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发表于:2008-2-17 22:28:31
标签：DSB-AM  

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DSB-AM的MATLAB仿真

DSB-AM调制

 

一．     原理与分析

 

在DSB-AM系统中，已调信号的幅度正比与消息信号。这种调制通过使用乘法器完成，将消息信号吗m(t)与载波Accos(2πfct)，如图1所示，表示为：

u(t)=Acm(t)cos(2πfct)                                      （1）

 

 

图 1 DSB-AM调制原理结构框图

 

其中

c(t)=Accos(2πfct)                                                     （2）

 

是载波，而m(t)是消息信号。若以单频正弦信号调制为例，那么典型波形如图3所示。

图 2 DSB-AM典型信号

 

现取u(t)的傅立叶变换，可以得到DSB-AM信号的频域表示为：

                                      （3）

 

其中M(f)是m(t)的傅立叶变换。很明显可以看出，这种调制方式将消息信号的频谱进行了搬移，并在幅度上乘以Ac/2，传输带宽Br是消息信号带宽的两倍，也就是说：

Br=2W                                                              （4）

 

图3显示了一个典型的消息信号的频谱及其相对应的DSB-AM已调信号的频谱。

 

图 3 消息信号与DSB-AM已调信号的频谱

 

已调信号的功率为

                                                          （5）

 

其中Pm是消息信号的功率。在DSB-AM通信系统中，信噪比SNR等于基带的SNR，也就是：

                                                     （6）

 

其中PR是接收到的功率（在接收端已调信号的功率），N0是噪声功率谱密度（假定为白噪声），W是信号噪声的带宽。

 

二．     MATLAB示例

 

例子1

    定义一个消息信号m(t)为：

该消息使用DSB-AM方式进行传输，调制载波为c(t)=Accos(2πfct)，调制后得到的信号为u(t)，假设t0=0.15，fc=250HZ。

（1）    求m(t)，c(t)，u(t)信号的时域波形图与频谱图。

（2）    现在调制过程中又噪声加在已调信号上，所得到的SNR为20dB，求出噪声信号的时域与频域图和得到的调制信号时域与频域图。

 

解：

本题的MATLAB脚本语言如下：

 

 

%DSB_AM调制

%题1求解

clear all;

clc;

echo on

t0 = 0.15;                               %定义信号持续时间

ts = 0.0001;                           %定义仿真时的信号采样率

fc = 250;                                %定义载波信号

snr = 20;                                %定义信噪比，单位dB

fs = 1/ts;                                 %采样频率

df = 0.2;                                 %定义频谱分辩力

t = [0:ts:t0];                             %时间矢量

snr_lin = 10^(snr/10);              %线性的信噪比

%传输的信号

m = [ones(1,ceil(t0/(3*ts))),-2*ones(1,ceil(t0/(3*ts))),zeros(1,ceil(t0/(3*ts)+1))]; 

c = cos(2*pi*fc.*t);                 %载波

u = m.*c;                                %调制

[M,m,df1]=fftseq(m,ts,df);       %传输的信号的频谱

M = M/fs;                               %频谱采样

[U,u,df1]=fftseq(u,ts,df);          %调制信号频谱

U=U/fs;                                   %频谱采样

[C,c,df]=fftseq(c,ts,df);            %载波信号频谱

C = C/fs;                                 %频率采样

%频谱矢量

f = [0:df1:df1*(length(m)-1)]-fs/2;

%信号的功率

signal_power=spower(u(1:length(t)));

%噪声的功率

noise_power=signal_power/snr_lin;

%噪声的标准差

noise_std=sqrt(noise_power);

%产生最后的噪声

n=noise_std*randn(1,length(u));

r=u+n;                                     %将信号加到噪声上

[N,n,df1]=fftseq(n,ts,df);          %对噪声进行fft

N = N/fs;                                 %频率采样

[R,r,df1]=fftseq(r,ts,df);            %对最后的信号进行fft

R = R/fs;                                  %进行采样

 

%显示出没有噪声的情况

figure                                       %显示第一张图片（第一题解）

subplot(3,2,1)                          %消息信号时域显示

plot(t,m(1:length(t)))

title('原始信号')

axis([0 0.15 -3 3])

subplot(3,2,2)                           %消息信号频域显示

plot(f,abs(fftshift(M)))

title('原始信号的频率')

axis([-500 500 0 0.15])

subplot(3,2,3)                           %调制载波时域显示

plot(t,c(1:length(t)))

title('载波信号')

axis([0 0.15 -3 3])

subplot(3,2,4)                           %调制载波频域显示

plot(f,abs(fftshift(C)))

title('载波的频率')

axis([-500 500 0 0.15])

subplot(3,2,5)                           %调制信号时域显示

plot(t,u(1:length(t)))

title('调制信号')

axis([0 0.15 -3 3])

subplot(3,2,6)                           %调制信号频域显示

plot(f,abs(fftshift(U)))

title('调制信号的频率')

axis([-500 500 0 0.15])

