1、2016年11月2日星期三32-1平穩(wěn)隨機過程 (t)的自相關(guān)函數(shù)為 R ( ) 2e 試求：(t)的功率譜密度P ()；(t)的平均功率S和直流功率S0; 2(t)的方差 。解：由于/= 2襄國O與而屋則O-4w 2x3 _ 12廣的平均功率S=H(0) = 21=工直流功率= 21Hx =0氫0的方差- 22-2已知平穩(wěn)高斯白噪聲的雙邊功率譜密度為n0 ,經(jīng)過一個沖激響應(yīng)為 h(t)的線性系統(tǒng)后輸出為x(t),若已知h(t)的能量為Eh ,求x(t)的功率。解：沒網(wǎng)力的傅立葉變換為H(y),則& = -W式。的功率為月= 卸打=和二門(加歹=華 at 2-3設(shè)一低通濾波器的沖激響應(yīng)為h(t

2、) e (t 0),在其輸入端加上零均值白噪聲X(t)的自相關(guān)函數(shù)Rx()(),試求濾波器輸出過程 Y(t)的下列參數(shù)：數(shù)學(xué)期望ay；功率譜密度 R()；自相關(guān)函數(shù) Ry();總平均功率 Sy。解：h(t) =0)取磅=aj =0 口1 = 口上月(。)=0 a (二)(力,&卬)=1 f+ty(3),川c 產(chǎn)，,及口)二 3 6際=JJy(O)=4-1某信源集包含1024個符號，各符號等概出現(xiàn)，且相互統(tǒng)計獨立?，F(xiàn)需經(jīng)由帶寬為 6KHz的信道傳輸該信源發(fā)送的一系列符號，并要求信道輸出端信噪比不小于30dB。試求：(1 )信道的容量；(2)無差錯傳輸時的最高碼兀速率。(1)信道輸出端信噪比為-=

3、1010 =1000,則 .VC = 8 1鳴Q +，= 6父 10限 1嗚Q+1000) = 59803 (bit I s)(2)由于信源集包含10K個符號，備符號等概率出現(xiàn)，目相互間統(tǒng)計獨立，因此信源的幅為日=匕h1024 = 10(加門符號)無差錯傳輸時的最高礙元速率為%工=/=、=拳巴=5980 (B) 11 rf 1U4-2已知有線電話信道的帶寬為3.4KHz。試求：(1)信道輸出信噪比為 30dB時的信道容量；(2)若要在該信道中傳輸 33.6bit/s的數(shù)據(jù)，求接收端要求的最小信噪比。(1) C 田 + J) = 3d IO3 /kg式 1 + 1。8 - 33,888(7/ s

4、)J +csS-JC05（4?J- rrtp- ji鐘胭/ 十 10 3臉# KlffO用調(diào)相指豺， 易人=困.剛 心=如/ 默癡），備 U = 10幾(10 -l)xl03 = 2 2xlQfi)C)對于FU混，若把謂制信號物本加售，井保持調(diào)剌信旨振幅和調(diào)靖靈融變/則3公=房革d1t也不變,即曠不變/故% = XX= 2 工(104 + 2xl(f)=24x 10+(ttr)對干尸”凝，著舊四制信號卿率tn信,并保持調(diào)制信號振幅和調(diào)幅靈制度不變，則叫=AX也不變,而幾= Eh1(P風(fēng)放37* = 2(用,+劫4 2x10 +t) 2x JO3 = 44x10融)由以上分析如，對TM次，當(dāng)喝制

5、信號率變化1寸，只要最大頻偏y比兀太博 第，鼠帶寅口基本不變.對于PM遁，當(dāng)珊和信號頻率變化時，髓B將成比例 變化口由于實際調(diào)制信號總是具有一定輻J率花圍，因此CI比FM優(yōu)越|5-2設(shè)模擬調(diào)制系統(tǒng)信道和接收端模型如下圖所示。已知信道噪聲n(t)為加性高斯白噪聲，單邊功率譜密度為n0 10 6W/Hz； Sm(t)為已調(diào)信號，載波頻率fc 1MHz ,對應(yīng)的調(diào)制信號m(t)的最高頻率為 3 5KHz。帶通濾波器為理想，試分別計算DSB(Si 1KW , 相干解調(diào))、SSB (Si 1KW ,相干解調(diào))、AM (兩邊帶功率 Pf 1KW ,載波功率Pc 4KW ,包絡(luò)檢波)三種情況下的下列參數(shù):(

