通信电子电路课程设计

通信电子电路课程设计---基于simulink的通信电子电路的设计与仿真一、课程设计的目的:本课程设计是作为通信电子线路课程的重要组成部分，目的是进一步理解课程内容，基本掌握通信电子线路设计和调试的方法，增加模拟电路应用知识，培养实际动手能力以及分析、解决问题的能力。更好地巩固和加深对专业基础知识的理解，学会设计通信电路的方法，独立完成调试过程，增强理论联系实际的能力，提高分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。二、课题设计平台与要求:MATLAB是由美国MathWorks公司推出的软件产品。它是一种功能强大的科学计算和工程仿真软件，它的交互式集成界面能够帮助用户快速完成数值分析、数字信号处理、仿真建摸、系统控制等功能。MATLAB语言采用与数学表达相同的形式，不需要传统的程序设计语言，易于掌握，而且使用MATLAB语言要比使用BASIC、FORTRAN和C等语言提高效率许多倍。许多人赞誉它为万能的数学“演算纸”。Simulink是MATLAB软件中对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包，是MATLAB中的一种可视化仿真工具，广泛应用于通信仿真、数字信号处理、模糊逻辑、神经网络等领域。课程设计要求利用MATLAB语言和MATLAB/Simulink仿真工具对书中的调幅和调频的概念和基本方法进行了仿真，一方面是为了增加对内容的理解，另一方面可使学生从中体会到MATLAB工具的优越性和实用性。三、设计内容:1.课题一内容：对抑制载波的双边带调制解调系统进行仿真。设传输的基带信号为正弦波，其幅度为1，频率范围为1Hz到10Hz，载波频率为100Hz。传输信道为高斯白噪声信道，其信噪比SNR为10dB。系统仿真采样率设置为1000Hz。原理：DSB信号是抑制了载波的双边带信号，发送时，不发送载波信号，对于DSB信号，其包洛的变化反映了调制信号绝对值的变化情况，当调制信号过零点时，有相位的突变。DSB信号的解调就是从它的幅度变化上提取原调制信号的过程。原理图：波形图：载波相位相同载波相位不同：2.课题二：内容：采用simulink仿真电路图产生DSB波形。当载波频率分别为调制信号频率的偶数倍和奇数倍时，相位突变点处的波形是不同的。原理:将调制信号和载波信号直接加到乘法器或平衡调幅器电路得到。原理图：波形图:偶数倍波形图奇数倍波形图：思考:载波频率分别为调制信号频率的偶数倍和奇数倍时，相位突变点处的波形是不同的，请思考一下，为什么？答：双边带调幅信号写为：高频信号的振幅按调制信号的规律变化，不是在Ucm的基础上，而是在零值得基础上变化，可正可负。因此，当调制信号从正半周进入负半周的瞬间（即调幅包络线过零点时），相应的高频振荡相位发生180度的突变。可看上两幅图的2处。3.课题三内容:设基带信号分别为一个150HZ,300HZ,400HZ内原始产生信号幅度为0.003，0.002，0.001载波信号为1000Hz的正弦波，幅度为1。仿真采样率设为10000Hz，仿真时间1秒。求SSB调制输出信号波形和频谱。原理图：波形图：0.003，150HZ0.002，300HZ0.001，400HZ4.课题四内容：对有SSB信号产生的单边带（上边带）信号进行相干解调，仿真其解调波形和幅度频谱。原理：调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。解调是调制的逆过程，是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。单边带SSB信号的解调采用相干解调法，这种方式被广泛应用在载波通信和无线电话通信中。单边带调制信号SSB是将双边带信号重的一个边带滤掉而形成的。原理图：功率谱分析：波形图：5.课题五内容：振荡器电路的设计与仿真（1）设计要求：高频应用环境下，稳频稳幅输出。（2）原理：1.平衡条件：KF=1；2.起振条件：KF1；3.稳定条件：(1)振幅稳定条件：dK/du|k=1/F0(2)相位稳定条件：dψ/df|f=f00这种振荡电路可以得到很高的振荡频率，它利用电容C2将谐振回路的一个部分电压反馈到基极，同时将LC谐振回路的三个端点与晶体管的三个电极相连构成了电容反馈三点式振荡器。根据公式频率f=1/T=1/(2π√LC)可知通过调节C1，C2,L可以改变振荡频率。原理图：波形图：6.课题六内容：混频器的电路设计与仿真原理：混频器是由输出信号频率等于两输入信号频率之和、差或为两者其他组合的电路。混频器通常由非线性元件和选频回路构成。混频器原理是当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时，屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度，将不同频率上信号的幅度记录下来，就得到了被测信号的频谱。从频谱观点看，混频的作用就是将已调波的频谱不失真地从fc搬移到中频的位置上，因此，混频电路是一种典型的频谱搬移电路，可以用相乘器和带通滤波器来实现这种搬移。原理图：波形图：7.课题七内容：高频调谐功率放大器原理：调谐功率放大器的输入信号一般在几百毫伏到几伏，晶体管工作在非线性区域——截止区和饱和区，放大器工作在丙类状态,具有选频的功能，能够大功率、高效率的输出。原理图：波形图：项目成员：学号：组长：朱征帅1241903135组员：郁浩浩1241903132张坤1241903133赵伟伟1241903134参考文献：[1]徐明远.matlab仿真在通信与电子工程中的应用[M].西安电子科技大学出版社，2005[2]于洪珍.通信电子电路[M].清华大学出版社，2005[3]周开刊.matlab基础及其应用教程[M].北京大学出版社，2007[4]曾兴雯.高频电子线路[M].高等教育出版社，2004.组员的心得与体会：