第一篇：高频电子线路Matlab仿真实验-课程设计要求
高频电子线路Matlab仿真实验/课程设计要求
1.要求
每位同学根据教材附录的matlab源码独立完成以下仿真要求，并将仿真代码和仿真结果写成实验报告，由各班统一收齐并于5月31日前提交。
2.仿真题目
（1）线性频谱搬移电路仿真
根据线性频谱搬移原理，仿真普通调幅波。
基本要求：载波频率为8kHz，调制信号频率为400Hz，调幅度为0.3；画出调制信号、载波信号、已调信号波形，以及对应的频谱图。
扩展要求1：根据你的学号更改相应参数和代码完成仿真上述仿真；载波频率改为学号的后5位，调制信号改为学号后3位，调幅度设为最后1位/10。（学号中为0的全部替换为1，例如学号2010101014，则载波为11114Hz，调制信号频率为114，调幅度为0.4）。
扩展要求2：根据扩展要求1的条件，仿真设计相应滤波器，并获取DSB-SC和SSB的信号和频谱。
（2）调频信号仿真
根据调频原理，仿真调频波。
基本要求：载波频率为30KHz，调制信号为1KHz，调频灵敏度kf23103，仿真调制信号，瞬时角频率，瞬时相位偏移的波形。扩展要求：调制信号改为1KHz的方波，其它条件不变，完成上述仿真。
3.说明
（1）仿真的基本要求每位同学都要完成，并且记入实验基本成绩。
（2）扩展要求可以选择完成，但需要进行相应的检查才能获得成绩。
（3）适用范围：通信工程2010级1、2班；微电子2010级1、2班
2012年5月
第二篇：MATLAB实验六《SIMULINK交互式仿真》
《计算机仿真及应用》实验教案
实验六 SIMULINK交互式仿真
一、实验目的
1、熟悉SIMULINK交互式仿真集成环境。
2、掌握连续时间系统建模的方法。
二、实验主要仪器与设备
装配有MATLAB7.6软件的计算机
三、预习要求
做实验前必须认真复习第七章SIMULINK交互式仿真集成环境。
四、实验内容及实验步骤
示的SIMULINK模块库浏览器。
《计算机仿真及应用》实验教案
图7.2 SIMULINK模块库浏览器
4、开启空白（新建）模型窗
单机Simulink模块库浏览器工具条上的图标“去的）。
5、从模块库复制所需模块到空白（新建）模型窗（见图7.3）
把连续模块子库中的积分器
”；或在选择下拉菜单项{File：
New}，引出如图7.3所示的空白模型窗（注：窗中的模块是后一个步骤复制进
《计算机仿真及应用》实验教案
7.3 制进库模块的新建模型窗
6、新建模型窗中的模型再复制
在该新建模型窗中，可以通过再复制，产生建模所需的2个积分模块和2个增益 模块。具体操作方法是：按住[Ctrl]键，用鼠标“点亮并拖拉”积分模块
见一个所需的增益模块，可采用类似方法获得。
7、模块连接线的形成方法随信号起始端位置不同而不同，具体如下。
起始端位于模块输出口的信号线生成法。使光标靠近模块输出口；待光标变 为“单线十字叉”时，按下鼠标左键；移动十字叉，拖出一根“虚连线”；光标 与另一个模块输出口靠近到一定程度，单十字叉变为双十字叉；放开鼠标左键，”虚连线”便变为带箭头的信号连线。
起始端位于其他信号线上的信号线生成法。使光标置于已经存在的其他信号线 之上；按下鼠标右键，光标变为“单线十字叉”；运动鼠标，引出”虚连线”；当 鼠标与待连接模块输入口靠得足够近，单十字叉变为双十字叉；放开鼠标右键，“虚连线”便变为带箭头的信号连线。
双击相应的信号线，给信号线作标注，如x’’,x’,x等。
《计算机仿真及应用》实验教案
图7.4
已构建完成的新建模型窗
8、根据理论数学模型设置模块参数
为使构造的Simulink模型与理论数学模型一致，须对模块进行如下参数设置。
设置增益模块
《计算机仿真及应用》实验教案
修改求和模块输入口的代数符号：双击求和模块，引出如图7.1-6所示的参数设置窗； 把符号列表栏中的默认符号（++）修改成代数符号（--）；单击【OK】键，完成设置；
图7.6 改变输出入口符号的求和模块参数设置窗
据初始位移x(0)=0.05m对积分模块
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图7.7 实现初始化位移0.05设置的Integrator1设置窗
9仿真运行参数采用默认解算器“ode45”、默认“变步长”和默认仿真终止时间10.10把新建模型保存为exm070101.mdl.11试运行，以便发现问题加以改善。
双击
”仿真启动键，使该模型运行；在示波器上呈现
图7.8 坐标范围设置不当时的信号
《计算机仿真及应用》实验教案
单击Scope显示窗上的纵坐标范围自动设置图标“”，示波器显示窗改变为图7.9所
示。在显示窗中，可以看到位移x（t）的变化曲线。同时可以发现：纵坐标的适当范 围大致在【-0.06,0.06】；仿真时间取【0,5】即可；显示的曲线不够光滑。
图7.9 采用轴自动设置功能的信号显示
12、据试运行结果，进行仿真参数的再设置
示波器纵坐标设置：用鼠标单击示波器的黑色显示屏，在弹出菜单中选择Axes Properties，引出纵坐标设置对话窗7.10所示；把纵坐标的下限、上限分别设置为（-0.06）和(+0.06);单 击【OK】，完成设置。
示波器时间显示范围的修改:单击示波器的参数设置图标“
”，引出示波器参数设置窗；
在General卡片的Axes区的Time range栏中，填写5或auto；单击【OK】，完成设置。
图7.10 对显示屏的纵坐标范围进行设置
7.11 对示波器时间显示范围的设置
·仿真终止时间最简捷的修改方法：在exam070101模型窗“仿真终止时 间”栏“
