數(shù)字信號(hào)處理 實(shí)驗(yàn)八 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1、數(shù)字信號(hào)處理 實(shí)驗(yàn)八調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （1） 深刻理解濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)及根據(jù)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的過程（2） 了解濾波器在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)步驟:1.通過SYSTEMVIEW軟件設(shè)計(jì)與仿真工具，設(shè)計(jì)一個(gè)FIR數(shù)字帶通濾波器，預(yù)先給定截止頻率和在截止頻率上的幅度值， 通過軟件設(shè)計(jì)完后，確認(rèn)濾波器的階數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)，畫出該濾波器的頻率響應(yīng)曲線，進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)的驗(yàn)證。基帶信號(hào)1建立一個(gè)兩載波幅度調(diào)制與解調(diào)的通信系統(tǒng)，將該濾波器作為兩個(gè)載波分別解調(diào)的關(guān)鍵部件，驗(yàn)證其帶通的頻率特性的有效性。系統(tǒng)框圖如下：sin1基帶信號(hào)1+基帶信號(hào)2帶通濾波器1中心頻率1帶通濾波器2中心頻率2基帶信

2、號(hào)2sin2sin1sin2低通濾波低通濾波規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)，確定系統(tǒng)的采樣頻率、觀測(cè)時(shí)間、細(xì)化并設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)，仿真調(diào)整并不斷改進(jìn)達(dá)到正確調(diào)制、正確濾波、正確解調(diào)的目的。（參考文件zhan3.svu）（1） 檢查濾波器的波特圖，看是否達(dá)到預(yù)定要求；（2） 檢查幅度調(diào)制的波形以及相加后的信號(hào)的波形與頻譜是否正常；（3） 檢查解調(diào)后的的基帶信號(hào)是否正常，分析波形變形的原因和解決措施；（4） 實(shí)驗(yàn)中必須體現(xiàn)帶通濾波器的物理意義和在實(shí)際中的應(yīng)用價(jià)值。 2.熟悉matlab中的仿真系統(tǒng)；3.將1.中設(shè)計(jì)的SYSTEMVIEW（如zhan3.svu）系統(tǒng)移植到matlab中的仿真環(huán)境中，使其達(dá)到相同的效果；4

3、.或者不用仿真環(huán)境，編寫程序?qū)崿F(xiàn)該系統(tǒng)，并驗(yàn)證調(diào)制解調(diào)前后的信號(hào)是否一致。程序與運(yùn)行結(jié)果如下：n=1;f1=100;f2=300;fs=2000;%采樣頻率t=0:1/fs:n;fre=10;y1=square(2*fre*pi*t)/2+1.1;dt=1/fs;%定義時(shí)間步長(zhǎng)n1=length(t);%樣點(diǎn)個(gè)數(shù)f_end=1/dt;%頻率軸的顯示范圍f=(0:n1-1)*f_end/n1-f_end/2;%頻率自變量Xf1=dt*fftshift(fft(y1);%頻譜figure(1);subplot(211);plot(t,y1);xlabel('t');title(&#

4、39;方波時(shí)域圖');subplot(212);plot(f,abs(Xf1);xlabel('f');title('方波幅度頻譜'); y2=square(2*fre*pi*t)/2+1.1;Xf2=dt*fftshift(fft(y2);z1=10*sin(2*pi*f1*t);z2=10*sin(2*pi*f2*t);figure(2);subplot(221);plot(t,z1);xlabel('t');title('100Hz正弦波時(shí)域圖');subplot(222);plot(f,abs(dt*fftshif

5、t(fft(z1);xlabel('f');title('100Hz正弦波幅度頻譜');subplot(223);plot(t,z2);xlabel('t');title('300Hz正弦波時(shí)域圖');subplot(224);plot(f,abs(dt*fftshift(fft(z2);xlabel('f');title('300Hz正弦波幅度頻譜'); yy1=y1.*z1;%信號(hào)相乘yy2=y2.*z2;yy3=yy1+yy2;Xf3=dt*fftshift(fft(yy1);figure(3