 

%噪声分析

figure                                        %显示第二章图片（第二题解）

subplot(2,2,1)                          %噪声时域显示

plot(t,n(1:length(t)))

title('采样的噪声')

axis([0 0.15 -1 1])

subplot(2,2,2)                           %噪声频域显示

plot(f,abs(fftshift(N)))

axis([-500 500 0 0.05])

title('信号频谱')

subplot(2,2,3)                           %加噪调制信号时域显示

plot(t,r(1:length(t)))

title('信号与噪声')

axis([0 0.15 -3 3])

subplot(2,2,4)                           %加噪调制信号频域显示

plot(f,abs(fftshift(R)))

title('信号与噪声')

axis([-500 500 0 0.15])

 

 

    最后得到的MATLAB图显示了题解：

 

图 4 没有噪声情况下的信号图示（题1解）

 

图 5 在噪声情况（SNR＝20）下，信号图示（题2解）

 

 

 

 本文的程序与PDF文档如下rar

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发表于:2008-2-13 19:10:58
标签：通信基础理论  

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压控振荡器的MATLAB仿真

压控振荡器

 

一．原理与分析

    压控振荡器VCO（Voltage-Controlled Oscillator）是一种输出信号的频率随着输入信号幅度的变化而发生变化的设备。其的工作原理可以通过式1来描述。

                              （1）

    其中，u(t)表示输入信号，y(t)表示输出信号。由于输入信号的频率取决与输入信号的电压的变化，因此称为“压控振荡器”。其他影响压控振荡器输出信号的参数还有信号的幅度Ac，振荡频率fc，输入信号灵敏度kc，以及初始相位。

 

二．MATLAB仿真

例子

定义一个锯齿波信号，频率是20HZ，幅度范围在0V和1V之间。现在用此信号作为压控振荡器的输入控制信号，该压控振荡器的振荡频率fc=20HZ, 输入信号灵敏度，初始相位。使用MATLAB求得输出的压控振荡信号。

 

MATLB脚本语言：

 

 

%MATLAB实现压控振荡器

clear all;

clc;

t0 = 0.15;                          %定义压控信号持续时间

ts = 0.0001;                        %定义信号采样率

fc = 50;                            %定义振荡频率

t = [0:ts:t0];                      %时间矢量

u0 = 20*t(1:length(t)/3);           %定义压控信号（单周期）

u = [u0,u0,u0,0];                   %定义压控信号（3个周期）

Ac = 1;                             %定义振幅

kc = 0.1;                           %定义输入信号灵敏度

fi = 0;                             %定义初始相位

%对压控信号进行积分

u_int(1) = 0;                       %定义压控信号积分初值

for i = 1:length(u)-1               %进行离散积分

        u_int(i+1) = u(i)+u_int(i);

end

%压控振荡信号

y = Ac*cos(2*pi*fc*t+2*pi*kc*u_int+fi);

   

%作图

subplot(2,1,1)                      %显示压控信号

plot(t,u)

axis([0 t0 -1.5 1.5])

title('控制信号')

subplot(2,1,2)                      %显示振荡信号

plot(t,y)

axis([0 t0 -1.5 1.5])

title('压控振荡信号')

 

 MATLAB得到的最后结果：

图 1 压控振荡器输出

 

 

    上文的PDF文档和MATLAB文件在如下的压缩包中。

rar

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发表于:2008-1-13 20:07:58
标签：单片机仿真例子  

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单片机开发板的实验内容

目前拟定了一些实验，计划至少20个，现在能够明确列出的有10个。所以说这个只是初步的，后面还是要改的。

 

1 闪烁灯实验  2 走马灯实验  3 按键控制LED实验 4 音乐演奏实验（蜂鸣器） 5 定时器实验，输出PWM  6 串并转换实验 7 数码管静态显示实验 8 数码管动态显示实验 9 液晶显示（字符型）10 EEPROM实验

 

说明：

1.闪烁灯实验 —— 使用软件延迟的方式控制LED的闪烁；

2.走马灯实验 —— 软件延迟与移位相结合完成；

3.按键控制LED实验 —— 加入按键控制，完成对IO口的读写，按键按下后LED灯亮，再按下后LED灯灭；

proteus仿真结果：