样判决电路可与M-2电平变换合成一个部件,它的原理类似于A/D变换器。
多电平解调与二进制解调相似,可采用包络解调或同步解调。
多进制数字振幅调制与二进制振幅调制相比有如下特点:
(1)在码元速率相同的条件下,信息速率是二进制的log2M倍。
(2)当码元速率相同时,多进制振幅调制带宽与二进制相同。
(3)多进制振幅调制的误码率通常远大于二进制误码率。
当功率受限时,M越大,误码增加越严重。
(4)多进制振幅调制不能充分利用发信机功率。
MASK调制方框图:
MASK调制电路符号
(4)仿真结果及分析
MASK调制VHDL程序与仿真
--文件名:
MASK
--功能:
基于VHDL硬件描述语言,对基带信号进行MASK调制
--说明:
这里MASK中的M为4
libraryieee;
useieee.std_logic_arith.all;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entityMASKis
port(clk:
instd_logic;--系统时钟
start:
instd_logic;--开始调制信号
x:
instd_logic;基带信号
y:
outstd_logic_vector(7downto0));--8位DAC数据
endMASK;
architecturebehavofMASKis
signalq:
integerrange0to7;--计数器
signalqq:
integerrange0to3;--计数器
signalxx:
std_logic_vector(3downto0);--并行数据寄存器
signalyy:
std_logic_vector(7downto0);--8位DAC数据寄存器
begin
process(clk)--此进程完成基带信号的串并转换,
--完成4位并行数据到8位DAC数据的译码
begin
ifclk'eventandclk='1'then
ifstart='0'thenq<=0;
elsifq=0thenq<=1;xx(3)<=x;
ifxx(3)='1'thenyy<=xx&"1111";
--if语句完成4位并行数据到8位DAC数据转换
elsifxx
(2)='1'thenyy<=xx&"1011";
elsifxx
(1)='1'thenyy<=xx&"0111";
elsifxx(0)='1'thenyy<=xx&"0011";
elseyy<=xx&"0000";
endif;
elsifq=2thenq<=3;xx
(2)<=x;
elsifq=4thenq<=5;xx
(1)<=x;
elsifq=6thenq<=7;xx(0)<=x;
elseq<=q+1;
endif;
endif;
endprocess;
process(clk)--对8位DAC数据进行ASK调制
begin
ifclk'eventandclk='1'then
ifstart='0'thenqq<=0;
elsifqq<2thenqq<=qq+1;y<="00000000";
elsifqq=2thenqq<=3;y<=yy;
elseqq<=0;
endif;
endif;
endprocess;
endbehav;
(5)结论
MASK调制程序仿真图及注释
四、参考文献
(1)邓勇、周择、邓斌著《数字电路设计完全手册》.国防工业出版社。
2004;
(2)朱正伟著《EAD技术及应用》.清华大学出版社。
2005;
(3)全国大学生电子设计组委会著《电子系统设计实践》2005;
(4)林明权著《VHDL数字控制系统设计范例》.电子工业出版社
(5)冯涛著《可编程逻辑器件开发技术MAX+plusⅡ入门与提高》人民邮电出版社
(6)王毓银著《数字电路逻辑设计》高等教育出版社
(7)赵俊超著《集成电路设计VHDL语言教程》北京希望出版社
五、实习体会
这次课程设计与以往不同,不再是动手焊接制作一个实物,我们做的是编程。
我选的题目是基于VHDL的多进制数字振幅调制系统设计。
在编程之前,我们先复习EDA、数字信号处理、信息论与编码,还从网上查了大量的资料。
第一次编的程序存在很在很多的错误,比如定义和文件名不一样,标点符号错误等等根据错误提示我们一个一个的修正,编译只是第一步,编译完了,仿真的时候依然出现了问题,通过又一次分析,我们终于成功的完成了。
这次课程设计,我懂得了光学会了课本上的知识是远远不够的。
通过三周的课程设计,我们不仅巩固了课本知识,增强了编程的能力,还为下学期的毕业设计打下了良好的基础。
六、实习效果评价
指导教师评语:
实习成绩:
优良中及格不及格
指导教师签名:
年月日