”中的默认值10改变为5。
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·显示曲线的光滑化设置：选中exam070101模型窗的下拉菜单项SimulationConfiguration Parameters，引出仿真参数配置窗，如图7.12所示；再在该窗左侧的选择栏中，选中Data Import/Export项，与之相应的参数设置栏便出现在窗口的右侧；把右半窗下方Save options 区中Refine factor栏中的默认值1改为5；单击OK，完成设置。
7.12 通过仿真参数配置窗设置输出光滑因子
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完成以上修改后的模型窗如图7.13所示。再运行exam070101,可得比较满意的位移变化曲线（见图7.14所示）。顺便指出：模型运行后，在模块输出口的信号线上会出现double字样。这 表示该信号是采用“双精度”类型数据运算。如果用户不希望这类标识出现，那么应取消对下 拉菜单项FormatPort signal DisplaysPort Data Types的勾选。
图7.13
仿真参数调整运行后的exam070101模型
在模型窗中，x’’,x’,x等信号名称是模型创建者根据需要写入的。标识信号名称的操作方法 是：用鼠标双击信号附近的适当位置后，就会出现一个虚线框，该虚线框中允许输入任何 文字。
13、仿真结果显示
原本比较稀疏的解计算器数据，经设定的“光滑因子”下的插值，增加了用于描绘曲线的 数据点数，因此使示波器显示出更为光滑的曲线，如图7.14所示。
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图7.14 适当地显示仿真所得的位移变化曲线
五、实验小结
第三篇：通信原理课程设计_(基于MATLAB的_2PSK_2DPSK仿真)
江西农业大学
通信原理课程设计报告
题 目 基于Matlab的相移键控仿真设计
专 业 电子信息工程
学生姓名 曾凡文
学 号 20121206
江西农业大学课程设计报告 二 0 一五 年 六 月
基于Matlab的2PSK,2DPSK仿真
摘要：现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好，作为其关键技术之一的调制技术一直是研究的一个重要方向。本设计主要叙述了数字信号的调制方式，介绍了2PSK数字调制方式的基本原理，功率谱密度，并运用MATLAB软件对数字调制方式2PSK进行了编程仿真实现,在MATLAB平台上建立2PSK和2DPSK调制技术的仿真模型。进一步学习了MATLAB编程软件，将MATLAB与通信系统中数字调制知识联系起来，为以后在通信领域学习和研究打下了基础在计算机上，运用MATLAB软件来实现对数字信号调制技术的仿真。
课程设计目的：通过课程设计，巩固已学过的*****知识，加深对其理解和应用，学会应用Matlab Simulink工具对通信系统仿真。
关键词：数字调制与解调；MATLAB；2PSK；2DPSK；
江西农业大学课程设计报告
第1章 基本工作原理
1.1 2PSK原理
1.1.1 2PSK基本原理
二进制移相键控，简记为2PSK或BPSK。2PSK信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初始相位“0”和“”来表示，而其振幅和频率保持不变.因此，2PSK信号的时域表达式为:
(t)=Acos其中，表示第n个符号的绝对相位：
t+)
=因此，上式可以改写为:
这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方式,称为二进制移相键控方式。二进制移相键控信号的典型时间波形如图1-1。
10011tTs江西农业大学课程设计报告
图1-1 二进制相移键控信号的时间波形
1.1.2 2PSK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180°分别表示信号的 1 和 两个反相的载制。2PSK以载
号载波的 0°和 二进制数字基带0，模拟调制法用波信号进行调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，是用载二进制信息的调制和180°来分别代表达式为：
波的相位来携带方式。通常用0°表0和1。其时域
e2PSKang(tnTs)cosct
n其中，2PSK的调制中an必须为双极性码。两种方法原理图分别如图1-2和图1-3所示。
图1-2 模拟调制原理图
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图 1-3 键控法原理图
带通滤波器ae2PSK(t)相乘器c低通滤波器d抽样判决器定时脉冲e输出
cosct
1.1.3 2PSK解调原理
b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1-4所示，各点的波形如图1-5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”。
图 1-4 2PSK的相干解调原理图
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edb10011atTstctt10011t
图 1-5 相干解调中各点波形图
1.2 2DPSK原理
