西安邮电大学
毕业设计（译文）论文题目：OFDM信号峰值窗函数限幅法模拟研究
院（系）：通信与信息工程学院
专业：电子信息科学与技术
班级：电科0901
学生姓名：郭常号
导师姓名：邵朝职称：教授
A New PAPR Reduction Technique for
OFDM Systems Using Advanced Peak Windowing Method Sungkeun Cha, Myonghee Park, Member, IEEE,
Sungeun Lee, Student Member, IEEE,
Keuk-joon Bang, and Daesik Hong, Senior Member, IEEE
I. INTRODUCTION
Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is a promising technique for high data rate transmission in mobile fading channels. However, one major drawback is its high peak-to-average power ratio (PAPR) resulting in nonlinear distortion and degradation of bit error rate (BER) at the output of high power amplifier .
The most straightforward way of mitigating this problem is to introduce an amplifier back-off, which provides sufficient head-room for the high modulated signal peaks to be amplified in the linear region. Of course, large amount of back-off results in a significant penalty in terms of the power efficiency. Therefore, an attractive solution for a cost effective system is to reduce PAPR of OFDM signals. Numerous literatures have been published in recent years, which have the potential for providing diverse solutions for mitigating the PAPR problem. Among these diverse PAPR reduction techniques, peak windowing found its way into practical implementation without side information while maintaining a good spectral characteristic compared with the clipping method . In a real system, however, when successive peaks emerge less than a half of the window size,windows will unfortunately overlap. As a result, the signal peaks are suppressed much more than the required threshold and degrade the BER performance.
In this paper, we propose an advanced peak windowing method. The proposed method overcomes the drawback of the conventional one while maintaining almost the same spectral mask and providing more efficient BER performance.Through a numerical analysis and computer simulation, we show that the proposed scheme can be implemented by using a matrix form and exceeds the conventional windowing method.
The rest of this paper is organized as follows: Section II presents the system model. Section III first provides the conventional peak windowing method, and then proposes our advanced method, which includes the technique to generate the new weighting coefficients. In Section IV, the advantage of the proposed method is verified by computer simulations. Finally, Section V presents our conclusions.
II. PEAK-TO-AVERAGE POWER RATIO IN OFDM SYSTEMS
A. System Model
Fig. 1 shows an OFDM block diagram under consideration.The binary information bits are mapped to complex-valued M-QAM symbols in a 2-dimensional signal constellation. The output of the mapper is serial-to-parallel converted and processed using an N -point complex inverse fast Fourier transform (IFFT). The N complex-valued time domain signals are then followed by a guard interval (GI), which contains the number of last L ?1 samples ( N > L ). The GI consists of a partial repetition of an OFDM symbol so it does not affect the PAPR. Therefore, we do not take the GI into consideration here. Passing through a PAPR reduction block such as peak windowing, the signals undergoes a digital-to-analog conversion and are transmitted after high power amplifier. At the receiver, the received signals can be demodulated by the reverse process of the transmitter.
If we assume the input complex-valued data symbol of N subcarriers as k X for k = 0,...,L, N ?1, the output signal of the IFFT block is given by
NT t e X t x N k t f j k k ≤≤=∑-=0,)(1
02π (1)
where k f is the frequency of the k -th subcarrier defined as f k f k ?=,NT f /1=? and T is the sample interval.
B. Peak Power and its Effects
While there are a lot of advantages, some drawbacks become apparent when using OFDM in transmission systems. A major shortcoming is that the multiplexed signal after the IFFT exhibits a very high PAPR. Therefore, if not properly amplified, nonlinearities may occur with high signal peaks,causing a distortion between subcarriers and, more critically, undesired out-of-band radiation. If power amplifiers are operated without enough power back-offs, it is impossible to keep the out-of-band power below a specified limit.
This leads to very inefficient amplification and expensive transmitters so that it is highly desirable to reduce the PAPR.
In this paper, we approximate the peak level of the OFDM signal x (t ) by the oversampled signal )/()(P nT x n x =,where P is the oversampling factor. As shown in , we choose P = 4 for the good approximation on the PAPR properties of x (t ) . Therefore the peak level can be defined as
2
0)(max )(n x n x NP n p ≤≤= (2) The average power should correspond to the average value taken over all times. This leads to the PAPR, often defined as {}2)()
(n x n x PAPR p E = (3)
III. PAPR REDUCTION TECHNIQUE USING ADVANCED PEAK WINDOWING METHOD
In this section, we outline the conventional peak windowing method and propose a new PAPR reduction technique. The proposed method overcomes the drawback of the conventional method when successive peaks emerge within a half of the window size. Conventional Peak Windowing Method and its Drawbacks.
The clipping method is the simplest way to reduce PAPR.However, it distorts signals nonlinearly and significantly increases the out-of-band radiation. A different approach is to multiply large signal peaks with a certain window function. In order to maintain the out-of-band radiation within a certain level, it is benefit to increase the window length. On the other hand, the window should not be too long, because a long widow length implies that many signal samples are affected, which degrades the BER performance .
Examples of suitable window functions are the Cosine,Kaiser, Hamming, and Hanning window . In general,Kaiser window is used because it is easy to shape spectrum by changing window length and shape parameter . The Kaiser window function with window length M +1 and shpae parameter β is given by
??
???≤≤--=otherwise M n M I n I n , 022,)())/(1()(020βαβω (1)
where α is defined as α = M /2 ,)(0?I represents the zeroth-order modified Bessel function of the first kind, and M is a positive even number.
The peak windowing can be expressed as a multiplication of input signals with a scale function at the peak point. It can be accomplished by
)()()(n x n s n x s = (2)
where s (n ) means the scale function that is used to reduce the peak signal level. In addition, the scale function can be expressed as a convolution between weighting coefficient c (n ) and window function w (n ) :
∑∞
-∞=--=k k n k c n s )()(1)(ω (3)
In order to apply the scale function at the highest value among the oversampled signals exceeding the given threshold level, the peak sample index i n and its value )(i n x should be defined as
)(max )(n x n x i i n n n i +
-≤≤= (4) where i n is the non-uniformly spaced sample index running over the specific set of samples, which exceed the threshold A . Also, -i n represents a sample index on the rising edge of the signal, where it first exceeds the threshold A , while +i n represents a sample index, where the signal peak dips below the threshold A . The weighting coefficient )(i n c can be chosen in a way that the resulting envelope )(n x s does no longer cross the desired threshold level A at the peak point:
)(/1)(i i n x A n c -= (5)
Such a peak windowing method can limit the peak value to the threshold level while maintaining its spectrum.
In a real system, however, when successive peaks occur within a half of the window size, windows will unfortunately overlap. As a result, the signal is suppressed much more than the required threshold and causes a BER performance degradation. A solution for mitigating this effect is proposed in by applying FIR filter with feedback structure. We refer to it as feedback-structured peak windowing (FPW) method. The basic idea of FPW is to scale down the weighting coefficients if necessary, by using the feedback structure. More details about FPW can be found in . This idea, however, still has a limitation since it cannot avoid the signal degradation when successive peaks appear. In the following section, we will examine it using a signaling example.
A. Proposed Peak Windowing Method
A detailed description of a new technique for PAPR reduction is now presented. In the following we refer to it as advanced peak windowing (APW) method. The APW is aiming towards detecting the high instantaneous signal peaks and suppressing them to the exact threshold level even in case of consecutive peaks. More specifically, we generate new weighting coefficient )(~
i n c instead of )(i n c in order to avoid excessive suppression.
Fig. 2 depicts the block diagram of the proposed APW method. Difference between the previous FPW and the proposed APW lies in two blocks, which are successive peak
detection and new impulse generation blocks. The successive peak detection block monitors whether or not the distance of the previous peaks is less than a half of the window length, namely W /2 .The new impulse generation block calculates new weighting coefficients )(~
i n c in case that series of peaks would appear within a half of the window length.
For a mathematical analysis of new weighting coefficients )(~i n c , we define )(n w h and ij d . First, )(n w h can be defined as a half of the window function: 1),1()()(≥-=n n u n w n w h (6)
where w (n ) is the window function with a length of W and u (n ) denotes the unit-step function. Second,ij d denotes the relative distance between successive peak points, i n and j n :
1|,|≥-=ij j i ij d n n d (7)
Using (6) and (7), we can calculate a general relationship between the conventional weighting coefficient {)(i n c } and the new weighting coefficient {)(~i n c } , as follows
())(~)(~)()(~)()()(~)()(~)(~)()(~)()(~)()(~)(22111221212121211M
M h M h M M h h M M h h n c n c d w n c d w n c n c d w n c n c d w n c n c d w n c d w n c n c +++=+++=+++=
(11) Denoting
T M n c n c C )]()([1 =as the conventional weighting vector and T M n c n c C )]()([~1~~ =as the new weighting vector, we can relate these two vectors as a matrix multiplication.
