旋转实验指导书(0626)（5篇）

第一篇：旋转实验指导书(0626)

第一章 实验使用仪器及其连接方式......................................................................1

第二章 实验原理简介...............................................................................................5 第三章 实验任务.......................................................................................................7 第三章 实验任务.......................................................................................................7 实验一

认识实验系统................................................................................................7 实验二

随动系统的稳定性分析..............................................................................14 实验三

随动系统的时域特性及分析......................................................................18 实验四

随动系统的频率特性及分析......................................................................22 实验五

随动系统的校正..........................................................................................25 实验六 旋转式倒立摆数学模型的建立与仿真（可选做）..................................30 实验七 基于状态反馈的控制算法设计与实现......................................................34 实验八 自行设计控制方案......................................................错误！未定义书签。附录..............................................................................................错误！未定义书签。

第二篇：数据结构 实验指导书

数 据 结 构 实 验 指 导 书

数据结构实验指导书

目录

数据结构实验指导书.......................................................................................................................1

目录...........................................................................................................................................1 实验指导书概述...............................................................................................................................2 上机实验题目...................................................................................................................................3

实验一 C语言相关知识复习................................................................................................3

一、实验目的...................................................................................................................3

二、实验内容...................................................................................................................3 实验二 单链表的插入、删除...............................................................................................3

一、实验目的...................................................................................................................3

二、实验内容...................................................................................................................3

三、实现提示...................................................................................................................4 实验三 栈及其应用.................................................................................................................5

一、实验目的...................................................................................................................5

二、实验内容...................................................................................................................5 实验四 二叉树的递归算法.....................................................................................................6

一、实验目的...................................................................................................................6

二、实验内容...................................................................................................................6 实验五 图的遍历.....................................................................................................................7

一、实验目的...................................................................................................................7

二、实验内容...................................................................................................................7 实验六 有序表的查找.............................................................................................................7

一、实验目的...................................................................................................................7

二、实验内容...................................................................................................................7 实验七 哈希表.........................................................................................................................7

一、实验目的...................................................................................................................7

二、实验内容...................................................................................................................7 实验八 内部排序算法的应用.................................................................................................8

一、实验目的...................................................................................................................8

二、实验内容...................................................................................................................8

实验指导书概述

“数据结构”是计算机专业一门重要的专业技术基础课程，是一门关键性核心课程。本课程系统地介绍了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构和实现算法，介绍了多种常用的查找和排序技术，并对其进行了性能分析和比较，内容非常丰富。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。

由于以下原因，使得掌握这门课程具有较大难度：  内容多，时间短，给学习带来困难；

 贯穿全书的动态链表存储结构和递归技术是学习中的重点和难点；  隐含在各部分的技术和方法丰富，也是学习的重点和难点；  先修课程中所介绍的专业性知识不多，加大了学习难度。

由于数据结构课程的技术性与实践性，《数据结构课程实验》的设置十分必要。为了帮助学生更好地学习本课程，理解和掌握算法设计所需的技术，为整个专业学习打好基础，要求运用所学知识，上机解决一些典型问题，通过分析、设计、编码、调试等各环节的训练，使学生深刻理解、牢固掌握所用到的一些技术。

上机实践是对学生的一种全面综合训练，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通过上机实践，使学生在可能短的时间内对数据结构知识的实践和应用有一个比较全面和系统的认识，达到理论与实践相结合的目的。

为了达到上述目的，本指导书安排了8个实验题目，它们与教科书的各章有紧密的关系，使学生在实验后能加深对课程内容的理解，增强动手能力。

每个实验题目采取了统一的格式，由问题描述、基本要求、测试数据、实现提示等部分组成。

问题描述旨在为读者建立问题提出的背景环境，指明问题“是什么”；

要求则对问题进一步求精，划出问题的边界，指出具体的参量或前提条件，并规定该题的最低限度要求；

测试部分旨在为检查学生上机作业提供方便，在完成实习题时应自己设计完整和 严格的测试方案，当数据输入量较大时，提倡以文件形式向程序提供输入数据；

实现提示对实现中的难点及其解法思路等问题作了简要提示，个别问题给出了参考实现。

下面带*的题目为选做题目。

上机实验题目

实验一 C语言相关知识复习

一、实验目的

复习C语言中函数、数组、结构体、文件等概念，掌握它们的描述与操作方法；熟悉掌握C++中typedef、引用参数调用（&）的概念及使用方法，为理解数据结构课程的后续内容以及算法书写奠定基础。

二、实验内容 问题描述：编写一个函数，求一个整数数组中的最大、最小值。

要求：在函数声明中采用引用参数传递方式实现最大、最小值的返回。测试：在主函数中输入10个数，调用此函数，打印输出最大和最小值。2 关于指针的使用：

用malloc方式分别申请两个指针，并实现两个指针内容的比较大小操作。要求：此功能在一个函数内实现，该函数接受两个整数值，存储到两个指针内容中，输出两者中的最大值。

测试：从主函数中输入两个数，调用该函数，打印输出交换后的值。

实验二 单链表的插入、删除

一、实验目的

1、熟悉某种数据结构在计算机上实现的方法。

2、掌握单链表的定义、创建、插入、删除、遍历等基本操作的实现。

3、体会单链表操作、有序表插入、删除的一般方法。

二、实验内容

问题描述：已知递增有序的单链表A，编写算法实现向A中插入或删除一个元素，并保持A的有序性。

实验要求：

1、结点的数据均为整型。

2、若表中已经存在此元素，则不插入

三、实现提示

1.在已知的线性表中插入或删除，需要下面的辅助函数：线性表的创建、线性表的遍历

2.在单链表表中插入或删除，需依次实现：

a)单链表结构的定义

b)单链表的创建（头插法或尾插法建表）c)单链表的遍历

d)单链表的插入、删除（采用顺序查找方法，顺头指针往后，查找插入或删除位置，再修改指针）

//头文件

#include “stdlib.h” //预定义常量 #define NULL 0

//单链表的定义

typedef struct LNode{ int data;struct LNode *next;}LNode,*LinkList;//单链表的创建

void Create_List(LinkList &L){ int data;LinkList p,q;L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));L->next=NULL;

q=L;

scanf(“%d”,&data);while(data!=0){

p=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));

p->data=data;

p->next=q->next;

q->next=p;

q=p;

scanf(“%d”,&data);} }

//单链表的遍历

void TranverseList(LinkList L){

LinkList p;

p=L->next;

if(p==NULL)

