電子科技大學實驗二_數(shù)字信號載波調(diào)制 (2)

1、電子科技大學通信學院增量調(diào)制原理實驗報告書增量調(diào)制原理實驗 班 級 電工五班 學 生 孫鵬 學 號 2902105001 教 師 饒力 增量調(diào)制原理實驗指導書增量調(diào)制原理實驗一、實驗目的1、了解增量調(diào)制系統(tǒng)的組成及原理。2、研究系統(tǒng)性能指標及各部分波形。3、研究各部分參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。4、研究理論與工程模型之間的關(guān)系。二、實驗原理簡單增量調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)是繼PCM之后的又一種模擬信號的數(shù)字化方法，最大特點是實現(xiàn)容易，在低比特率時信噪比好，實驗系統(tǒng)主要由以下部分組成。1、模擬信源可產(chǎn)生系統(tǒng)正弦波，方波，鋸齒波等典型模擬信號波形。2、二值量化器對模擬信號抽樣后進行二值量化并作為雙極性NRZ碼輸出

2、，3、脈沖發(fā)生器由于雙極性二元量化量是一種±幅值輸出的標準脈沖發(fā)生器，因此只須加一放大器，就可以構(gòu)成增量脈沖發(fā)生器。4、積分器本系統(tǒng)采用理想積分器，實際工程應用中用有源積分，或無源又C或LC積分器，均可在本系統(tǒng)的應用環(huán)境中很好的近似理想積分。5、輸出濾波器本系統(tǒng)提供參數(shù)可調(diào)濾波器，其類型，階數(shù)及上下截止頻率，均由實驗人員自行設定。本實驗系統(tǒng)設定兩種系統(tǒng)實驗，簡單增量調(diào)制及積分總和增量調(diào)制。三、實驗步驟1、開機進入Windows桌面。2、雙擊桌面上的MATLAB快捷圖標，進入命令窗。3、鍵入：C102，進入仿真實驗界面。4、選擇Increment Modulation實驗類型，這時在具

3、體實驗項目欄中列出該實驗所包含的具體各項實驗。5、選擇Increment Modulation實驗，再按下RUN一按鈕，即進入該實驗框圖界面。6、設置標準信號參數(shù)信號發(fā)生器波形：距齒波、幅度1V、頻率1HZ；抽樣量化器：抽樣率0.001秒：脈沖發(fā)生器：幅值10濾波器：類型LPF，截止頻率5*2*PI，3階。7、選擇simulation菜單下的Start即可開始該實驗的仿真運行。實驗記錄：1） 觀察記錄輸入及輸出波形2）回答，在本系統(tǒng)中的增量值為多少?答：增量為：2/1000=2mV8、改變脈沖發(fā)生器的幅值1）減小到1，觀察記錄解調(diào)波形回答：這時波形發(fā)生了什么變化，為什么會發(fā)生這種變化。答：波形

4、出現(xiàn)向下偏移并且在縮小幅值的大小。由于脈沖發(fā)生器的幅值變化直接影響了解調(diào)波形的幅值變化。2）脈沖發(fā)生器的幅值加大到20觀察記錄示波器Scope2, Scope4的波形回答：解釋系統(tǒng)波形變化的原因及對系統(tǒng)輸出的影響。答：由于脈沖發(fā)生器的幅值加大為20，加大了量化臺階，發(fā)生了一定的過載量化噪聲使得輸入波形發(fā)生了一定的幅值減小。對輸出基本量化噪聲功率增大。9、增量總和調(diào)制系統(tǒng)1）設置基本參數(shù)信號發(fā)生器：鋸齒波、幅度1V、頻率1HZ。抽樣量化器：抽樣率0.001秒脈沖發(fā)生器：幅值1濾波器：類型LPF，截止頻率5*2*PI，3階2） 觀察記錄各點波形10、調(diào)整增量總和系統(tǒng)參數(shù)1）解碼的輸出濾波器截止頻率

5、從2Hz到20Hz之間變化，觀察解調(diào)輸出的變化，并解釋其原因。答：輸出波形隨著濾波器截止頻率的增大使信號輸出波形的頻率增大。并在逐漸到一定程度后，波形開始發(fā)生毛刺現(xiàn)象。10Hz20Hz15Hz15Hz3） 將濾波器的階數(shù)增加到20，重復上述實驗，觀察系統(tǒng)輸出有什么變化；答：輸出波形隨著濾波器階數(shù)的增大使信號輸出波形的頻率逐漸減小，并減小到一定程度后變化就很小了。其波形幅值始終保持不變。10Hz15Hz20Hz3）總結(jié)上述結(jié)果，試說明濾波器的參數(shù)應如何選擇。答：濾波器的參數(shù)主要有截止頻率和階數(shù)。輸出波形隨著濾波器截止頻率的增大使信號輸出波形的頻率增大。而輸出波形隨著濾波器階數(shù)的增大使信號輸出波形

6、的頻率逐漸減小，并減小到一定程度后變化就很小了。其波形幅值始終保持不變。故濾波器的兩個參數(shù)應該同時考慮。11、觀察正弦波輸入時系統(tǒng)參數(shù)變化對輸出的影響，解釋你觀察到的現(xiàn)象。答：正弦波輸入時系統(tǒng)參數(shù)主要有脈沖發(fā)生器幅值的變化和濾波器截止頻率與階數(shù)的變化。脈沖發(fā)生器的幅值變化直接影響了解調(diào)波形的幅值變化，輸出波形隨著濾波器截止頻率的增大使信號輸出波形的頻率增大。而輸出波形隨著濾波器階數(shù)的增大使信號輸出波形的頻率逐漸減小，并減小到一定程度后變化就很小了。其波形幅值始終保持不變。這主要是因為這些系統(tǒng)參數(shù)對增量調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)在調(diào)制解調(diào)的過程中抽樣，量化以及前后編碼譯碼的濾波有影響。四、思考題1、在積分總和

7、增量調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)中，沒有輸出濾波器行不行？為什么？簡單增量調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)中，無輸出濾波器會有什么結(jié)果，為什么？答：在積分總和增量調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)中不能沒有輸出濾波器。因為濾波器在這個過程中使得系統(tǒng)信號更平滑，更好的譯碼，減小因過載量化噪聲引起的信號量噪比。如果簡單增量調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)中，無輸出濾波器會增大信號的誤碼率，使輸出的波形不平滑。2、增量調(diào)制系統(tǒng)中對系統(tǒng)性能影響最大的參數(shù)是什么？答：增量調(diào)制系統(tǒng)中對系統(tǒng)性能影響最大的參數(shù)是：脈沖發(fā)生器的幅值3、增量總和調(diào)制系統(tǒng)的抽樣率應如何設置。答：對于M系統(tǒng)而言，可以選擇較高的抽樣頻率，因為這樣，既能減小過載噪聲，又能進一步降低一般量化噪聲，從而使M系統(tǒng)的量化噪聲減小到給定的容許數(shù)值。通常，M系統(tǒng)中的抽樣頻率要比PCM系統(tǒng)的抽樣頻率高得多，通常要高2倍以上。4、你是否估計出增量調(diào)制系統(tǒng)的信噪比。答：在不過載情況下，一般量化噪聲e(t)的幅度在-到范圍內(nèi)隨機變化。假設在此區(qū)