C W C h ~= (8)
By replacing ji d as ij d from the definition (7), we can obtain M ×M symmetric square matrix h W whose diagonal entries are all ones and the off-diagonal terms have positive value larger than or equal to zero and less than one.The matrix h W is expressed as follows
()?????
???????=1)()()(1)()(111212
112 M h M h M h h M h h h d w d w d w d w d w d w W (9) In order to calculate the new weighting vector ~C from (8),it is required to verify the
existence of the inverse matrix of h W . All of the diagonal entries are the largest value in each column and the other terms lie between zero and one. Therefore it is obvious that such a symmetric matrix consists of independent columns and the matrix is also invertible .
Finally, the new weighting coefficient ~
C is achieved by:
C W C h 1~-= (10)
By substituting the new weighting coefficients from ~C into (3), we can generate new scale functions that tightly limit the peak amplitude to the desired threshold level A .
Fig. 3(a) illustrates an example snapshot of the original amplitude of OFDM signal, the output amplitude of the FPW, and the output amplitude of the APW. The single peak appearing at the left side has the same result applying either of the FPW and the APW because it is not affected by neighboring peaks. Whereas, the consecutive peaks placed on the right side of the single peak show an apparent difference due to applying the new weighting coefficients by the proposed APW method.
Fig. 3(b) shows the newly generated weighting coefficients )(~
i n c and their corresponding scale function s (n ) .
Fig. 3(c) depicts the amplitude difference between the FPW and the APW. This difference eventually affects the BER performance at the receiver. Nevertheless, we can clearly see that the amplitude of the proposed method is much closer to the given threshold level.
IV. SIMULATION RESULTS
In the simulation, we assume that the OFDM system consists of 1024 subcarriers with 16-QAM. We also assume that the oversampling factor is four. If we oversample the OFDM signal by a factor of four, the PAPR of the discrete signal is almost the same as that of continuous signal .
The target threshold A is specified as 3, 4, 5 and 6dB. For the BER performance evaluation, we consider AWGN channels. Kaiser window with length of 31-tap and shape parameter β = 5 is considered. However, we will also change the window length to examine the effect of various window lengths on the BER performance. As we mentioned earlier, Kaiser window is easy for us to shape spectral characteristic just by changing window size and shape parameter β . As long as the spe ctral mask is not a critical issue, moderate length of window size is suitable because the larger the window size, the better spectral behavior but the BER becomes high.
Fig. 4 shows the complementary cumulative distribution function (CCDF) of PAPR, which is defined as CCDF = Pr(PAPR > PAPR0 ) . In the figure, the target threshold level PAPR0 are 4dB, 5dB and 6dB. The CCDF behavior of the proposed method is similar to that of the previous one except for minor difference near the threshold level. All of them are tightly limited to the given threshold level but the probability of the proposed method are slightly higher at the threshold level compared with the previous method. From Fig. 3, we can see that it is just because the proposed method does not impose an excessive
restriction on the peak points even in case of successive peaks.
The baseband signal power spectral density is compared in Fig. 5. The clipping method shows severe regrowth of the side-lobe characteristic. However, the proposed and the previous methods have almost the same spectrum which is better than the clipping method.
Fig. 6 shows BER performance comparison over average 0/N E b . The simulations assumes AWGN channels with 16-QAM. These plots clearly demonstrate that we can efficiently demodulate OFDM signal at the receiver using the proposed APW method. For
a 4dB target threshold level, the gain of the proposed method is more than 2.5dB at the 310-BER level. Moreover, for a 5dB target threshold, we can get around 5dB performance improvement at the 510- BER position.
