实验四 ASK 调制与解调的仿真
一. 实验目的
1. 掌握幅度键控的原理,通过对仿真的过程和结果分析,加深对其理解。
2. 运用MATLAB 对ASK 的调制与解调过程进行仿真。
二. 实验内容
运用MATLAB 编程实现ASK 调制解调过程,并且输出其调制后的波形,画出频谱、功率谱密度图,并比较各种调制的误码率情况,讨论其调制效果。
三. 软件概要设计说明,功能模块及流程和工作原理
ASK 信号调制器的设计:产生二进制振幅键控信号的方法主要有两种:
法1:采用相乘电路,用基带信号()t A 和载波()t ωcos 相乘就得到已调信号输出; 法2:采用开关电路,这里的开关由输入基带信号()t A 控制,用这种方法可以得到同样的输出波形。
ASK 信号解调器的设计:ASK 信号的解调方法有两种,即包络检波法和相干解调法,前者属于非相干解调。
其中解调的原理框图如图所示。
根据ASK 调制的表达式可知:
2()cos ASK n c S t a A t ω=⋅
综合式 令A =1,则ASK 信号的一般时域表达式为:
t nT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑
t
t S c ωcos )(= 式中,s T 为码元间隔,()g t 为持续时间[]2,2Ts Ts -内任意波形形状的脉冲(分析时一般
设为归一化矩形脉冲),而()S t 就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列。
根据ASK 相干解调的表达式:
)2cos()(21)(21)]2cos(1[21)()(cos )()cos()()(2t t m t m t t m t t m t t y t z c c c c ωωωω+=+•=•=•=
其中第1项是基带信号,第2项是频率为c ω2的高频信号,利用低通滤波器可检出基带信号,再经过抽样判决,可恢复出原始信号序列。
四. 软件详细设计、关键技术与难点、测试数据
用MATLAB 编程如下:
t=0::8; % 定义时间采样值
y=sin(2*pi*t); % 定义未调信号的表达式
x=[ones(1,100),zeros(1,100),ones(1,100),ones(1,100),zeros(1,100),zeros(1,100),ones(1,100),zero s(1,101)]; %定义载波X 的取值
z=x.*y; % 定义已调信号的表达式
subplot(3,1,1) % 画第一个图
plot(t,x) % 画出载波图
axis([0,8,,]) % 定义范围
xlabel('时间') % 定义坐标轴的名字
title('未调信号'); % 定义图的名字
subplot(3,1,2); % 画第二个图
plot(t,y) % 画出调制信号图
axis([0,8,,]) % 定义范围
xlabel('时间') % 定义坐标轴的名字
title('载波') % 定义图的名字
subplot(3,1,3) % 画出第三个图
plot(t,z) % 画出解调后的图
axis([0,8,,]) % 定义范围
xlabel('时间') % 定义坐标轴的名字
title('已调信号'); % 定义图的名字
仿真结果:
软件中主要包含有二进制信号的产生,调制信号的产生,调制信号的解调和绘图部分。
在本次实验中,没有给已调信号加上噪声。
主要是出于对程序的简化。
软件设计的难点,在于调制信号的解调,这一点在编程中得到解决,直接将其程序化,这样可以从运作上简单方便一些。
五.实习的收获、心得、问题、困难和建议
本次实验主要是通过MATLAB来完成ASK信号的调制与解调实验。
通过多次的实践以及查找相关资料还是较好的完成了本次实验。
觉得学习是必须通过理论以及实验来综合学习才能更好的掌握知识,而且在不断深入的学习中也发现了该门学科更多的乐趣,可以用其来解决许多较难的问题,达到学习的效果。