第9章課內(nèi)實驗實驗一SystemView使用入門一、實驗內(nèi)容將信源輸出余弦波的幅度改為2伏、頻率改為5Hz，并修改相應(yīng)的注腳。二、實驗要求1．運行系統(tǒng)，記錄余弦及其平方后的信號的波形圖（要求標出坐標軸參數(shù)）2．進入分析窗，對余弦波及其平方后的信號進行頻譜分析，記錄兩個信號的頻譜圖（標出坐標軸參數(shù)）3．觀察兩個頻譜圖，回答：（１）余弦波頻譜圖中含有幾個頻率成份，頻率和幅度為多少？（２）余弦波平方后的頻譜圖中含有幾個頻率成份，頻率和幅度分別為多少？實驗二濾波器的作用一、實驗?zāi)康睦斫鉃V波器在抑制噪聲上作用。二、實驗內(nèi)容（1）構(gòu)建相應(yīng)的仿真系統(tǒng)（2）通過改變?yōu)V波器的參數(shù)，觀察濾波器的作用。三、實驗步驟１．設(shè)計仿真模型如圖11所示正弦波正弦波發(fā)生器高斯白噪聲相加器濾波器信宿圖11仿真模型2．構(gòu)建仿真模型根據(jù)圖11所示仿真模型構(gòu)建仿真系統(tǒng)如圖12所示。并將系統(tǒng)取樣速率設(shè)置為100kHz，取樣點數(shù)設(shè)置為1000。圖12仿真系統(tǒng)表1圖符作用及參數(shù)設(shè)置圖符編號所屬圖符庫功能參數(shù)設(shè)置０信源產(chǎn)生正弦波Amplitude:5VFrequency:2000Hz1相加器將正弦波與噪聲相加無2信源產(chǎn)生高斯白噪聲均方根值：１均值：０3算子庫模擬低通濾波器線性系統(tǒng)濾波器模擬，極點數(shù)：5截止頻率：3000Hz4信宿顯示信號與噪聲經(jīng)低通后的輸出無5信宿顯示信號加噪聲的混合信號波形無6信宿顯示信號波形無四、實驗結(jié)果１．運行系統(tǒng)，記錄圖符4、5和6的輸出波形示意圖。2.增大噪聲均方差，如將均方差設(shè)置為3，重新運行系統(tǒng)，記錄圖符4、5和6的波形。3．用上述實驗得到的波形說明濾波器對噪聲的抑制作用。實驗三數(shù)字基帶信號的功率譜分析一、實驗?zāi)康模保煜?shù)字基帶信號的功率譜２．熟悉數(shù)字基帶信號帶寬與碼元速率之間的關(guān)系二、實驗內(nèi)容（1）構(gòu)建相應(yīng)的仿真系統(tǒng)（2）分析數(shù)字基帶信號的功率譜（2）通過改變數(shù)字基帶信號的碼元速率，觀察數(shù)字基帶信號帶寬與碼元速率之間的關(guān)系。三、實驗步驟１．仿真建模利用信源庫中隨機序列產(chǎn)生器（PNSeq）即可產(chǎn)生二進制單極性矩形隨機脈沖序列，仿真模型如圖13所示。圖13表2各圖符作用及參數(shù)設(shè)置圖符編號所屬圖符庫功能參數(shù)設(shè)置０信源產(chǎn)生單極性隨機矩形脈沖序列Amplitude:1Rate:10Offset:0N0.Leveles:21信宿接收數(shù)據(jù)無四、實驗結(jié)果１．單擊SystemView設(shè)計窗中工具欄上時鐘按鈕，設(shè)置樣點數(shù)為100，取樣速率為200。單擊按鈕，運行系統(tǒng)，記錄圖符1輸出波形。2．單擊SystemView設(shè)計窗中工具欄上時鐘按鈕，設(shè)置樣點數(shù)為10000，取樣速率為100；單擊按鈕，運行系統(tǒng)；單擊工具欄上的分析窗（AnalysisWindow）圖標進入SystemView的分析窗，單擊→“Spectrum”→“∣FFT∣”→“w0:Sink１”→“OK”，得到數(shù)字基帶信號的頻譜。記錄此頻譜示意圖，并標出頻率軸上的關(guān)鍵參數(shù)。并指出第一個零點帶寬。3.回到設(shè)計窗，雙擊信源圖符0，選擇參數(shù)，進入?yún)?shù)設(shè)置區(qū)，將參數(shù)Rate改為20。重新運行系統(tǒng)，并進入分析窗，點出左上角閃爍圖標，記錄功率譜示意圖，標出頻率軸上的關(guān)鍵參數(shù)，指出第一個零點帶寬。４．根據(jù)上述上述實驗結(jié)果，你認為數(shù)字基帶信號的第一個零點帶寬與數(shù)字基帶信號的碼元速率之間是什么關(guān)系？并對你的猜想作進一步的驗證。實驗四二進制數(shù)字相位調(diào)制與解調(diào)器一、實驗?zāi)康模保由罾斫舛M制數(shù)字相位調(diào)制技術(shù)的調(diào)制與解調(diào)原理。２．熟悉二進制數(shù)字相位調(diào)制波形。３．熟悉二進制數(shù)字相位調(diào)制信號的功率譜特點。二、實驗內(nèi)容（1）構(gòu)建二進制數(shù)字相位調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)仿真模型。（2）觀察調(diào)制解調(diào)器若干關(guān)鍵點的波形。