As a final comparison, Fig. 7 shows BER performance versus various values of the window length for fixed 0/N E b =15 and 20 dB. The target threshold level is 5dB and the simulated window length has the value between 21 to 111.In any cases of 0/N E b = 15 dB and 0/N E b = 20 dB, as we can see, the higher the window size the more gain we can get if we employ the APW method. This is just because the larger window size are used, the more probability of successive peaks are contained inside the OFDM signal. So, the proposed method limits the peaks to the given threshold level more precisely than the previous one.
V. CONCLUSIONS
This paper proposes an advanced peak windowing method as a PAPR reduction technique in OFDM systems. The proposed peak windowing method, which is refered to as APW, effectively suppress the peak signals to the desired threshold level in case that successive peaks occur within a
half of the window length. By applying the new weighting coefficients, we can tightly limit the successive peaks to the given threshold level. The newly introduced weighting coefficient can be easily evaluated by a simple matrix inversion. Through intensive computer simulations, we have seen that performance improvement can be achieved by the proposed APW method while it maintains almost the same CCDF and spectral characteristics. In addition, through the simulation of window length versus BER, we also show that it is prohibited to increase the window length to a certain value because it will eventually degrades the BER performance, nonetheless the proposed APW method provides a good out-of-band rejection.
一种使用新的先进的峰值窗口法
来降低OFDM系统中PAPR的技术
Sungkeun Cha, Myonghee Park, Member, IEEE,
Sungeun Lee, Student Member, IEEE,
Keuk-joon Bang, and Daesik Hong, Senior Member, IEEE
I. 介绍
正交频分复用（OFDM）是一种有前途的技术，该技术在移动衰减信道应用于高数据速率传输。然而，该技术一个主要的缺点是其具有高的峰均功率比（PAPR），从而导致在高功率放大器的输出端的非线性失真和误比特率（BER）的退化。
缓和这一问题的最直接的方法是引入一个放大器回退，它能够在线性区域中为被放大的高峰值的调制信号提供足够的头部空间。当然，大量的回退空间将在功效方面产生严重恶化。因此，对于具有成本效益的系统而言，一个具有吸引力的解决方案是降低OFDM信号的峰均功率比(PAPR)。在最近几年，发表了众多的文献，这有可能为解决减轻峰均功率比(PAPR)的问题提供不同的解决方案。在这些众多的用于降低峰均功率比(PAPR)的技术中，同剪切限幅法相比，峰值加窗的方式在实际实施的过程中，能够在保持信号良好的光谱特性的同时而不需要辅助信息。然而，不幸的是，在实际的系统中，当出现连续的峰值在窗口大小的一半的范围内时，窗口将会发生重叠。其结果是，信号峰值被抑制后远远超过所要求的阈值，并且降低了系统的误码率性能。
在本文中，我们提出了一个先进的峰值加窗的方法。本文所提出的方法克服了常规方法的缺点，同时保持了几乎相同的频谱限制，并提供更有效的误码率性能。通过数值分析和计算机模拟之后表明，该方案可以通过使用矩阵形式实现，这超过了传统的窗函数法。
本文的其余部分组织如下：第二部分介绍系统模型。第三部分首先提供几种传统的峰值加窗的方法，然后提出我们的先进的方法，该方法包含了用以生成新的加权系数的技术。在第四部分中，我们将通过计算机模拟验证所提出方法的优点。最后，第五部分，将提出我们的结论。
II. OFDM 系统中的峰均值比问题
A.系统模型
图1显示了一个正在考虑设计中的OFDM 系统框图。把二进制比特信息在二维的信号星座图中映射成复值的M-QAM 符号。映射的输出结果是经过串并转换，并使用复杂的N 点快速傅里叶逆变换（IFFT ）处理后得到的。首先是N 个复值时域信号，然后接着的是保护间隔（GI ），保护间隔中包含有最后的L-1个样本数（N>L ）。GI 由部分重复的OFDM 信号构成，因此在插入保护间隔（GI ）后不会影响系统的峰均功率比（PAPR ）。因此，在这里我们不考虑保护间隔（GI ）。经过一个抑制峰均功率比（PAPR ）模块，如峰值加窗，然后把信号进行数模转换，并通过大功率放大器发送。在接收端，接收到的信号能通过发射器的逆过程进行解调。
如果我们假设输入的N 个副载波的复值的数据码元为k X ，其中k=0,1,...,L,N-1,经过快速傅里叶逆变换（IFFT ）模块后的输出信号可以由下面的公式给出：
NT t e X t x N k t f j k k ≤≤=∑-=0,)(1
02π (1)
其中k f 是第k 个副载波的频率，其定义为f k f k ?=,NT f /1=?，T 为采样间隔。
B.峰值功率及其影响
虽然该方法有很多的优势，但是在传输系统中使用OFDM 技术也使得一些缺点变得明显。一个极大的缺点是经过快速傅里叶反变换（IFFT ）后得到的复用信号具有非常高的峰均功率比（PAPR ）。因此，如果不能把信号进行正确的放大，信号的非线性特性可能会具有很高的信号峰值，并导致子载波间的互调干扰，更关键的是，会导致我们所不希望看到的带外辐射。如果没有足够的功率回销用于功率放大器的操作，则保持带外功率低于指定限额是不可能的。这将导致非常低效的扩增，从而为了能有效的降低峰均功率比（PAPR ）,需要使用昂贵的发射机。
在本文中，我们近似的使用过采样信号)/()(P nT x n x =作为OFDM 信号x (t )的峰值电平，其中P 是过采样系数。正如所显示的，我们选择P=4来做信号x (t )的峰均功
率比(PAPR)特性的很好的近似。因此峰值电平可以被定义为：
2
0)(max )(n x n x NP n p ≤≤= (2) 平均功率应该对应于跨度整个时间段的平均值。这使得峰均功率比(PAPR)常常使用下面的公式来定义，即： {}2)()(n x n x PAPR p E =
(3)
III. 使用先进的峰值加窗方法的降低峰均功率比（PAPR ）的技术 在本节中，我们将讨论传统的峰值加窗方法，并提出了一种新的降低峰均功率比(PAPR)技术。当连续的窗出现于窗口大小的一半的范围内时，我们所提出的方法客服了常规方法的缺点。常规窗函数法及其缺点。
剪切限幅法是用于降低峰均功率比(PAPR)最简单的方式。但是，该方法将会引起信号的非线性畸变，并且会显著增加带外辐射。另一种方法是乘以一个具有窗口功能的大型信号峰值。为了维持带外辐射在一定的水平之内，增加窗的长度是很有利的。另一方面，窗口不应太长，因为过长的窗口长度意味着更多的信号样值将会受到影响，这将会降低系统的误码率性能。
常用的合适的窗函数有余弦窗、凯撒窗、汉明窗和汉宁窗。通常情况下经常使用Kaiser 窗，因为它可以很容易的通过改变窗口的长度和形状参数来改变频谱形状。当我们设定窗口长度为M+1且形状参数为β时，Kaiser 窗函数可以定义为：
??
???≤≤--=otherwise M n M I n I n , 022,)())/(1()(020βαβω (1)
其中α可以被定义为α = M /2，)(0?I 代表零阶第一类修正贝塞尔函数，M 为正偶数。
峰值加窗方法可以表示为在峰值点输入信号和一个有限度的函数的乘法。该方法可以通过以下公式实现：
)()()(n x n s n x s = (2)
其中s (n )表示一个用于降低峰值信号电平的尺度函数。另外，尺度函数可以表示为加权系数c(n)和窗函数w(n)的卷积：
∑∞
-∞=--=k k n k c n s )()(1)(ω (3)
为了应用尺度函数，过采样信号中的最高值应超过所给定的阈值电平，因此峰值采样指数i n 和它的值)(i n x 应该定义为：
)(max )(n x n x i i n n n i +
-≤≤= (4) 其中i n 是在一组特定的样本中的非均匀间隔的采样点，在该采样点处样本值超过阀值A 。-i n 表示信号第i 个超过阀值A 的峰值脉冲的上升沿样本指数，同时+i n 表示第i 个低于阀值A 的峰值脉冲的上升沿样本指数。我们可以通过这种方式来选择加权系数)(i n c ，即要使所得到的包络线在峰值点处不会再超过所需的阀值电平A ：
)(/1)(i i n x A n c -= (5)
这种峰值加窗方法可以限制信号峰值在阀值电平的范围内，同时可以保持信号的频谱。
