Matlab与通信仿真课程设计报告

Matlab与通信仿真课

程设计报告

班级：12通信（1）班

姓名：诸葛媛 学号:Xb12680129

实验一 S-函数&锁相环建模仿真

一、

实验目的

1. 了解S函数和锁相环的工作原理

2. 掌握用S函数建模过程，锁相环载波提取仿真

二、 实验内容

1、用S函数编写Similink基本模块

（1） 信源模块

实现一个正弦波信号源，要求其幅度、频率和初始相位参数可以由外部设置，并将这个信号源进行封装。

（2） 信宿和信号显示模块

实现一个示波器木块，要求能够设定示波器显示的扫描周期，并

用这个示波器观察（1）的信源模块

（3） 信号传输模块

实现调幅功能，输入用（1）信源模块，输出用（2）信宿模块; 基带信号频率1KHz，幅度1V；载波频率10KHz，幅度5V

实现一个压控正弦振荡器，输入电压u(t)的范围为[v1,v2]V，输出正弦波的中心频率为f0Hz，正弦波的瞬时频率f随控制电压线性变化，控制灵敏度为kHz/V。输入用（1）信源模块，输出用（2）信宿模块

2、锁相环载波提取的仿真

（1）利用压控振荡器模块产生一个受10Hz正弦波控制的，中心频率为

100Hz，频偏范围为50Hz到150Hz的振荡信号，并用示波器模块和频谱仪模块观察输出信号的波形和频谱。

（2）构建一个抑制载波的双边带调制解调系统。载波频率为10KHz，被

调信号为1KHz正弦波，试用平方环恢复载波并进行解调。

（3）构建一个抑制载波的双边带调制解调系统。载波频率为10KHz，被

调信号为1KHz正弦波，试用科斯塔斯环恢复载波并进行解调。

（4）设参考频率源的频率为100Hz，要求设计并仿真一个频率合成器，

其输出频率为300Hz。并说明模型设计上与实例3.26的主要区别

三、实验结果分析

1、用S函数编写Similink基本模块（3）

为了使S函数中输入信号包含多个，需要将其输入变量u初始为制定维数或自适应维数，而在S函数模块外部采用Simulink基本库中的复用器（Mux）将3个信号复用在一根信号线上。MUX实质上是将多个单行的信号序列组成一个多行的信号矩阵。采用Fcn函数模块则可以从输入信号矩阵中取出相应元素进行计

算。设置参数如下：输入信号源为常数值2的信号，subsystem中的信号输入为频率为1000Hz，幅度为1的正弦信号，仿真步长设置为2e-5；最后利用做成的显示模块来观察输出信号的波形。

测试模型：

signal generator：基带信号 constant：直流偏置

signal generator1：载波信号

显示结果：

Subsystem中的M文件：

function [sys,x0,str,ts] = zgy1(t,x,u,flag,Amp,Freq,Phase) %正弦波信号源 switch flag,

case 0 %flag=0初始化 [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;

case 3 %flag=3计算输出 sys=mdlOutputs(t,Amp,Freq,Phase);

case{1,2,4,9} %其他作不处理的flag

sys=[]; %无用的flag时返回sys为空矩阵 otherwise %异常处理 error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]); end

%主函数结束

%子函数实现（1）初始化函数

function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes

sizes = simsizes; %获取simulink仿真变量结构 sizes.NumContStates = 0; %连续系统的状态数为0 sizes.NumDiscStates = 0; %离散系统的状态数为0 sizes.NumOutputs = 1; %输出信号数目是1 sizes.NumInputs = 0; %输入信号数目是0 sizes.DirFeedthrough = 0; %这系统不是直通的 sizes.NumSampleTimes = 1; %这里必须为1 sys = simsizes(sizes);

str = []; %通常为空矩阵

x0 = []; %初始状态矩阵x0（零状态情况） ts = [0 0]; %表示连续取样时间的仿真

%子函数实现（2）系统输出方程函数

function sys=mdlOutputs(t,Amp,Freq,Phase)

sys = Amp*sin(2*pi*Freq*t+Phase); %这里写入系统的输出方程矩阵形式 %修改这个函数可以得到任意的波形输出 %系统输出方程函数结束

S-function中的M文件：

function [sys,x0,str,ts] = zgy4(t,x,u,flag) %输入信号的代数运算实例：调幅

%输出u是3行1列矩阵，u（1），u（2），u(3)分别表示基带信号，直流偏置和载波 %size（u） switch flag,

case 0 %flag=0初始化

sizes = simsizes; %获取simulink仿真变量结构 sizes.NumContStates = 0; %连续系统的状态数是0 sizes.NumDiscStates = 0; %离散系统的状态数是0 sizes.NumOutputs = 1; %输出信号数目是1 sizes.NumInputs = -1; %输入信号数目是自适应 sizes.DirFeedthrough = 1; %该系统是直通的 sizes.NumSampleTimes = 1; %这里必须为1 sys = simsizes(sizes); str = [];

x0 = []; %初始状态矩阵x0 ts = [-1 0];%采样时间由外部模块给出 case 3 %flag=3计算输出

sys=(u(1)+u(2))*u(3); %调幅输出计算 case{1,2,4,9} %其他作不处理的flag sys=[]; %无用的flag时返回sys为空矩阵

otherwise %异常处理

error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]); end

显示模块中的M 文件：

function [sys,x0,str,ts] = zgy2(t,x,u,flag,numofshowsteps) %显示示波器

global T Y N; %声明使用的全局变量 switch flag,

case 0 %flag=0初始化

sizes = simsizes; %获取simulink仿真变量结构 sizes.NumContStates = 0; %连续系统的状态数为0 sizes.NumDiscStates = 0; %离散系统的状态数为0 sizes.NumOutputs = 0; %输出信号数目是0 sizes.NumInputs = 1; %输入信号数目是0 sizes.DirFeedthrough = 1; %该系统是直通的 sizes.NumSampleTimes = 1; %这里必须是1

sys = simsizes(sizes); str=[]; %通常为空矩阵

x0=[]; %初始化状态矩阵x0（零状态情况） ts=[0,0]; %表示连续取样时间的仿真 N=0; %缓冲区全局变量初始化 T=zeros(1,numofshowsteps-1); Y=zeros(1,numofshowsteps-1);

case 3 %flag=3计算输出 if N

else %缓冲区满（一帧完成）则作图 figure(1);

plot(T-min(T),Y); %做出一帧信号波形

axis([0 max(T)-min(T) 1.1*min(Y) 1.1*max(Y)]); %坐标范围 set(gcf,'DoubleBuffer','on'); %双缓冲避免作图闪烁 drawnow; %作图 N=0; %缓冲区跑标复位 end

case{1,2,4,9} %其他作不处理的flag sys=5; %无用的flag时返回sys为空矩阵 otherwise %异常处理

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