1.2.1 2DPSK基本原理
二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，记为2DPSK。它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。所谓相对载波相位是只本码元初相与前一码元初相之差。
传输系统中要保证信息的有效传输就必须要有较高的传输速率和很低的误码率。在传输信号中，2PSK信号和2ASK及2FSK信号相比，具有较好的误码率性能，但是，在2PSK信号传输系统中存在相位不确定性，并将造成接收码元“0”和“1”的颠倒，产生误码。为了保证2PSK的优点，又不会产生误码，将2PSK体制改进为二进制差分相移键控（2DPSK），及相对相移键控。
2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图见图1-6。
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图1-6 2DPSK信号波形图
(a)绝对码(b)相对码10参考100011011(c)2DPSKt1.2.2 2DPSK调制原理
二进制差分相移键控。2DPSK方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为，可定义一种数字信息与之间的关系为：
0（数字信息“0”）
（数字信息“1 为前一码元的相位。
实现二进制差分相移键控的最常用的方法是：先对二进制数字基带信号进行差分编码，然后对变换出的差分码进行绝对调相即可。2DPSK调制原理图如图1-7所示。
绝对码Dn相对码BnCnS2dpsk(t)+延时Ts波形变换×Coswc(t)
图1-7 2DPSK调制原理框图
1.2.3 2DPSK解调原理
2DPSK信号解调有相干解调方式和差分相干解调。用差分相干解调这种方法解调时不需要恢复本地载波，只要将DPSK信号精确地延迟一个码元时间间隔，然后与DPSK信号相乘，相乘的结果就反映了前后码元的相对相位关系，经低通滤波后直接抽样判决即可恢复出原始的数字信息，而不需要在进行差分解码。
第二章 设计系统
江西农业大学课程设计报告 2.1框图
两种解调方式的原理框图如图1-8和图1-9所示。
图 1-8 2DPSK差分相干解调原理框图
图 1-9 2DPSK相干解调原理框图
2.2工作原理
相干解调码变换法及相干解调法的解调原理是，先对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。
在解调过程中，若相干载波产生180相位模糊，解调出的相对码将产生倒置现象，但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊的问题。本次设计采用相干解调。
2.3设定参数 如附录1
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第三章 Matlab仿真
3.1显示系统不同部分的信号波形
3.1.1PSK如图3-1和图3-2所示
图3-1
图3-2
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3.1.2 2DPSK如图3-
3、图3-4和图3-5所示
图3-3
图3-4
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图3-5 3.2各种相移系统的比较和分析
例如“倒π”现象
对于相同的数字信号基带序列，由于初始相位不同，2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元相对相位的差才唯一决定信号的符号。2PSK信号载波恢复过程中，存在着180°的相位模糊即恢复的本地载波与与所需的想干载波可能同相也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出来的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即“1”变成“0”，“0”变成“1”，判决器输出的数字信号全部出错, 这种现象称为2PSK的“倒π”现象或“反相工作”。本地载波与发送端载波反向时，2PSK的解调波形与2DPSK完全相反
3.3不同方式解调下PSK、DPSK的误码率
误码率是指接收的码元数在传输总码元数中所占的比例，即：
误码率错误码元数传输总码元数 PSK相干解调：
误码率（r/2）DPSK相干解调：
误码率 DPSK差分非相干解调：
误码率1/2e^(-r)r为信噪比。
误码率是衡量一个数字通信系统性能的重要指标。在信道高斯白噪声的干扰下，各种二进制数字调制系统的误码率取决于解调器输入信噪比，而误码率表达式的形式则取决于解调方式。对于所有的数字调制系统误码率与信噪比的关系的图表来看，所有的曲线呈减函数的下降曲线，即随着信噪比的增大，误码率降低。横向比较来看，对于同一种调制方式，当信噪比相同时，采用相干解调方式的误码率低于非相干解调方式的误码率；纵向比较来看，对2PSK,2DPSK两种调制方式若采用同一种解调方式
江西农业大学课程设计报告（相干解调或非相干解调），则2PSK的误码率最低，2DSPK的误码率次之。当信噪比一定时，误码率由低到高依次是：2PSK的相干解调，2DPSK的相干解调，2DPSK的差分解的非相干调。
