通信原理实验报告.docx
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通信原理实验报告
实验一常用信号的表示
【实验目的】
掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。
【实验环境】
装有或以上版本的PC机。
【实验内容】
1.周期性方波信号square
调用格式:
x=square(t,duty)
功能:
产生一个周期为
、幅度为
的周期性方波信号。
其中duty表示占空比,即在信号的一个周期中正值所占的百分比。
例1:
产生频率为40Hz,占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。
如图1-1所示。
clear;%清空工作空间内的变量
td=1/100000;
t=0:
td:
1;
x1=square(2*pi*40*t,25);x2=square(2*pi*40*t,50);x3=square(2*pi*40*t,75);%信号函数的调用
subplot(311);%设置3行1列的作图区,并在第1区作图
plot(t,x1);
title('占空比25%');axis([0]);%限定坐标轴的范围
subplot(312);plot(t,x2);
title('占空比50%');axis([0]);
subplot(313);plot(t,x3);
title('占空比75%');axis([0]);
图1-1周期性方波
2.非周期性矩形脉冲信号rectpuls
调用格式:
x=rectpuls(t,width)
功能:
产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。
该函数横坐标范围同向量t决定,其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。
Width的默认值为1。
例2:
生成幅度为2,宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。
如图1-2所示。
t=-4:
:
4;
T=4;%设置信号宽度
x1=2*rectpuls(t,T);%信号函数调用
subplot(121);plot(t,x1);
title('x(t)');axis([-460]);
x2=2*rectpuls(t-T/2,T);%信号函数调用
subplot(122);plot(t,x2);
title('x(t-T/2)');axis([-460]);
3.抽样信号sinc
调用格式:
x=sinc(x)
功能:
产生一个抽样函数,其值为x/sinx。
例3:
生成抽样信号
,如图1-3所示。
clear;%清理变量
t=-1:
:
1;
y=sinc(2*pi*t);%信号函数调用
plot(t,y);
xlabel('时间t');ylabel('幅值(y)');
title('抽样信号');
图1-2非周期性方波
图1-3抽样信号
【练一练】
用MATLAB信号工具箱中的pulstran函数产生冲激串的信号。
T=0:
1/50E3:
10E-3;
D=[0:
1/1E3:
10E-3;.^(0:
10)]';
Y=pulstran(T,D,'gauspuls',10E4,;
plot(T,Y)
【实验心得】
通过此次试验,首先,让我对MATLAB强大的功能有了进一步的了解。
其次,也学会了一些常用信号的表示方法。
通过自己动手操作,我知道了pulstran函数的调用方法,可以自行画出冲击串函数。
实验二信号的Fourier分析
【实验目的】
1)通过计算周期方波信号的Fourier级数,进一步掌握周期信号Fourier级数的计算方法。
2)通过求解非周期方波信号的Fourier变换,进一步掌握非周期信号Fourier变换的求解方法。
【实验环境】
装有或以上版本的PC机。
【实验内容】
1.连续时间周期方波信号及其傅里叶级数计算的程序代码,其结果如图2-1所示。
dt=;%时间变量变化步长
T=2;%定义信号的周期
t=-4:
dt:
4;%定义信号的时间变化范围
w0=2*pi/T;%定义信号的频率
x1=rectpuls(,1);%产生1个周期的方波信号
x=0;
form=-1:
1%扩展1个周期的方波信号
x=x+rectpuls(*T-dt),1);%产生周期方波信号
end
subplot(221);
plot(t,x);
axis([-440]);%设定坐标变化范围
title('周期方波信号')
N=10;%定义需要计算的谐波次数为10
fork=-N:
N
ak(N+1+k)=x1*exp(-j*k*w0*t')*dt/T;%求得Fourier系数ak
end
k=-N:
N;
subplot(212);
stem(k,abs(ak),'k.');%绘制幅度谱
title('傅里叶级数');
图2-1连续时间周期方波信号及其Fourier级数
2.非周期连续时间信号及其Fourier变换的程序代码,其结果如图2-2所示。
width=1;
t=-5:
:
5;
y=rectpuls(t,width);%矩形脉冲信号
subplot(221);
plot(t,y);
ylim([-12]);%限定y坐标的范围
title('矩形脉冲信号');
Y=fft(y,1024);%快速Fourier变换
Y1=fftshift(Y);%将频谱分量集中
subplot(212);
plot(abs(Y1));
title('傅里叶变换');