{

printf(“niln”);

return;

}

while(p!=NULL)

{

printf(“%d ”,p->data);

p=p->next;

}

printf(“n”);}

实验三 栈及其应用

一、实验目的

1、熟悉栈的顺序表示与实现。

2、熟悉栈的应用。

3、理解并掌握递归函数的设计与实现。

二、实验内容 问题描述：利用栈实现十进制数n转化为d进制数 要求：

1)输入一个n和d，打印输出d进制数序列。

2)利用顺序栈来实现十进制数n转化为其他d进制数。此时，需要同时实现初始化空栈、入栈、出栈、判栈空等辅助功能。测试数据：

（1）输入n:1348

d:8 输出：2504（2）输入n:9

d:8 输出：11（3）输入n:0

d:8 输出：0 2 问题描述：利用栈实现算术表达式求值。要求：

1)参与运算的操作数为10以内的数值。测试数据：

自拟。

实验四 二叉树的递归算法

一、实验目的

1、掌握二叉树的表示与实现。

2、掌握二叉树的定义、创建、遍历等基本操作的实现。

3、熟悉求二叉树深度等递归算法的设计与实现。

二、实验内容

问题描述：已知二叉树t，分别采用顺序存储结构、二叉链表存储结构实现求二叉树的深度，并对二叉树分别进行中序遍历。要求：

1、二叉树分别采用顺序或二叉链表存储。

2、树中的数据类型约定为整型。测试数据：

1、输入序列：-+aØØ*bØØ-cØØdØØ/eØØfØØ创建二叉树； 输出：深度：5

前序序列：-+a*b-cd/ef

中序序列：a+b*c-d-e/f

后序序列：abcd-*+ef/-T:d / e f

2、t=nil

输入：Ø

输出：深度：0 实验五 图的遍历

一、实验目的

熟悉图的基本操作，掌握图遍历的设计与实现。

二、实验内容

问题描述：已知的描述校园景点的图，实现对该图的深度优先和广度优先遍历。要求：

图采用邻接矩阵存储，顶点信息包括景点的名称和简单描述。

实验六 有序表的查找

一、实验目的

1、理解各种查找方法的基本思想

2、熟悉有序表查找方法的算法实现

二、实验内容 已知一有序的序列{1,3,5,7,9}，采用折半法分别查找3和6。

2已知输入一无序的序列{5,1,3,9,7}，创建一棵二叉排序树，然后对其遍历，输出递增有序的序列。

实验七 哈希表

一、实验目的

理解哈希表的概念和基本操作；熟悉哈希表的创建、查找、插入的算法实现。

二、实验内容

问题描述：已知11位好友的名字各不相同，设计并实现一个哈希表，根据好友的名字，可以取得其生日。要求：

1、好友的信息包含名字和生日两个数据项，其中好友的名字为主键，用汉语拼音形式存放；

2、哈希函数采取：好友名字中所有拼音字母ASCII码值的和 MOD 11(除以1取余)；

3、采取线性探测再散列的方式处理冲突。

实验八 内部排序算法的应用

一、实验目的

理解各种内部排序方法的基本思想；熟悉各种内部排序方法的算法实现

二、实验内容

问题描述：已知一序列{503，087，512，061，908，170，897，275，653，426}，分别采取下列排序方法对其进行排序：

（1）直接插入排序；

（2）简单选择排序；

（3）起泡排序；（4）快速排序；（5）堆排序。

第三篇：数据结构实验指导书

目 录

实验规则················································2 实验环境················································2 实验报告要求············································3 实验一 单链表

（一）······································4 实验二 单链表

（二）······································5 实验三 栈···············································6 实验四 二叉树···········································7 实验五 最短路径·········································8 实验六 内部排序·········································9