6、1)帶通濾波器的中心頻率f0及帶寬B;(2 )解調(diào)器輸入端信噪比Si / Ni ;(3)調(diào)制制度增益G;解調(diào)器輸出端信噪比So/N。TAni t-H-*VI/n tM DSB情況(1) f.=.(=1*儂=?今=”5=10(點玨)早 1HliT 5； -ICxIOxlQ-IO-) -QU?對十D隨系統(tǒng)G-2冬=G冬7,吩N* M3、N SB -情況1上邊帶1/：二E V二城+ -二 10煙及”二 5的E D?X. = h= J0-f xr5xlO3 = 5y 10*jf) - = -=守y 5xio-J對于SSB系練G-l(4) i-Gi-lx2xlD3_2xlOJ乂 M0心情洞(O萬=E =

7、1=24=2內(nèi)=1氏域)(2) Nz -10 ? 10 x 10 - 10-3(jr)W一號，鳥-144-5(式甲)S, 5k10-疣.廣= 5.1?_, 陽“品* 二譽 _ “丁 二 S -二*1-0 1T+西 十懣 R十號4 + 16-1原信碼如下表所示，請將下表填寫完整。序號123456789101112131415161617181920212223信碼100000110000100000000011力口取代節(jié)添力口極性HDB3解法一：壽號1Z34-51gg1011iz13:-151&16r1G12021, r23曾震10001ft1o(1100000000fl1漢代，10Q0V01B

8、uQV1Q0cVD9uVQ1lK TBfft-10fl:4&fr0-V*10奉c00中0-L皿3一1000*1&-1-1-100-I制0利40-0-4解法二:呼號123456T8JW1112U,15J&161.7IS1921zz23M再L0000111I00L1000t00a11加ft代力1000V111衛(wèi)40V1g0V00Vfl11加-1&0QPv串74Tq01c0-VTc0*tC47-1&。立0-1-I7心&-1.1t息&-17ce-L一L6-2原信碼如下表所示，請將下表填寫完整。（為了緊湊，以+,-代替+1, -1）信碼100000000001100001用取代節(jié)添加極性HDB3信翦 l

9、oiooo1100goi用取代卞 IOIQVBOQVOOL1BQOT1 添加肥性+】0 口 0 +T B。 0-T 00*1 40。+V -1HEHJ 科-ODO/-。. )Q+- Q0 + .倡碼1Q0100*0u11010011n(JftVB0.V01R10t1常加肝性70C0-VB0fl*0T-1E*0-VHDB3+1000-1-10d-IQ0-1-1-100-1-16-3 HDB3解碼舉例hdb3+10-1000-1+1000+1-1+1-100-1+10原信碼實驗一 單調(diào)諧回路諧振放大器的研究（一）實驗?zāi)康模?研究單級和多級單調(diào)諧回路放大器的諧振特性；.學(xué)習(xí)小信號諧振放大器的增益、帶

10、寬的測試方法。.研究小信號諧振放大器的增益、帶寬與電路參數(shù)的關(guān)系。（二）實驗原理概述：圖實2- 1實驗電路如圖實2- 1所示。該電路由兩級單調(diào)諧回路放大器組成。Qioi、Q102選用3DG6C或S9018。級間耦合變壓器 B101、B102的初級采用部分接入方式，調(diào)節(jié) B101、B102的磁芯， 可改變相應(yīng)回路的諧振頻率，使兩級可工作在同頻調(diào)諧狀態(tài)，為擴展頻帶也可工作在對中心頻率失諧的參差調(diào)諧狀態(tài)。諧振回路分別并接有一個頻帶擴展電阻（R4104或R110）,可通過SW101、SW102開關(guān)選擇擴展電阻的接入，改變回路的品質(zhì)因數(shù) Q,從而改變放大器增益及帶寬。2.單級交流等效電路及參數(shù)單級諧振回