附录1 2PSK调制解调程序及注释： clear all close all i=10;j=5000;fc=4.6;%载波频率 fm=i/5;%码元速率 B=2*fm;t=linspace(0,5,j);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]);%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
江西农业大学课程设计报告 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]);s1=sin(2*pi*fc*t);subplot(414);plot(s1);title('载波信号s1');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');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');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
江西农业大学课程设计报告 end end subplot(515);plot(t,psk);axis([0,5,-1,2]);title('抽样判决后波形')
2DPSK调制解调程序及注释: clear all close all i=10;j=5000;fc=4.6;%载波频率 fm=i/5;%码元速率 B=2*fm;t=linspace(0,5,j);a=round(rand(1,i));figure(4);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(321);plot(t,st1);title('绝对码');axis([0,5,-1,2]);b=zeros(1,i);%全零矩阵 b(1)=a(1);for n=2:10 if a(n)>=1;
江西农业大学课程设计报告 if b(n-1)>=1 b(n)=0;else b(n)=1;end else b(n)=b(n-1);end end st1=t;for n=1:10 if b(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 subplot(323);plot(t,st1);title('相对码st1');axis([0,5,-1,2]);st2=t;for k=1:j;if st1(k)>=1;st2(k)=0;else st2(k)=1;end end;subplot(324);plot(t,st2);title('相对码反码st2');axis([0,5,-1,2]);s1=sin(2*pi*fc*t);subplot(325);plot(s1);title('载波信号s1');s2=sin(2*pi*fc*t+pi);subplot(326);plot(s2);
江西农业大学课程设计报告 title('载波信号s2');d1=st1.*s1;d2=st2.*s2;figure(2);subplot(411);plot(t,d1);title('st1*s1');subplot(412);plot(t,d2);title('st2*s2');e_dpsk=d1+d2;subplot(413);plot(t,e_dpsk);title('调制后波形');noise=rand(1,j);dpsk=e_dpsk+noise;%加入噪声 subplot(414);plot(t,dpsk);title('加噪声后信号');dpsk=dpsk.*s1;%与载波s1相乘 figure(3);subplot(411);plot(t,dpsk);title('与载波相乘后波形');[f,af]=T2F(t,dpsk);%通过低通滤波器 [t,dpsk]=lpf(f,af,B);subplot(412);plot(t,dpsk);title('低通滤波后波形');st=zeros(1,i);%全零矩阵 for m=0:i-1;if dpsk(1,m*500+250)<0;st(m+1)=0;for j=m*500+1:(m+1)*500;dpsk(1,j)=0;end else for j=m*500+1:(m+1)*500;st(m+1)=1;dpsk(1,j)=1;end end end subplot(413);
江西农业大学课程设计报告 plot(t,dpsk);axis([0,5,-1,2]);title('抽样判决后波形')dt=zeros(1,i);%全零矩阵 dt(1)=st(1);for n=2:10;if(st(n)-st(n-1))<=0&&(st(n)-st(n-1))>-1;dt(n)=0;else dt(n)=1;end end st=t;for n=1:10 if dt(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 subplot(414);plot(t,st);axis([0,5,-1,2]);title('码反变换后波形');
第四篇：通信原理课程设计_(基于MATLAB的_2PSK_2DPSK仿真)
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题 目 基于Matlab的相移键控仿真设计
专 业 电子信息工程
学生姓名 曾凡文
学 号 20121206
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基于Matlab的2PSK,2DPSK仿真
