10通信原理综合标准实验报告.docx

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10通信原理综合标准实验报告

实验十九通信原理综合实验－BPSK调制解调

【设计要求】

设计2PSK调制解调器。

设计环境：

设计指标：

BPSK调制载波由信号发生器参数，数据信号由微机参数，两个信号不同步。

载波信号幅度Vpp＝2V，标称频率100Hz，误差

10％

PLL入锁频率范围

10Hz

跟踪范围>

20Hz

数据信号速率5baud，0/1方波。

【系统设计】

1．总体设计

根据系统设计指标，设计系统框图如下：

调制系统由乘法器构成。

硬件信号发生器产生的载波信号与本地信号发生器产生的调制信号构成。

其中：

为载波频率，

为载波初始相位。

解调系统由载波恢复电路和相干解调器构成。

由于BPSK信号中没有载波频率分量，因此，需要进行非线性变换。

为进行系统性能比较，设计一非同步解调参考解调电路。

2．载波恢复模块设计

载波恢复模块由平方倍频器与分频PLL构成

平方器输出为：

在实际应用中A为缓变量，因此，要滤除直流分量不能用常量减法，只能用高通滤波器，其传递函数为：

PLL电路构成如下：

环路中加入倍频器，锁相输出频率为1/2输入频率。

为使环路得到较好的稳定性，环路滤波器采用一阶滤波器。

根据系统入锁频差要求

大约在10～20Hz之间。

（选10Hz）

由于BPSK信号的相位为阶跃函数，为保证跟踪锁相环开环增益在保证环路稳定的条件下取较大值，开环增益中起主要作用的VCO增益取5000Hz/V。

3．解调电路设计

解调电路由乘法器与低通滤波器构成。

为保证低频数字信号的波形，采用通带平坦型2阶BUTTER低通滤波器，使通带内的相移较小。

截止频率20Hz

4．采集卡驱动程序设计

MATLAB用S函数编写硬件接口，S函数在MATLAB中的调用过程为

根据接口定义与要求，驱动程序由下列程序构成：

test_matlab.cpp：

/*$Revision:

1.3$*/

//AutomaticallygeneratedbyMATLABProjectWizardversion1.0

/*

*Basedonsfuntmpl_basic.c:

Basic'C'templateforalevel2S-function.

*

*-------------------------------------------------------------------------

*|Seematlabroot/simulink/src/sfuntmpl_doc.cforamoredetailedtemplate|

*-------------------------------------------------------------------------

*

*Copyright1990-2000TheMathWorks,Inc.

*$Revision:

1.3$

*/

#include"iostream.h"

#include

#include

#include"P1202DRV.H"

P1202DRVMyDrv;

#ifdef__cplusplus

extern"C"{//usetheCfcn-callstandardforallfunctions

#endif//definedwithinthisscope

/*

*YoumustspecifytheS_FUNCTION_NAMEasthenameofyourS-function

*（i.e.replacesfuntmpl_basicwiththenameofyourS-function）.

*/

#defineS_FUNCTION_LEVEL2

#defineS_FUNCTION_NAMEtest_matlab

/*

*Needtoincludesimstruc.hforthedefinitionoftheSimStructand

*itsassociatedmacrodefinitions.

*/

#include"simstruc.h"

/*Errorhandling

*--------------

*

*Youshouldusethefollowingtechniquetoreporterrorsencounteredwithin

*anS-function:

*

*ssSetErrorStatus（S,"Errorencountereddueto..."）;

*return;

*

*Notethatthe2ndargumenttossSetErrorStatusmustbepersistentmemory.

*Itcannotbealocalvariable.Forexamplethefollowingwillcause

*unpredictableerrors:

*

*mdlOutputs（）

*{

*charmsg[256];{ILLEGAL:

tofixuse"staticcharmsg[256];"}

*sprintf（msg,"Errordueto%s",string）;

*ssSetErrorStatus（S,msg）;

*return;

*}

*

*Seematlabroot/simulink/src/sfuntmpl_doc.cformoredetails.

*/

/*====================*

*S-functionmethods*

*====================*/

/*Function:

mdlInitializeSizes===============================================

*Abstract:

*ThesizesinformationisusedbySimulinktodeterminetheS-function

*block'scharacteristics（numberofinputs,outputs,states,etc.）.