11、路放大器的等效電路如圖實22（a）（b）所示。( a)圖實2 2單鍛交通等效電路cb)圖中：L為回路總電感，即 B1或B2的初級電感；C為回路外接電容；0為回路外接電導(dǎo)；g為電感線圈損耗電導(dǎo)，其值為 gz1-,Q0為電感線圈的品質(zhì)因數(shù)；Q0Io1 印01PYfeUs； g01 E* 2go1；_2_2_2_ 一C01P1 C01； gi2P2gi2 ； Ci2P2 Ci2；式中 P1W-稱為接入系數(shù)?；镌诒緦嶒灥装迳蠈τ?Bi : W12=26匝，W13=28匝：W54= 4匝，對于B2： W12= 18 匝，W13=27匝，W54= 9匝。g0i, C01分別是本級晶體管的輸出電導(dǎo)和輸出電容

12、;gi2,Ci2分別是下級晶體管的輸入電導(dǎo)和輸入電容；Ye為晶體管的正向傳輸導(dǎo)納。本實驗所用晶體管 3DG6c的丫參數(shù)，在 Vcc=+12v, IE=1mA時,Ye=30mS, goe=150mS,gie=1mS, Coe= 4PF, Cie=50PF, Cb e 2 5PF。3.基本關(guān)系由圖22（b）可知,回路總電容:對于單級放大器有,P12C P2&回路總電導(dǎo):g2P1 g01P2 gi2 g回路有載QlQlp gwW0Lg 23dB通頻帶:N=Ql式中，21n1稱為帶寬縮小因子,4.電路工作狀態(tài), 晶體管靜態(tài)電流：電源電壓Ie= 1mA,Vcc= +12V,Ie2=0. 98mA。臺臺臺

13、（可選）臺臺（三）實驗儀器YB1052B高頻信號發(fā)生器YB2174超高頻毫伏表BT- 3c頻率特性測試儀YB1713直流穩(wěn)壓電源YB4320雙蹤示波器DT980型數(shù)字三用表高頻實驗箱（四）實驗任務(wù).測放大器的靜態(tài)工作電壓，井判斷各級是否工作正常。.測量單級和兩級總諧振電壓增益要求：a.用YB1052B高頻信號發(fā)生器在實驗電路板ui端輸入激勵信號，信號頻率f = 450KHz,第一級激勵電壓約為 20mV左右。b.微調(diào)高頻傳輸變壓器的磁芯，確保兩級放大器都工作在調(diào)諧狀態(tài)（可置中心頻率f0= 450KHz）。c.用YB4320雙蹤示波器監(jiān)測輸入輸出波形，在保證不失真的條件下，用 YB2174超高

14、頻毫伏表測量TP101（第1級調(diào)諧放大器輸出端， 也是第2級放大器的輸入端）或TP102（第2 級調(diào)諧放大器輸出端）的輸入或輸出電壓值，并認真記錄。d.分別測量諧振回路并接的擴展電阻阻值，對選擇開關(guān)K101、K102置1或置2時的諧振增益進行觀測和對比分析。e.列表記錄數(shù)據(jù)。.測量各級小信號諧振放大器的通頻帶BW0.7。具體要求為：a.分別使用掃頻法和點測法進行單級和兩級總諧振特性及通頻帶BW17的測量。b.保證在同步調(diào)諧的情況下進行測量，使兩級都諧振在加=450KHz。c. SW101、SW102可任意置于1或2位置，但記錄時應(yīng)注明。d.注意，小信號諧振放大器的輸入信號幅度的大小要適當(dāng)，以防

