通信原理实验讲义.docx
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通信原理实验讲义
南京工程学院教案【教学单元首页】
第 1次课 授课时间 2011.12.13 教案完成时间：
2011年9月30日
授课题目（章、节）
AM模拟调制信号的产生与解调
主要内容
用SystemView构造一个AM调制、解调系统，观察各模块输出波形，了解AM调制系统的调制、解调原理，理解相干解调和非相干解调的区别，掌握AM调制信号的主要性能指标，即带宽和功率谱。
目的与要求
1、熟悉使用SystemView软，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步观察、了解模拟信号AM调制、解调原理。
3、掌握AM调制信号的主要性能指标。
4、比较、理解AM调制的相干解调和非相干解调原理。
重点与难点
1、掌握使用SystemView软件的进行通信仿真的基本方法；
2、掌握AM调制系统的调制、解调原理、实现模型，理解相干解调和非相干解调的区别。
3、掌握AM调制信号的主要性能指标，即带宽和功率谱。
教学
方法与手段
实验讲授
南京工程学院教案【教学单元内容】
实验一、AM模拟调制信号的产生与解调
一、实验目的
1、熟悉使用SystemView软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步观察、了解模拟信号AM调制、解调原理。
3、掌握AM调制信号的主要性能指标。
4、比较、理解AM调制的相干解调和非相干解调原理。
二、实验内容
用SystemView构造一个AM调制、解调系统，观察各模块输出波形，了解AM调制系统的调制、解调原理，理解相干解调和非相干解调的区别，掌握AM调制信号的主要性能指标，即带宽和功率谱。
三、实验要求
1、观察原始基带信号、已调信号、经过信道后加入噪声的已调信号以及解调信号的波形，理解AM调制系统的调制、解调原理。
2、观察以上四种信号的功率谱密度，理解它们之间的区别，说明原因。
3、观察以上四种信号的带宽，理解它们的之间的区别，说明原因。
4、调节噪声的大小，观察解调器输出波形的变化，说明原因。
5、比较相干解调和非相干解调，理解门限效应。
四、电路构成
1、AM调制解调系统模型
模块说明：
Token3：
产生原始基带信号，即周期性正弦波（参数设置：
幅度＝1V，频率＝10HZ）。
Token1：
AM调制器（参数设置：
专业库中选择Comm——Modulators——
DSB－AM，幅度＝1V，频率＝1000Hz）
Token5：
加法器
Token6：
产生高斯白噪声（参数设置：
Source——GaussNoiseStd＝0.1VMean=0V）
Token8：
乘法器
Token9：
产生载波信号，即周期性正弦波（参数设置：
幅度＝1V，频率＝1000HZ）
Token10、14：
产生低通滤波器（参数设置：
Operator——Filters/Systems——LinearSysFilters选择Analog——Butterworth、Lowpass——Lowcutoff=50Hz）
Token13：
产生半波整流器（参数设置：
Function——NonLinear——HalfRctfy）
Token2、4、7、11、15：
产生示波器
系统定时设置：
StartTime：
0，StopTime：
0.6，SampleRate：
10000HZ
五、实验结果
1、原始基带信号波形
2、AM调制后输出波形
3、经过信道后加入噪声的波形
4、经过相干解调后低通滤波器输出波形
5、经过包络解调后低通滤波器输出波形
6、原始基带信号功率谱
7、AM调制信号功率谱
8、经过相干解调后输出信号功率谱
9、经过包络解调后输出信号功率谱
南京工程学院教案【教学单元末页】
本单元知识点归纳
1、掌握使用SystemView软件的进行通信仿真的基本方法；
2、掌握AM调制系统的调制、解调原理、实现模型，理解相干解调和非相干解调的区别。
3、掌握AM调制信号的主要性能指标，即带宽和功率谱。
思考题或作业题
本单元教学情况小结
与书本知识相对比，加深了对模拟调制的理解
审阅意见
审阅人：
南京工程学院教案【教学单元首页】
第 2次课 授课时间 2011.12.13 教案完成时间：
2011年9月30日
授课题目（章、节）
数字信号基带传输系统实现及眼图的观察
主要内容
用SystemView建立一个数字基带传输系统仿真电路，信道中加入高斯白噪声（均值为0，均方差可调），分析理解系统各个模块的功能，并通过观察眼图，判断系统信道中的噪声情况。
目的与要求
1、熟悉使用SystemView软件，了解各功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。
3、观察数字基带传输系统接受端的眼图，掌握眼图的主要性能指标。
重点与难点
1、数字基带传输系统的构建模型；
2、眼图的实现和分析
教学
方法与手段
实验讲授
南京工程学院教案【教学单元内容】
实验二、数字信号基带传输系统实现及眼图的观察
一、实验目的