实 验 规 则

为了顺利完成实验教学任务，确保人身、设备的安全，培养严谨、踏实、实事求是的科学作风和爱护国家财产的优良品质，特制定以下实验规则：

1、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下：

（1）认真阅读指导书，进行必要的设计与计算。（2）熟悉实验内容。

（3）预先复习，并按要求编写程序。（4）未完成预习任务者不得进入实验室。

2、遵守以下纪律：

（1）在实验室不得做和实验无关的事情。

（2）进行任课老师指定内容以外的实验，必须经指导教师同意。（3）遵守纪律，不迟到。

（4）保持实验室内安静、整洁，爱护公物，不许乱写乱画。

实 验 环 境

本实验在386以上的微机上进行，运行环境为VC6.0。

实验报告要求

1、实验题目 2．实验目的 3．实验环境

4．实验内容与完成情况（可以附上自主设计的源程序）5．出现的问题及对问题的解决方案 6．实验思考：（学生对本次实验的收获的总结）

实验一 单链表

（一）一、实验目的

掌握线性表的链式存储结构及其基本操作。

二、预习要求

1、看懂书上的算法，深入理解链表的物理存储模式和逻辑模式。

2、根据要求，编写程序准备上机调试。

三、实验内容

实现一个简单的学生信息管理系统，该系统的功能有：

1、利用单链表建立学生基本信息表

2、浏览每个学生的信息

3、根据学号查询某个学生的基本信息

4、添加学生信息到单链表中

5、删除一个学生的信息

四、实现提示

设计结点的结构体类型，包括学生的学号、姓名、年龄、性别；要求设计一个简单的菜单界面，根据需要选择所要进行的操作；构造函数，每一个函数实现上述的一个功能。

实验二 单链表

（二）一、实验目的

掌握线性表的链式存储结构及其基本操作。

二、预习要求

1、看懂书上的算法，深入理解链表的物理存储模式和逻辑模式。

2、根据要求，编写程序准备上机调试。

三、实验内容

1、实现单链表的就地逆置。

2、建立两个非递减有序单链表，然后合并成一个非递减链表。

3、建立两个非递减有序单链表，然后合并成一个非递增链表。

4、编写一个主函数,调试上述算法。

四、选做题、思考题

1、如何用带表头结点的单链表作为多项式的存储表示，实现两个多项式的相加。

2、约毖夫环的实现。

3、如何利用文件实现学生信息的存取。

实验三 栈

一、实验目的

深入了解并掌握栈的特性及其在实际中的应用；熟练掌握栈的算法实现；运用栈操作求解实际问题。

二、预习要求

1、看懂书上的算法，深入理解栈的特性和存储结构，以便在实际问题背景下灵活运用。

2、根据要求，编写程序准备上机调试。

三、实验内容

利用栈实现数据的分类，要求当输入为偶数时进栈1，当输入为奇数时进栈2，最后分别从栈1和栈2输出偶数和奇数序列。

四、实现提示

1、开辟一个连续的存储空间，实现两个栈顺序存储空间的共享；分别在两端设置栈顶指针，并按要求实现栈操作。

2、采用顺序存储实现栈的初始化、入栈、出栈操作。

五、选做题、思考题

1、两栈空间共享时，栈满的条件是什么？

2、为停车场编制进行管理的模拟程序（习题集P96，2.1）。

3、编写程序，利用栈实现表达式求值。

实验四 二叉树

一、实验目的

通过实践掌握二叉树的存储结构和遍历思想；掌握二叉树的常见算法的程序实现。

二、预习要求

二叉树的三种遍历方法。

三、实验内容

1、输入字符序列，建立二叉链表。

2、利用栈，编写非递归算法，编程实现二叉树的中序遍历。

3、求二叉树的叶子结点个数。

4、在主函数中设计一个简单的菜单，分别调试上述算法。

四、选做题、思考题

1、如何实现二叉树的后序遍历（非递归）。

2、如何求二叉树的高度。

实验五 最短路径（旅游景点导游咨询模拟）

一、实验目的

利用图的最短路径原理为用户提供路径咨询，掌握求最短路径的算法并编程实现。

二、预习要求

学习了解图的存储结构，掌握求最短路径的两种算法。

三、实验内容

设计一个旅游景点导游模拟程序，为来访的客人提供景点最短路径的信息查询服务，任意选取n城市，构成一个有向带权图，图中顶点表示城市，边上的权值表示两点间的距离，根据用户指定的始点和终点输出相应的最短路径。

四、实现提示

咨询以用户和计算机的对话方式进行，由用户输入起始点和终点，输出信息：最短路径是多少？并指出所经过的城市。存储结构可选用邻接矩阵。

五、选做题、思考题

1．如何实现对城市信息进行编辑（如：添加或删除）的功能。

2．用邻接表作存储结构，求一指定景点出发，到其余各景点的最短路径。

实验六 内部排序

一、实验目的

直观感受算法的关键字比较次数和关键字移动次数。

二、预习要求

1、常见的排序算法(插入排序、交换排序、选择排序、归并排序、基数排序等)的思想、特点及其适用条件。

2、根据要求，编写程序准备上机调试。

三、实验内容

1、对直接插入排序和简单选择排序算法进行关键字比较次数和关键字移动次数的比较。

2、利用链式存储结构，编写程序，实现直接插入排序和冒泡排序。

四、实现提示

测试数据可以为几组典型的数据：正序、逆序、乱序。

五、选做题、思考题

1、快速排序算法的非递归实现。

2、结合实验，理解针对不同待排元素的特点而选择不同排序方法的重要性。

3、如何对本实验进行时间、空间的复杂度分析。

第四篇：液压实验指导书

液压与气压传动实验指导书

张铁平

编

应用技术学院机械系

2012年 2 月

目 录

实验1：液压系统的认识与液压泵类元件拆装

一、实验目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

二、实验仪器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

三、实验台结构与实验原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

四、实验步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

五、实验操作注意事项„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

六、实验报告及思考题„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 实验2：液压阀类元件的结构、工作原理的认识及元件的拆装„„„„„„„„„„„3

一、实验目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

二、实验仪器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

三、实验台结构与实验原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

四、实验步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

五、实验操作注意事项„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

六、实验报告及思考题„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 实验3：液压系统调速回路性能实验

一、实验目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

二、实验仪器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

三、实验台结构与实验原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

四、实验步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

五、实验操作注意事项„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

六、实验报告及思考题„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 实验4：液压传动系统顺序动作回路组装

一、实验目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

二、实验仪器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

三、实验台结构与实验原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

四、实验步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

五、实验操作注意事项„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

六、实验报告及思考题„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 实验5：液压系统基本回路综合实验

一、实验目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

二、实验仪器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

三、实验台结构与实验原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

四、实验步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

五、实验操作注意事项„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

六、实验报告及思考题„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8实验1：液压系统的认识与液压泵类元件拆装

一、实验目的

熟悉和掌握液压系统中各元件的结构、工作原理及元件性能；能够完成各种泵的拆装，掌握齿轮泵和叶片泵的结构、特点以及工作原理。

二、实验仪器

内六角扳手、改锥、螺丝刀、尖嘴钳子等

三、实验台结构与实验原理

拆装实验操作台

对齿轮泵和叶片泵进行拆解，观察内部结构。掌握其工作原理。

四、实验步骤

1.将实验中给出的液压元件分别拆开，观察各元件的组成零件、结构特征、工作原理，并记录拆装顺序以便于正确组装。

2.齿轮泵的拆装：将齿轮泵按顺序拆开，观察泵的密封容积由哪些零件组成，困油区、卸荷槽在什么位置，泵内压力油的泄漏情况，如何提高容积效率。

3.叶片泵的拆装：将叶片泵按顺序拆开，观察泵的密封容积由哪些零件组成，如何区分配油盘上的配油窗口，分析配油盘上的三角沟槽有什么作用，叶片能否反装，泵在工作时叶片一端靠什么力始终顶住定子内圆表面而不产生脱空现象。

五、实验操作注意事项

1.因实验元器件结构和用材的特殊性，在实验的过程中务必注意稳拿轻放防止碰撞。2.学生做实验之前一定要了解本实验的操作规章，在实验指导老师的指导下进行，切勿盲目进行实验。

