通信原理软件AD转换课程设计Maab

通信原理课程设计报告

课程名称 A/D转换的仿真实现（软件部分） 专 业 通信工程 班 级 XXXX 学 号 XXXXXXXX 姓 名 XXXXX 指导教师 XXXX

2015年1月20日

前言

经过几天通信原理实验的学习让我受益菲浅。在通信原理实验课即将结束之时，我对在这4天的学习进行了总结，取之长补之短，在今后的学习和工作中有所受用。

这次通信原理实验，不仅是对已学的《通信原理》知识的一种回顾，更是将这学期所开设的《光纤通信》，《通信电子电路》和《信息论与编码》的一种有效巩固，开始对数字基带信号的码型变换有了更好的了解。《通信原理》是通信工程的重要基石，大三所学的都是更为精细与补充，在不断的时间投入与深入的沉淀中，体会到学习的另一番乐趣。

通过这次通信原理实验，我有认真地去翻阅思考《通信原理》的知识，认真

地去上机调试每个硬件模块，用心地去编写调试Matlab程序，也认真地写下这份实验报告，我相信这份用心与耐心是经得起考验的，希望能得到老师的肯定与优秀。

软件部分A/D转换的仿真实现

一、实验目的

通信原理实验是针对通信工程专业学生的实践教学环节，通过这一环节，可使学生巩固相关课程知识，增强动手能力，提高学生对通信系统的仿真技能。在强调基本原理的同时，更突出设计过程的锻炼，强化学生的实践创新能力。 二、实验基本要求

1、培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

2、通过对硬件电路的安装、调试等环节，初步掌握通信原理电路的分析方法和工程设计方法。

3、掌握常用仪表的正确使用方法，学会对电路的实验调试和相关指标测试方法，提高动手能力。

4、通过对通信系统的仿真模型的建立及其分析，掌握使用仿真软件对实际通信系统性能进行仿真的初步技能。

5、提高和挖掘学生对所学专业知识的应用能力和创新意识，培养和锻炼学生的团队合作精神和科研开发精神。 三、实验设计任务 （一） 设计要求

1、学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真手段对通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证。

2、学习现有通信系统仿真软件的基本使用方法，学会通信仿真系统的基本设计与调试，学会使用仿真软件解决实际系统出现的问题。

3、通过系统仿真加深对通信课程理论的理解，拓展知识面。学会查找资料，并结合通信原理的知识，对通信系统进行性能分析。 （二） 设计任务

设计型实验共有两类实验题，每位同学可选择两类中其中一题。设计型实验中仿真软件的选择，同学们可自由选取，建议用Matlab。

Ⅰ、基本任务：单频正弦波模拟信号的简单数字化。即对一个单频正弦波模拟信号进行抽样、均匀量化、PCM二进制自然编码。

主要步骤和要求：

（1）单频正弦波模拟信号的抽样实现。要求输入信号的幅度A、频率F和相位P可变；要求仿真时间从0到2/F，抽样频率为Fs=20F；要求给出抽样信号的波形图。

（2）单频正弦波模拟信号均匀量化的实现。要求对抽样信号归一化后再进行均匀量化；要求量化电平数D可变；要求输出信号为平顶正弦波；要求给出量化输出信号的波形图，并与抽样信号画在同一图形窗口中进行波形比较。

（3）单频正弦波模拟信号PCM二进制自然编码的实现。要求按量化序号给出PCM二进制自然编码；要求给出编码后的数字序列pcm。

Ⅱ、选做任务：单频正弦波模拟信号的特殊数字化。按给定要求对一个单频正弦波模拟信号进行数字化。

主要步骤和要求：

（1）单频正弦波模拟信号的抽样实现。要求输入信号的幅度A、频率F和相位P可变；要求仿真时间从0到2/F，抽样频率为Fs=20F；要求给出抽样信号 的波形图。

（2）单频正弦波模拟信号非均匀量化的实现。要求对抽样信号归一化后再分别进行满足A律和u律压缩的非均匀量化；要求压缩参数a、u可变；要求量化电平数D可变；要求输出信号为平顶正弦波；要求给出量化输出信号的波形图，并与抽样信号画在同一图形窗口中进行波形比较。 四、实验设计原理

信号的数字化需要三个步骤：抽样、量化和编码。抽样是指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。编码则是按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流。这样得到的数字信号可以通过电缆、微波干线、卫星通道等数字线路传输。在接收端则与上述模拟信号数字化过程相反，再经过后置滤波又恢复成原来的模拟信号。上述数字化的过程又称为脉冲编码调制。

抽样

话音信号是模拟信号，它不仅在幅度取值上是连续的，而且在时间上也是连续的。要使话音信号数字化并实现时分多路复用，首先要在时间上对话音信号进行离散化处理，这一过程叫抽样。所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称为样值序列。抽样后的样值序列在时间上是离散的，可进行时分多路复用，也可将各个抽样值经过量化、编码变换成二进制数字信号。理论和实践证明，只要抽样脉冲的间隔T≤1/（2fm）(或f≥2fm)(fm是话音信号的最高频率)，则抽样后的样值序列可不失真地还原成原来的话音信号。

量化

抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，但脉冲的幅度仍然是模拟的，还必须进行离散化处理，才能最终用数码来表示。这就要对幅值进行舍零取