摘要：现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好，作为其关键技术之一的调制技术
一直是研究的一个重要方向。本设计主要叙述了数字信号的调制方式，介绍了2PSK数字调制方式的
基本原理，功率谱密度，并运用MATLAB软件对数字调制方式2PSK进行了编程仿真实现，在MATLAB平
台上建立2PSK和2DPSK调制技术的仿真模型。进一步学习了MATLAB编程软件，将MATLAB与通信系统
中数字调制知识联系起来，为以后在通信领域学习和研究打下了基础在计算机上，运用MATLAB软件
来实现对数字信号调制技术的仿真。
关键词：数字调制与解调；MATLAB；2PSK；2DPSK；
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第1章 绪论
1.1 调制方式
数字通信系统, 按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率（如0～6M）低频段，因而在很多实际的通信（如无线信道）中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输、载波传输。所谓调制，是用基带信号对载波波形的某参量进行控制，使该参量随基带信号的规律变化从而携带消息。对数字信号进行调制可以便于信号的传输；实现信道复用；改变信号占据的带宽；改善系统的性能。
数字基带通信系统中四种基本的调制方式分别称为振幅键控（ASK，Amplitude-Shift keying）、移频键控（FSK，Frequency-Shift keying）、移相键控(PSK，Phase-Shift keying)和差分移相键（DPSK，Different Phase-Shift keying）。本次课程设计对PSK,DPSK这两种调制方式进行了仿真。
1.2 设计要求 1.2.1 设计内容
用MATLAB完成对2PSK、2DPSK的调制与解调仿真电路设计，并对仿真结果进行分析，可编写程序，也可硬件设计框图
1.2.2 设计参数（参数可以自行设置）
1、传输基带数字信号（15位）码元周期T=0.01S
2、载波频率：15KHz 1.2.3 设计仪器
计算机和MATLAB软件
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第2章 2PSK,2DPSK原理
2.1 2PSK原理 2.1.1 2PSK基本原理
二进制移相键控，简记为2PSK或BPSK。2PSK信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初始相位“0”和“”来表示，而其振幅和频率保持不变.因此，2PSK信号的时域表达式为:
(t)=Acos其中，表示第n个符号的绝对相位：
t+)
=因此，上式可以改写为:
这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方式,称为二进制移相键控方式。二进制移相键控信号的典型时间波形如图2-1。
10011tTs图2-1 二进制相移键控信号的时间波形
2.1.2 2PSK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
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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：
e2PSKang(tnTs)cosct
n其中，2PSK的调制中an必须为双极性码。两种方法原理图分别如图2-2和图2-3所示。
图2-2 模拟调制
原理图
图 2-3 键控法原理
图
2.1.3 2PSK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2-4所示，各点的波形如图2-5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 3
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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”。
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
cosct
b
图 2-4 2PSK的相干解调原理图
edb10011atTstctt10011t图 2-5 相干解调中各点波形图
2.2 2DPSK原理 2.2.1 2DPSK基本原理
二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，记为2DPSK。它不是利用载波相位的绝对数值传送数字信息，而是用前后码元的相对载波相位值传送数字信息。所谓相对 4
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载波相位是只本码元初相与前一码元初相之差。
传输系统中要保证信息的有效传输就必须要有较高的传输速率和很低的误码率。在传输信号中，2PSK信号和2ASK及2FSK信号相比，具有较好的误码率性能，但是，在2PSK信号传输系统中存在相位不确定性，并将造成接收码元“0”和“1”的颠倒，产生误码。为了保证2PSK的优点，又不会产生误码，将2PSK体制改进为二进制差分相移键控（2DPSK），及相对相移键控。