然而，在实际的系统中，当出现连续的峰在窗口大小的一半的范围内时，这些窗口将发生我们所不期望的重叠。其结果是，这些信号将会被按照远超所需阀值的要求来进行抑制，从而导致误码率（BER ）性能的下降。为了减轻这种影响，有人提出了一种解决方案，即使用具有反馈结构的FIR 滤波器。我们把它称为具有反馈结构的峰值加窗法（ FPW ）。具有反馈结构的峰值加窗法（ FPW ）的基本思想是如果需要，可以通过采用反馈结构来按比例缩小加权系数。查阅资料。可以找到更多的关于FPW 的细节。但是，这样的想法仍然有一定的局限性，因为当有连续的峰值出现时，该方法无法避免信号的衰减。在下面的章节中，我们将使用一组信号的例子来对这种方法进行测试。
A.所建议的峰值窗函数法
现在我们将对一种用于降低峰均功率比（PAPR ）的新技术进行详细的细节描述。在以下部分，我们把它称为先进的峰值加窗方法（APW ）.先进的峰值加窗方法(APW)的实现目标是对高的瞬时信号峰值进行检测，并且在即使有连续峰值出现的情况下仍然能够把它们抑制在确切的阀值电平范围内。更具体地说，为了避免过度抑制，我们将生成新的加权系数)(~
i n c 来代替)(i n c 。
图2显示出了我们所提出的先进的峰值加窗方法（APW ）的结构框图。早先的具有反馈结构的峰值加窗方法（FPW ）和我们所提出的先进的峰值加窗方法（APW ）的主要区别在于，连续峰值检测和新的脉冲产生模块。连续峰值检测模块用于监视先前的峰之间的距离是否小于窗口长度的一半的范围内，即W /2。在出现一系列的在窗口长度的一半的范围内的峰情况下，新的脉冲生产模块用于计算新的加权系数)(~
i n c 。
我们定义)(n w h 和ij d 来对新的加权系数进行数学分析。首先，我们定义)(n w h 为窗函数的一半： 1),1()()(≥-=n n u n w n w h (6)
其中w (n )表示长度为W 的窗函数，u (n )表示单位阶跃函数。其次，ij d 表示连续
峰值点i n 和j n 之间的相对距离：
1|,|≥-=ij j i ij d n n d (7)
使用公式（6）和（7），我们可以计算出传统的加权系数{)(i n c }和新的加权系数{)(~i n c }的一般关系，如下：
())(~)(~)()(~)()()(~)()(~)(~)()(~)()(~)()(~)(22111221212121211M
M h M h M
M h h M M h h n c n c d w n c d w n c n c d w n c n c d w n c n c d w n c d w n c n c +++=+++=+++=
(11) T M n c n c C )]()([1 =表示传统的加权矢量，
T M n c n c C )]()([~1~~ =表示新的加权矢量，我们要把这两个矢量做矩阵乘法。
C W C h ~= (8)
在定义(7)中把ij d 替换为ji d ，我们可以得到一个M*M 的对称矩阵，该矩阵上对角线上的项是任意的，但是所有非对角线项都必须大于或等于零且小于一。矩阵h W 可表示如下：
()????????????=1)
()()(1)()(111212112 M h M h M h h M h h h d w d w d w d w d w d w W (9) 为了能够通过公示(8)计算出新的加权系数~C ，必须要验证矩阵h W 存在逆矩阵。
所有的对角项都必须是所在列的最大值，且其他项的值都需介于零和一之间。因此，我们可以很明显的看出这样的对称矩阵是由独立的列组成，并且该矩阵也是可逆的。最终，新的加权系数~
C 可以通过下面的公式得到：
C W C h 1~-= (10)
把新的加权系数~C 代入公式(3), 我们可以得到一个新的尺度函数，该尺度函数可以把峰值振幅可靠地限制在所需阀值电平A 的范围内。
图3(a)显示了OFDM 信号的原始幅度，以及通过具有反馈结构的峰值加窗法（ FPW ）处理后的输出幅度和通过先进的峰值加窗方法(APW)处理后的输出幅度的示意图。当有单峰出现在左侧时，对信号实施具有反馈结构的峰值加窗法（ FPW ）和先进的峰值加窗方法(APW)处理后所得到的结果是相同的，因为单峰不会受到相邻峰的影响。但是，在单峰右侧的连续峰显示出了明显的不同，这是由于使用了我们所提议的先进的峰值加窗方法(APW)所得到的新的加权系数。
图3(b)展示了新生成的加权系数)(~i
n c 以及所对应的尺度函数s (n )。 图3(c)描述了信号通过具有反馈结构的峰值加窗法（ FPW ）处理和先进的峰值加窗方法(APW)处理后信号幅度的差异。这种差异将最终影响接收端的误码率性能。不过，我们可以清楚地看到，我们所提出的方法得到的振幅更接近所给定的阀值门限。
毕业论文管理系统分析与设计 班级：信息管理与信息系统 1102 指导教师：黄立明 学号： 0811110206 姓名：高萍
毕业论文管理系统 摘要 (3) 一．毕业论文管理系统的系统调研及规划 (3) 1．1 项目系统的背景分析 (3) 1．2毕业论文信息管理的基本需求 (3) 1．3 毕业论文管理信息系统的项目进程 (4) 1．4 毕业论文信息管理系统的系统分析 (4) 1.4.1系统规划任务 (4) 1.4.2系统规划原则 (4) 1.4.3采用企业系统规划法对毕业论文管理系统进行系统规划 (5) 1.4.3.1 准备工作 (5) 1.4.3.2定义企业过程 (5) 1.4.3.3定义数据类 (6) 1.4.3.4绘制UC矩阵图 (7) 二．毕业论文管理系统的可行性分析 (8) 2.1.学院毕业论文管理概况 (8) 2.1.1毕业论文管理的目标与战略 (8) 2.2拟建的信息系统 (8) 2.2.1简要说明 (8) 2.2.2对组织的意义和影响 (9) 2.3经济可行性 (9) 2.4技术可行性 (9) 2.5社会可行性分析 (9) 2.6可行性分析结果 (10) 三．毕业论文管理系统的结构化分析建模 (10) 3.1组织结构分析 (10) 3.2业务流程分析 (11) 3.3数据流程分析 (11) 四．毕业论文管理系统的系统设计 (13) 4.1毕业论文管理系统业务主要包括 (13) 4.2毕业论文管理系统功能结构图 (13) 4.3代码设计 (14) 4.4，输入输出界面设计 (15) 4.4.1输入设计 (15) 4.4.2输出设计 (15) 4.5 数据库设计 (15) 4.5.1需求分析 (15) 4.5.2数据库文件设计 (16) 4.5.2数据库概念结构设计 (17) 五．毕业论文管理系统的系统实施 (18) 5.1 开发环境 (18) 5.2 调试与测试过程 (19)
前言 脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation.PWM）控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术和模拟信号数字传输通信领域最广泛应用的控制方式，因此研究基于PWM技术的脉冲宽度及周期可调的信号发生器具有十分重要的现实意义。 本文主要讨论了脉冲占空比可调信号的产生方法，采用三种不同的方案使用VHDL语言编程实现了信号的产生。其中方案一的原理是分频，即用计数器计算时钟脉冲的上升沿个数，再通过输出电平反复翻转得到计数个数（脉冲宽度）可控的PWM 信号；方案二的原理是锯齿波比较法，首先编程产生阶梯状的锯齿波，再通过锯齿波与输入占空比值（数值可控的直线）比较产生脉冲宽度随输入占空比数值变化的PWM 信号；方案三是用有限状态机产生有用信号，首先定义两个状态，再通过计数器值与输入占空比值比较控制状态的切换，产生PWM信号。本文详细介绍方案二和方案三两种方法。 通过使用QuartusII9.0软件采用VHDL语言编程并用功能仿真证实了上文提到的三种PWM信号产生方案都是可行的，都能产生切实可用的PWM信号，三种方案中均可以通过修改输入端口占空比来控制产生信号的脉宽，且可以通过在程序中修改计数器的计数上限和分频模块的分频比改变信号的周期及频率，实现了多参数可调，使整体设计具有灵活的现场可更改性和较好的可移植性。且实现功能的程序简单易懂，设计过程中思路阐述清晰，流程介绍明了，且程序易于修改，可读性好。
第一章设计要求 1.1 研究课题 PWM信号发生器的研制 1.2设计要求 用CPLD可编程模块产生下列信号（特殊芯片：EPM570T100C5） (1)采用VHDL编写相关程序，PWM信号的工作频率为500Hz(1000Hz)； (2)时钟信号通过分频器后，由输入开关量控制占空比可调。
课程设计报告 课程名称信号与系统课程设计指导教师 设计起止日期 学院信息与通信工程 专业电子信息工程 学生 班级/学号 成绩 指导老师签字
目录 1、课程设计目的 (1) 2、课程设计要求 (1) 3、课程设计任务 (1) 4、课程设计容 (1) 5、总结 (11) 参考文献 (12) 附录 (12)
1、课程设计目的 “信号与系统”是一门重要的专业基础课，MATLAB作为信号处理强有力的计算和分析工具是电子信息工程技术人员常用的重要工具之一。本课程设计基于MATLAB完成信号与系统综合设计实验，以提高学生的综合应用知识能力为目标，是“信号与系统”课程在实践教学环节上的必要补充。通过课设综合设计实验，激发学生理论课程学习兴趣，提高分析问题和解决问题的能力。 2、课程设计要求 （1）运用MATLAB编程得到简单信号、简单信号运算、复杂信号的频域响应图； （2）通过对线性时不变系统的输入、输出信号的时域和频域的分析，了解线性时不变系统的特性，同时加深对信号频谱的理解。 3、课程设计任务 （1）根据设计题目的要求，熟悉相关容的理论基础，理清程序设计的措施和步骤； （2）根据设计题目的要求，提出各目标的实施思路、方法和步骤； （3）根据相关步骤完成MATLAB程序设计，所编程序应能完整实现设计题目的要求； （4）调试程序，分析相关理论； （5）编写设计报告。 4、课程设计容 （一）基本部分 （1）信号的时频分析 任意给定单频周期信号的振幅、频率和初相，要求准确计算出其幅度谱，并准确画出时域和频域波形，正确显示时间和频率。 设计思路： 首先给出横坐标，即时间，根据设定的信号的振幅、频率和初相，写出时域波形的表达式；然后对时域波形信号进行傅里叶变化，得到频域波形；最后使用plot函数绘制各个响应图。 源程序： clc; clear; close all; Fs =128; % 采样频率 T = 1/Fs; % 采样周期 N = 600; % 采样点数 t = (0:N-1)*T; % 时间，单位：S x=2*cos(5*2*pi*t);
