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1、成绩评定表学生姓名康继龙班级学号1003030220专业电子信息工程课程设计题目PCM编码仿真评语组长签字：成绩日期2012 年7月1日课程设计任务书学院信息科学与工程专业电子信息工程学生姓名张超班级学号0903030226课程设计题目PM系统仿真实践教学要求与任务：利用MATLAB/Simulink进行编程和仿真，仿真的内容可以是关于信 源、信源编码、模拟调制、数子调制、多兀调制、差错控制、多址技术、 信道仿真及具体通信电路的仿真实现。也可以用MATLAB编程对通信的某一具体环节进行仿真。工作计划与进度安排：2012年06月25日选题目查阅资料2012年06月26 日 编写软件源程序或建立仿
2、真模块图2012年06月27日调试程序或仿真模型2012年06月28日性能分析及验收2012年06月29 日 撰写课程设计报告、答辩指导教师：2012年6月21日专业负责人：2012年6月21日学院教学副院长：2012年6月21日在通信技术的发展中，通信系统的仿真技术是一个技术重点。本文将着重讨 论模拟通信系统中的调制解调系统的基本原理以及抗噪声性能，并在MATLAB件平台上仿真实现几种常见的模拟调制方式。最常用最重要的模拟调制方式是用 正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。常见的调幅（ AM、双边带（DSB、 残留边带（VSB和单边带（SSB等调制就是幅度调制的几个典型实例；而频率 调制（FM
3、就是角度调制中被广泛采用的一种。在线性调制系统中，文中将以调 幅（AM、双边带（DSB和单边带（SSB为说明对象，从原理等方面进行分析 阐述并进行仿真分析；而在非线性调制中，以常用的调频（FM和调相（PM）为说 明对象，说明其调制原理，并进行举例仿真分析。利用MATLAB寸模拟调制系统进行仿真，将结合MATAL模块和Simulink工具箱的实现，并对仿真结果进行分 析，从而更深入地掌握模拟调制系统的相关知识。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。关键词：MATLAB 调相（PM 调制解调 仿真 频谱分析1课程设计目的12课程设计要求13相关知识14课程设计分析55仿真106结果分析147参考文献14IIPCM
4、系统仿真程序设计1. 课程设计目的(1) 加深对PCM编码基本理论知识的理解。(2) 培养独立开展科研的能力和编程能力。(3) 掌握用MATLABS现信号的PCh编码仿真(4) 掌握MATLA软件的使用。2. 课程设计要求(1) 掌握PCM编码的相关知识、概念清晰。(2) 掌握MATLAB使用方法，利用软件绘制图像(3) 程序设计合理、能够正确运行。3. 相关知识3.1模拟通信系统简介通信系统是为了有效可靠的传输信息，信息由信源发出，以语言、图 像、数据为媒体，通过电(光)信号将信息传输，由信宿接收。通信系统又可 分为数字通信与模拟通信。信源是模拟信号，信道中传输的也是模拟信号 的系统为模拟通
5、信。模拟通信系统的模型如图1所示。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。图1模拟通信系统模型3.2 PCM编码的概念連忙个很小的条统.用示波器观察正弦倍号的平方的波形.in3-1所示 系统中所濫的模块：止效波檢块，示波器松块.图3.1-1 jES仿真电路3.3 MATLAB 简介基本功能MATLAB是很实用的数学软件它在数学类科技应用软件中在数值运算方面首屈一指。MATLA列以进行运算、绘制函数和数据、实现算法、创建 用户界面、连接接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设 计、信号处理与通讯、金融建模设计与分析等领域。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。MATLAB勺基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程
6、中常用的形式十分相似，故用 MATLAB来解算问题要比用 C, FORTRAN!语言完成 相同的事情简捷得多， 并且mathwork也吸收了像 Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到 MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。3.3.2 MATLAB 产品应用MATLAB产品族可以用来进行以下各种工作:数值分析数值和符号计算工程与科学绘图控制系统的设计与仿真数字信号处理技术通讯系统设计与仿真3.3.3 MATLAB 特点此
7、高级语言可用于技术计算此开发环境可对代码、文件和数据进行管理交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题二维和三维图形函数可用于可视化数据各种工具可用于构建自定义的图形用户界面3.3.4 MATLAB系列工具优势（1）友好的工作平台和编程环境MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空 间、文件的浏览器。随着MATLAB勺商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更