2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图见图2-6。
图2-6 2DPSK信号波形图(a)绝对码(b)相对码10参考100011011(c)2DPSKt
2.2.2 2DPSK调制原理
二进制差分相移键控。2DPSK方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为，可定义一种数字信息与之间的关系为：
0（数字信息“0”）
（数字信息“1 为前一码元的相位。
实现二进制差分相移键控的最常用的方法是：先对二进制数字基带信号进行差分编码，然后对变换出的差分码进行绝对调相即可。2DPSK调制原理图如图2-7所示。
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绝对码Dn相对码BnCnS2dpsk(t)+延时Ts波形变换×Coswc(t)
图2-7 2DPSK调制原理框图
2.2.3 2DPSK解调原理
2DPSK信号解调有相干解调方式和差分相干解调。用差分相干解调这种方法解调时不需要恢复本地载波，只要将DPSK信号精确地延迟一个码元时间间隔，然后与DPSK信号相乘，相乘的结果就反映了前后码元的相对相位关系，经低通滤波后直接抽样判决即可恢复出原始的数字信息，而不需要在进行差分解码。
相干解调码变换法及相干解调法的解调原理是，先对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。
在解调过程中，若相干载波产生180相位模糊，解调出的相对码将产生倒置现象，但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊的问题。本次设计采用相干解调。两种解调方式的原理图如图2-8和图2-9所示。
2DPSK相干解调各点波形图如图 2-10所示。
图 2-8 2DPSK差分相干解调原理图
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图 2-9 2DPSK相干解调原理图
第3章 实验过程
3.1 2PSK仿真部分 3.1.1 2PSK仿真图
用MATLAB搭建好的2PSK仿真图如下：
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图3-1PSK仿真图
3.1.2 2PSK模块的参数设置： 1）相乘模块
图3-2 相乘器参数设置
2）低通滤波器模块
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图3-3 滤波器其参数设置
3）抽样判决模块
图3-4 pulse generator 参数设置
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3.2 2DPSK仿真部分 3.2.1 2DPSK仿真图
用MATLAB搭建好的2DPSK仿真图如下：
图3-5 2DPSK仿真图
2.2.2 2DPSK模块的参数设置： 1）载波模块
图3-6 载波参数设置
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2）乘法器模块
图3-7 乘法器参数设置
3）基带模块
图3-8 基带信号参数设置
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4）Unipolar to Bipolar Converte模块
图3-9 Unipolar to Bipolar Converter参数设置
5）码变换模块
图3-10 Logical Operator参数设置
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图3-11 Unit Delay参数设置
图3-12 Data Type Conversion参数设置
6）滤波器模块
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图3-13 带通滤波器参数设置
图3-14 低通滤波器参数设置
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第4章 仿真结果
4.1 2PSK仿真结果
图4-1 2PSK电路仿真波形
4.2 2DPSK仿真结果
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图4-2 2DPSK电路仿真波形
附录：
通过编写M文件程序： 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);a=round(rand(1,i));%随机序列,基带信号 figure(3);stem(a);st1=t;16
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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]);%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]);s1=sin(2*pi*fc*t);subplot(414);plot(s1);title('载波信号s1');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');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');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')