3.实验完毕后，要清理好元器件，注意搞好元器件的保养和实验台的清洁。

六、实验报告及思考题

1．实验报告 1）本实验目的；

2）本实验设备及参数测试原理；

3）已知条件和实验数据记录（问题等）； 4）实验结果及分析。2．思考题

1）写出所拆齿轮泵和叶片泵的工作原理。

2）所拆的齿轮泵和叶片泵哪些是变量泵？哪些是非变量泵？写出其是怎样调节变量的？

3）液压系统的组成有哪些？实验2：液压阀类元件的结构、工作原理的认识及元件的拆装

一、实验目的

熟悉和掌握液压系统中各元件的结构、工作原理及元件性能；能够完成各种液压阀的拆装，掌握所拆液压阀的结构、特点以及工作原理。

二、实验仪器

内六角扳手、改锥、螺丝刀、尖嘴钳子等

三、实验台结构与实验原理

1.拆装实验操作台

2.对本实验给出的液压阀进行拆解，观察内部结构。掌握其工作原理。

压力阀的工作原理是通过作用在阀体端面上的液体压力与阀体另一端面上作用的弹簧力进行平衡来控制阀体的运动，实现阀的开启和关闭。

四、实验步骤

1.单向阀的拆装，对所给出的单向阀进行拆卸，拆开紧固螺栓，卸下阀芯和压紧弹簧，观察阀的内部结构，掌握其工作原理及单向阀的特性。

2.压力控制阀的拆卸，拆卸本实验所给的压力控制阀，卸下阀芯和调节弹簧，观察其结构。掌握调节弹簧是如何和油压共同作用控制阀体的运动以实现阀的开启和关闭的。并掌握其调节压力原理。

3.流量控制阀的拆卸，拆卸本实验所给的流量控制阀，卸下阀芯，观察内部结构，掌握阀体的运动如何改变通流面积的大小以改变流量的。

4.方向控制阀的拆卸，拆解方向控制阀的芯，观察其结构，掌握阀芯的位置变化如何改变油路的通断。

五、实验操作注意事项

1.因实验元器件结构和用材的特殊性，在实验的过程中务必注意稳拿轻放防止碰撞。2.做实验之前必须熟悉元器件的工作原理和动作的条件，绝对禁止强行拆卸，不要强行旋转各种元件的手柄，以免造成人为损坏。

3.学生做实验之前一定要了解本实验的操作规章，在实验指导老师的指导下进行，切勿盲目进行实验。

六、实验报告及思考题

1．实验报告 1）本实验目的； 2）本实验所用设备；

3）已知条件和实验过程记录（拆卸过程中遇到的问题和疑惑）； 4）实验结果及分析。2．思考题

1）写出直动型溢流阀和先导型溢流阀的工作原理和他们的异同。

2）溢流阀出油口压力不为零和溢流阀出油口压力为零时，其调节的进油口压力是否相同，为什么？

3）三位四通换向阀哪种类型的中位机能具有卸荷作用？ 实验3：液压系统调速回路性能实验

一、实验目的

1.了解和熟悉液压元器件的工作原理 2.熟悉调速回路的工作原理

3.加强学生的动手能力和创新能力

二、实验仪器

1.液压传动综合教学实验台 1台 2.液压泵站 1台

3.二位二通电磁阀 1个 4.节流阀

1个 5.调速阀

1个

6.二位四通电磁换向阀 1个 7.溢流阀

1个 8.液压缸

1个

9.接近开关及其支架

3只

10.油管、四通、压力表

若干

三、实验台结构与实验原理

S1F=0S2S375A6标识 元件描述 1 液压源，简略符号 3 压力表 4 三位四通换向阀 5 可调单向节流阀 6 二位二通换向阀 7 单作用缸 8 溢流阀 8 油箱 9 油箱50%PAB43PT8PT129系统原理图

系统原理如上图，实用三个行程开关S1、S2、S3分别实现系统快进、慢进、快退的调速功能。

四、实验步骤

1.熟悉该液压回路的原理图。；

2.按照原理图连接好回路，确认回路连接无误，3.打开溢流阀，开启电液，气动泵站电机。通过溢流阀调节系统压力，电磁阀4左边电磁铁得电时，电磁阀4的左位开始工作，液压缸有杆腔的油直接从二位二通阀快速流回油箱，当活塞杆运动到接近开关S2位置时，二位二通电磁阀得电由常开变为常闭，回油经调速阀5流回油箱。液压缸做工进运动。当活塞杆运动到接近开关S3位置时，三位四通电磁阀4右位得电，电磁阀4右位工作进行换向。液压缸快速复位。调节溢流阀，让回路在不同的系统压力下反复允许多次，观察他们之间的运动情况。

4.实验完毕后，清理实验台，将各元器件放回原来的位置。

五、实验操作注意事项

1.因实验元器件结构和用材的特殊性，在实验的过程中务必注意稳拿轻放防止碰撞；在回路实验过程中确认安装稳妥无误才能进行加压实验。

2.做实验之前必须熟悉元器件的工作原理和动作条件，掌握快速组合的方法，绝对禁止强行拆卸，不要强行旋转各种元器件的手柄，以免造成人为损坏。

3.实验中的行程开关为感应式，开关头部距离感应金属约4mm之内即可感应信号。4.严禁带负载启动（要将溢流阀逆时针旋松动），以免造成安全事故。5.学生做实验时，系统压力不得超过额定压力6.3MPa。

6.实验之前一定要了解本实验系统的操作规程，在老师的指导下进行，切勿盲目进行实验。

7.实验过程中，发现回路中任何一处有问题时，应立即切断泵站电源，并向老师汇报情况，只有当回路释压后才能重新进行实验。

8.实验完毕后，要清理好元器件，注意搞好元器件的保养和实验台的清洁

六、实验报告及思考题

1．实验报告 1）本实验目的；

2）本实验设备及原理图； 4）结果及分析。2．思考题

1）简述系统如何实现调速功能的，即慢进的速度如何调节

2）速度的换接是通过哪些元件一同实现的。速度换接的时刻能够通过哪些元件来改变。

3）电磁阀4和电磁阀6的只要作用分别是什么？实验4：液压传动系统顺序动作回路组装

一、实验目的

1.了解电路控制液压回路工作原理

2.掌握接近开关的使用方法与职能符号及其运用；

二、实验仪器

1.液压传动综合教学实验台 1台 2.换向阀（阀芯机能“O”）2只 3.液压缸

2只 4.接近开关及其支架 4只 5.溢流阀

1只 6.四通油路过渡板 3只

7.压力表（量程10MPa）

2只 8.油泵 1台

9.油管

若干

三、实验台结构与实验原理

43126F=07F=0AY1BAY2BY443TPT28Y35PT标识 元件描述 1 液压源，简略符号 10 油箱 2 压力表 3 溢流阀 4 三位四通电磁换向阀 5 三位四通电磁换向阀 6 单作用缸 7 单作用缸 8 油箱 9 油箱制图：吴德旺10P91系统原理图

四、实验步骤

1.根据实验内容，设计实验所需的回路，所设计的回路必须经过认真的检查，确保正确无误。

2.按照检查无误后的回路要求，选择所需的液压元件，并且检查其性能的完好性。3.将检查好的液压元件安装在插件板适当的位置，通过快速接头和软管按照回路要求，把各个元件连接起来（包括压力表），（注：并联油路可用多孔油路板）；

