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1、通信系统仿真实验基于 SystemView 的 2PSK 系统仿真精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 21 页0 一、系统仿真的目的：1、了解通信系统的组成、工作原理、信号传输、变换过程。2、掌握通信系统的设计方法与参数设置原则。3、 掌握使用 SystemView软件仿真通信系统的方法。二、系统仿真任务：1、 系统输入正弦波频率： 500 Hz；码元传输速率： 64kBd。2、设计一通信系统，并使用SystemView软件进行仿真。3、获取各点时域波形，波形、坐标、标题等要清楚；滤波器的单位冲击相应和幅频特性曲线。4、获取
2、主要信号的功率谱密度。5、各点波形：包括时域波形、眼图、覆盖图、瀑布图等。6、主要信号的功率谱密度。7、滤波器的单位冲击响应及幅频特性曲线。三、原理简介：1、PCM 编码与解码：语音 PCM 的抽样频率为 8kHz， 每个量化样值对应一个8 位二进制码，故话音数字编码信号的速率为8bits*8kHz =64kb/s。通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即PCM 编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。为了增大输入信号的动态范围，这里采用采用A 律压扩实现非精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共
3、21 页1 均匀量化。2、并 串和串 并变换：ADC 采样之后得到的是8 位并行信号， 为了将其变换成串行信号，使用计数器和八选一数据选择器来完成并行信号到串行信号的转换。由于是 8 位 8kHz 采样的并行信号，因此计数器的计数频率为64kHz，才能在一个采样周期内完成8 位传输。而串行信号转并行信号则是通过移位寄存器和锁存器完成。移位寄存器将接收到的串行信号通过移位接收，移满 8 位后将数据锁存进入锁存器中。移位寄存器和锁存器的时钟信号应设置为64kHz 和 8kHz。3、2PSK：(1)2PSK 信号产生与调制2PSK 信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB 调幅信号，因此在本系统中
4、使用双极性基带信号与载波相乘再经过带通滤波器得到 2PSK 信号。(2)2PSK 信号的解调2PSK 只能采用相干解调，使用Cotas环提取出同步载波与2PSK信号相乘，经过一低通滤波器后再进行抽样判决即可解调出基带PCM 编码信号。四、系统组成框图、仿真模型、图符参数设置：本系统由三部分组成，分别是PCM 编码与解码、并 串和串 并变换、2PSK 调制与解调。系统组成框图如下。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 21 页2 1、PCM 编码与解码图幅参数图符号库/名称参数0 Source: Sinusoid Amp = 1
5、 v Freq = 500 Hz Phase = 0 deg Output 0 = Sine t1 t2 Output 1 = Cosine Max Rate (Port 0) = 1.92e+6 Hz 2 Comm: Compander A-Law Max Input = 5 Max Rate = 1.92e+6 Hz 3 Logic: ADC Twos Complement Gate Delay = 0 sec Threshold = 500e-3 v True Output = 1 v False Output = 0 v No. Bits = 8 Min Input = -5 v Ma
6、x Input = 5 v Rise Time = 0 sec Analog = t2 Output 0 Clock = t5 Output 0 Output 0 = Q-0 t6 Output 1 = Q-1 t6 Output 2 = Q-2 t6 Output 3 = Q-3 t6 PCM 编码AD 输出输入正弦波并/串变换数 字 频 带传 输 信 道2PSK 串 /并变换PCM 解码DA 输出输出正弦波精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 21 页3 Output 4 = Q-4 t6 Output 5 = Q-5 t
7、6 Output 6 = Q-6 t6 Output 7 = Q-7 t6 Output 8 = Q-8 Output 9 = Q-9 Output 10 = Q-10 Output 11 = Q-11 Output 12 = Q-12 Output 13 = Q-13 Output 14 = Q-14 Output 15 = Q-15 Max Rate (Port 0) = 1.92e+6 Hz 5 Source: Pulse Train Amp = 1 v Freq = 8e+3 Hz PulseW = 80e-6 sec Offset = -500e-3 v Phase = 0 deg
8、Max Rate = 1.92e+6 Hz 28 Logic: DAC Twos Complement Gate Delay = 0 sec Threshold = 500e-3 v No. Bits = 8 Min Output = -5 v Max Output = 5 v D-0 = t26 Output 7 D-1 = t26 Output 6 D-2 = t26 Output 5 D-3 = t26 Output 4 D-4 = t26 Output 3 D-5 = t26 Output 2 D-6 = t26 Output 1 D-7 = t26 Output 0 D-8 = No
