数字系统设计实习报告(滤波器+DSB调制算法的实现).doc

数字系统设计实习报告 基础部分—滤波器 一、设计目的 1.掌握用Matlab设计FIR数字低通滤波器的方法； 2.掌握低通滤波器截止频率变换的原理和方法； 3.利用设计的FIR数字滤波器，检验、观察滤波效果； 二、设计原理 用sine wave 、lowpass filter和scope模块搭建FIR数字低通率波器。 如图： 利用此模型，改变低通滤波器的滤波系数，通过波特图观察滤波效果。 三、设计结果 FIR滤波器的滤波系数以及Matlab仿真的波特图 (1)截止频率=1KHz (2)截止频率=2KHz (3)截止频率=3KHz (4)截止频率=4KHz (5)截止频率=5KHz (6)截止频率=6KHz (7)截止频率=7KHz (8)截止频率=8KHz (9)截止频率=9KHz (10)截止频率=10KHz 四、心得体会 这次实习设计主要应用到Matlab的Simulink仿真模块搭建模型仿真。实习过程中我了解到要快而准备的完成设计，必须对低通滤波器有个深刻的了解，另外模块的搭建成功与否在于参数的设计，这要求我们需对各个模块有个大致的了解。 在设计参数的过程中，通过对各种参数的试调发现，参数的设置必须遵循奈奎斯特采样定理，即当fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max=2fmax)，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息 专业部分—DSB调制算法的实现 设计目的 设计DSB调制通信系统，并得出仿真结果。 熟悉MATLAB文件中.M文件的使用方法，包括函数、原理和方法的应用。 增强在通信原理仿真方面的动手能力与自学能力。 设计内容和实验要求 调制在通信系统中有十分重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，往往决定了一个通信系统的性能。MATLAB软件对DSB调制系统进行模拟仿真，利用300HZ正弦波，对30KHZ正弦波进行调制，观察调制信号、已调信号的波形和频谱分布。 实验原理 DSB调制原理 DSB调制属于幅度调制。幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。 设正弦型载波 c(t)=Acos(t), 式中：A为载波幅度，为载波角频率。 根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示为： (t)=Am(t)cos(t)（公式1-1）,其中，m(t)为基带调制信号。 设调制信号m(t)的频谱为M()，不难得到已调信号(t)的频谱()：()=[M()+M()]。 标准振幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM）m(t)的平均值为0，将其叠加一个直流偏量后与载波相乘，即可形成调幅信号。其时域表达式为: （t）=mt))cos(t)。式中：m(t)可以是确知信号，也可以是随机信号。 若为确知信号，则AM信号的频谱为： ()=[()+(][M()+M()]。 AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关，也就是说，载波分量并不携带信息。因此，AM信号的功率利用率比较低。 AM调制典型波形和频谱如图1-1所示： 图1-1 AM调制典型波形和频谱 如果在AM调制模型中将直流去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式—抑制载波双边带信号(DSB—SC)，简称双边带信号。其时域表达式为： (t)=m(t)cos(t)。 式中，假设的平均值为0。DSB的频谱与AM的谱相近，只是没有了在处的函数，即()=[M()+M()] DSB调制典型波形和频谱如图1-2所示： 图1-2 DSB调制典型波形和频谱 与AM信号比较，因为不存在载波分量，DSB信号的调制效率是100，即全部效率都用于信息传输。 信号DSB调制采用MATLAB函数modulate实现，其函数格式为：Y = MODULATE(X,Fc,Fs,METHOD,OPT)。 X为基带调制信号，Fc为载波频率，Fs为抽样频率，METHOD为调制方式选择，DSB调制时为’am’，OPT在DSB调制时可不选，Fs需满足Fs 2*Fc + BW，BW 观察信号频谱需对信号进行傅里叶变换，采用MATLAB函数fft实现，其函数常使用格式为：Y=FFT(X,N)，X为时域函数，N为傅里叶变换点数选择，一般取值。频域变换后，对频域函数取模，格式：Y1=ABS(Y)，再进行频率转换，方法：f=(0:length(Y)-1)’*Fs/length(Y) 绘制曲线采用MATLAB函数plot实现，其函数常使用格式：PLOT（X，Y）X为横轴变量，Y为纵轴变量，坐标范围限定AXIS([x1 x2 y1 y2])，轴线说明XLA