通訊原理實驗二

hunan university

課程實驗報告

題目：數字基帶訊號的波形和功率譜密度

學生姓名龍景強

學生學號201308080228

專業班級物聯2班

指導老師杜青松

4.5 單極性不歸零**制訊號6

4.6 單極性不歸零八進位制訊號6

5.6 單極性不歸零八進位制基帶訊號19

1、通過實驗深入理解常用數字基帶訊號的波形和功率譜密度；

2、掌握用matlab繪製常用數字基帶訊號的波形和功率譜密度的方法；

3、練習根據理論分析自行設計實驗方法的能力。

1、產生單極性不歸零二進位制基帶訊號，畫出該訊號的時域波形圖及其功率譜密度圖形。（單極性基帶訊號的高電平為1v，表示二進位制碼元「1」；低電平為0v，表示二進位制碼元「0」）

2、產生占空比為50%的單極性歸零二進位制基帶訊號，畫出該訊號的時域波形圖及其功率譜密度圖形。（單極性基帶訊號的高電平為1v，低電平為0v；乙個碼元週期內包含高電平脈衝表示二進位制碼元「1」，否則表示二進位制碼元「0」）。

3、產生雙極性不歸零二進位制基帶訊號，畫出該訊號的時域波形圖及其功率譜密度圖形。（雙極性基帶訊號的正電平為1v，表示二進位制碼元「1」；負電平為-1v，表示二進位制碼元「0」）。

4、產生占空比為50%的雙極性歸零二進位制基帶訊號，畫出該訊號的時域波形圖及其功率譜密度圖形。（雙極性基帶訊號的正電平為1v，負電平為-1v；乙個碼元週期內包含正電平脈衝表示二進位制碼元「1」，包含負電平脈衝表示二進位制碼元「0」）。

5、產生單極性不歸零**制基帶訊號，畫出該訊號的時域波形圖及其功率譜密度圖形。（**製單極性基帶訊號共有0v，1v，2v，3v四個電平，分別表示**制碼元「0」，「1」，「2」，「3」）

6、產生單極性不歸零八進位制基帶訊號，畫出該訊號的時域波形圖及其功率譜密度圖形。（八進位製單極性基帶訊號共有0v~7v八個電平，分別表示八進位制碼元「0」~「7」）

數碼訊號可以直接採用基帶傳輸,所謂基帶就是指基本頻帶。基帶傳輸就是**路中直接傳送數碼訊號的電脈衝。基帶傳輸時,對於傳輸數碼訊號來說,使用的方法是用不同的電壓電平來表示兩個二進位制數字,也即數碼訊號由矩形脈衝組成。

我們將其劃分為單極性碼和雙極性碼，單極性碼使用正的電壓表示資料；而根據訊號是否歸零，還可以劃分為歸零碼和非歸零碼，歸零碼碼元中間的訊號回歸到0電平，而非歸零碼遇1電平翻轉，零時不變。

數字基帶訊號除了二進位制訊號，還有**制訊號，八進位制訊號等。

數字基帶系統的組成：

1、單極性不歸零碼

特點：傳送能量大、接收訊雜比較高，占用頻帶較窄；具有較高的直流和低頻成分，不利於通道傳輸，受到通道傳輸特性和雜訊的影響，接收端抽樣判決器難以穩定在最佳判決門限，在出現長連「0」或者長連「1」時不利於接收端位同步定時提取。

2、雙極性不歸零碼

特點：傳送能量大、接收訊雜比較高，占用頻帶較窄，直流和低頻成分較少，接收端抽樣判決器始終保持最佳判決門限；在出現長連「0」或者長連「1」時不利於接收端位同步定時提取。

3、單極性歸零碼

特點：傳送能量較小、接收訊雜比較低，占用頻帶較寬，具有較高的直流和低頻成分，不利於通道傳輸，受到通道傳輸特性和雜訊的影響，接收端抽樣判決器難以穩定在最佳判決門限；在出現長連「0」時不利於接收端位同步定時提取，但長連「1」時可以實現接收端位同步定時提取。

4、雙極性歸零碼

特點：傳送能量較小、接收訊雜比較低，占用頻帶較寬；直流和低頻成分較少，接收端抽樣判決器始終保持最佳判決門限，具有良好的自同步特性，即使在出現長連「0」或者長連「1」時也可以實現接收端位同步定時提取。

除此之外本次實驗還畫了單極性不歸零**製碼訊號和單極性不歸零八進位製碼訊號，這些都跟單極性不歸零二進位製碼訊號差不多，只是表示訊號的進製變了一下。

基帶訊號的時間解析度為0.001s（即取樣頻率為1000hz），共產生2000個二進位制碼元，每個碼元的持續時間為1秒。

4.1單極性不歸零二進位制基帶訊號

主要**：

% 畫時域訊號波形

figure(1);

plot(t,st1,'linewidth',1.5);grid on;

axis([0 20 -0.1 1.1]);

xlabel('時間(s)');ylabel('電壓值(v)');

title(title_str1);

%計算功率譜並畫圖

figure(2)

fmt=fft(st1); % 對時域訊號進行fft變換，計算其頻譜

fmt=fftshift(fmt);

fmt=abs(fmt);

fmt_db=fmt.^2/ts;

maxf=max(fmt_db);

fmt_db=fmt_db/maxf;

fmt_db= 10*log10(fmt_db +eps);

plot(f,fmt_db);grid on;

axis([-6 6 -80 0]);

xlabel('頻率(hz)');ylabel('功率譜幅度值(db)');

title(title_str2);

4.2 單極性歸零二進位制基帶訊號

主要**：

% 畫時域訊號波形

figure(3);

plot(t,st2,'linewidth',1.5);grid on;

axis([0 20 -0.1 1.1]);

xlabel('時間(s)');ylabel('電壓值(v)');

title(title_str3);

%計算功率譜並畫圖

figure(4)

fmt=fft(st2); % 對時域訊號進行fft變換，計算其頻譜

fmt=fftshift(fmt);

fmt=abs(fmt);

fmt_db=fmt.^2/ts;

maxf=max(fmt_db);

fmt_db=fmt_db/maxf;

fmt_db= 10*log10(fmt_db +eps);

plot(f,fmt_db);grid on;

axis([-6 6 -80 0]);

xlabel('頻率(hz)');ylabel('功率譜幅度值(db)');

title(title_str4);

4.3 雙極性不歸零二進位制基帶訊號

主要**：

% 畫時域訊號波形

figure(5);

plot(t,st3,'linewidth',1.5);grid on;

axis([0 20 -1.1 1.1]);

xlabel('時間(s)');ylabel('電壓值(v)');

title(title_str5);

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