库存管理子系统的分析与设计 库存管理子系统的分析与设计 目录 引言 (1) 1.绪论 (2) 1.1 ERP简介 (2) 1.2 ERP教学系统概述 (3) 1.2.1 ERP教学系统引入背景 (3) 1.2.2 ERP教学系统引入意义 (3) 1.2.3 ERP教学系统需考虑的问题[20] (3) 1.3 研究内容和意义 (3) 1.4开发小组情况介绍 (4) 1.4.1小组介绍 (4) 1.4.2研究方法和技术支持 (4) 2.库存管理 (5) 2.1库存管理概述 (5) 2.2库存的分类 (5) 2.3库存管理作业 (5) 2.4库存盘点概述 (6) 3.系统分析 (7) 3.1系统目标 (7) 3.2需求分析 (7) 3.3业务流程分析 (7) 3.3.1 系统基本业务流程 (7) 3.3.2 系统各业务流程 (8) 3.4系统数据流程分析 (9) 3.4.1系统开发小组总数据流程图 (9) 3.4.2 库存管理子系统顶层数据流程图 (10) 3.4.3库存管理子系统一级数据流程图 (11) 3.4.4库存管理子系统二级数据流程图 (12) 3.4.5库存管理子系统三级数据流程图 (15) 3.5数据字典 (22)
3.5.1数据项定义 (22) 3.5.2数据流定义 (26)
库存管理子系统的分析与设计 3.5.3数据处理逻辑定义 (31) 3.5.4数据存储的定义 (34) 3.5.5外部实体的定义 (35) 4.系统设计 (37) 4.1系统功能模块设计 (37) 4.2系统数据库设计 (39) 4.2.1数据库概念结构设计 (39) 4.2.2数据库逻辑结构设计 (43) 4.3输出输入设计 (45) 5.系统实现 (47) 5.1系统主要界面 (47) 6.库存管理子系统设计总结与思考 (53) 致谢 (54) 参考文献 (55)
陕西国防学院电子工程系毕业论文 摘要 本系统以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。适合学生学习电子技术测量使用。ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz～30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。另外由于该芯片具有调制信号输入端，所以可以用来对低频信号进行频率调制。 函数信号发生器根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，其电路中使用的器件可以是分离器件，也可以是集成器件，产生方波、正弦波、三角波的方案有多种，如先产生正弦波，根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系，再通过整形电路将正弦波转化为方波，经过积分电路后将其变为三角波。也可以先产生三角波-方波，再将三角波或方波转化为正弦波。随着电子技术的快速发展，新材料新器件层出不穷，开发新款式函数信号发生器，器件的可选择性大幅增加，例如ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波、方波、三角波的主芯片。所以，可选择的方案多种多样，技术上是可行的。 关键词： ICL8038，波形，原理图，常用接法 1
陕西国防学院电子工程系毕业论文 目录 摘要 (1) 目录 (2) 第一章项目任务 (3) 1.1 项目建 (3) 1.2 项目可行性研究 (3) 第二章方案选择 (4) 2.1 [方案一] (4) 2.2 [方案二] (4) 第三章基本原理 (5) 3.1函数发生器的组成 (6) 3.2 方波发生器 (6) 3.3 三角波发生器 (7) 3.4 正弦波发生器 (9) 第四章稳压电源 (10) 4.1 直流稳压电源设计思路 (10) 4.2 直流稳压电源原理 (11) 4.3设计方法简介 (12) 第五章振荡电路 (15) 5.1 RC振荡器的设计 (15) 第六章功率放大器 (17) 6.1 OTL 功率放大器 (17) 第七章系统工作原理与分析 (19) 7.1 ICL8038芯片简介 (19) 7.2 ICL8038的应用 (19) 7.3 ICL8038原理简介 (19) 7.4 电路分析 (20) 7.5工作原理 (20) 7.6 正弦函数信号的失真度调节 (23) 7.7 ICL8038的典型应用 (24) 致谢 (25) 心得体会 (26) 参考文献 (27) 附录1 (28) 附录2 (29) 附录3 (30) 2
电子电路综合设计 总结报告 设计选题 ——信号发生器的设计实现 姓名：*** 学号：*** 班级：*** 指导老师：*** 2012
摘要 本综合实验利用555芯片、CD4518、MF10和LM324等集成电路来产生各种信号的数据，利用555芯片与电阻、电容组成无稳态多谐振荡电路，其产生脉冲信号由CD4518做分频实现方波信号，再经低通滤波成为正弦信号，再有积分电路变为锯齿波。此所形成的信号发生器，信号产生的种类、频率、幅值均为可调，信号的种类、频率可通过按键来改变，幅度可以通过电位器来调节。信号的最高频率应该达到500Hz以上，可用的频率应三个以上，T,2T,3T或T,2T,4T均可。信号的种类应三种以上，必须产生正弦波、方波，幅度可在1~5V之间调节。在此过程中，综合的运用多科学相关知识进行了初步工程设计。
设计选题： 信号发生器的设计实现 设计任务要求： 信号发生器形成的信号产生的种类、频率、幅值均为可调，信号的种类、频率可通过按键来改变，幅度可以通过电位器来调节。信号的最高频率应该达到500Hz以上，可用的频率应三个以上，T,2T,3T 或T,2T,4T均可。信号的种类应三种以上，必须产生正弦波、方波，幅度可在1~5V之间调节。 正文 方案设计与论证 做本设计时考虑了三种设计方案，具体如下： 方案一 实现首先由单片机通过I/O输出波形的数字信号，之后DA变换器接受数字信号后将其变换为模拟信号，再由运算放大器将DA输出的信号进行放大。利用单片机的I/O接收按键信号，实现波形变换、频率转换功能。
基本设计原理框图（图1） 时钟电路 系统的时钟采用内部时钟产生的方式。单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。晶振频率为11.0592MHz，两个配合晶振的电容为33pF。 复位电路 复位电路通常采用上电自动复位的方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。 程序下载电路 STC89C51系列单片机支持ISP程序下载，为此，需要为系统设计ISP下载电路。系统采用MAX232来实现单片机的I/O口电平与RS232接口电平之间的转换，从而使系统与计算机串行接口直接通信，实现程序下载。 方案一的特点： 方案一实现系统既涉及到单片机及DA、运放的硬件系统设计，
信号与系统课程设计报告 实验题目：信号的运算与处理 内容简介： 设计一个信号，对其进行信号运算和处理，利用Matlab仿真。 课设方式： 利用电子技术、电路理论和信号与系统的知识学习验证信号的运算和处理，如延时、相加、微分、抽样等。自已设计信号及运算方式，并利用Matlab仿真。 分析计算结果。 课程设计要求： 独立完成； 完成信号设计（任意信号均可）及其某种运算（任意运算均可，也可多做几种，或做组合运算）的验证； 学会利用Matlab仿真；提交课程设计报告。 例如： 设计一个信号为f(t)=3sin2t 对其做微分运算得到f/(t) , 用MATLAB 编程实现计算过程，画出f(t)和f/(t)
本次课程设计本人选的信号运算是： 设计一个信号为y1=y(x)=sin2x,对其作微分运算得到dy1,用MATLAB对其实现运算过程，后画出y1,dy1,y1+dy1的图像 实验步骤（操作过程） 1、 首先打开MATLAB软件，在其命令窗口直接输入以下程序，对y(x)进 行微分运算。得到dy1 clear >> syms x y1; >> y1=sin(2*x); >> dy1=diff(y1,'x') dy1 =2*cos(2*x) 运算过程如下图所示： 2、 接着便是对其进行验证，点击fire，新建一个文件，输入以下程序（绘制出y1=sin2x, dy1=2cos2x, 以及y1+ dy1=sin2x+2cos2x。的波形）
3、保存文件，后缀名为.m,随后按F5执行输出输出图形。实验结果如下图所示 、
结果分析 如图所示绿色波形为y1=sin2x，蓝色为dy1=2cos2x,红色波形为y1+dy1。仿真结果与运算结果一致。 实验心得体会（调试过程） 总的来说，这次课程设计难度并不是太高，而我选取的正玄信号也是较为简单常用的一种函数，对其进行微分运算之后，得到了余弦函数，其仿真结果波形也如上所示，与预期一致。在设计过程中，还是出现了几个小问题的，一个是变量的定义，之前没有定义x，直接取范围结果出错了，还有一个是注意各种函数的调用以及运算格式，还是希望能在之后再接再厉，掌握好matlab软件！（附上调试过程图片） 左边为文件、历史窗口，底下是命令窗口，最右下角为实验仿真波形，中间为运算程序，绘图画图程序。
毕业论文管理系统设计研究 2020年4月
毕业论文管理系统设计研究本文关键词：管理系统，毕业论文，研究，设计 毕业论文管理系统设计研究本文简介：毕业论文管理工作现状当前，大多数的高校的毕业论文管理状况如下。（1）学生无法及时准确选题选题初期的大多数学生不能在前期及时、清晰且全面的了解导师的课题研究方向，也不能准确的选择合适的题目，导致了学生在选题时仅考虑到个人兴趣，盲目的进行选题，未根据自己个人能力做出正确的选择，一些学生可能会错失选题的时 毕业论文管理系统设计研究本文内容： 毕业论文管理工作现状 当前，大多数的高校的毕业论文管理状况如下。（1）学生无法及时准确选题选题初期的大多数学生不能在前期及时、清晰且全面的了解导师的课题研究方向，也不能准确的选择合适的题目，导致了学生在选题时仅考虑到个人兴趣，盲目的进行选题，未根据自己个人能力做出正确的选择，一些学生可能会错失选题的时间和机会。（2）论文各阶段需要提交大量文件，师生无法及时交流首先，学生必须先提交论