*/

staticvoidmdlInitializeSizes（SimStruct*S）

{

/*Seesfuntmpl_doc.cformoredetailsonthemacrosbelow*/

ssSetNumSFcnParams（S,0）;/*Numberofexpectedparameters*/

if（ssGetNumSFcnParams（S）!

=ssGetSFcnParamsCount（S））{

/*Returnifnumberofexpected!

=numberofactualparameters*/

return;

}

ssSetNumContStates（S,0）;

ssSetNumDiscStates（S,0）;

if（!

ssSetNumInputPorts（S,0））return;

//ssSetInputPortWidth（S,0,1）;

//ssSetInputPortRequiredContiguous（S,0,true）;/*directinputsignalaccess*/

//ssSetInputPortDirectFeedThrough（S,0,1）;

if（!

ssSetNumOutputPorts（S,1））return;

ssSetOutputPortWidth（S,0,1）;

ssSetNumSampleTimes（S,2）;

ssSetNumRWork（S,0）;

ssSetNumIWork（S,0）;

ssSetNumPWork（S,1）;

ssSetNumModes（S,0）;

ssSetNumNonsampledZCs（S,0）;

//ssSetOptions（S,0）;

//ssSetOptions（S,SS_OPTION_ALLOW_CONSTANT_PORT_SAMPLE_TIME）;

}

/*Function:

mdlInitializeSampleTimes=========================================

*Abstract:

*Thisfunctionisusedtospecifythesampletime（s）foryour

*S-function.Youmustregisterthesamenumberofsampletimesas

*specifiedinssSetNumSampleTimes.

*/

staticvoidmdlInitializeSampleTimes（SimStruct*S）

{

ssSetSampleTime（S,0,CONTINUOUS_SAMPLE_TIME）;

ssSetOffsetTime（S,0,0.0）;

ssSetSampleTime（S,1,1.0/SAMPLERATE）;

ssSetOffsetTime（S,1,0.0）;

//ssSetOutputPortSampleTime（S,0,0.01）;

//ssSetOutputPortOffsetTime（S,0,0）;

}

//#defineMDL_INITIALIZE_CONDITIONS/*Changeto#undeftoremovefunction*/

#undefMDL_INITIALIZE_CONDITIONS

#ifdefined（MDL_INITIALIZE_CONDITIONS）

/*Function:

mdlInitializeConditions========================================

*Abstract:

*Inthisfunction,youshouldinitializethecontinuousanddiscrete

*statesforyourS-functionblock.Theinitialstatesareplaced

*inthestatevector,ssGetContStates（S）orssGetRealDiscStates（S）.

*Youcanalsoperformanyotherinitializationactivitiesthatyour

*S-functionmayrequire.Note,thisroutinewillbecalledatthe

*startofsimulationandifitispresentinanenabledsubsystem

*configuredtoresetstates,itwillbecallwhentheenabledsubsystem

*restartsexecutiontoresetthestates.

*/

staticvoidmdlInitializeConditions（SimStruct*S）

{

}

#endif/*MDL_INITIALIZE_CONDITIONS*/

#defineMDL_START/*Changeto#undeftoremovefunction*/

#ifdefined（MDL_START）

/*Function:

mdlStart=======================================================

*Abstract:

*Thisfunctioniscalledonceatstartofmodelexecution.Ifyou

*havestatesthatshouldbeinitializedonce,thisistheplace

*todoit.

*/

staticvoidmdlStart（SimStruct*S）

{

/*for（i=0;i<1024;i++）

wave[i]=sin（i*2*3.1416/102.4）;

*/

P1202DRV*MyDrv=newP1202DRV;

if（MyDrv==NULL）

{

ssSetErrorStatus（S,"errormessage"）;

return;

}

ssGetPWork（S）[0]=（void*）MyDrv;

if（MyDrv->Init（））

{

ssSetErrorStatus（S,"errormessage"）;

return;

}

MyDrv->StartScan（）;

}

#endif/*MDL_START*/

/*Function:

mdlOutputs=======================================================

*Abstract:

*Inthisfunction,youcomputetheoutputsofyourS-function

*block.Generallyoutputsareplacedintheoutputvector,ssGetY（S）.

*/

staticvoidmdlOutputs（SimStruct*S,int_Ttid）

{

//constreal_T*u=（constreal_T*）ssGetInputPortSignal（S,0）;

real_T*y=ssGetOutputPortRealSignal（S,0）;

real_Tval,Sampletime;

P1202DRV*MyDrv=（P1202DRV*）ssGetPWork（S）[0];

Sampletime=ssGetT（S）;

val=MyDrv->Read（Sampletime）;

if（val>100.0）

ssSetErrorStatus（S,"Dataoverflow!