2DPSK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);a=round(rand(1,i));figure(4);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 江西农业大学课程设计报告
figure(1);subplot(321);plot(t,st1);title('绝对码');axis([0,5,-1,2]);b=zeros(1,i);%全零矩阵 b(1)=a(1);for n=2:10 if a(n)>=1;if b(n-1)>=1 b(n)=0;else b(n)=1;end else b(n)=b(n-1);end end st1=t;for n=1:10 if b(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 subplot(323);plot(t,st1);title('相对码st1');axis([0,5,-1,2]);st2=t;for k=1:j;if st1(k)>=1;st2(k)=0;else st2(k)=1;江西农业大学课程设计报告 end end;subplot(324);plot(t,st2);title('相对码反码st2');axis([0,5,-1,2]);s1=sin(2*pi*fc*t);subplot(325);plot(s1);title('载波信号s1');s2=sin(2*pi*fc*t+pi);subplot(326);plot(s2);title('低通滤波后波形');st=zeros(1,i);
%全零矩阵for m=0:i-1;
if dpsk(1,m*500+250)<0;
st(m+1)=0;
for j=m*500+1:(m+1)*500;
dpsk(1,j)=0;
end
else
for j=m*500+1:(m+1)*500;
st(m+1)=1;
dpsk(1,j)=1;
end
end end subplot(413);plot(t,dpsk);axis([0,5,-1,2]);title('抽样判决后波形')dt=zeros(1,i);
%全零矩阵 dt(1)=st(1);for n=2:10;
if(st(n)-st(n-1))<=0&&(st(n)-st(n-1))>-1;
dt(n)=0;
else
dt(n)=1;
end end st=t;for n=1:10
if dt(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 江西农业大学课程设计报告
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subplot(414);plot(t,st);axis([0,5,-1,2]);title('码反变换后波形')21
第五篇：电子线路课程设计
电子技术基础课程设计
§1 电子系统设计基础知识
电子系统通常由四部分组成，输入电路，变换、控制运算电路，输出电路和电源。
图1 电子系统框图
输入电路接收被测或被控对象的有关信息，经变换放大、运算，把结果送给输出电路，输出电路把送来的结果经输出电路处理后去驱动执行机构。电源是供给各部分必需的电压和电流。
l、电子系统设计步骤（1）方案设计
根据设计任务书给定的技术指标和条件，设计出完整的电路。在这一阶段的主要任务是准备好实验文件，它包括：
A、画出主要单元电路、数据通路、输入、输出及重要控制信号的概貌框图。B、画出构成电路的详细电路图。C、简要说明系统的工作原理。（2）方案试验
对所定的设计方案进行装调实验。对一个仅从理论上设计出来的电路往往是不成熟的，可能存在许多问题，必须通过装调试验。发现实验现象与设计要求不相符的地方，通过分析、试验，找出解决的方法，来不断改善原设计方案，甚至修改原方案。（3）工艺设计
完成制作实验样机所必需的文件资料，包括整机结构设计和印刷电路板设计。（4）样机制作和调试
在修改和完善方案设计、工艺设计的基础上，完成样机外壳和构架的加工、元器件的焊接和组装、整机调试和指标测试等工作。最终制作出符合指标要求的性能样机。（5）总结鉴定
考核样机是否全面达到给定技术指标要求，能否长期可靠地工作。同时写出设计总结报告、只有通过鉴定后方可投入试生产。
由上述设计步骤可以看出，电子系统的设计最终是要制作出生产样机或定型产品。整个过程是较复杂的。由于学时数有限和设备条件的限制，我们只能选择方案设计、方案试验和写总结报告三个环节作为训练重点。
2、设计的基本方法
（1）根据技术指标和系统功能要求，把复杂的电路系统分解成若干个独立的功能单元。每个单元可由若干个集成电路或分立元件来完成。分解的单元不宜太多，以免造成单元间连接错误。但也不能太少，造成一个单元太复杂，一旦出故障难以查找。（2）根据所划分单元的功能，选择合适的电路和器件来完成所需的功能，因此，要求设计者不仅应具备电路方面的知识，还要熟悉各类器件的性能和特点。
（3）完成各单元电路间的相互连接。对逻辑电路，在时序上应协调一致。对模拟电路，相位关系应相符。相邻单元间，在电气性能上应匹配，以保证各部分均能正常工作。