4.将电磁阀及行程开关与控制线连接 5.确认安装连接正确后，旋松泵出口溢流阀，然后启动油泵，按要求调压（3－5MPa）。6.系统溢流阀做安全阀使用，不得随意调整

7.根据回路要求，调节液压缸的速度，必要时可以加装流量阀进行调节。使液压缸 活塞杆的速度适中。

8.实验完毕后，应先旋松溢流阀手柄，然后停止油泵工作。确认回路中的压力为零后，取下连接油管和元件，归类放入规定的抽屉或规定地方。

五、实验操作注意事项

1.因实验元器件结构和用材的特殊性，在实验的过程中务必注意稳拿轻放防止碰撞；在回路实验过程中确认安装稳妥无误才能进行加压实验。

2.做实验之前必须熟悉元器件的工作原理和动作条件，掌握快速组合的方法，绝对禁止强行拆卸，不要强行旋转各种元器件的手柄，以免造成人为损坏。

3.实验中的行程开关为感应式，开关头部距离感应金属约4mm之内即可感应信号。4.严禁带负载启动（要将溢流阀逆时针旋松动），以免造成安全事故。5.学生做实验时，系统压力不得超过额定压力6.3MPa。

6.实验之前一定要了解本实验系统的操作规程，在老师的指导下进行，切勿盲目进行实验。

7.实验过程中，发现回路中任何一处有问题时，应立即切断泵站电源，并向老师汇报情况，只有当回路释压后才能重新进行实验。

8.实验完毕后，要清理好元器件，注意搞好元器件的保养和实验台的清洁。

六、实验报告及思考题

1．实验报告 1）本实验目的；

2）本实验设备及实验原理； 3）已知条件和实验记录； 4）结果及分析。2．思考题

1）改用顺序阀取代行程开关实现同样的功能，实验成功后画出实验原理图。

2）本实验中如果行程开关2损坏后，有什么样的结果？如果是行程开关4损坏呢，结果又如何？ 实验5：液压系统基本回路综合实验

一、实验目的

1.了解压力控制阀的特点

2.掌握顺序阀的工作原理、职能符号及其应用； 3.会用顺序阀或行程开关实现顺序动作回路。

4.对比实验4自己改进的回路，理解顺序动作回路的特点及实现方法。5.在完成所给实验的基础上，改进系统原理图实现双缸同步功能。

二、实验仪器

1.液压传动综合教学实验台 1台 2.换向阀（阀芯机能“O”）1只 3.顺序阀

2只 4.液压缸

2只

5.接近开关及其支架

2只 6.溢流阀

1只

7.四通油路过渡底板

3只 8.压力表（量程：10MPa）2只 9.油泵

1台 10.油管 若干

三、实验台结构与实验原理

7F=0821F=0T69T5PPABY23PY1PT4标识 元件描述 1 液压源，简略符号 10 单向阀 11 油箱 12 油箱 2 溢流阀10 3 压力表 4 三位四通电磁换向阀 5 溢流阀 6 溢流阀 7 单作用缸 8 单作用缸 9 单向阀制图：吴德旺2T1211系统原理图1

四、实验步骤

1.根据实验内容，设计实验所需的回路，所设计的回路必须经过认真检查，确保正确 无误；

2.按照检查无误的回路要求，选择所需的液压元件，并且检查其性能的完好性； 3.将检查好的液压元件安装在插件板的适当位置，通过快速接头和软管按照回路要求，把各个元件连接起来（包括压力表）。（注：并联油路可用多孔油路板）。

4.将电磁阀及行程开关与控制线连接；

5.按照回路图，确认安装连接正确后，旋松泵出口自行安装的溢流阀。经过检查确认正确无误后，再启动油泵，按要求调压。

6.系统溢流阀作安全阀使用，不得随意调整。

7.根据回路要求，调节顺序阀，使液压油缸左右运动速度适中； 8.实验完毕后，应先旋松溢流阀手柄，然后停止油泵工作。经确认回路中压力为零后，取下连接油管和元件，归类放入规定的抽屉中或规定地方。

五、实验操作注意事项

1.因实验元器件结构和用材的特殊性，在实验的过程中务必注意稳拿轻放防止碰撞；在回路实验过程中确认安装稳妥无误才能进行加压实验。

2.做实验之前必须熟悉元器件的工作原理和动作条件，掌握快速组合的方法，绝对禁止强行拆卸，不要强行旋转各种元器件的手柄，以免造成人为损坏。

3.实验中的行程开关为感应式，开关头部距离感应金属约4mm之内即可感应信号。4.严禁带负载启动（要将溢流阀逆时针旋松动），以免造成安全事故。5.学生做实验时，系统压力不得超过额定压力6.3MPa。

6.实验之前一定要了解本实验系统的操作规程，在老师的指导下进行，切勿盲目进行实验。

7.实验过程中，发现回路中任何一处有问题时，应立即切断泵站电源，并向老师汇报情况，只有当回路释压后才能重新进行实验。

8.实验完毕后，要清理好元器件，注意搞好元器件的保养和实验台的清洁。

六、实验报告及思考题

1．实验报告 1）本实验目的；

2）本实验设备及参数测试原理； 3）已知条件和实验数据记录； 4）结果分析与探索。2．思考题

1）分别说明当系统中顺序阀5和顺序阀6的调节压力高于溢流阀2的调节压力（即系统压力）时，两个液压缸的工作情况如何变化

2）系统图中单向阀

9、单向阀10的作用是什么？

3）本实验中对两个液压缸顺序动作的控制与实验四中的有何不同？

第五篇：数据通信实验指导书

数 据 通 信

验 指 导 书

信息技术学院

实

目 录

实验一 数字通信的基带码型................................................................3实验二 2ASK数字调制与解调.................................................................7

实验三 2FSK数字调制与解调...............................................................12实验四 2PSK数字调制与解调...............................................................18