"）;

y[0]=val;

}

#defineMDL_UPDATE/*Changeto#undeftoremovefunction*/

#undefMDL_UPDATE

#ifdefined（MDL_UPDATE）

/*Function:

mdlUpdate======================================================

*Abstract:

*Thisfunctioniscalledonceforeverymajorintegrationtimestep.

*Discretestatesaretypicallyupdatedhere,butthisfunctionisuseful

*forperforminganytasksthatshouldonlytakeplaceonceper

*integrationstep.

*/

staticvoidmdlUpdate（SimStruct*S,int_Ttid）

{

}

#endif/*MDL_UPDATE*/

#defineMDL_DERIVATIVES/*Changeto#undeftoremovefunction*/

//#undefMDL_DERIVATIVES

#ifdefined（MDL_DERIVATIVES）

/*Function:

mdlDerivatives=================================================

*Abstract:

*Inthisfunction,youcomputetheS-functionblock'sderivatives.

*Thederivativesareplacedinthederivativevector,ssGetdX（S）.

*/

staticvoidmdlDerivatives（SimStruct*S）

{

}

#endif/*MDL_DERIVATIVES*/

/*Function:

mdlTerminate=====================================================

*Abstract:

*Inthisfunction,youshouldperformanyactionsthatarenecessary

*attheterminationofasimulation.Forexample,ifmemorywas

*allocatedinmdlStart,thisistheplacetofreeit.

*/

staticvoidmdlTerminate（SimStruct*S）

{

P1202DRV*MyDrv=（P1202DRV*）ssGetPWork（S）[0];

if（MyDrv==NULL）

return;

MyDrv->Stop（）;

MyDrv->Close（）;

deleteMyDrv;

return;

}

/*======================================================*

*Seesfuntmpl_doc.cfortheoptionalS-functionmethods*

*======================================================*/

/*=============================*

*RequiredS-functiontrailer*

*=============================*/

#ifdefMATLAB_MEX_FILE/*IsthisfilebeingcompiledasaMEX-file?

*/

#include"simulink.c"/*MEX-fileinterfacemechanism*/

#else

#include"cg_sfun.h"/*Codegenerationregistrationfunction*/

#endif

#ifdef__cplusplus

}//endofextern"C"scope

#endif

P1202DRV.H:

//P1202DRV.h:

interfacefortheP1202DRVclass.

//

//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#if!

defined（AFX_P1202DRV_H__455B5152_0FD1_4D8F_9BD3_9DFD0C69E6E7__INCLUDED_）

#defineAFX_P1202DRV_H__455B5152_0FD1_4D8F_9BD3_9DFD0C69E6E7__INCLUDED_

#if_MSC_VER>1000

#pragmaonce

#endif//_MSC_VER>1000

#defineBUFFLEN1000

#defineNUMCHAN1

#defineINITFLAG0X1

#defineACTIVEFLAG0X2

#defineSCANFLAG0X4

#defineREADFLAG0x8

#defineSAMPLERATE4000

#include

#ifdef__cplusplus

extern"C"{//usetheCfcn-callstandardforallfunctions

#endif//definedwithinthisscope

#defineS_FUNCTION_LEVEL2

#defineS_FUNCTION_NAMEtest_matlab

#include"simstruc.h"

#ifdef__cplusplus

}//endofextern"C"scope

#endif

classP1202DRV

{

intinitflag,buffindex,readcount;

intErrorFlag;

time_TTs,StartTime,EndTime;

DWORDdwP1,dwP2;

WORDwChannelStatus[32],wChannelConfig[32],wStatus;

WORDwCard0Buf0[BUFFLEN*32],wCard0Buf1[BUFFLEN*32];

public:

P1202DRV（）;

virtual~P1202DRV（）;

public:

intInit（）;

intClose（）;

intStartScan（）;

doubleRead（time_TSampleTime）;

intStop（）;

WORDCardRead（）;

};

#endif//!

defined（AFX_P1202DRV_H__455B5152_0FD1_4D8F_9BD3_9DFD0C69E6E7__INCLUDED_）

P1202DRV.C:

//P1202DRV.cpp:

implementationoftheP1202DRVclass.

//

/////////////////////////////////////