基于labview的数字信号的调制解调仿真实验设计

一、实验目的1、了解LabVIEW的编程与运行环境。2、掌握LabVIEW的基本操作方法，并编写简单的程序。3、了解数字信号的调制解调的原理。4、利用LabVIEW进行数字信号的调制解调的仿真设计并调试。二、实验设备清单1、微型计算机2、LabVIEW软件三、实验要求1、完成简单数字信号调制过程与解调过程。2、载波信号要求为某个（频率自己设定）的正弦波或余弦波。3、生成可执行文件，可以在没有该软件的环境下运行。4、人机界面良好。5、所有信号均采用LabVIEW仿真产生。四、实验原理2ASK调制解调工作原理所谓的调制就是在发送端将所要传送的基带信号附加在高频信号上。原始基带信号称为调制信号；高频信号就是作为调制信号的运载工具，称为载波信号；经过调制的高频信号称为已调波信号。在接收端要想得到原始的基带信号，这就需要解调，解调其实就是调制的逆过程。在信号调制中，由于正弦信号有幅值、频率、相位3个参数，故可以对这3个参数进行调制，分别称为调幅（Amplitudemodulation）、调频（Frequencymodulation）、调相（Phasemodulation）。本次实验以调幅为例。1、2ASK调制工作原理调制信号为二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。在2ASK调制中，载波的幅度只有两种变化状态，即利用数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出。有载波输出时表示“1”，无载波输出时表示发送“0”。2ASK信号可表示为ttbteccos0）（）（（4-1）式中，c为载波角频率，是为单极性NRZ矩形脉冲序列）（）（bannTtgatb（4-2）其中，g(t)是持续时间为bT的矩形脉冲，常称为门函数；na为二进制数字，当1na，出现概率为P；当0na，出现概率为（1-P）。调制部分选用键控法实现。2、2ASK解调工作原理本设计解调部分选用包络检波法如图2-2所示。2ASK包络检波法系统框图低通滤波器的作用是滤除高频杂波，使基带信号通过。比较器的功能是对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序，比较电平是由2ASK峰值检波并分压而得到。3、调制解调的算法：信号调制可用公式表示：低通滤波器比较器2ASK已调信号比较电平输出)(tASKuW（t）=Ampc{1+AmpmAmpcsin（ωmt+Φm）}sin（ωct+Φc）（1）其中Amp表示幅值，ω表示角频率，Φ表示相位角，下标c表示载波，m表示调制波。对信号进行离散处理，ωt=2πft=2πnf/fs，所以W（t）=Ampc{1+AmpmAmpcsin（2πnfm/fs+Φm）}sin（2πnfc/fs+Φc）（2）信号解调分为2个步骤：先将已调制好的信号与载波信号相乘，即X（n）=W（n）×sin（2πnfc/fs+Φc）（3）再将信号X（n）通过低通滤波器得到解调信号。五、实验具体设计步骤1、数字调制解调系统前面板的设计步骤如下：（1）新建一个子VI，在前面板上放置4个WaveformGraph波形显示器，分别为数字波形图，载波，调制后的波形，解调后的波形。（2）依次在前面板上放置载波输入及参数设置，调制波输入及参数设置，采样信息，以及IFIR系数。用户可以通过控件按钮和输入具体参数来方便设置采样点数，采样频率，载波频率，载波初相，载波幅值，调制波频率，调制波幅值，调制波初相，滤波器类型等参数。（3）放置一个停止按钮开关用来结束程序的运行。数字调制解调前面板（2ASK调制解调）2、数字调制解调系统流程图设计数字调制解调系统框图程序如图所示六、数据处理调制参数取值：采样点数300，采样频率100，载波频率10，载波初相0，载波幅值1，调制波频率1，调制波幅值1，调制波初相0，滤波器类型Lowpass，低截止频率fl24.1250。2ASK调制解解调结果如图所示：七、心得体会经过近两完周的实践，我基本完成了基于LabVIEW的数字信号调制解调系统的设计。设计过程中遇到了很多麻烦，由于理解能力差，对这些理论知识从来都是一知半解，以前掌握的东西也因长时间不用而逐渐淡忘。此次设计，通过各方面查找资料及老师的耐心指导才对2ASK调制解调有了初步认识，也对我们专业所学知识及发展方向有了新的见解。单纯的理论知识如果死记硬背固然可以熟记于心，但缺乏实践的知识对于以后的运用也不过是一张白纸，只有理论联系实践才算是真正的掌握。在仿真过程中，由于疏忽大意，连线错误，总是得不到合适的波形，才发现，如果不能真正理解，即使有了参照，也不过是一纸空文。作为一名信息的学生，更不能只是仿照别人，一定要有自己独到的见解。通过这次课程设计我收获了很多，我体会最深刻的三点是：第一，求学是一个严谨的过程，一定要谨小慎微，一个小小的错误就可能导致功亏一篑。第二，要敢于面对失败并承担失败，不能因为一两次的失败就轻言放弃，要从失败中汲取教训，从失败中总结经验，然后应用到下次的实践当中，直至成功。第三，天道酬勤，相信努力就有收获，千里之行，始于足下；为山九仞，功亏一篑。不轻言放弃，就一定能有所收获。平时生活中，更应该博览群书，不然，书到用时方恨少。最后，感谢老师的耐心指导和建议。