9、ne D-9 = None D-10 = None D-11 = None D-12 = None D-13 = None D-14 = None D-15 = None Max Rate = 1.92e+6 Hz 31 Comm: DeCompand A-Law 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 21 页4 Max Input = 5 Max Rate = 1.92e+6 Hz 32 Operator: Linear Sys Butterworth Lowpass IIR 3 Poles Fc = 3.4e+3 Hz Q
10、uant Bits = None Init Cndtn = Transient DSP Mode Disabled Max Rate = 1.92e+6 Hz 2、并 串和串 并变换图符号库/名称参数6 Logic: Mux-D-8 Gate Delay = 0 sec Threshold = 500e-3 v True Output = 1 v False Output = -1 v Rise Time = 0 sec Fall Time = 0 sec S-0 = t7 Output 0 S-1 = t7 Output 1 S-2 = t7 Output 2 I-0 = t3 Output
11、 0 I-1 = t3 Output 1 I-2 = t3 Output 2 I-3 = t3 Output 3 I-4 = t3 Output 4 I-5 = t3 Output 5 I-6 = t3 Output 6 I-7 = t3 Output 7 Enable* = t10 Output 0 Output 0 = Z t11 t13 Output 1 = Z* 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 21 页5 Max Rate (Port 0) = 1.92e+6 Hz 7 Logic: Cntr-U/D Gate
12、Delay = 0 sec Threshold = 500e-3 v True Output = 1 v False Output = 0 v Rise Time = 0 sec Fall Time = 0 sec P-0 = None P-1 = None P-2 = None P-3 = None PL* = t8 Output 0 U*/D = None CE* = None Clock = t9 Output 0 Output 0 = Q-0 t6 Output 1 = Q-1 t6 Output 2 = Q-2 t6 Output 3 = Q-3 Output 4 = TC Outp
13、ut 5 = RC* Max Rate (Port 0) = 1.92e+6 Hz 8 Source: Step Fct Amp = 1 v Start = 0 sec Offset = 0 v Max Rate = 1.92e+6 Hz 9 Source: Pulse Train Amp = 1 v Freq = 64e+3 Hz PulseW = 2e-6 sec Offset = 0 v Phase = 0 deg Max Rate = 1.92e+6 Hz 10 Source: Step Fct Amp = 0 v Start = 0 sec Offset = 0 v Max Rate
14、 = 1.92e+6 Hz 23 Source: Step Fct Amp = 1 v Start = 0 sec Offset = 0 v Max Rate = 1.92e+6 Hz 24 Logic: Shft-8in Gate Delay = 0 sec 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 21 页6 Threshold = 500e-3 v True Output = 1 v False Output = 0 v Rise Time = 0 sec Fall Time = 0 sec Input A = t22 Ou
15、tput 0 Input B = t22 Output 0 Clock = t25 Output 0 MR* = t23 Output 0 Output 0 = Q-0 t26 Output 1 = Q-1 t26 Output 2 = Q-2 t26 Output 3 = Q-3 t26 Output 4 = Q-4 t26 Output 5 = Q-5 t26 Output 6 = Q-6 t26 Output 7 = Q-7 t26 Max Rate (Port 0) = 1.92e+6 Hz 25 Source: Pulse Train Amp = 1 v Freq = 64e+3 H
16、z PulseW = 10e-6 sec Offset = -500e-3 v Phase = 0 deg Max Rate = 1.92e+6 Hz 26 Logic: Latch-8T Gate Delay = 0 sec Threshold = 500e-3 v True Output = 1 v False Output = 0 v Rise Time = 0 sec Fall Time = 0 sec Data D-0 = t24 Output 0 Data D-1 = t24 Output 1 Data D-2 = t24 Output 2 Data D-3 = t24 Outpu
17、t 3 Data D-4 = t24 Output 4 Data D-5 = t24 Output 5 Data D-6 = t24 Output 6 Data D-7 = t24 Output 7 L-Enable = t27 Output 0 Output 0 = Q-0 t28 Output 1 = Q-1 t28 Output 2 = Q-2 t28 Output 3 = Q-3 t28 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 21 页7 Output 4 = Q-4 t28 Output 5 = Q-5 t28 Out