文开题报告，指导教师同意开题后，方可继续完成论文。然后，需要在一段时间内将完成论文的阶段性成果提交给导师，方便导师及时了解学生论文完成的进度，以便导师督促学生及时完成论文。如今，很多大学的论文指导方式仍旧以纸质文件进行师生之间的交流，在这种情况下，一会导致资源浪费，也会由于时间和空间限制，导致沟通不畅。（3）统计论文选题工作复杂在毕业论文管理工作中，教师的工作量较大，其中，有很多重复的工作量，处于管理工作的各级人员需要统计学生选题状况、毕业论文完成状态以及答辩成绩等信息，在这样大量的工作状态下，就会产生失误。而毕业论文对于学生来也十分重要，关系能否毕业问题，责任巨大，不容有失。毕业论文管理系统设计意义毕业论文管理系统的最大优势就是学生可以远程在陷上选题，将复杂的工作流程简单化，也会减轻毕业论文指导教师工作中不必要的压力，具有很强的现实意义，具体可以表现为以下功能。（1）缩短毕业论文题目审核时间审核毕业论文题目是为了防止出现选题过大、不切实际或与专业特点不相关的现象。各教学单位在前期的主要任务就是审核已提交的论文题目，若论文题目不合条例，审核不通过，需要单位给指导教师反馈是否通过的信息，之后审核过的信息，需要由教师通知给学生，学生需要结合实际情况以及自身的兴趣选择毕设题目，督促学生积极与指导教师沟通。通过系统可以在线随时随地审核，
信号发生器的设计与制作 系别：机电系专业：应用电子技术届：07届姓名：张海峰 摘要 本系统以AD8951集成块为核心器件，AT89C51集成块为辅助控制器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。适合学生学习电子技术测量使用。AD9851是AD公司生产的最高时钟为125 MHz、采用先进的CMOS技术的直接频率合成器，主要由可编程DDS系统、高性能模数变换器（DAC）和高速比较器3部分构成，能实现全数字编程控制的频率合成。 关键词AD9851，AT89C51,波形，原理图，常用接法
ABSTRACT 5 The system AD8951 integrated block as the core device, AT89C51 Manifold for auxiliary control devices, production of a function signal generator to produce low cost. Suitable for students to learn the use of electronic technology measurement. AD9851 is a AD produced a maximum clock of 125 MHz, using advanced CMOS technology, the direct frequency synthesizer, mainly by the programmable DDS systems, high-performance module converter (DAC) and high-speed comparator three parts, to achieve full Digital program-controlled frequency synthesizer. Key words AD9851, AT89C51, waveforms, schematics, Common Connection
计算机毕业设计题目大全安卓/Android题目大全： 安卓001个人事务管理系统 安卓002手机订餐系统 安卓003无线点菜 安卓004酒店房间预定系统 安卓005个人相册管理系统 安卓006计算器 安卓007英语学习 安卓008绘图软件 安卓009医疗健康查询系统 安卓010健身信息管理系统 安卓011课程表 安卓012音乐播放器 安卓013便民自行车管理 安卓014点餐系统SQL版 安卓015二手图书交易系统 安卓016公交查询线路 安卓017订餐管理系统 安卓018校园闲置物品交易平台 安卓019电子书阅读器 安卓020蔬菜水果销售系统 安卓021网上商店系统 安卓022消费导航系统 安卓023GPS移动定位及运行轨迹管理系统 安卓024基于安卓系统的数据传输wifi 安卓025基于蓝牙的手机好友发现系统 安卓026学英语智力游戏 安卓027电子书阅读器(两个版本) 安卓028短信管理 安卓029音乐播放器 安卓030旅游记忆系统
安卓031教师教学信息查询系统 安卓032个人信息管理系统 安卓033基于Android的公路客运售票管理系统安卓034基于Android的英文词典的设计与实现安卓035同学通讯录 安卓036安卓仓库管理系统(单机) 安卓037电子词典的设计与实现 安卓038二维码识别系统的研究与实现 安卓039任务管理器的设计与实现 安卓040手机防火墙 安卓041邮件收发Email 安卓042计算器 安卓043绘图软件设计与实现 安卓044俄罗斯方块系统 安卓045网上商店系统设计与开发 安卓046消费导航系统设计与实现 安卓047记事本 安卓048拼图游戏的设计与实现 安卓049南京旅游 安卓050公交查询线路 安卓051打飞机游戏 安卓052建筑连连看 安卓053扫雷程序 安卓054视频播放器 安卓055多功能日历 安卓056图书借阅系统 安卓057天气预报 安卓058人体健康监测软件 安卓059天气预报 安卓060实习登记系统 安卓061五子棋 安卓062餐厅点餐订餐系统 安卓063心理测试 安卓064手机理财软件 安卓065音频编辑器 安卓066相册图片浏览器 安卓067手机校园信息系统
浅谈利用单片机设计PWM脉冲信号发生器 发表时间：2014-01-09T11:41:33.297Z 来源：《中国科技教育·理论版》2013年第11期供稿作者：王雪娇胡恒铮 [导读] 除此之外，模拟电路中许多的元器件会发热，也就相对提高了电路的功耗，并且对噪声也敏感，任何干扰或噪声都会改变电流值的大小。 王雪娇胡恒铮无锡技师学院 214153 摘要脉冲宽度调制（PWM）在电子技术领域中应用十分广泛，但是利用模拟电路实现脉宽调制功能十分复杂、不经济。随着微处理器的发展，运用数字输出方式去控制实现PWM的功能就变得简单快捷，本文就如何利用89S52单片机软件编程设计出周期一定而占空比可调的脉冲波，也就是实现PWM功能进行设计，它可以代替模拟电路的PWM脉冲信号发生器。 关键词单片机 PWM 数字控制 PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的英文缩写，它是开关型稳压电源中按稳压的控制方式分类中的一种，而脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。 简单的说，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。理论上讲就是电压或电流源以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的，通的时候就是电源被加到负载上，断的时候就是供电被断开的时候，所以PWM信号仍然是数字的。要想达到这样一种脉宽调制效果，模拟电压和电流时可以直接控制。例如音响的音量控制，在简单的模拟电路中，它的控制是由连接了一个可变电阻的旋钮来实现的，其过程是拧动旋钮，电阻值变小或变大，流过该电阻的电流也随之增加来减小，从而改变驱动扬声器的电流值，那么声音也就相应变大或变小。从这个例子来看，模拟控制是直观而简单的，但是并不是所有的模拟电路都是可行并且经济的，其中很重要的一点就是模拟电路容易随时间漂移，它的调节过程就很困难，为了解决问题就要增加很多的电路，使得电路变得复杂并且昂贵。除此之外，模拟电路中许多的元器件会发热，也就相对提高了电路的功耗，并且对噪声也敏感，任何干扰或噪声都会改变电流值的大小。 综上所述，通过数字方式来控制模拟电路可以大幅度降低系统的成本和功耗，而单片机I/O口的数字输出可以很简单地发出一个脉冲波，在配以外部元器件就可以调节脉冲波的占空比，完成PWM的功能。本文主要介绍利用89S52系列的单片机，控制某个I/O口中一个管脚的数字输出，生成相应周期的脉冲波，并利用按键控制其占空比的调节，包括了占空比自小到大和自大到校的顺序及倒序可调，其调节范围广，操作简便，各元器件间的干扰较小，对模拟电路的控制十分有效。 1.PWM波的生成 PWM波既为数字输出，就是其幅值只有高电平（ON）和低电平（OFF）之分，所以只要使单片机中作为PWM波输出端的那个管脚输出“1”和“0”，并且搭配不同的时间段，就可以形成不同周期的PWM波。举例说明：若要生成周期为10ms的脉冲，就可以利用单片机编程指令控制其输出端输出“1”，并且保持一段时间tp，然后再输出“0”，同样使其保持一段时间tr，两种数字输出保持的时间必须要满足，现就已生成10ms周期的脉冲波，而PWM波与该脉冲波的区别就是还要能够调节占空比。占空比是指正半周脉宽占整个周期的比例，即高电平保持时间于周期的比值，该比值为百分数（），因此在周期一定的情况下，调节占空比就是调节高电平保持的时间。 2.应用编程 本文介绍的PWM波是利用单片机定时中断去确定脉冲波的周期，并且通过两个按键自增和自减某个变量送至中断中，通过此变量去分配高低电平各自占用的时间，形成不同的占空比，即假设一个周期满额比例值为10，则高电平保持时间的比例为该变量值，那么低电平保持时间的比例就是10减去该变量值。 如图1所示为单片机的外部接线图，其中省略了单片机最小系统，此图即可利用89SC52单片机设计出满足周期为10ms、初始占空比为50%、占空比调节范围为0～100%的PWM脉冲信号发生器。占空比调节范围是指高电平保持时间为0～10ms，那么低电平保持时间就是10ms～0。P0.7脚为PWM波输出口，作为PWM脉冲信号发生器可连接其它电路，本文仅连接示波器去观察波形的占空比变化情况，P2.0脚为自增按钮控制端，每按一次高电平保持时间增加1ms，P2.1脚为自减按钮控制端，每按一次高电平保持时间减少1ms。图2所示为初始
南通大学电子信息学院信号与系统课程设计报告 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 设计时间： 2014—2015学年第一学期