15、過載使放大器出現(xiàn)非 線性失真。e.列表記錄數(shù)據(jù)井將用標(biāo)準(zhǔn)計算紙描繪出幅頻特性曲線圖。（五）實驗報告要求：.列出所測數(shù)據(jù)，計算出單級和兩級總諧振增益Ku、通頻帶BW3.7O.用坐標(biāo)紙繪出諧振特性曲線并計算和標(biāo)示出通頻帶。.對實驗數(shù)據(jù)和曲線進行分析。.對實驗結(jié)果進行總結(jié)分析、做出實驗報告。.回答思考題。（六）預(yù)習(xí)要求：.復(fù)習(xí)高頻電子線路中有關(guān)理論。.明確實驗?zāi)康?、任?wù)并擬定實驗方案和步驟。（七）思考題.放大器激勵信號過大或過小對測量數(shù)據(jù)有何影響？測第一級和測第二級增益時，激勵信號如彳5選擇？.如何判斷回路是否諧振？. K101、K102置1或2時放大器諧振增益和通頻帶將如何變化？.分析諧振特性不對

16、稱的原因 ？.當(dāng)兩級放大器工作在參差調(diào)諧狀態(tài)時，放大器的總增益總諧振特性和通頻帶有何變 化？.總結(jié)對比掃頻測試法和逐點測試法的優(yōu)缺點。9實驗一、MATLAB仿真基本操作綜合實驗一、實驗?zāi)康模赫J識學(xué)習(xí)基于MATLAB仿真的M文件程序?qū)崿F(xiàn)與Simulink仿真工具箱仿真 模塊調(diào)用實現(xiàn)的兩種基本方法；通過實驗學(xué)習(xí)掌握各類仿真儀器設(shè)備的參數(shù)設(shè)置和操作使用方法。（一）信號及其運算的MATLAB實現(xiàn)注意：以M文件方式，通過調(diào)用 MATLAB相關(guān)函數(shù)編程進行實驗時，命令和程 序的輸入一定要在純英文狀態(tài)下，否則輸入的命令將會發(fā)生錯誤，程序無法執(zhí)行。 我們可通過MATLAB仿真工作窗中的編輯器功能來發(fā)現(xiàn)和糾正各

17、類錯誤。1.1連續(xù)信號的MATLAB實現(xiàn)matlaBI供了大量用以生成基本信號的函數(shù)，比如最常用的指數(shù)信號、正 弦信號和三角波信號等就可通過 MATLAB的內(nèi)部函數(shù)命令來實現(xiàn)，不需要借助任 何工具箱就可調(diào)用的函數(shù)。例如MATLAB的部分波形或圖形函數(shù)，詳見表一中所 示：表一、部分波形函數(shù)函數(shù)產(chǎn)生的波形Sin正弦波Cos余弦波Square方波Saw tooth鋸齒波Rectpuls非周期方波Tripuls非周期三角波Pulstran脈沖序列表二、部分圖形函數(shù)函數(shù)圖形10figure生成圖框axis設(shè)置坐標(biāo)軸text在圖上標(biāo)記文字plot畫圖title添加圖名grid網(wǎng)格線xlabel給x軸添加義

18、本標(biāo)記ylabel給y軸添加義本標(biāo)記.指數(shù)信號指數(shù)信號Ae在MATLAB中可用exp函數(shù)表示，其調(diào)用形式為:y=A*exp(a*t)例如圖1-1所示指數(shù)衰減信號的MATLAB程序如下(取A=1, -0.4):%program1-1Decaying exponential signalA=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);grid on;.正弦信號正弦信號Acos( 0*t+ )和Asin( 0+ )分別用MATLAB的內(nèi)部函數(shù)cos和sin表示，其調(diào)用形式為：A*cos( 0*t+phi)A*sin( 0*t+phi)例如圖1-2所示正

19、弦信號的MATLAB程序如下(取A=1,。=2 ,= /6):%program1-2Sinusoidal A=1;w0=2*pi; phi=pi/6; t=0:0.001:8;ft=A*sin(w0*t+phi); plot(t,ft);grid on;11圖1-1單邊指數(shù)衰減信號圖1-2正弦信號除了內(nèi)部函數(shù)外，在信號處理工具箱(Signal Pressing Toolbox)中還提供 了諸如取樣函數(shù)、矩形波、三角波、周期性矩形波和周期性三角波等在信號處理 中常用的信號。.取樣函數(shù)取樣函數(shù)Sa(t)ft MATLAB中用sinc函數(shù)表示，其定義為：Sinc(t)=sin( t)/( t)其調(diào)用