8、强，操作更简单。而且新版本的matlaBS供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系 统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误 及进行出错原因分析。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。(2) 简单易用的程序语言MATLAB-个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、 输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执 行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序(M文件)后再一起运行。新版本的 MATLAE语言是基于最为流行的 C+语言基础上的，因 此语法特征与 C+语言极为相似，而且更加简单，更加符合
9、科技人员对数 学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这 种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。(3) 强大的科学计算机数据处理能力MATLAB!一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数 学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。 函数中所使用的算法都 是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常 情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C复数的各种运算、三角函数和其他 初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
10、3.4 SIMULINK 简介SIMULINK是 MATLAB件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件 包，它与MATLA语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。在simulink环境中，利用鼠标就可以在模型窗口中直观地“画” 出系统模型，然后直接进行仿真。它为用户提供了方框图进行建模的图形接口， 采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。而所谓模型化图形输入是指 SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统 模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块
11、的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl檔进行存取），进而进行仿真与分析。SIMILINK模块库 按功能进行分类，包括以下8类子库：Continuous （连续模块），Discrete （离 散模块），Function&Tables （函数和平台模块），Math （数学模块），Nonlin ear （非线性模块），Signals&Systems （信号和系统模块），Sinks （接收器模 块），Sources （输入源模块）。鹅娅尽損鹤惨歷茏鴛賴。4. 课程设计分析4.1 PCM编码分析建立 个很小的系统，用示波潘
12、观察正最f门;的平方的波形*如F8 3-1所示 聚统中所需的模决：正強波楼块.示波器模块K 3. 1-1匸弦仿貞电跖设高频载波为uc =Ucm C0S3 ct，调制信号为U Q (t)，则调相信号的瞬时相位C+Kp (t)= 3 Ct+KpU Q (t) d瞬时角频率 3 (t) =调相信号 uPM=Ucmcos3 Ct+K puQ (t)这里KPM称为相移指数，这种调制方式，载波的幅度和角频率不变，而瞬时相位偏移是调制信号f(t)的线性函数，称为相位调制。籟丛妈羥为贍债蛏练淨调相与调(频有着相当密切的关系我们知道相位与频率有如下关系式:3 =dt = 3 C+KPMf(t) (t)= 2 d
13、t = 3 C t+K PM所以在调相时可以先将调制信号进行微分后在进行频率调制， 这样等效于调 相，此方法称为间接调相，与此相对应，上述方法称为直接调相。调相信号的产預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。生如图2-6所示：图2-6 PM调相信号的产生实现相位调制的基本原理是使角频率为 3 c的高频载波uc(t)通过一个可控 相移网络，此网络产生的相移 受调制电压uQ (t)控制，满足=Kp uQ (t)的 关系，所以网络输出就是调相信号，可控相移网络调相原理图如图2-7所示：渗釤 呛俨匀谔鱉调硯錦。图2-7可控相移网络调相原理图4.2 PM与FM的比较正弦波振汤器4血1可控相移网络4UQ 4FM瞬时频率： (t o kFU (t)(2) 瞬时相位：t(t) = ot kF 0u(t)dto(3) 最大频偏：m -kF | U (t)扁我尸5(4) 最大相位：mf =叽=kF | 0 u/t)dt |= kF 英0max； i表达式：Ufm (t) =u cos (t)t=u cos ot kf 0u (t)dt ；=U cos国ot + 叮 sin Ot + 申o=U cos t mf sin t oPM(t) =o kp 如dt(t) =：t kpU(t)M m = kp I du$t) |max = k pU 淫mp - ：m 二 kp|U(t)|max 二 kpU
