EDA课程设计报告1.docx

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EDA课程设计报告1

JIANGSUUNIVERSITY

EDA课程设计报告

学院名称：

计算机学院

专业班级：

通信工程0902

学生姓名：

丁鹏

学生学号：

3090601051

2011年6月13日

一、课设设计目的

通过EDA课程设计，在学习EDA仿真软件SystemView使用方法的基础上，掌握最基本的调幅发射与接收系统的工作原理与系统仿真设计。

二、课设设计内容

以《SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计》一书第一章、第二章、第四章为参考资料，设计常规双边带调幅、超外差收音机仿真电路，并进行电路仿真及分析。

三、前期准备工作

以《SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计》一书第一章、第二章为参考资料，学习了仿真软件的基本使用方法，完成了以下练习题：

1.1试用频率分别为f1=200HZ、f2=2000HZ的两个正弦信号源，合成一调制信号y（t）=5sin（2πf1t）*cos（2πf2t），观察其频谱与输出信号波形。

注意根据信号的频率选择适当的系统采样数率。

仿真电路图：

波形图如下：

分析：

频率为200HZ的信号与频率为2000HZ的信号f2相乘，相当于在频域内卷积，卷积结果为两个频率想加减，实现频谱的搬移，形成1800HZ和2200HZ的信号，因信号最高频率为2000HZ所以采用5000HZ的采样数率。

1.2将一正弦信号与高斯噪声相加后观察输出波形及其频谱。

由小到大改变高斯噪声的功率，重新观察输出波形及其频谱。

仿真电路图：

波形如下：

结果分析：

原始信号的频率为1000HZ，在加入均值为0方差为1的高斯噪声后，其波形发生严重失真，输出信号的各频率分量上的功率发生不规则变化。

1.3已知DTMF双音频编码器的低组频率为697HZ，770HZ,852HZ,941HZ,高组频率为1209HZ,1336HZ,1477HZ,1633HZ,试合成0~9、*、#的双音频，并使用接收器图符中的单声道音频文件（8bitwav）输出，通过计算机的声卡输出声音，与实际输出的声音比较。

注意，在输出端应加入一定的增益来放大波形。

仿真电路图：

波形图如下：

结果分析：

该电路是电话机的按键仿真电路，当两个不同频率的信号，以697HZ和1209HZ为例，两个信号相加经过一个音频输出器件产生一个wav音频文件。

2.1在设计区放置两个信号源图符，将其中一个定义为周期正弦波，频率为20KHZ，幅度为5V，相位为π/2；另一个定义为高斯噪声，标准方差为1，均值为0。

将两者通过一个加法器图符连接，同时放置一个实时接收计算器图符，并连接到加法器图符的输出，观察输出波形。

仿真电路图：

波形图如下：

结果分析：

频率为20KHZ的原始信号在加入高斯噪声之后，其波形图与频谱图都发生了变化，具体结果如上图所示，由图可得出加噪后的信号各频率分量上的功率发生了变化。

2.2试定义一个线性系统算子，将其设置为一个“Analog”类型的5极点“Butterworth”低通滤波器，截止频率为3000HZ。

如下题所示。

2.3将练习题2.1中定义的高斯噪声通过练习题2.2定义的低通滤波器滤波后与练习题2.1中定义的正弦波相乘，观察输出波形。

仿真电路图：

波形图如下：

结果分析：

高斯噪声信号在经过一个低通滤波器后，输出频率最高位3000HZ的信号，与频率为20KHZ的信号相乘，在频域进行频谱的搬移，输出信号的频率近似为17KHZ~23KHZ。

最基本的调幅发射与接收系统的工作原理与系统仿真设计

以《SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计》一书第四章为参考资料，进行了以下设计。

1.常规双边带调幅电路仿真

1）AM调制原理：

任意的AM已调信号可以表示为Sam（t）=c（t）m（t）,当m（t）=A0+f（t）,c（t）=cos（wct+Θ0），且A0不等于0时，称为常规条幅，其时域表达式为Sam（t）=c（t）m（t）=【A0+f（t）】cos（wct+Θ0）其中，A0是外加的直流分量；f（t）是调制信号，它可以是确知信号，也可以是随机信号；wc=2πfc为载波信号的角频率；Θ0为载波信号的起始相位，为简便起见，通常设为0。

