根据BASK调制的原理,信号处理的步骤如下:
曼彻斯特码可以通过NRZ码和时钟信号进行异或获取。假设\(Manchester(t)\)为曼彻斯特码,NRZ(t)为NRZ码,Clock(t)为时钟信号,则有:
\[Manchester(t)=NRZ(t)\otimes Clock(t) \]在Simulink中,我们可以使用Bernoulli Binary Geneator来随机生成二进制流,即NRZ码。类似地,我们可以使用Pulse Generator来生成时钟脉冲信号。
上述的两个模块,以及接下来将要使用到的模块,都可以在Library Browser中找到。
因此,我们可以建立一个生成曼彻斯特码的模型:
为了实现幅度变化,我们需要使用Gain对曼彻斯特码进行增益控制。在进行增益控制前,我们需要将二进制数字信号转换成浮点型(双精度浮点型),以便更好的处理增益值。下面给出一种实现增益控制的解决方案:
增益控制后,为了处理信号发生器产生的信号,避免后续过程持续出现0信号,需要对受增益控制的信号进行加1处理。我们可以使用Constant来生成常量。
求和后,使用Product与载波进行乘法运算,即可得到BASK信号。我们可以使用Signal Geneator来生成载波。
使用Scope模块,我们可以观察到各个阶段中信号的波形。将曼彻斯特信号和BASK调制信号连接到示波器,我们可以观察到下图:
上图中,图例XOR表示的为曼彻斯特码的波形图,图例Product表示的是BASK调制信号的波形图。需要注意的是,由于Bernoulli Binary Geneator产生的是随机信号,每次仿真所产生的波形图也是随机的。
我们可以调节各模块的参数来控制BASK调制信号的形状,下面给出各模块的参考参数:
模块名 | 参数 | 设置值 |
---|---|---|
Pulse Generator | Gain | 0.5 |
Pulse Width (% of period) | 50 | |
Gain | Period (secs) | 1 |
Signal Generator | Frequency | 50*pi |
注:未列出的模块参数按默认处理。
根据BASK解调的原理,信号处理的步骤如下:
为了将高频信号与低频信号分开,我们需要使用Analog Filter Design对BASK信号进行滤波处理。在滤波前,为了保证信号值恒为正数,需要与载波相乘。上一章的调制电路被封装成BASK Generator模块,用于生成BASK信号。
特别地,低通滤波器的截止频率需低于两倍的载波频率。
BASK通过低通滤波器后,产生的波形可大致描述解调信号的形状。
使用Scope模块,我们可以观察到各个阶段中信号的波形。将曼彻斯特信号和BASK解调信号连接到示波器,我们可以观察到下图:
我们可以调节各模块的参数来控制BASK调制信号的形状,下面给出各模块的参考参数:
模块名 | 参数 | 设置值 |
---|---|---|
Signal Generator | Frequency | 50*pi |
Constant | Constant value | 0.6 |
Analog Filter Design | Passband edge frequency (rad/s) | 50*pi |
注:未列出的模块参数按默认处理。
Q:仿真过程中遇到正弦波畸变(包括幅度和形状),该怎么处理?
A:若在仿真过程中遇到正弦波畸变(包括幅度和形状),可以在Simulink工程空白处右键,选择Model Configuration Parameters,进入页面后,在选项卡Solver -> Solver details中进行如下参数设置:
参数 | 设置值 |
---|---|
Max step size | 1e-5 |
Relative tolerance | 1e-5 |