1、熟悉使用SystemView软件，了解各功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。
3、观察数字基带传输系统接受端的眼图，掌握眼图的主要性能指标。
二、实验内容
用SystemView建立一个数字基带传输系统仿真电路，信道中加入高斯白噪声（均值为0，均方差可调），分析理解系统各个模块的功能，并通过观察眼图，判断系统信道中的噪声情况。
三、实验要求
1、观察系统中各个模块的输出波形，并分析说明系统构成原理。
2、观察低通滤波器的输出波形的眼图，调节信道中噪声的大小，观察眼图变化。
3、比较抽样判决后的输出码元与原始码元有何不同，说明原因。
4、调节噪声大小，分析系统中是否产生误码，说明原因。
四、电路构成
模块说明：
Sink3：
产生原始码元
Sink14：
发送端基带信号形成器
Sink4：
加入高斯白噪声后的波形
Sink10：
经过低通滤波器后的输出波形
Sink12：
经过抽样判决后的输出码元
参数设置：
Token0：
Source――Noise/PN――PnSeg（幅度1V，频率100HZ，电平数2，偏移0V，产生单极性不归零码，随机产生）
Token13：
在专业库中选择Comm——Processors——Pshape（SelectpulseShape＝Rectangular，Timeoffset＝0，Width＝0.01s，产生矩形脉冲基带信号）
Token2：
Source――Noise/PN――GaussNoise（均值为0，均方差为0.01的高斯白噪声）
Token9：
Operator――Filters/systems――LinerSysFilters（Analog，Butterworth，No.ofPoles=3，LowCutoff＝100HZ，产生一个低通的Butterworth滤波器，用于对信道输出信号进行滤波）
Token5：
Operator――Sample/Hold――Sample（Samplerate=100HZ，用于对滤波后的波形进行抽样，抽样速率等于码元速率）
Token7：
Operator――Sample/Hold――Hold（HoldValue=LastSample，Gain＝1，对抽样后的值延时一段时间，得到恢复后的数字基带信号）
Token11：
Operator——Logic——Compare（Selectcomparison：
a>=bTrueOutput=1V，FalseOutput＝-1V，对抽样值进行判决比较，得到输出码元波形）
Token15：
产生正弦信号，作为比较器的另一个比较输入（振幅＝0V，频率＝0Hz）
眼图参数设置：
SinkCalculator――style――slice――start＝0.01，Length＝0.03，在窗口中选择需要观察眼图的波形，点击OK，观察其眼图
系统定时设置：
StartTime：
0，StopTime：
0.5，SampleRate：
10000HZ
五、实验结果
1、原始基带信号
2、加入噪声后的基带信号（高斯白噪声，方差＝0.01）
3、经过低通滤波器后的输出波形
4、经过抽样判决后的输出波形
5、经过低通滤波器后输出波形的眼图
南京工程学院教案【教学单元末页】
本单元知识点归纳
1、熟悉使用SystemView软件，了解各功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。
3、观察数字基带传输系统接受端的眼图，掌握眼图的主要性能指标。
思考题或作业题
本单元教学情况小结
与书本知识相对比，加深了对基带传输及眼图的理解
审阅意见
审阅人：
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第 3次课 授课时间 2011.12.14 教案完成时间：
2011年9月30日
授课题目（章、节）
2PSK调制解调系统实验
主要内容
用SystemView建立一个2PSK调制解调系统仿真电路，信道中加入高斯噪声（均值为0，方差可调），调节噪声大小，观察输出端误码情况，同时观察各模块输出波形的功率谱，理解2PSK调制解调原理。
目的与要求
1、熟悉使用SystemView软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握2PSK调制原理。
3、通过实验进一步掌握2PSK相干解调原理。
重点与难点
2PSK调制解调系统的设计，2PSK相干解调的模型
教学
方法与手段
实验讲授
南京工程学院教案【教学单元内容】
实验三、2PSK调制解调系统实验
一、实验目的
1、熟悉使用SystemView软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握2PSK调制原理。
3、通过实验进一步掌握2PSK相干解调原理。
二、实验内容
用SystemView建立一个2PSK调制解调系统仿真电路，信道中加入高斯噪声（均值为
0，方差可调），调节噪声大小，观察输出端误码情况，同时观察各模块输出波形的功率谱，理解2PSK调制解调原理。
三、思考题
1、观察仿真电路中各模块输出波形的变化，理解2PSK调制解调原理。