由于集成电路的迅速发展，许多单元功能电路已由生产器件的厂家完成。因此，我们在设计时，搞清总体方案对各部分电路的要求之后，就可选择合适的集成电路。尽量少用分立元件。这样不仅可以减少器件的数量，还可提高电路的可靠性，降低成本。
一个电路系统设计的好坏，首先是看是否达到技术指标要求，能否长期可靠地工作。第二，是否经济实用，容易制作，使用、维修方便。故要设计一个比较理想实用的电路，设计者除必需具备扎实的理论基础知识、丰富的实践经验和很强的想象力外，还必需熟悉各种器件的功能和性能。
3、实验文件的标准格式
本课程着重训练学生在方案设计、方案试验和撰写总结报告三方面的能力，故在整个设计过程中要求学生完成三个文件，即方案设计报告、方案试验预习报告和课程设计总结报告。
对方案设计报告、必须按下述要求画出框图和电路图：
（1）比较简单的框图，一般由几个方框组成。复杂些的电路，一般由十几个方框组成。通常所有的框图画在一张纸上。始当庞大的电路，可附加各单元电路的方框图。所画的框图不必太详细，但也不能过于含糊．关键是要反映出电路系统的主要单元电路、数据通路，输入和输出，以及控制点的设想。
（2）框图要清晰地表示出信息的流向。（3）每个方框不必指出功能决中所包含的器件。（4）所有连线必须清晰、整齐。（5）所有器件符号均采用国际（或国家）标准符号。
方案试验报告包括：调试方法和步骤；指标测量内容和方法；所用仪器设备；记录测量结果的表格等。
课程设计总结报告，应包括如下内容：任务要求；方案特点；框图组成及其工作原理；单元电路的设计计算；总电路图；调试方法和步骤；实验结果（包括各点的数据、波形和指标测量值）；结果分析；改进意见和心得体会等。
§2设计课题
1．题目：改通用示波器为简易逻辑分析仪
一、示波器工作原理
1．组成
通用示波器通常由显示器件（阴极射线管）、垂直放大器、触发器或同步电路、时基、水平放大器、门控放大器、电源等组成，其框图如下所示。
图9 示波器方框图
2．工作原理
被测信号经垂直放大器后加到示波器的垂直（Y轴）的偏转系统，使电子射线的垂直偏转距离正比于输入信号的瞬时值。在示波管的水平（X轴）偏转系统上加以随时间线性变化的信号；使电子射线在水平偏转正比于时间，那么再示波管的屏幕上就得到输入信号的时间波形。由于水平偏转系统所加线性变化的信号不可能无限增长，荧光屏的尺寸也有限，故实际线性变化的信号（扫描信号）是一锯齿波，这样就能使输入信号的时间波形在荧光屏上反复出现。当锯齿波的重复周期等于输入信号周期（或输入信号周期的整数倍）时，每次重复出现的波形正好完全重合（同步）就可看到稳定的波形。3．双踪示波器：
对于双踪示波器，则是由一个电子开关来控制Y轴偏移电压，使其在第一个扫描周用内接通第一路信号，在第二个扫描周期接通第二路信号（在两个扫描周期可以加入不同的偏移电压），交替进行。这样在屏幕上就可同时看到两个波形。如上图所示。实际上示波器是分时工作。
4．示波器功能扩展
根据上述原理，若要示波器能够同时观察多个波形。只需在每个波形加入Y轴放大器（垂直放大器）的同时加一偏移电压，然后调节扫描周明便能得到稳定的多个波形。示波器观察多个波形功能扩展框图如下。
图11 示波器观察多个波形功能扩展框图
对逻辑电路只有“0”、“l”两个状态。在示波器上要显示出“0”、“l”逻辑字符，可根据显示李沙育图形的原理，将两个频率相同，并有一定相位差（60°～ 90°）的正弦波，分别加到Y轴和X轴输入端，示波器就可显示字符“0”；若只有Y轴加信号，X轴不加信号，就可显示字符“1”。若在Y轴和X轴加（或不加）信号的同时加上一定的偏移电压，就可把“0”、“1”字符显示在荧光屏的不同位置上。示波器显示逻辑字符功能扩展框图见图12。
图12 示波器显示逻辑字符功能扩展框图
根据上述原理就可将通用示波器改为简易数字逻辑分析仪。
二、技术指标（简易数字逻辑分析仪）
1．输入、输出信号与TTL集成电路电平相容 2．输人信号：输入信号最高频率≤l00KHZ A、可同时输入四个被测信号。B、外时钟信号。
3、输出信号；
A、送至示波器Y轴输人端信号幅度；
“逻辑”状态≥0.2VP-P “波形”状态≥0.3VP-P
B、送至示波器X轴输入端或外触发输入端信号幅度：
至X轴输入端信号幅度≥0.1VP-P 至外触发输入端信号幅度≥3VP-P C、内时钟信号输出：约100KHZ． D、“8421”编码信号输出。
4、简易数字逻辑分析仪与示波器配合使用；
A、可显示≤16组由“0”、“1”字符组成的被测信号逻辑值 B、可显示四个被测信号的逻辑波形
5、电源电压：+5V
三、具体设计内容：
1、根据技术指标要求，设计计算
A、正弦波振荡器。B、时钟脉冲振荡器；
2、设计整机电路，画出框图和总电路图
3、在实验板上接插电路，并进行单元电路和整机调试。
调试完成后，要写出详细总结报告，包括：调试步骤、调试结果、晶体管工作状态、原器件明细表、使用方法（例举组合逻辑电路动态测试和时序电路测试的使用方法）等。
四、器材和元件：
建议选用如下中、小规模集成电路和分立元件来完成方案设计。
1、六反相器
74LS04 74LS93 74LS153 3DG6、3DK2 2、2-8进制计数器
4、晶体三极管
五、仪器和设备：
1、双踪示波器。
2、三用表。
3、直流稳压电源。
4、接插板。
六、参考文献；
l、模拟电子技术基础
2、数字电子技术基础
江晓安
主编 江晓安
主编
3、双4选l数据选择器
5、电阻器、电容器、电位器
七、简易数字逻辑分析仪参考电路
八、集成电路引脚，逻辑图及功能
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