电子信息工程综合实验匹配滤波器.docx

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电子信息工程综合实验匹配滤波器电子信息工程综合实验匹配滤波器实验二匹配滤波器一、实验目的1、了解匹配滤波器的工作原理。

2、掌握二相编码脉压信号的压缩比、主旁瓣比、码元宽度的测量方法。

3、加深和巩固课堂所学有关距离分辨力、横向滤波器和匹配滤波方面的知识。

二、实验仪器示波器、直流稳压电源、万用表三、实验原理二相编码信号的匹配滤波器为：

式中，为子脉冲匹配滤波器，为横向滤波器（即抽头加权延时线求和网络）。

二相编码信号的匹配滤波器结构如图一所示。

图一二相编码信号的匹配滤波器结构子脉冲匹配滤波器频率特性为：

为横向滤波器频率特性为：

式中，为码长，为码元宽度，为二相编码信号。

在此，采用数字信号处理省略了子脉冲匹配滤波器，所以脉压输出不再是三角波而是方波。

横向滤波器（即抽头加权延时线求和网络）在此采用超大规模集成电路完成。

四、实验电路该实验箱能够产生矩形脉冲、m序列、PN截断码、巴克码、互补码等多种信号以及其对应的匹配滤波输出。

通过按键的选择，可以观察各种信号形式以及对应的匹配滤波输出结果，测量各种信号的脉压参数。

试验箱OUT1端口为原始波形信号输出，OUT2端口为信号匹配滤波输出。

数码管用以显示当前信号波形以及频率指示，K1K8用来选择波形以及当前信号频率。

其含义如下：

1、按键K1：

数码管显示P。

单脉冲。

周期1ms；脉冲宽度30us。

2、按键K2：

数码管显示SP。

脉冲串。

周期1ms；脉冲宽度10us。

一个周期有7个单脉冲。

3、按键K3：

数码管显示31。

31位m序列。

无限长；码元宽度1us。

4、按键K4：

数码管显示P31。

31位PN截断码。

周期1ms；码元宽度1us。

5、按键K5：

数码管显示b13。

13位巴克码。

周期1ms；脉冲宽度30us。

6、按键K6：

数码管显示cb47。

4位/7位组合巴克码。

周期1ms；码元宽度1us。

7、按键K7：

数码管显示Pc32。

双路32位互补码。

周期1ms；码元宽度1us。

8、按键K8：

数码管显示c321。

输出其中一路32位互补码。

周期1ms；码元宽度1us。

注：

（1）每次按键，实验箱OUT1输出码元信号，OUT2相对应的匹配输出。

（2）同一按键再按一次，码元宽度增加，数码管显示带小数点。

五、实验内容和步骤1、检查实验箱电源以及信号输出的连接方式。

2、打开实验箱电源以及示波器，调整示波器使观察信号最佳。

3、按键K1，数码管显示P，观察OUT1输出的单脉冲信号以及OUT2输出的匹配滤波信号，记录输出波形。

4、用示波器测量压缩比、主旁瓣比、码元宽度等参数。

5、再次按键K1，改变单脉冲信号码元宽度，LED4显示带小数点。

观察信号及匹配滤波器输出的改变，测量各项参数。

6、依次按键K2KK7，选择不同的输入信号，重复步骤24，观察波形，记录数据。

7、关闭实验电源，总结实验数据。

8、将实验数据记录填入表一，进行分析。

表一测试数据序号信号波形码元宽度压缩比主旁瓣比主瓣宽度主瓣高度旁瓣高度1单脉冲30usXXXXXX6us4.88V4.08V2脉冲串10us31.67XXX920ns4.92V64mV331位m序列1us33.69632.5940ns8.48V1.2V431位PN截断码950ns33.2987.067940ns18.56V1.44V513位巴克码1us14.36212.889900ns1.92V480mV64位/7位组合巴克码1us31.6741us4.38V07双路32位互补码1us32900ns2.2V480mV832位互补码其1us324.58900ns2.2V480mV中一路六、实验结果压缩比=匹配滤波器输入信号宽度/匹配滤波器输出信号主峰宽度主旁瓣比=输出信号主瓣高度/输出信号最高旁瓣高度1、单脉冲信号2、脉冲串信号3、31位m序列信号4、31位PN截断码信号5、13位巴克码信号6、4位/7位组合巴克码信号7、双路32位互补码信号8、32位互补码信号其中一路七、实验思考1、为什么脉冲压缩输出的波形是方波而不是三角波？

因为采用数字信号处理省略了子脉冲匹配滤波器，所以脉压输出不再是三角波而是方波。

2、主副瓣比的测量方法有哪些？

（1）用示波器测量主峰幅度V1，副瓣幅度V2根据以下公式计算主副瓣比：

（2）主副瓣比MSR=（主瓣副瓣）24.23、31位PN截断码（m序列中截取一个周期）与31位m序列的脉冲压缩输出波形为何不一样？

所谓截断序列就是从M序列中截取一个周期得到的序列，很明显，截断的序列失去了周期性，是个非周期序列任何截断序列的自相关函数均不保持双电平性。

不同的截取位置将得到不同的截断序列码型。