实验一 数字通信的基带码型

一、实验目的：

1.了解几种常见的数字基本信号

2.掌握常用数字基带传输码型的编码规则

3.掌握用MATLAB仿真技术实现目前用于数字通信的基带码型

二、实验仪器：

安装Matlab软件的PC机一台

三、实验原理：

1、单极性不归零码NRZ（Non Return Zero）

脉冲宽度等于码元宽度T 特点：（1）有直流，零频附近的低频分量一般信道难传输。

（2）收端判决门限与信号功率有关，不方便。（3）要求传输线一端接地。

（4）不能用滤波法直接提取位定时信号。

2、双极性非归零码（BNRZ）

T，有正负电平

特点：不能用滤波直接提取位定时信号。

3、单极性归零码（RZ）

T

特点：（1）可用滤波法提取位同步信号

（2）NRZ的缺点都存在

4、双极性归零码（BRZ）

特点：（1）整流后可用滤波提取位同步信号

（2）NRZ的缺点都不存在

四、实验步骤：

1、单极性不归零码NRZ（Non Return Zero）

(1)建立Ｍ文件，MATLAB实现程序如下：

function y=snrz(x)

%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的单极性不归零码输出 %输入x为二进制码，输出y为编好的码 t0=200;t=0:1/t0:length(x);

%给出相应的时间序列 for i=1:length(x)

%计算码元的值

if x(i)==1

%如果输入信息为1

for j=1:t0

%该码元对应的点值取1

y((i-1)*t0+j)=1;

end

else

for j=1:t0

%如果输入信息为0，码元对应的点值取0

y((i-1)*t0+j)=0;

end

end

end y=[y,x(i)];plot(t,y);

%采用title命令来实现标记出各码元对应的二元信息 title('1

0

0

0

0');

grid on;axis([0,i,-0.1,1.1]);(2)在命令窗口中键入x的二进制代码和函数名，就可以得到所对应的单极性不归零码输出，如输入以下指令，将出现图1-2所示结果。

x=[1 0 1 1 0 0 1 0];snrz(x)

图1-2 单极性不归零码

2、双极性非归零码（BNRZ）

双极性非归零码的实现同单极性基本一样，只需将snrz.m中的判断得到0信息后的语句y((i-1)*t0+j)=0;中的0改为-1即可，将axis([0,i,-0.1,1.1]);中的-0.1改为-1.1即可，即axis([0,i,-1.1,1.1]);所以就不再给出MATLAB函数文件了，波形图如图1-3所示。

图1-3 双极性不归零码

3、单极性归零码（RZ）

function y=srz(x)%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的单极性归零码输出

%输入x为二进制码，输出y为编好的码 t0=200;t=0:1/t0:length(x);

%给出相应的时间序列 for i=1:length(x)

%计算码元的值

if x(i)==1

%如果输入信息为1

for j=1:t0/2

y((2*i-2)*t0/2+j)=1;

%定义前半段时间值为1

y((2*i-1)*t0/2+j)=0;

%定义后半段时间值为0

end else

for j=1:t0

%如果输入信息为0

y((i-1)*t0+j)=0;

%定义所有时间值为0

end

end end y=[y,x(i)];plot(t,y);title('1

0

0

0

0');grid on;axis([0,i,-0.1,1.1]);

同理，在命令窗口中键入x的二进制代码和函数名，就可以得到所对应的单极性归零码输出，如输入以下指令，将出现图7-4所示结果。

x=[1 0 1 1 0 0 1 0];

srz(x)

图1-4 单极性归零码

4、双极性归零码（BRZ）

双极性归零码的MATLAB实现同单极性也基本一样，只需将srz.m中的判断得到0信息后的语句 for j=1:t0

y((i-1)*t0+j)=0;改为for j=1:t0/2

y((2*i-2)*t0/2+j)=-1;

y((2*i-1)*t0/2+j)=0;即可，所以也就不再给出MATLAB函数文件了，其波形图如图1-5所示。

图1-5 双极性归零码

五、实验报告要求：

用如下码型重复步骤，并做出相应的波形记录：

a 单极性不归零码

b 单极性归零码 c 双极性不归零码

d 双极性归零码

实验二 2ASK数字调制与解调

一、实验目的：

1．用MATLAB仿真技术实现数字调制与解调、基带数字调制与解调。2．掌握用键控法产生2ASK信号的方法．

3．了解2ASK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验仪器：

安装Matlab软件的PC机一台

三、实验原理：

本次设计采用的流程图如图2-1所示。

s(t)乘法器++乘法器低通滤波器抽样判决器 cosctn(t)cosct

图 2-1 2ASK调制解调框图

1.ASK调制原理

2ASK二进制振幅调制就是用二进制数字基带信号控制正弦载波的幅度，使载波振幅随着二进制数字基带信号而变化，而其频率和初始相位保持不变。信息比特是通过载波的幅度来传递的。其信号表达式为：e0(t)S(t)cosct，S(t)为单极性数字基带信号。由于调制信号只有0或1两个电平，相乘的结果相当于将载频或者关断，或者接通，它的实际意义是当调制的数字信号“1”时，传输载波；当调制的数字信号为“0”时，不传输载波。2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号S(t)通断变化。所以又被称为通断键控信号。典型波形如图2-2所示。

图 2-2 典型2ASK波形

e2ASK(t)为已调信号，它的幅度受s(t)控制，也就是说它的幅度上携带有s(t)的信息。2ASK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法（相乘器法）和键控法。模拟调制法就是用基带信号与载波相乘，进而把基带信号调制到载波上进行传输。键控法由s(t)来控制电路的开关进而进行调制。两种方法的调制如图2-3和图2-4所示。

图 2-3 模拟调制法（相乘器法）

图 2-4 键控法

2.ASK解调原理

2ASK有两种基本解调方法：相干解调法（同步检测法）和非相干解调法（包络检波法）。相干解调需要将载频位置的已调信号频谱重新搬回原始基带位置，因此用相乘器与载波相乘来实现。相乘后的信号只要滤除高频部分就可以了。为确保无失真还原信号，必须在接收端提供一个与调制载波严格同步的本地载波，这是整个解调过程能否顺利完好进行的关键。本次设计采用相干解调法。两种解调原理图如图2-5和图2-6所示。

图 2-5 相干解调法（同步检测法）

图 2-6 非相干解调法（包络检波法）

四、实验步骤：

通过编写M文件程序，产生随机信号，按图2-1顺序对每一模块编程后。程序中注有需注意语句及解释。运行程序，实现2ASK的调制与解调过程。本次设计采用模拟调制法（相乘器法）和相干解调法。

2ASK调制解调程序及注释 clear all close all i=10;%10个码元 j=5000;t=linspace(0,5,j);%0-5之间产生5000个点行矢量，即分成5000份 fc=10;%载波频率 fm=i/5;%码元速率