一、连续信号的时域分析 二、 1. 信号的产生 (1)阶跃函数 function [t,y1]=jieyue(t1,t2,t0) dt=0.01; ttt=t1:dt:t0-dt; tt=t0:dt:t2; t=t1:dt:t2; n=length(ttt); nn=length(tt); u=zeros(1,n); uu=ones(1,nn); y1=[u,uu]; return 冲激函数 function [t,y2]=chongji(t1,t2,t0) dt=0.01; t=t1:dt:t2; n=length(t); y2(1:n)=0; y2(1,(t0-t1)/dt+1)=1/dt; （2）调用上述函数产生信号）2-t ε（，）（4-t δ，-t e ）（t ε，-6s ≤t ≤6s,并画出波形。 Command Window subplot(3,1,1); [t1,y1]=jieyue(-6,6,2);
stairs(t1,y1); axis([-6 6 0 1.5]); subplot(3,1,2); [t2,y2]=chongji(-6,6,4);plot(t2,y2); subplot(3,1,3); [t3,y3]=jieyue(-6,6,0); y3=exp(-(t3)).*y3;plot(t3,y3); 波形如下图所示： （3）根据f(t)画出f(2t)和f(1-0.5t)的波形 t=-3:0.01:3; y=tripuls(t,4,0.6); subplot(3,1,1); plot(t,y);
. I XXXX大学XX学院 数据库设计说明书 课程：数据库课程设计 课题：毕业设计管理子系统 班级： 学号： ： 指导教师： 课题发给日期2014年6月16日 课题完成日期2014年6月27日 评语： 评分：
摘要 随着计算机及计算机网络的普及和全国各院校的校园网络的日益完善、健全，各种工作的计算机网络化将逐步取代繁重的传统办公模式。毕业设计作为大学生四年学习的重要环节，也有必要实行计算机网络化管理，从而减轻设计指导老师的承重负担，简化立题、选题、评分等过程，让繁冗的课题设计信息采用计算机数据库统筹管理。因此，设计一种毕业设计综合管理系统是我校教学管理发展的一项任务，也是各院校教学发展的趋势。该系统为学生、教师、管理员提供一个交互的接口，大大方便了学生、老师及管理员的管理人员。 毕业设计是学生在校期间的最后一个教学环节，是学习深化和提高的一个重要过程，也是综合检验所学理论知识的一个重要环节。该课题从毕业设计的申报、审核、学生选题、指导、评阅、答辩、归档等环节进行管理，实现了毕业设计的整个流程的管理工作。 系统主要功能实现了学生自主选题和教师自主选择学生的网上双向选择，并增加了留言板、文件上传与下载、新闻发布等，能够保证毕业设计期间管理员、老师、学生之间信息的联通，对保证毕业设计的全程控制有非常重要的现实意义。 该课题实现了毕业设计的自动化和网络化管理，是参加毕业设计的教师、学生通过网络及时沟通的一个重要环节，大大提高了我院教学管理质量和水平。
目录 第一章概述--------------------------------------------------------------------5第二章课题设计的需求分析-------------------------------------------6 2.1设计任务------------------------------------------------------6 2.2设计要求-------------------------------------------------------7 2.3需求描述的规文档-----------------------------------8 第三章概念结构设计---------------------------------------------------9 3.1概念结构设计工具（E-R模型）--------------------9 3.2题库子系统（局部）-------------------------------------10 3.2.1子系统描述 3.2.2分E-R图 3.2.3说明 3.3选题子系统（局部）-------------------------------------12 3.2.1子系统描述 3.2.2分E-R图 3.2.3说明 3.4选题子系统（局部）-------------------------------------14 3.4.1子系统描述 3.4.2分E-R图
苏州科技学院 毕业设计开题报告 设计题目任意信号发生器的硬件设计（基于89C51实现）院系电子与信息工程学院 专业电子信息工程 班级电子0911 学生姓名XXXXXXX 学号 设计地点 指导教师 2013 年3月31 日
设计题目：任意信号发生器的硬件设计（基于89C51实现）课题目的、意义及相关研究动态： 一、课题目的： 信号发生器是一种能产生模拟电压波形的设备，这些波形能够校验电子电路的设计。信号发生器广泛用于电子电路、自动控制系统和教学实验等领域,它是一种可以产生正弦波，方波，三角波等函数波形的一起，其频率范围约为几毫赫到几十兆赫，在工业生产和科研中利用信号发生器输出的信号，可以对元器件的性能鉴定，在多数电路传递网络中，电容与电感组合电路，电容与电阻组合电路及信号调制器的频率，相位的检测中都可以得到广泛的应用。因此，研究信号发生器也是一个很重要的发展方向。 常用的信号发生器绝大部分是由模拟电路构成的，但这种模拟信号发生器用于低频信号输出往往需要的RC值很大，这样不但参数准确度难以保证，而且体积和功耗都很大，而本课题设计的函数信号发生器，由单片机构成具有结构简单，价格便宜等特点将成为数字量信号发生器的发展趋势。 本课题采用的是以89c51为核心，结合 DAC0832实现程控一般波形的低频信号输出，他的一些主要技术特性基本瞒住一般使用的需要，并且它具有功能丰富，性能稳定，价格便宜，操作方便等特点，具有一定的推广作用。 二、课题意义： （1）任意信号发生器主要在实验中用于信号源，是电子电路等各种实验必不可少的实验设备之一，掌握任意信号发生器的工作原理至关重要。 （2）任意信号发生器能产生某些特定的周期性时间任意波形（正波、方波、三角波）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫任意信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。 （3）本课题主要研究开发一个基于51单片机的实验用任意信号发生器，不但成本较低而精度较高，最重要的是开发简单易于调试，具有一定社会价值和经济价值。 （4）任意信号发生器作为一种常见的电子仪器设备，既能够构成独立的信号源，也可以是高新能的网络分析仪，频谱仪以及自动测试装备的组成部分，任意信号发生器的关键技术是多种高性能仪器的支撑技术，因为它是能够提高质量的精密信号源及扫描源，可使相应系统的检测过程大大简化，降低检测费用并且提高检测精度。
脉冲信号发生器 摘要：本实验是采用fpga方式基于Alter Cyclone2 EP2C5T144C8的简易脉冲信号发生器，可以实现输出一路周期1us到10ms，脉冲宽度：0.1us到周期-0.1us,时间分辨率为 0.1us的脉冲信号，并且还能输出一路正弦信号（与脉冲信号同时输出）。输出模式 可分为连续触发和单次手动可预置数（0~9）触发，具有周期、脉宽、触发数等显示功能。采用fpga计数实现的电路简化了电路结构并提高了射击精度，降低了电路功耗和资源成本。 关键词：FPGA；脉冲信号发生器；矩形脉冲；正弦信号； 1 方案设计与比较 脉冲信号产生方案： 方案一、采用专用DDS芯片的技术方案： 目前已有多种专用DDS集成芯片可用，采用专用芯片可大大简化系统硬件制作难度，部数字信号抖动小，输出信号指标高；但专用芯片控制方式比较固定，最大的缺点是进行脉宽控制，测量困难，无法进行外同步，不满足设计要求。 方案二、单片机法。 利用单片机实现矩形脉冲，可以较方案以更简化外围硬件，节约成本，并且也可以实现灵活控制、能产生任意波形的信号发生器。但是单片机的部时钟一般是小于25Mhz，速度上无法满足设计要求，通过单片机产生脉冲至少需要三条指令，所需时间大于所要求的精度要求，故不可取。 方案二：FPGA法。利用了可编程逻辑器件的灵活性且资源丰富的特点，通过Quartus 软件的设计编写，实现脉冲信号的产生及数控，并下载到试验箱中，这种方案电路简单、响应速度快、精度高、稳定性好故采用此种方案。 2 理论分析与计算 脉冲信号产生原理：输入量周期和脉宽，结合时钟频率，转换成两个计数器的容量，用来对周期和高电平的计时，输出即可产生脉冲信号。 脉冲信号的精度保证：时间分辨率0.1us，周期精度：+0.1%+0.05us，宽度精度：
信号与系统课程设计 ——利用matlab实现信号的取样与重构 学院: 工业大学城市学院 专业班级：通信工程C131班 姓名：穆永欢 学号：138213 指导老师：安亚军
目录 摘要 (1) 第一章概述 (1) 第二章设计过程 (2) 2.1设计目的 (2) 2.2设计原理 (2) 2.2.1.MATLAB的介绍 (2) 2.2.2连续时间信号 (3) 2.2.3采样定理 (3) 2.2.4信号重构 (4) 2.3设计容 (4) 2.3.1Sa(t)的临界采样及重构 (4) 2.3.2Sa(t)的过采样及重构 (6) 2.3.3Sa(t)的欠采样及重构 (8) 第三章设计结果分析 (10) 第四章心得体会 (11) 参考文献 (12)
摘要： 本次课程设计以信号与系统和数字信号处理这两门理论与实践紧密结合的课程为基础，经过两个学期的理论学习和上机实验后我们已初步掌握MATLAB软件，通过课程设计更加有助于我们进一步理解和巩固所学知识，学习应用MATLAB 软件的仿真技术，初步掌握线性系统的设计方法，提高分析和解决实际问题的能力，培养独立工作能力。 本实验设计是利用MATLAB实现信号的抽样与重构仿真。通过对该连续的Sa 信号进行抽样，在满足采样定理和不满足采样定理即过抽样和欠抽样两种情况下对连续的Sa信号和采样信号进行频谱分析 【关键词】：信号采样 MATLAB 采样周期频谱信号重构 第一章概述： 针对连续信号的采样与重构问题,利用MATLAB仿真软件平台,仿真不同条件下连续信号的采样信号时域波形和采样后信号频谱、重构信号时域波形和重构后误差波形图。通过对采样周期对采样频谱叠加和信号重构精度的影响、以及信号被采样前后在频域的变化对比分析,得出在不同采样频率的条件下,对应采样信号的时域、频域特性以及重构信号与误差信号也随之产生变化,连续信号可以完全恢复过来。本次课程设计应用MATLAB实现连续信号的采样与重构仿真，了解MATLAB软件，学习应用MATLAB软件的仿真技术。它主要侧重于某些理论知识的灵活运用，以及一些关键命令的掌握，理解，分析等。初步掌握线性系统的设计方法，培养独立工作能力。加深理解采样与重构的概念，掌握利用MATLAB分析系统频率响应的方法和掌握利用MATLAB实现连续信号采用与重构的方法。计算在临界采样、过采样、欠采样三种不同条件下重构信号的误差，并由此总结采样频率对信号重构误差的影响。