（原理框图如下所示）

2）常规双边带调幅电路设计步骤

1根据原理图选择必要的仿真电路设计器件（信号发生器、放大器、滤波器等）

2根据电路要求，进行器件参数的设定

3连线

4运行电路，观察各信号的波形和频谱图，并更改参数对比结果，得出结论

该信号源为载波信号，其频率为1KHZ,幅度为1。

此为信号的增益，增益为3，作用为使可以产生一个支流信号。

该信号源为调制型号，其频率为100HZ，幅度为1。

此为高斯噪声信号，均值为0，方差为1。

该信号为本振信号，其频率与载波信号的频率相同。

低通滤波器，截止频率为110HZ。

SystemView仿真电路图如下：

3）仿真结果及分析：

左上图为调制信号，右中图为已调制信号，加入噪声信号后，信号波形发生变化，如左下图所示，信号经过本振与低通进行解调，输出的波形如由上图所示，解调出来的信号与原信号相比发生了波形失真，其频谱如右下图所示。

2.超外差收音机电路仿真

1）超外差接收机的工作原理

通常的AM中波收音机覆盖的频率范围为540~1700KHZ，中频（IF）频率fIF为455KHZ。

商业广播发射采用常规调幅，调制度接近1，且发射功率很大，因此收音机为节省成本、减小体积，一般解调器采用最简单的二极管包络检波。

本地振荡器（简称本振）的典型设置都高于所希望解调的RF信号，即所谓高边调谐。

输入滤波器用于抑制所不希望的信号和噪声，更重要的是去除与期望频率和解调中频频率fIF有关的镜像频率2fIF信号。

固定的中频滤波器用于提高收音机的接收选择性。

通过设计陡峭的滤波器边沿，能使进入解调器的相邻信道的能量最小。

世纪的收音机电路使用陶瓷滤波器能得到很好的性能，由此产生的增益衰减可增加以及增益后再检波。

（原理框图如下所示）

2）超外差收音机电路设计步骤

1根据原理图选择必要的仿真电路设计器件（信号发生器、扫频器、二极管包络检波器等）

②根据电路要求，进行器件参数的设定

③连线

④运行电路，观察各信号的波形和频谱图，并更改参数对比结果，得出结论

扫频器，可分别设置调制度为0.75、1、0.5；将扫频范围设置为0~3KHZ、0~4KHZ、0~5KHZ

载波信号，分别设置为30KHZ、40KHZ、50KHZ

切比契夫带通滤波器，5极点，上变频为25KHZ，下变频为15KHZ

二极管包络检波器，将零点设置为0V

切比契夫低通滤波器，5极点，最高频率为5KHZ

本振信号，其频率为60KHZ

SystemView仿真电路图如下：

3）仿真结果及分析

本电路图采用频率分别为30KHZ、40KHZ、50KHZ的在波分别与三个扫频信号进行调制，得出三个已调制信号同时与本振信号（频率为40+20=60KHZ）相乘，在频域相当于进行频谱的搬移，使频率为40KHZ的信号恰好搬移到20KHZ的中频信号上，相乘信号经过带通滤波器后输出20KHZ的中频信号，在经过二极管包络检波器和低通滤波器输出低频信号，此低频信号恰好就是以40KHZ为载频的调制信号，其带宽为4KHZ。

四、总结与展望

经过一个星期的学习与实践，我对EDA仿真软件SystemView的使用有了基本的了解，已掌握最基本的调幅发射与接收系统的工作原理与系统仿真设计，能够独立解决仿真过程中出现的问题，对通信系统中的调制与解调有了更加深入的了解。

在以后的通信学习中，我将通过SystemView和相关软件进行仿真实践，加深对通信系统的认识与了解。