图2-2非周期连续时间信号及其Fourier变换
【实验心得】
这次实验是信号的Fourier分析。
通过此次实验,我进一步掌握周期信号Fourier级数的计算方法和非周期信号Fourier变换的求解方法。
可以通过MATLAB来自己画出要求的图形,对老师的代码也掌握了。
实验三调幅信号及其功率谱计算
【实验目的】
1)通过计算AM调制信号,进一步熟悉并掌握AM的调制过程。
2)通过对AM调制信号的功率谱计算,进一步熟悉并掌握AM调制信号的功率谱计算方法。
【实验环境】
装有或以上版本的PC机。
【实验内容】
1.AM调制信号及其功率谱计算的程序代码及注释说明
%AM基带信号
dt=;%采样时间间隔
fs=1;%基带信号频率
fc=10;%载波频率
T=5;%调制信号的时间长度
N=T/dt;%采样点总数
t=[0:
N-1]*dt;%采样时间变量
mt=sqrt
(2)*cos(2*pi*fs*t);%基带信号时域表达式
%AM调制信号
A0=2;%直流偏移量
s_AM=(A0+mt).*cos(2*pi*fc*t);%AM调制信号
%PSD计算
[X]=fft(s_AM);%对AM调制信号进行快速Fourier变换
[Y]=fft(mt);%对基带信号进行快速Fourier变换
PSD_X=(abs(X).^2)/T;%根据功率谱密度公式计算AM调制信号的PSD
PSD=(abs(Y).^2)/T;%根据功率谱密度公式计算基带信号的PSD
PSD_Y=fftshift(PSD);%将零频分量移到频谱的中心位置
PSD_X_dB=10*log10(PSD_X);%将功率化为以dB为单位
PSD_Y_dB=10*log10(PSD_Y);%将功率化为以dB为单位
f=[-N/2:
N/2-1]*2*fc/N;%设置频率变量
%绘图输出
subplot(311);
plot(t,s_AM);holdon;
plot(t,A0+mt,'r--');%绘制包括线
title('AM调制信号及其包络');
subplot(312);
plot(f,PSD_Y_dB);holdon;
axis([-2*fc2*fc0max(PSD_Y_dB)]);
title('基带信号的PSD(dB)');
subplot(313);
plot(f,PSD_X_dB);holdon;
axis([-2*fc2*fc0max(PSD_X_dB)]);
title('AM调制信号的PSD(dB)');
2.AM调制信号及其功率谱的计算结果
图3-1AM调制信号及其功率谱
【练一练】
试用MATLAB编程计算抑制载波双边带(DSB-SC)调制信号及其功率谱密度,所用基带模拟信号和载波表达式同上。
%基带信号
dt=;%采样时间间隔
fs=1;%基带信号频率
fc=10;%载波频率
T=5;%调制信号的时间长度
N=T/dt;%采样点总数
t=[0:
N-1]*dt;%采样时间变量
mt=sqrt
(2)*cos(2*pi*fs*t);%基带信号时域表达式
%抑制载波双边带(DSB-SC)调制信号
A0=0;%直流偏移量
s_AM=(A0+mt).*cos(2*pi*fc*t);%AM调制信号
%PSD计算
[X]=fft(s_AM);%对AM调制信号进行快速Fourier变换
[Y]=fft(mt);%对基带信号进行快速Fourier变换
PSD_X=(abs(X).^2)/T;%根据功率谱密度公式计算AM调制信号的PSD
PSD=(abs(Y).^2)/T;%根据功率谱密度公式计算基带信号的PSD
PSD_Y=fftshift(PSD);%将零频分量移到频谱的中心位置
PSD_X_dB=10*log10(PSD_X);%将功率化为以dB为单位
PSD_Y_dB=10*log10(PSD_Y);%将功率化为以dB为单位
f=[-N/2:
N/2-1]*2*fc/N;%设置频率变量
%绘图输出
subplot(311);
plot(t,s_抑制载波双边带(DSB-SC));holdon;
plot(t,A0+mt,'r--');%绘制包括线
title('抑制载波双边带(DSB-SC)调制信号及其包络');
subplot(312);
plot(f,PSD_Y_dB);holdon;
axis([-2*fc2*fc0max(PSD_Y_dB)]);
title('基带信号的PSD(dB)');
subplot(313);
plot(f,PSD_X_dB);holdon;
axis([-2*fc2*fc0max(PSD_X_dB)]);
title('抑制载波双边带(DSB-SC)调制信号的PSD(dB)');
【实验心得】
此次实验是调幅信号及其功率谱计算,通过计算AM调制信号,我熟悉并掌握了AM的调制过程。
通过对AM调制信号的功率谱计算,我熟悉并掌握了AM调制信号的功率谱计算方法。
在AM实验的基础之上,我能够使用MATLAB编程计算抑制载波双边带(DSB-SC)调制信号及其功率谱密度。
实验四Simulink在数字调制中的应用
【实验目的】
1)通过Simulink仿真,进一步熟悉并掌握2ASK的调制及其非相干解调的过程。
2)通过对2ASK的调制及非相干解调过程的仿真,初步熟悉并掌握Simulink的仿真方法及其通信blocksets的应用。
【实验环境】
装有或以上版本的PC机。
【实验内容】
1.2ASK仿真模型图
图4-32ASK相乘法调制及其非相干解调的仿真模型图
2.各仿真模块的参数设置。
3.实验结果
【实验心得】
通过此次仿真实验,我认识到了MATLAB仿真模块功能的强大,熟悉并掌握了2ASK的调制及其非相干解调的过程。
通过自己操作而得出实验结论,我的实验动手能力有了进一步提高。