（3）觀察調(diào)制前后信號的功率譜變化。三、實驗步驟１．熟悉二進制數(shù)字相位調(diào)制與解調(diào)器原理框圖雙極性全占空隨機序列產(chǎn)生雙極性全占空隨機序列產(chǎn)生圖142PSK調(diào)制器判決判決位定時接收信號圖152PSK相干解調(diào)器取樣信息出２．構(gòu)建2PSK調(diào)制解調(diào)器仿真系統(tǒng)根據(jù)圖14和圖15構(gòu)建仿真系統(tǒng)如圖16所示。圖162PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真模型表3各圖符作用及參數(shù)設(shè)置圖符編號所屬圖符庫功能參數(shù)設(shè)置０信源產(chǎn)生單極性隨機矩形脈沖序列Amplitude:1Rate:10Offset:0N0.Leveles:21乘法器相乘無2信源產(chǎn)生正弦波幅度：１Ｖ頻率：20Hz3信宿顯示2PSK波形無4加法器相加無5信源產(chǎn)生高斯白噪聲Densityin1ohm:3.125e-36乘法器相乘無7信源產(chǎn)生正弦波幅度：１Ｖ頻率：20Hz8信宿顯示接收信號與載波相乘后的波形無9通信完成一個碼元期間的積分Impulse積分時間：100e-3Seconds10運算器取樣器取樣速率：10Hz19函數(shù)限幅器Limit輸入最大值：０輸出最大值：１20信宿顯示解調(diào)器輸出信息無21運算器保持HoldLastSample22信宿顯示輸入信息無四、實驗結(jié)果１．單擊SystemView設(shè)計窗中工具欄上時鐘按鈕，設(shè)置樣點數(shù)為1000，取樣速率為1000。單擊按鈕，運行系統(tǒng)，記錄圖符22、圖符3和圖符20的輸出波形。并考察系統(tǒng)傳輸信息的正確性。2．單擊SystemView設(shè)計窗中工具欄上時鐘按鈕，設(shè)置樣點數(shù)為10000，取樣速率為100；單擊按鈕，運行系統(tǒng)；單擊工具欄上的分析窗（AnalysisWindow）圖標進入SystemView的分析窗，單擊→“Spectrum”→“∣FFT∣”→“w0:Sink3”→“OK”，得到2PSK信號的頻譜。記錄此頻譜示意圖，并標出頻率軸上的關(guān)鍵參數(shù)。再次單擊→“Spectrum”→“∣FFT∣”→“w0:Sink22”→“OK”→“否”，得到輸入二進制數(shù)字基帶信號的頻譜，記錄此頻譜，并與2PSK頻譜進行比較，說明兩者的關(guān)系。實驗五二進制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)誤碼性能研究一、實驗?zāi)康模保由罾斫舛M制數(shù)字相位調(diào)制技術(shù)的調(diào)制與解調(diào)原理。２．理解噪聲對數(shù)字傳輸系統(tǒng)性能的影響。二、實驗內(nèi)容（1）構(gòu)建二進制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)誤碼性能測試仿真系統(tǒng)（2）定量測試噪聲對系統(tǒng)誤碼性的影響三、實驗步驟１．構(gòu)建2PSK系統(tǒng)誤碼性能測試仿真系統(tǒng)。在圖16基礎(chǔ)上測試功能，修改后的誤碼性測試仿真系統(tǒng)如圖17所示。圖17表4各圖符作用及參數(shù)設(shè)置圖符編號所屬圖符庫功能參數(shù)設(shè)置０信源產(chǎn)生單極性隨機矩形脈沖序列Amplitude:1Rate:10Offset:0N0.Leveles:21乘法器相乘無2信源產(chǎn)生正弦波幅度：１Ｖ頻率：20Hz3信宿顯示2PSK波形無4加法器相加無5信源產(chǎn)生高斯白噪聲Densityin1ohm:3.125e-36乘法器相乘無7信源產(chǎn)生正弦波幅度：１Ｖ頻率：20Hz8信宿顯示接收信號與載波相乘后的波形無9通信完成一個碼元期間的積分Impulse積分時間：100e-3Seconds10運算器取樣器取樣速率：10Hz12通信誤碼率統(tǒng)計器處理器BER串長：１門限：250e-3偏移:1BitsorSymbols13信宿顯示圖符12的輸出1的誤碼率Numeric14運算器延遲器延遲時間：100e-3其out1接到圖符1515運算器取樣器取樣速率:1019函數(shù)限幅器Limit輸入最大值：０輸出最大值：１四、實驗結(jié)果1．雙擊噪聲圖符，將噪聲設(shè)置為0，將系統(tǒng)取樣速率設(shè)置為1000，樣點數(shù)設(shè)置為500，運行系統(tǒng)，觀察2PSK波形的幅度及碼元寬度，由此計算出接收2PSK信號的比特能量。記錄如下：2PSK信號幅度：（伏）2PSK信號的碼元寬度：（秒）則接收2PSK信號的比特能量為：（焦耳）2．比特能量保持不變，改變噪聲功率