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%产生基带信号 x=(rand(1,i))%rand函数产生在0-1之间随机数，共1-10个 figure(2)plot(x)a=round(x);%随机序列，round取最接近小数的整数 figure(3)stem(a)%火柴梗状图 st=t;for n=1:10

if a(n)<1;

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n

st(m)=0;

end

else

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n

st(m)=1;

end

end end figure(1);subplot(421);plot(t,st);axis([0,5,-1,2]);title('基带信号st');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%载波 s1=cos(2*pi*fc*t);subplot(422);plot(s1);title('载波信号s1');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制 e_2ask=st.*s1;subplot(423);plot(t,e_2ask);title('已调信号');noise =rand(1,j);e_2ask=e_2ask+noise;%加入噪声 subplot(424);plot(t,e_2ask);title('加入噪声的信号');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%相干解调 at=e_2ask.*cos(2*pi*fc*t);at=at-mean(at);%因为是单极性波形，还有直流分量，应去掉 subplot(425);plot(t,at);title('与载波相乘后信号');[f,af] = T2F(t,at);%通过低通滤波器 [t,at] = lpf(f,af,2*fm);subplot(426);plot(t,at);title('相干解调后波形');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%抽样判决 for m=0:i-1;

if at(1,m*500+250)+0.5<0.5;

for j=m*500+1:(m+1)*500;

at(1,j)=0;

end

else

for j=m*500+1:(m+1)*500;

at(1,j)=1;

end

end end subplot(427);plot(t,at);axis([0,5,-1,2]);title('抽样判决后波形')

五、实验报告要求：

1．根据实验仿真结果，画出相应波形图 2.对仿真结果加以分析说明 实验三 2FSK数字调制与解调

一、实验目的：

1.用MATLAB仿真技术实现数字调制与解调、基带数字调制与解调。2.掌握用键控法产生2FSK信号的方法；

3.了解2FSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验仪器：

安装Matlab软件的PC机一台

三、实验原理：

本次设计所用流程图如图 2-9所示。s(t)键控法FSK发生器乘法器低通滤波器抽样判决器 n(t)图 2-9 2FSK调制解调框图

1.FSK调制原理

一个FSK信号可以看成是两个不同载波的2ASK信号的叠加。其解调和解调方法和FSK差不多。2FSK信号的频谱可以看成是f1和f2的两个2ASK频谱的组合。

频移键控是利用载波的频率来传递数字信号，在2FSK中，载波的频率随着二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，频移键控是利用载波的频移变化来传递数字信息的。在2FSK中，载波的频率随基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为：

Acos(1tn)e2FSK(t)Acos(2tn)典型波形如图 2-10所示。

cosctak s1(t)1011001t s2(t)tcos(w1t+θn)tcos(w2t+φn)ts1(t)cos(w1t+θn)t s2(t)cos(w2t+φn)t2FSK信号t

图 2-10 2FSK典型波形图

2FSK的调制方式有两种，即模拟调频法和键控法。本次设计采用键控法。键控法中可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一频率f2，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源f1、f2进行选择通。键控法原理图如图2-11示

载波 f12FSK输出信号载波 f2二进制数据2FSK的调制原理图图 2-11 2FSK键控法原理图

2.FSK解调原理

2FSK的解调方式有两种：相干解调方式和非相干解调方式。

非相干解调是经过调制后的2FSK数字信号通过两个频率不同的带通滤波器f1、f2滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最后将两种信号同时输入到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最后解调出来的信号就是调制前的输入信号。其原理图如图2-12所示。

带通滤波器 F1输入包络检波器抽样脉冲抽样判决器输出带通滤波器 F2包络检波器

图 2-12 2FSK非相干解调原理图

相干解调是根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，则先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可。原理图如图3-14所示。

cos2π f1t非相干方式原理图带通滤波器 F1输入相乘器抽样脉冲低通滤波器抽样判决器低通滤波器输出带通滤波器 F2相乘器cos2π f2t

图 2-13 2FSK相干解调原理图

相干方式原理图

四、实验步骤：

通过编写M文件程序，产生随机信号，按流程图2.2.1顺序对每一模块编程后。程序中注有需注意语句及解释。运行程序，实现2FSK的调制与解调过程。本次设计中采用键控法调制法和相干解调法。

2FSK调制解调程序及注释 clear all close all

i=10;%基带信号码元数 j=5000;a=round(rand(1,i));%产生随机序列 t=linspace(0,5,j);f1=10;%载波1频率 f2=5;%载波2频率 fm=i/5;%基带信号频率

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%产生基带信号 st1=t;for n=1:10

if a(n)<1;

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n

st1(m)=0;

end

else

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n

st1(m)=1;

end

end end st2=t;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%基带信号求反 for n=1:j;

if st1(n)>=1;

st2(n)=0;

else

st2(n)=1;

end end;figure(1);subplot(411);plot(t,st1);title('基带信号st1');axis([0,5,-1,2]);subplot(412);plot(t,st2);title('基带信号反码st2');axis([0,5,-1,2]);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%载波信号 s1=cos(2*pi*f1*t)s2=cos(2*pi*f2*t)subplot(413),plot(s1);title('载波信号s1');subplot(414),plot(s2);title('载波信号s2');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制 F1=st1.*s1;%加入载波1 F2=st2.*s2;%加入载波2 figure(2);subplot(411);plot(t,F1);title('F1=s1*st1');subplot(412);plot(t,F2);title('F2=s2*st2');e_fsk=F1+F2;subplot(413);plot(t,e_fsk);title('2FSK信号')%键控法产生的信号在相邻码元之间相位不一定连续 nosie=rand(1,j);fsk=e_fsk+nosie;subplot(414);plot(t,fsk);title('加噪声后信号')%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%相干解调 st1=fsk.*s1;%与载波1相乘

[f,sf1] = T2F(t,st1);%通过低通滤波器 [t,st1] = lpf(f,sf1,2*fm);figure(3);subplot(311);plot(t,st1);title('与s1相乘后波形');st2=fsk.*s2;%与载波2相乘

[f,sf2] = T2F(t,st2);%通过低通滤波器 [t,st2] = lpf(f,sf2,2*fm);subplot(312);plot(t,st2);title('与s2相乘后波形');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%抽样判决 for m=0:i-1;

if st1(1,m*500+250)

for j=m*500+1:(m+1)*500;

at(1,j)=0;

end

else

for j=m*500+1:(m+1)*500;

at(1,j)=1;

end

end end;subplot(313);plot(t,at);axis([0,5,-1,2]);title('抽样判决后波形')