20、形式為：Y=sinc(t)例如圖1-3所示取樣函數(shù)的MATLAB程序如下：%program1-3Sample functiont=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);grid on;圖1-3取樣函數(shù)形波信號圖1-4矩12.矩形脈沖信號矩形脈沖信號在MATLAB中用rectpuls函數(shù)來表示，其調(diào)用形式為：y=rectpuls(t,width)用以產(chǎn)生一個幅值為1、寬度為width、相對于t=0點左右對稱的矩形波信 號。該函數(shù)的橫坐標(biāo)范圍由向量 t決定，是以t=0為中心向左右各展開 width/2 的范圍。Width的默認值為1。例如圖1-4所示

21、以t=2T(即t-2 X T=0)為對稱中心的 矩形脈沖信號的MATLA瑜程序如下(取T=1):%program1-4Rectangular pulse signalt=0:0.001:4;T=1;ft=rectpuls(t-2*T,2*T);plot(t,ft);grid on;axis(0 4 -0.5 1.5);周期性矩形波(方波)信號在NATLABfr用square函數(shù)來表示，其調(diào)用形式 為：y=square(t,DUTY)用以產(chǎn)生一個周期為2 、幅值為1的周期性方波信號，其中的DUTY參數(shù) 表示占空比(dutycycle),即在信號的一個周期中正值所占的百分比。例如圖 1-5 所示實

22、現(xiàn)頻率為30Hz的周期性方波信號的MATLA瑜程序如下：%program1-5Periodis rectangular pulse signalt=-0.0625:0.0001:0.0625;y=square(2*pi*30*t,50);%DUTY=50(percent)plot(t,y);axis(-0.0625 0.0625 -1.5 1.5);grid on13圖1-5周期性方波信號.三角波脈沖信號三角波脈沖信號在MATLAB中用tripuls函數(shù)來表示，其調(diào)用形式為y=tripuls(t,width,skew)用以產(chǎn)生一個最大幅度為1、寬度為width、斜度為skew的三角波信號。 該

23、函數(shù)的橫坐標(biāo)范圍由向量t決定，是以t=0為中心向左右各展開 width/2的范 圍。斜度skew是一個介于-1和1之間的值，它表示最大幅度1出現(xiàn)在t=(width/2) x skew的橫坐標(biāo)位置。如圖1-6所示三角波信號的 MATLAB程序如下：%program1-6Triangular pulse signalt=-3:0.001:3;ft=5*tripuls(t,4,0.5);plot(t,ft);grid on;axis(-3 3 -0.5 5);-0.5-3i4.543.532.521.510.50-2-1012圖1-6三角波信號周期性三角波信號在 MATLAB中用sawtooth函數(shù)

24、來表示，其調(diào)用形式為：y=sawtooth(t,WIDTH)用以產(chǎn)生一個周期為2 、最大幅度為1、最小幅度為-1的周期性三角波(鋸 齒波)信號，其中的 WIDTH參數(shù)表示最大幅度出現(xiàn)的位置：在一個周期內(nèi)，信 號從t=0到WIDTHX 2時函數(shù)值是從-1到1線性增加白1 而從 WIDTHX 2到 2時函數(shù)值又是從1到-1線性遞減的；在其他周期內(nèi)依次類推。例如圖 1-7所 示的周期性三角波信號的 MATLAB源程序如下：%program1-7periodic triangular pulse signal t=-5*pi:pi/10:5*pi;x=sawtooth(t,0.5); %B齒波(或三角波)plot(t,x);axis(-16 16 -1.5 1.5);grid on;14圖1.7周期性三角信號. 一般周期性脈沖信號般周期性脈沖信號在 MATLAB中用pulstran函數(shù)表示，其調(diào)用形式為:y=pulstran(t,d, func )該函數(shù)基于一個名為func的連續(xù)函數(shù)并以之為一個周期，從而產(chǎn)生一審周 期性的連續(xù)函數(shù)(func函數(shù)可自定義)。該pulstran函數(shù)的橫坐標(biāo)范圍由向量t 指定，而向量d用于指定周期性的偏移量(即各個周期的中心點)，這樣這個func 函數(shù)會被計算length(d)次，并且整個pulstran