Xuchang Electric V ocational College 毕业论文（设计） 题目：函数信号发生器的设计与制作 系部：电气工程系_ 班级：12电气自动化技术 姓名：张广超 指导老师：郝琳 完成日期：2014/5/20
毕业论文内容摘要
目录 1引言 (3) 1.1研究背景与意义 (3) 1.2研究思路与主要内容 (3) 2 方案选择 (4) 2.1方案一 (4) 2.2方案二 (4) 3基本原理 (5) 4稳压电源 (6) 4.1直流稳压电源设计思路 (6) 4.2直流稳压电源原理 (6) 4.3集成三端稳压器 (7) 5系统工作原理与分析 (8) 5.1ICL8038芯片性能特点简介 (8) 5.2ICL8038的应用 (8) 5.3ICL8038原理简介 (8) 5.4电路分析 (9) 5.5ICL8038内部原理 (10) 5.6工作原理 (11) 5.7正弦函数信号的失真度调节 (11) 5.8ICL8038的典型应用 (12) 5.9输出驱动部分 (12) 结论 (14) 致谢 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)
1引言 信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。 1.1研究背景与意义 函数信号发生器是工业生产、产品开发、科学研究等领域必备的工具，它产生的锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本测试信号。在示波器、电视机等仪器中，为了使电子按照一定规律运动，以利用荧光屏显示图像，常用到锯齿波信号产生器作为时基电路。例如，要在示波器荧光屏上不失真地观察到被测信号波形，要求在水平偏转线圈上加随时间线性变化的电压——锯齿波电压，使电子束沿水平方向匀速搜索荧光屏。对于三角波，方波同样有重要的作用，而函数信号发生器是指一般能自动产生方波正弦波三角波以及锯齿波阶梯波等电压波形的电路或仪器。因此，建议开发一种能产生方波、正弦波、三角波的函数信号发生器。函数信号发生器根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，其电路中使用的器件可以是分离器件，也可以是集成器件，产生方波、正弦波、三角波的方案有多种，如先产生正弦波，根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系，再通过整形电路将正弦波转化为方波，经过积分电路后将其变为三角波。也可以先产生三角波-方波，再将三角波或方波转化为正弦波。随着电子技术的快速发展，新材料新器件层出不穷，开发新款式函数信号发生器，器件的可选择性大幅增加，例如 ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波、方波、三角波的主芯片。所以，可选择的方案多种多样，技术上是可行的[1]。 1.2研究思路与主要内容 本文主要以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。适合学生学习电子技术实验使用。ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生从几赫到几百千赫的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。基于ICL8038函数信号发生器主要电源供电、波形发生、输出驱动三大部分组成。电源供电部分：主要由集成三端稳压管LM7812和LM7912构成的±12V直流电压作为整个系统的供电。波形发生部分：主要由单片集成函数信号发生器ICL8038构成。通过改变接入电路的电阻或电容的大小，能够得到几赫到几百千赫不同频率的信号。输出驱动部分：主要由运放LF353构成。由于ICL8038的输出信号幅度较小，需要放大输出信号。ICL8038的输出信号经过运放LF353放大后能够得到输出幅度较大的信号[2]。
可编程脉冲信号发生器的设计 摘要 基于单片机的可编程脉冲信号发生器，通过4x4的非编码矩阵键盘键入脉冲信号的指标参数频率、占空比和脉冲个数，在单片机的控制处理下发出满足信号指标的脉冲信号，并在液晶显示屏的制定位置显示出相关参数。复位电路采用上电复位和手动复位的复合复位方式，保证单片机在上电和程序运行进入死循环时，单片机均能正常复位。利用在工作方式1下的定时器和计数输出低频脉冲信号，以及在工作方式2下能够自动重复赋初值的定时器输出高频脉冲信号，从而使频率和占空比满足指标要求。通过程序设计，使单片机每次发出信号后等到重置信号进行下一次脉冲信号的输出，有效的提高了单片机的使用效率。 本课题设计利用单片机技术，通过相应的软件编程和较简易的外围硬件电路来实现，其产生的脉冲信号干扰小，输出稳定，可靠性高，人机界面友好，操作简单方便，成本低，携带方便，扩展性强。关键的是，脉冲信号频率、脉冲个数和脉冲占空比可调节，可通过键盘输入并由显示器显示出来。 本课题设计所要达到的指标要求： (1)脉冲信号频率0.1HZ到50KHZ可调并在液晶显示屏指定位置显示。 (2)脉冲信号个数0到9999可调并在液晶显示屏指定位置显示。 (3)脉冲信号占空比任意可调并在液晶屏显屏指定位置示出来。 关键词：单片机，脉冲信号，频率，脉冲个数，占空比
Programmable pulse signal generator design ABSTRACT The programmable pulse signal generator based on single chip, through the 4x4 non-coding matrix keyboard inputing pulse signal parameters of frequency, duty cycle and pulse number, pulse signal is sent to meet the targets of signal processing chip.The related parameters are displayed on the setting position on the liquid crystal. The reset circuit by power-on reset and manual reset, ensure the SCM in power and run into dead circulation can be reset. Use in work mode 1 timer and counter output low frequency pulse signal, and in work mode 2 to timer output high frequency pulse signal ，automaticly repeat initialization, so as to make the frequency and duty ratio meet the requirements. Through the program design, the microcontroller each signal and then wait for the reset signal, the signal at the output of the pulse next time, effectively improve the efficiency in the use of single-chip microcomputer. The subject of the use of single-chip technology, which achieved through the corresponding software and the simple peripheral hardware circuit. The advantages of which are the small interference of the pulse signal, output stability, high reliability, friendly man-machine interface, easy operation, low cost, portability, scalability strong. The keys, pulse frequency, pulse number and pulse duty ratio are adjustable, which can be inputed through the keyboard and displayed through LCD. The requirements of this topic design: (1) The pulse signal frequency of 0.1HZ to 50KHZ is adjustable and can be displaied on the specify location in the LCD screen. (2) Pulse signal number of 0 to 9999 is adjusted and can be displaied on the specify location in the LCD screen. (3)Pulse duty ratio is adjustable and can be displaied on the specify