基于System_View的2ASK调制解调器设计

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1、基于SystemView的ASK调制解调系统设计通信系列试验基于SystemView的ASK调制解调系统设计XV基于SystemView的ASK调制解调系统设计基于SystemView的ASK调制解调系统设计试验目的1、掌握SystemView仿真软件的使用2、实现ASK、2ASK的调制方法（键控法、乘法器实现法）与解调方法（包络解调法、相干解调法）的仿真。试验器材SystemView仿真软件试验原理一、2ASK的定义数字幅度调制又称幅度键控（ASK），二进制幅度键控记作2ASK。2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带

2、矩形脉冲去键控一个连续的载波。使载波时断时续。有载波输出时表示送“1”，无载波输出时表示发送“0”。（1）2ASK信号可表示为：（2）式中为载波角频率，为单极性NRZ矩形脉冲序列（3）其中，是持续时间为、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；为二进制数字。二进制振幅键控信号时域波形如图1所示，可以看出2ASK信号的时间波形随二进制基带信号通断变化，所以又称为通断键控信号(OOK信号)。XV基于SystemView的ASK调制解调系统设计图12ASK信号时域波二、2ASK的调制2ASK信号的调制方法有两种，一种是键控法，另一种是乘法

3、器实现法。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”和“1”。一种常用的、也是最简单的二进制振幅键控方式称为通-断键控（OnOffKeying）。所以2ASK又称为通断控制（OOK）。最典型的实现方法是用一个电键来控制载波振荡器的输出而获得。如图3-2所示，其中的开关电路受S(t)控制。图3-2数字键控法另一种方法是乘法器模拟法，其输入是随机信息序号，经过基带信号形成器，产生波形序列，乘法器用来进行频谱搬移，相乘后额信号通过带通滤波器滤除高频谐波和低频干扰。带通滤波器的输出是振幅键控信号。乘法器长采用环

4、形调制器。如图3所示。XV基于SystemView的ASK调制解调系统设计图3乘法器模拟法三、2ASK的解调2ASK信号的解调的常用方法主要有两种：包络检波法和相干检波法。包络检波法的原理如图4所示。带通滤波器恰好使2ASK信号完整的通过，经包络检测后，输出其包络。低通滤波器的作用是滤除高频杂波，使基带信号（包络）通过。抽样判决器包括抽样、判决及码元形成器。定时抽样脉冲（位同步信号）是很窄的脉冲，通过位于每个码元的中央位置，其重复周期等于码元的宽度。不计噪声影响时，带通滤波器输出为2ASK信号，即,包络检波器输出为。经抽样、判

5、决后将码元再生，即可恢复出数字序列{}。图4包络检波法相干检波法原理方框图如图5所示。相干检测就是同步调解，要求接收机产生一个与发送载波同频同相的本地载波信号，称其为同步载波或相干载波。利用此载波与收到的已调信号相乘，输出为（3-4）经低通滤波器滤除第二项高频分量后，即可输出XV基于SystemView的ASK调制解调系统设计信号。低通滤波器的截止频率与基带数字信号的最高频率相等。由于噪声影响及传输特性的不理想，低通滤波器输出波形有失真，经抽样判决、整形后再生数字基带脉冲。图5相干检波法四、2ASK功率谱密度由于二进制序列一般

6、为随机序列，其频域分析的对象应为信号功率谱密度。设为归一化矩形脉冲，若的傅氏变换为，则为二进制随机单极性矩形脉冲序列，且任意码元为0的概率为P，则的功率谱密度表达式为：（3-5）式中，；Hz，并与二进制序列的码元速率Rs在数值上相等。可以看出，单极性矩形脉冲随机序列含有直流分量。2ASK信号的双边功率谱密度表达式为：（3-6）表明，2ASK信号的功率谱密度由两个部分组成：（1）由经线性幅度调制所形成的双边带连续谱；（2）由被调载波分量确定的载频离散谱。图6为2ASK信号的单边功率谱示意图。图6二进制振幅键控信号的功率谱密度XV

7、基于SystemView的ASK调制解调系统设计对信号进行频域分析的主要目的之一就是确定信号的带宽。在不同应用场合，信号带宽有多种度量定义，但最常用和最简单的带宽定义是以功率谱主瓣宽度为度量的“谱零点带宽”，这种带宽定义特别适用于功率谱主瓣包含信号大部分功率的信号。显然，2ASK信号的谱零点带宽为：（Hz）（3-7）式中，Rs为二进制序列的码元速率，它与二进制序列的信息率（比特率）Rb（bit/s）在数值上相等。五、SystemView的系统定时窗口SystemView系统是一个离散时间系统，也就是说，在每次系统运行之前，首先

8、需要设定一个系统频率。各种系统在仿真时，首先对各信号以系统频率进行采样，然后按照系统对信号的处理计算各个采样点的值，最后输出时，在观察窗内按要求画出各个点的位置或拟合曲线。一般为了获得较好的仿真波形，系统的采样频率应设为系统中的最高信号频率的5-7倍。当采样频率为系统信号最高