五、实验报告要求：

1．根据实验仿真结果，画出相应波形图 2.对仿真结果加以分析说明

实验四 2PSK数字调制与解调

一、实验目的：

1.用MATLAB仿真技术实现数字调制与解调、基带数字调制与解调。2.掌握用键控法产生2PSK信号的方法；

3.了解2PSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验仪器：

安装Matlab软件的PC机一台

三、实验原理：

本次设计所用流程图如图2-17所示。

s(t)乘法器++乘法器低通滤波器抽样判决器 cosctn(t)cosct

图 2-17 2PSK调制解调框图

1.PSK调制原理

在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。2PSK信号调制有两种方法，即模拟调制法和键控法。通常用已调信号载波的 0°和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0，模拟调制法用两个反相的载波信号进行调制。2PSK以载波的相位变化作为参考基准的，当基带信号为0时相位相对于初始相位为0°，当基带信号为1时相对于初始相位为180°。

键控法，是用载波的相位来携带二进制信息的调制方式。通常用0°和180°来分别代表0和1。其时域表达式为：

e2PSKang(tnTs)cosct

n其中，2PSK的调制中an必须为双极性码。本次设计中采用模拟调制法。两种方法原理图分别如图2-18和图2-19所示。

图 2-18 模拟调制法原理图

图 2-19 键控法原理图

2.PSK解调原理

由于2PSK的幅度是恒定的，必须进行相干解调。经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1，负抽样值判为0。2PSK信号的相干解调原理图如图2-20所示，各点的波形如图2-21所示。

由于2PSK信号的载波回复过程中存在着180°的相位模糊，即恢复的本地载波与所需相干载波可能相同，也可能相反，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的基带信号正好相反，即“1”变成“0”吗“0”变成“1”，判决器输出数字信号全部出错。这种现象称为2PSK方式的“倒π”现象或“反相工作”。但在本次仿真中是直接给其同频同相的载波信号，所以不存在此问题。

e2PSK(t)带通滤波器a相乘器c低通滤波器d抽样判决器定时脉冲e输出cosctb

图 2-20 2PSK的相干解调原理图 10011atTsbtctdte10011t

图 2-21 相干解调中各点波形图

四、实验步骤：

通过编写M文件程序（见附录），产生随机信号，按流程图2-17所示顺序对每一模块编程后。程序中注有需注意语句及解释。运行程序，实现2PSK的调制与解调过程。

2PSK调制解调程序及注释 clear all close all i=10;j=5000;fc=4;%载波频率 fm=i/5;%码元速率 B=2*fm;t=linspace(0,5,j);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%产生基带信号 a=round(rand(1,i));%随机序列,基带信号 figure(3);stem(a);st1=t;for n=1:10

if a(n)<1;

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n

st1(m)=0;

end

else

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n

st1(m)=1;

end

end end figure(1);subplot(411);plot(t,st1);title('基带信号st1');axis([0,5,-1,2]);%%%%%%%%%%%&&&&&&%%%%%%%%%%%%%%%%%基带信号求反

%由于PSK中的是双极性信号，因此对上面所求单极性信号取反来与之一起构成双极性码 st2=t;

for k=1:j;

if st1(k)>=1;

st2(k)=0;

else

st2(k)=1;

end end;subplot(412);plot(t,st2);title('基带信号反码st2');axis([0,5,-1,2]);st3=st1-st2;subplot(413);plot(t,st3);title('双极性基带信号st3');axis([0,5,-2,2]);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%载波信号 s1=sin(2*pi*fc*t);subplot(414);plot(s1);title('载波信号s1');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制 e_psk=st3.*s1;figure(2);subplot(511);plot(t,e_psk);title('e_2psk');noise=rand(1,j);psk=e_psk+noise;%加入噪声 subplot(512);plot(t,psk);title('加噪后波形');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%相干解调 psk=psk.*s1;%与载波相乘 subplot(513);plot(t,psk);title('与载波s1相乘后波形');[f,af] = T2F(t,psk);%%%%%%%%%%%通过低通滤波器 [t,psk] = lpf(f,af,B);subplot(514);plot(t,psk);title('低通滤波后波形');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%抽样判决 for m=0:i-1;

if psk(1,m*500+250)<0;

for j=m*500+1:(m+1)*500;

psk(1,j)=0;

end

else

for j=m*500+1:(m+1)*500;

psk(1,j)=1;

end

end end subplot(515);plot(t,psk);axis([0,5,-1,2]);title('抽样判决后波形')

五、实验报告要求：

1．根据实验仿真结果，画出相应波形图 2.对仿真结果加以分析说明

附录

实验二、三、四

用到的傅立叶T2F函数

%利用FFT计算信号的频谱并与信号的真实频谱的抽样比较。%脚本文件T2F.m定义了函数T2F，计算信号的傅立叶变换。function [f,sf]= T2F(t,st)%This is a function using the FFT function to calculate a signal's Fourier %Translation

%Input is the time and the signal vectors,the length of time must greater %than 2

%Output is the frequency and the signal spectrum dt = t(2)-t(1);T=t(end);df = 1/T;N = length(st);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;

sf = fft(st);sf = T/N*fftshift(sf);用到的低通滤波器函数 function [t,st]=lpf(f,sf,B)%This function filter an input data using a lowpass filter %Inputs: f: frequency samples % sf: input data spectrum samples

% B: lowpass's bandwidth with a rectangle lowpass %Outputs: t: time samples % st: output data's time samples df = f(2)-f(1);T = 1/df;hf = zeros(1,length(f));%全零矩阵

bf = [-floor(B/df): floor(B/df)] + floor(length(f)/2);hf(bf)=1;yf=hf.*sf;[t,st]=F2T(f,yf);st = real(st);用到的反傅立叶函数

%脚本文件F2T.m定义了函数F2T，计算信号的反傅立叶变换。function [t,st]=F2T(f,sf)%This function calculate the time signal using ifft function for the input %signal's spectrum

df = f(2)-f(1);Fmx =(f(end)-f(1)+df);dt = 1/Fmx;N = length(sf);T = dt*N;%t=-T/2:dt:T/2-dt;t = 0:dt:T-dt;sff = fftshift(sf);st = Fmx*ifft(sff);