پروژه آموزشی پروژه شبیه سازی سیستم مالتی پلکسر دیجیتال در متلب

در این پروژه آموزشی هدف شبیه سازی یک سیستم مالتی پلکس فرکانسی با سیگنالهای سینوسی در فرکانسهای مشخص با  استفاده از فیلترهای مناسب می باشد. عملکرد سیستم از طریق مقایسه سیگنالهای ورودی و سیگنالهای بازیابی شده از سیگنال مالتی پلکس شده نهایی در فرستنده صورت میگیرد. همچنین طیف فرکانسی سیگنالها در مراحل مختلف رسم میشود و عملکرد سیستم به لحاظ تفکیک فرکانسی بررسی میشود. برای طیف سیگنال مالتی پلکس از سیگنال با باند کناری حذف شده به صورت SSB استفاده میشود که از طریق فیلتر کردن سیگنال UPCONVERT شده روی فرکانس کریر مشخص بدست می آید. این فیلتر به صورت بالاگذر با فرکانس قطع برابر با فرکانس حامل است چرا که بخش بالایی طیف باید باقی مانده و بخش پایینی آن حذف شود که در فرکانسهای پایین تر از فرکانس کریر قرار دارد.

در این پروژه از فیلترهای زیر استفاده میشود.

فیلتر بالاگذر با مشخصات مناسب برای تولید سیگنال SSB از سیگنال UPCONVERT شده که البته برای سیگنالهای 2 تا 4 انجام میشود زیرا سیگنال 1 به صورت باند پایه در ترکیب سیگنال مالتی پلکس استفاده میشود.

فیلتر پایین گذر برای سیگنال اول که در آن هدف جداسازی سیگنال اول از سیگنال مالتی پلکس نهایی است

فیلترهای میان گذر برای جداسازی سیگنالهای SSB مربوط به سیگنالهای 2 تا 4

فیلترهای پایین گذر برای فیلتر کردن سیگنالهای DOWNCONVERT شده از سیگنال جداشده از سیگنال نهایی مالتی پلکس

تمامی فیلترها با مشخصات فرکانس قطع مناسب طوری طراحی میشوند که طیف مورد نظر در هر مرحله در خروجی فیلتر حاصل شود.

دو مرحله UPCONVERT و DOWNCONVERT در مالتی پلکسر و دی مالتی پلکسر به منظور انتقال طیف فرکانسی به فرکانس کریر و بازگشت به فرکانس پایه توسط ضرب در تابع کسینوسی با فرکانس کریر مناسب انجام میشود.

در مرحله تشکیل سیگنال مالتی پلکس سیگنالهای سینوسی با فرکانس موردنظر تولید شده و سیگنالهای 2 تا 4 به فرکانس حامل مناسب  UPCONVERT شده و سپس از طریق فیلتر بالا گذر مناسب به صورت SSB در می آیند و با جمع 4 سیگنال حاصل مالتی پلکس بدست می آید.

در مرحله تفکیک سیگنالها در دی مالتی پلکسر کافیست که در مرحله اول با فیلتر پایین گذر سیگنال اول جدا شود. سیگنالهای 2 تا 4 ابتدا از طریق فیلتر میان گذر مناسب جدا میشوند و سپس به فرکانس باند پایه DOWNCONVERT شده و سپس فیلتر پایین گذر به آنها اعمال میشود.

مشخصات سیستم:

فرکانس نمونه برداری 100 کیلوهرتز

فرکانس سیگنالهای سینوسی برابر با 1000، 1250، 1500 و 1750 هرتز

فرکانس حامل سیگنالهای 2 تا 4 به ترتیب 4، 8 و 12 کیلوهرتز

فرکانس قطع فیلتر بالاگذر برای تولید SSB از سیگنالهای UPCONVERT شده 2 تا 4 به ترتیب برابر با 4، 8 و 12 کیلوهرتز. فیلتر از نوع IIR با مرتبه 8 است.

فرکانس قطع فیلتر پایین گذر برای جداسازی سیگنال 1 برابر با 1500 هرتز از نوع IIR با مرتبه 8

فرکانس قطع اول و دوم فیلتر میان گذر برای جداسازی سیگنال 2 برابر با 4 و 4.625 کیلوهرتز از نوع FIR مرتبه 20

سیگنال 3 نیز با فرکانس قطع 8 و 8.75 کیلوهرتز از همان نوع فیلتر قبل

سیگنال 4 نیز با فرکانس قطع 12 و 12.875 کیلوهرتز از همان نوع قبل

فرکانس قطع این فیلترها طوری انتخاب شده که بخش بالایی طیف که همان بخش SSB سیگنال سینوسی است انتخاب شود که کافیست یک محدوده حول فرکانس کریر به اضافه فرکانس خود سیگنال انتخاب شود.

فرکانس قطع فیلترهای پایین گذر در مرحله نهایی DOWNCONVERSION سیگنالهای 2 تا 4 به ترتیب برابر با 1500، 1750 و 2000 هرتز است که از مقدار فرکانس خود سیگنالها 250 هرتز بیشتر است که برای انتخاب فرکانس سینوسی هر سیگنال کفایت میکند. نوع این فیلترها نیز IIR مرتبه 8 است.

نتایج حاصل شده از هر بخش به صورت زیر است.

بخش اولی مالتی پلکس

طیف سیگنال اول به صورت زیر بدست می آید