6、);subplot(211);plot(t,yy1);xlabel('t');title('調(diào)制信號(hào)1時(shí)域');subplot(212);plot(f,abs(Xf3);xlabel('f');title('調(diào)制信號(hào)1頻譜'); Xf4=dt*fftshift(fft(yy2);figure(4);subplot(211);plot(t,yy2);xlabel('t');title('調(diào)制信號(hào)2時(shí)域');subplot(212);plot(f,abs(Xf4);xlabel('f')

7、;title('調(diào)制信號(hào)2頻譜'); Xf5=dt*fftshift(fft(yy3);figure(5);subplot(211);plot(t,yy3);xlabel('t');title('調(diào)制信號(hào)1+2時(shí)域');subplot(212);plot(f,abs(Xf5);xlabel('f');title('調(diào)制信號(hào)1+2頻譜'); fp1=100;fp2=200;%FIR濾波器100-200Hzfs1=50;fs2=250;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=

8、(fp1-fs1)/fs;M=ceil(As-7.95)/(14.36*w);hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,Ws1,Ws2,hamming);figure(6);freqz(b,1,fs,fs);title('FIR濾波器100-200Hz'); t=0:1/fs:n;yyy1=filter(b,2,yy3);%信號(hào)1+2經(jīng)過濾波器1zz1=filter(b,2,z1);%100Hz正弦波經(jīng)過濾波器1Xf10=dt*fftshift(fft(yyy1);Xf11=dt*fftshift(fft(zz1);figure(7);subplot(211)

9、;plot(t,yyy1);xlabel('t');title('信號(hào)1+2濾波器1后時(shí)域圖');subplot(212);plot(f,abs(Xf10);xlabel('f');title('信號(hào)1+2濾波器1后頻譜');figure(8);subplot(211);plot(t,zz1);xlabel('t');title('100Hz正弦波濾波器1后時(shí)域圖');subplot(212);plot(f,abs(zz1);xlabel('f');title('100Hz正

10、弦波濾波器1后頻譜'); fp1=330;fp2=430;%FIR濾波器330-430Hzfs1=200;fs2=490;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil(As-7.95)/(14.36*w);hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,Ws1,Ws2,hamming);figure(9);freqz(b,1,fs,fs);title('FIR濾波器330-430Hz'); t=0:1/fs:n;yyy2=filter(b,2,yy3);zz2=filter(b,2

11、,z2);Xf12=dt*fftshift(fft(yyy2);Xf13=dt*fftshift(fft(zz2);figure(10);subplot(211);plot(t,yyy2);xlabel('t');title('信號(hào)1+2濾波器2后時(shí)域圖');subplot(212);plot(f,abs(Xf12);xlabel('f');title('信號(hào)1+2濾波器2后頻譜');figure(11);subplot(211);plot(t,zz2);xlabel('t');title('300Hz正弦

12、波濾波器2后時(shí)域圖');subplot(212);plot(f,abs(zz2);xlabel('f');title('300Hz正弦波濾波器2后頻譜'); k1=yyy1.*zz1;%解調(diào)k2=yyy2.*zz2;figure(12);subplot(211);plot(t,k1);xlabel('t');title('解調(diào)信號(hào)1時(shí)域圖');subplot(212);plot(f,abs(dt*fftshift(fft(k1);xlabel('f');title('解調(diào)信號(hào)1頻譜');fi

13、gure(13);subplot(211);plot(t,k2);xlabel('t');title('解調(diào)信號(hào)2時(shí)域圖');subplot(212);plot(f,abs(dt*fftshift(fft(k2);xlabel('f');title('解調(diào)信號(hào)2頻譜'); N=8;%8階巴特沃斯低通濾波器上限頻率100HzWn=100/(fs/2);b,a=butter(N,Wn,'low');kk1=filter(b,a,k1);figure(14);H,W=freqz(b,a);%返回頻率響應(yīng)subplot(2

14、11);plot(W*fs/(2*pi),abs(H);xlabel('頻率Hz');ylabel('幅值');grid on;subplot(212);plot(W*fs/(2*pi),20*log10(abs(H);xlabel('頻率Hz');ylabel('幅值dB');grid on; kk2=filter(b,a,k2);Xf6=dt*fftshift(fft(kk1);figure(15);subplot(211);plot(t,kk1);xlabel('t');title('解調(diào)信號(hào)1經(jīng)濾波時(shí)域');subplot(212);plot(f,abs(Xf6);xlabel('