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《通信原理软件》实验报告 目录 第一次课 3 实验二 时域仿真精度 3 一．实验目的 3 二．实验原理 3 三．实验内容 4 实验三 频域仿真精度分析 6 一．实验目的 6 二．实验原理 6 三．实验内容 7 实验五 采样与重建 11 一．实验目的 11 二．实验原理 11 三．实验内容 11 第二次课 17 实验七 SSB调制与解调（模块实现） 17 一．实验目的 17 二．实验原理 17 三．实验内容 19 SSB信号仿真（编程实现） 24 一．实验要求 24 二．实验原理 24 三．实验内容 24 第三次课 26 实验十二 ASK调制与解调（模块） 26 一．实验目的 26 二．实验原理 26 三．实验内容 28 第四次课 32 设计实验二 线路码型HDB3编码 32 一．实验目的 32 二．实验原理 32 三．实验内容 33 第五次课 34 综合实验一 数字基带系统的仿真 34 一．实验目的 34 二．实验原理 35 三．实验内容 35 第一次课 实验二 时域仿真精度 一．实验目的 1. 了解时域取样对仿真精度的影响 2. 学会提高仿真精度的方法 二．实验原理 所有计算机按指令周期离散运行，同时计算机也不能处理（-∞，+∞）这样一个时间段。为此将把s(t)按区间[-T/2,+T/2]截短为ST(t)。按时间间隔Δt均匀取样，得到取样点数Nt=T/Δt。仿真时用这个样值集合来表示信号s(t)。信号最高频率为fH，则有fH≤1/2Δt。在不失真的条件下时域采样频率越高，时域波形对原信号的还原度越高。 三．实验内容 1.模块连接图 2.仿真波形及频谱图： T=0.01s T=0.3s T=0.5s 3.实验结果分析： 三种情况下，正弦波发生器模块（sinusoid generator）产生的均是相同的正弦波，其频率为1，即周期为1s。以上三图对应的取样周期分别为0.01s, 0.3s, 0.5s。 要保证抽样的波形不失真，则取样频率值需满足奈奎斯特抽样定理fH≤1/2Δt。由于原波形周期为1s，则抽样周期必须小于0.5s，此时波形不失真。 由于取样频率100Hz远大于原波形频率，所以取得了符合正弦波形特点的波形图。T=0.3s对应情况则由于取样频率过低，所以虽然取得了波形，但是不够圆滑，图中的各取样点的值都是正确的，但是与正弦波形有较大差距。T=0.5时波形失真。shi3 实验三 频域仿真精度分析 一．实验目的 1.理解DFT 的数学定义及物理含义 2.学会应用FFT 模块进行频谱分析 3.进一步加深对计算机频域仿真基本原理以及方法的学习掌握。 二．实验原理 信号时域变换与频域变换关系如上图所示，由于DFT是针对有限长序列所定义的变换，分析结果的准确程度会受到频率泄露、频域混叠、时域混叠等众多因素的影响，因此需要采用滤波、调整取样频率、补零、变换窗函数形状及长度等一系列措施来改进该方法性能。FFT是DFT的快速计算方法，他是N为2的整数次幂时离散序列的DFT运算。通过进行FFT运算得到的频谱几位有限长序列的DFT结果。 三．实验内容 1.模块连接图： 2.仿真波形及频谱图： 正弦信号的功率谱图 Size of input buffer=40960 type of window=3 将FFT模块中的参数type of window改为2和4，仿真结果如下： type of window=2 type of window=4 3.实验结果分析： 两种情况下FFT的频率选取了不同的值，而把Size of input buffer改为40960后，这样获得的频谱更接近于一个冲激函数，集中在10Hz左右，所获得的信号的波形更加接近于正弦波，频谱分布显得更均匀一些。 增大FFT的取样点数，主瓣宽度减小，图形变得尖锐，更接近原正弦函数的频谱。同时在频谱图中会出现新的频率分量，即频谱泄露。 修改type of window，即将矩形窗改为汉宁窗，可以看出汉宁窗的频谱泄露情况比矩形窗好。 基于这种方法，造成偏差的原因主要体现在如下两个方面：时域混叠与频域混叠、频谱泄露。 时域混叠、频域混叠 在对x(t)进行时域采样过程中，如果信号不具备限带的特点，或者取样频率fs不满足奈奎斯特条件，那么其采样信号x(nT)在频域中将存在混叠；在对X(ejΩ)进行频率间隔处理时，若其频率间隔Δf没有足够小，那么对应在时域做周期延拓处理的信号会发生时域混叠现象。 (2)频谱泄露 对于频率为fs的正弦序列，它的频谱应该只是在fs处有离散谱。但是，在利用DFT求它的频谱做了截短，结果使信号的频谱不只是在fs处有离散谱，而是在以fs为中心的频带