2、观察比较仿真电路中各模块输出波形的功率谱、带宽变化，指出2PSK是线性调制还是非线性调制。
3、调节噪声大小，观察输出端误码情况，说明原因。
4、将解调端参考载波相位设置为与调制端载波相位相差180，观察解调波形有何变化，此现象为何现象。
四、电路构成
参数设置：
Token0：
产生原始码元信号，随机产生（参数设置:
Source——Noise/PN――PnSeg，幅度1V，频率50HZ，电平数2，偏移0V）
Token1，5：
Multiplier（乘法器）
Token2，6：
产生用于调制和解调的载波信号（参数设置：
Source――Periodic――Sinusoid，幅度1V，频率200Hz）
Token9：
Adder（加法器）
Token10：
产生高斯噪声（参数设置：
Source――Noise/PN――GaussNoise，均值为0，均方差为0.1）
Token7：
产生一个模拟低通滤波器（参数设置：
Operator――Filters/Systems――LinearSysFilters，选择：
Analog，频率50，极点个数3，低通滤波器的截止频率＝原始码元速率）
Token11：
产生抽样信号（参数设置：
Operator——Sample/Hold——Sampler，SampleRate＝50Hz，抽样速率＝码元速率）
Token12：
对抽样信号进行保持（参数设置：
Operator——Sample/Hold——Hold，HoldValue＝LastSampleGain＝1V）
Token13：
对低通滤波器输出的抽样值进行判决（参数设置：
Operator——Logic——Compare选择：
SelectComparison为a>=b）
Token14：
产生比较判决器的另一个输入，将抽样判决输出与此输入进行比较（参数设置：
Source――Periodic――Sinusoid，幅度0V，频率0Hz）
系统定时设置：
单击工具条中的系统定时按钮，打开SystemTimeSpecification对话框，设置StartTime：
0，StopTime：
0.5，SampleRate：
10000HZ，单击OK完成系统定时设置。
南京工程学院教案【教学单元末页】
本单元知识点归纳
1、熟悉使用SystemView软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、2PSK调制模型。
3、2PSK相干解调模型。
思考题或作业题
本单元教学情况小结
与书本知识相对比，加深了对2PSK调制解调的理解
审阅意见
审阅人：
南京工程学院教案【教学单元首页】
第 4次课 授课时间 2011.12.14 教案完成时间：
2011年9月30日
授课题目（章、节）
低通抽样定理验证实验
主要内容
用SystemView建立一个低通抽样定理仿真电路，通过观察各个模块输出波形变化，理解低通抽样定理原理。
目的与要求
1、熟悉使用SystemView软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握低通抽样定理的原理。
重点与难点
抽样定理的实现模型
教学
方法与手段
实验讲授
南京工程学院教案【教学单元内容】
实验四、低通抽样定理验证实验
一、实验目的
1、熟悉使用SystemView软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握低通抽样定理的原理。
二、实验内容
用SystemView建立一个低通抽样定理仿真电路，通过观察各个模块输出波形变化，理解低通抽样定理原理。
三、电路构成
参数设置：
Token0：
产生模拟信号（参数设置：
Source――Periodic――Sinusoid，幅度1V，频率50HZ，相位0度）
Token1：
Multiplier
Token2：
产生抽样信号（参数设置：
Source——Periodic——PulseTrain，幅度1V，频率100Hz，脉冲宽度0.000001，偏移0V，相位0度，抽样速率可调）
Token3：
产生一个模拟低通滤波器，滤除高频信号，保留低频信号（参数设置：
Operator——Filters/Systems——LinearSysFilters，选择：
Analog——Lowpass——Butterworth，Lowcuttoff＝50Hz，NoofPoles＝3，截止频率＝模拟信号最高频率）
四、思考题
1、观察仿真电路中各个模块输出波形变化，理解低通抽样定理原理。
2、调节抽样速率的大小（f＝80Hz、100Hz、200Hz），观察低通滤波器输出波形变化，理解变化原因。
3、观察模拟信号与抽样信号的功率谱密度，观察有何变化，说明原因。
南京工程学院教案【教学单元末页】
本单元知识点归纳
1、熟悉使用SystemView软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、抽样定理的实现。
思考题或作业题
本单元教学情况小结
与书本知识相对比，加深了对抽样定理的理解
审阅意见
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