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实验四 数字调制系统仿真实验
一、 实验目的
1、 掌握ASK，FSK、PSK（DPSK）和多进制数字键控等数字调制技术的原理； 2、 掌握数字调制系统仿真的方法。 二、 实验内容
1、 设计一个数字调制系统；
2、 编写一个带有拓扑排序功能的有向无环图。 三、 基本原理
当调制信号位二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率或相位只有两种变化状态，常用的二进制数字调制方式有以下几种：二进制振幅键控调制（2ASK）、二进制频移键控（2FSK）、二进制移相键控（2PSK）和二进制相对（或差分）相位键控（2DPSK）。 1、 二进制振幅键控（2ASK）
1) 调制方法
2ASK信号可表示为：
0(t)?s(t)cos?ct?[?ang(t?nTs)]cos?cten
式中，g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲，即：
?1g(t)???0t?Ts/2其它t?0an???1以概率P出现以概率1?P出现
产生2ASK的方法有两种，如图所示。
. s(t) 乘法器 cosωct s(t) 2ASK调制原理框图 -可编辑修改-
开关电路 e0(t) 载波 cosωct e0(t) 。
相应的调制输出如下图所示：
2) 2ASK信号的解调
相干解调法：
. 输入 带通 滤波器 低通 滤波器 相干解调法 抽样 输出 判决器 定时脉冲 相乘器 cosωct 包络检波法
. 输入 带通 滤波器 半波或 全波整流 低通 滤波器 包络检波法 抽样 输出 判决器 定时脉冲 2、 二进制频移键控（2FSK）
1) 调制方法
2FSK信号可表示为：
e0(t)?s1(t)cos(?1t??n)?s2(t)cos(?1t??n)?[?ang(t?nTs)]cos(?1t??n)n?[?ang(t?nTs)]cos(?2t??n)n
t?Ts/2其它t?1g(t)???0式中，g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲，即：
?0an???1以概率P出现以概率1?P出现an为an的反码
产生2FSK的方法有两种，如图所示。
-可编辑修改-
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s(t) 模拟调频器 cosωct e0(t) ~f1 载波 ~f2 开关电路 e0(t) 2FSK调制原理框图 s(t) FSK调制信号的输出如下图所示：
2) 解调方法
2FSK信号有两种基本解调方法：非相干解调和相干解调，此外，还有鉴频法、过零检测法和差分检波法。
包络检波法
. 输入 带通滤波器 包络检波器 抽样脉冲 带通滤波器 包络检波器 抽样判决器 输出 相干解调法
. 输入 带通滤波器 相乘器 cosω1t 带通滤波器 相乘器 cosω1t 低通滤波器 输出 抽样脉冲 低通滤波器 抽样判决器 四、 实验步骤 2ASK仿真部分：
1、 根据2ASK调制原理，采用相乘器或者开关电路产生2ASK信号，用SystemView仿
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真实现，观察输出的2ASK波形。
2、 计算ASK信号的带宽，并与利用分析窗口得到的信号功率谱进行对比。
3、 根据信号的带宽设定合适的带通滤波器，并采用非相干解调法（包络检波法）或者相
干解调法对产生的2ASK信号进行解调，注意缓冲器中判决门限电平的设置，观察解调后的信号的波形，并与原波形进行比较。 4、 具体的仿真系统如下图所示：
FSK仿真部分：
1、 根据2FSK调制原理，采用相乘器或者开关电路产生2FSK信号，用SystemVue仿真
实现，观察输出的2FSK波形。
2、 计算2FSK信号的带宽，并与利用分析窗口得到的信号功率谱进行对比。
3、 根据信号的带宽设定合适的带通滤波器，（若基带信号的码速率为10b/s，载波频率为
150Hz和100Hz,则可设定带通滤波器的两个截止频率分别为120Hz和170Hz）并采用非相干解调法（包络检波法）或者相干解调法对产生的2FSK信号进行解调，（其中包络检波器可采用截止频率为5Hz的低通滤波器表示）观察解调后的信号的波形，并与原波形进行比较。 4、 具体的仿真系统如下图所示：
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五、 实验结果
1、 假定数字基带信号的码速率为10b/s，采用频率为30Hz的载波进行2ASK调制，试画出2ASK信号的频谱图。
2、 修改ASK中缓冲器的判决门限电平，解调输出的波形将发生什么变化？
3、 假定数字基带信号的码速率为10b/s，采用频率为100Hz和150Hz的载波进行2FSK调制，试画出2FSK信号的频谱图。
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