频谱仪仿真系统设计报告(样例).doc

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1、哈尔滨商业大学课程设计报告频谱仪SIMULINK仿真设计课程名称通信原理课程设计学生姓名刘文亮指导教师苏晓东年级专业2008级电子信息工程学院计算机与信息工程2011年08月26日课程设计任务书姓名：刘文亮学院：计算机与信息工程班级：2008级1班专业：电子信息工程课程设计题目：设计要求：应用MATLAB-Simulink仿真工具箱仿真ＡＭ－ＤＳＢ的工作原理和工作过程，完成信号的调制解调作用。要求完整转却介绍仿真原理、仿真方案、仿真建模方法、仿真参数设计；提供充分的仿真实验数据，结合仿真原理，对各组仿真结果进行对比分析。成绩评定：文档格式符合规

2、范，图表清晰；整体设计实现较好，仿真系统布局清晰合理，试验参数设置正确；问题：仿真参数设置合理，但没有说明理由；仿真数据不充分；仿真分析不透彻，不完整。成绩：及格2011年08月XX日目录1仿真问题描述11.1仿真任务11.2仿真原理12仿真设计22.1仿真方案22.2仿真建模22.3仿真参数设计33仿真实验43.1仿真环境、条件43.2实验数据44仿真分析41仿真原理1.1仿真任务应用MATLAB-Simulink仿真工具箱仿真ＡＭ－ＤＳＢ的工作原理和工作过程，完成对信号的调制解调作用。1.2仿真原理令调制波的直流分量为0，即得AM-DSB公

3、式解释：普通AM的公式：S(t)=[A+K*m(t)]*c(t)，其中S(t)为调幅波，A为叠加在调制波上的直流分量，K为调制系数，m(t)为调制波，c(t)为载波。令上式中A=0，即：S(t)=[K*m(t)]*c(t)，就是抑制载波的双边带调幅（DSB-AM）1.2.1频谱仪构成原理根据离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）原理，来确定频谱仪的基本构成：（1）垂直通道：宽带前置放大器，后接外差式带宽极窄的“中频”放大器，最后是视频放大器链接到垂直偏转板。（2）水平通道：将连接到水平偏转板的扫描锯齿波电压与现行扫频信号同步，线性扫

4、频信号的频率范围为。线性扫频信号的某个频率与“中频”的差值（）刚好能够通过“中频”放大器在显示屏上留下它的踪迹。由于扫频信号与显示器的锯齿波同步，因此水平刻度显示出与对应的频率刻度。如果由多个频率成分组成，则在扫描信号变化的周期里就会使中的各个频率成分随着本信号频率呈线性增长，依次满足，在显示屏上留下各自的踪迹。在水平刻度的相应位置，显示出了频率为的谱线，并且可以读出对应于的频率刻度值。由于频谱仪的价格较贵，因此频谱仪并不普及。应用MATLAB仿真的算法和工具，可以方便地使用所构建的频谱仪进行信号频域特性分析。1.2.2离散傅里叶变换原理计算机

5、仿真中的频谱仪应用的是数字处理中的快速傅里叶变换（FFT）技术。在离散傅里叶级数（DFS）中，离散时间周期序列在时域是离散的n，其频谱是离散频率周期序列，在频域也是离散的k，理论上解决了时域离散和频域离散的对应关系问题。但由于其在时域和频域都是周期序列，所以都是无限长序列。无限长序列在计算机运算上仍然是无法实现的。为此我们必须取有限长序列来建立其时域离散和频域离散的对应关系。（1）DFS的主值序列离散时间周期序列是一个无限长序列，其傅立叶级数展开式为,(1.1)可以看出时间点序号n是以N为周期的，如果只取其一个周期，称之为的主值序列：(1.2)

6、主值序列就是一个长度为N的有限长离散时间序列。同理，的DFS也是一个无限长序列，即傅立叶系数：,(1.3)也可以看出频率点序号k也是以N为周期的，如果只取其一个周期，称之为的主值序列：(1.4)主值序列X(k)是一个长度为N的有限长离散频率序列。可见，离散时间周期序列在时域和频域的主值序列，均为有限长离散序列。且主值序列的长度均为N（即n,k=0,1,2,…,N-1）。（2）离散傅里叶变换（DFT）的定义在离散傅立叶级数（DFS）中，取其时域和频域的主值序列，变换仍然成立。这就是离散傅里叶变换（DFT），即：，(1.5)和其逆变换（IDFT）：

7、，(1.6)可见离散傅里叶变换（DFT）只不过是特殊的离散傅立叶级数（DFS），如果其时域和频域都仅取主值序列。离散傅立叶级数（DFS）中的无限长序列和都是以N为周期的周期序列，所以在计算离散时间周期序列及其频谱时，可以利用DFS的周期性，只需要在时域和频域各取一个主值序列，用计算机各计算一个周期中的N个样值，最后将所得的主值序列和进行周期延拓，即可得到原来的无限长序列和。（3）DFT的推广由DFT的导入过程可以发现，DFT不仅可以解决无限长周期序列的计算机运算问题，而且更可以解决有限长序列的计算机运算问题。事实上，对于有限长离散序列，总可以把

8、时域和频域的变换区间（序列长度）均取为N（包括适当数量的补0点），通常把N称之为等间隔采样点数，我们可以把这个N点的变换区间视为某个周期序列的一个主值