18、put 6 = Q-6 t28 Output 7 = Q-7 t28 Max Rate (Port 0) = 1.92e+6 Hz 27 Source: Pulse Train Amp = 1 v Freq = 8e+3 Hz PulseW = 4e-6 sec Offset = -500e-3 v Phase = 315 deg Max Rate = 1.92e+6 Hz 3、2PSK 调制与解调图符号库/名称参数13 Multiplier: Non Parametric Inputs from t14p0 t6p0 Outputs to 12 15 Max Rate = 1.92e+6 H
19、z 14 Source: Sinusoid Amp = 1 v Freq = 192e+3 Hz Phase = 0 deg Output 0 = Sine t13 Output 1 = Cosine Max Rate (Port 0) = 1.92e+6 Hz 15 Operator: Linear Sys Linear Phase Bandpass IIR 3 Poles Low Fc = 128e+3 Hz Hi Fc = 256e+3 Hz 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 21 页8 Quant Bits = N
20、one Init Cndtn = 0 DSP Mode Disabled Max Rate = 1.92e+6 Hz 16 Comm: Costas VCO Freq = 192e+3 Hz VCO Phase = 0 deg Mod Gain = 1 Hz/v Loop Fltr = 1 + 1/s + 1/s2 Output 0 = Baseband InPhase Output 1 = Baseband Quadrature Output 2 = VCO InPhase Output 3 = VCO Quadrature t17 Max Rate (Port 3) = 1.92e+6 H
21、z 17 Multiplier: Non Parametric Inputs from t15p0 t16p3 Outputs to 18 Max Rate = 1.92e+6 Hz 18 Operator: Linear Sys Linear Phase Lowpass IIR 3 Poles Fc = 64e+3 Hz Quant Bits = None Init Cndtn = Transient DSP Mode Disabled Max Rate = 1.92e+6 Hz 20 Operator: Sampler Interpolating Rate = 64e+3 Hz Apert
22、ure = 0 sec Aperture Jitter = 0 sec Max Rate = 64e+3 Hz 21 Operator: Hold Last Value Gain = 1 Out Rate = 1.92e+6 Hz Max Rate = 1.92e+6 Hz 22 Logic: Buffer Gate Delay = 0 sec Threshold = 0 v True Output = 1 v False Output = 0 v Rise Time = 0 sec Fall Time = 0 sec Max Rate = 1.92e+6 Hz 精选学习资料 - - - -
23、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 21 页9 五、仿真波形：1、输入正弦波信号2、A 律压缩信号3、基带信号 (局部放大 ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 21 页1 04、2PSK 调制信号 (局部放大 ) 4、2psk调制信号5、提取载波信号 (局部放大 )5、通过带通滤波器后信号6、接收低通滤波器后信号(局部放大 ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 21 页1 17、采样器输出信号局部放大8、
24、保持器输出信号局部放大精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 21 页1 29、缓冲器输出局部放大10、DA 输出信号11、解压扩输出信号精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 21 页1 312、输出正弦波信号13、Sliced 接收滤波器后信号眼图14、引入高斯白噪声后眼图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 21 页1 415、输入输出正弦波信号瀑布图16、发送接收码元瀑布图六、主要信
25、号的功率谱密度。1、输入正弦波功率谱密度(500Hz) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 21 页1 53、载波功率谱密度 (192kHz) 2、基带信号和 2PSK 信号功率谱密度瀑布图3、与相干载波相乘后信号的功率谱密度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 21 页1 64、经过接收低通滤波器后功率谱密度5、输出信号功率谱精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 21 页1 7七、滤波器的单位冲击响应及幅频特性曲线。1、带通滤波器单位冲击响应和幅频特性单位冲击响应 : 幅频特性 : 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 21 页1 82、接收低通滤波器单位冲击响应和幅频特性单位冲击响应幅频特性精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 21 页1 93、PCM 接收低通滤波器单位冲击响应和幅频特性单位冲击响应幅频特性精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 21 页