《通信原理》軟件教案與講義

1、Systemview仿真軟件介紹及仿真舉例1、本次課教學(xué)目標(biāo)：熟悉Systemview仿真軟件平臺(tái)。2、本次課教學(xué)重點(diǎn)：熟悉Systemview系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗口；熟悉Systemview系統(tǒng)定時(shí)窗口；熟悉Systemview系統(tǒng)分析窗口。3、本次課教學(xué)難點(diǎn)：Systemview系統(tǒng)的使用，如何設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。4、本次課教學(xué)方法：講授法、演示實(shí)驗(yàn)法。5、本次課教學(xué)過程設(shè)計(jì)： 1、講解Systemview仿真軟件，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗口、系統(tǒng)定時(shí)窗口、系統(tǒng)分析窗口；2、學(xué)生進(jìn)行10個(gè)例子的學(xué)習(xí)和練習(xí)，學(xué)練結(jié)合，隨堂答疑。6、本次課講義：1.1 Systemview系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗口：1、第一行“菜單欄”有幾個(gè)下拉式

2、菜單，通過菜單可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。2、第二行“工具欄”是由圖標(biāo)按鈕組成的動(dòng)作條：(01) 清屏幕(02) 刪除元件(03) 斷線(04) 連線(05) 復(fù)制元件(06) 圖標(biāo)翻轉(zhuǎn)(07) 注釋(08) 創(chuàng)建子系統(tǒng)(09) 察看子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(10) 根軌跡(11) 波特圖(12) 畫面重畫(13) 中止(14) 運(yùn)行(15) 打開時(shí)間參數(shù)窗口(16) 打開系統(tǒng)分析窗3、左側(cè)豎欄為“基本元件庫”：(01) 信源庫(02) 子系統(tǒng)(03) 加法器(04) 子系統(tǒng)I/O接口(05) 操作庫(06) 函數(shù)庫(07) 乘法器(08) 信宿庫l 信源庫：l 操作庫：操作庫是本軟件最核心的部分之一，它把很多復(fù)雜

3、的功能集成為一個(gè)小模塊，其中的每一個(gè)算子都把輸入的數(shù)據(jù)作為運(yùn)算自變量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶數(shù)據(jù)的操作，包括“濾波器/系統(tǒng)”、“采樣/保持”、“邏輯運(yùn)算”、“積分/微分”、“延遲器”、“增益”六大選項(xiàng)，每種選項(xiàng)又包含若干子選項(xiàng)。l 函數(shù)庫：函數(shù)庫也是本軟件最核心的部分之一，它把很多復(fù)雜的函數(shù)集成為一個(gè)小模塊，其中的每一個(gè)算子都把輸入的數(shù)據(jù)作為運(yùn)算自變量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶數(shù)據(jù)的函數(shù)運(yùn)算，包括“非線性函數(shù)”、“函數(shù)”、“復(fù)數(shù)運(yùn)算函數(shù)”、“代數(shù)函數(shù)”、“相位/頻率”、“合成/提取”六大選項(xiàng)，每種選項(xiàng)又包含若干子項(xiàng)。l 信宿庫1.2 Systemview系統(tǒng)定時(shí)窗口：l 通常系統(tǒng)采樣頻率“Sample Rate H

4、z”約為系統(tǒng)中所有模塊最高頻率的五至十倍。l 按鈕“Set Power of 2”用來控制系統(tǒng)波形采樣點(diǎn)數(shù)“No. of Samples”；波形采樣點(diǎn)數(shù)越多波形越精細(xì)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間也越長(zhǎng)，波形采樣點(diǎn)數(shù)過多也會(huì)導(dǎo)致波形過于緊密而不利于觀察，故波形采樣點(diǎn)數(shù)應(yīng)該與系統(tǒng)采樣頻率相結(jié)合，靈活調(diào)整。l 設(shè)置完系統(tǒng)采樣頻率“Sample Rate Hz”和系統(tǒng)波形采樣點(diǎn)數(shù)“No. of Samples”之后，必須通過按鈕“Update”進(jìn)行確認(rèn)。1.3 Systemview系統(tǒng)分析窗口：分析窗是觀察用戶數(shù)據(jù)的基本載體，在分析窗口有多種選項(xiàng)可以增強(qiáng)顯示的靈活性和用途。1、第一行“菜單欄”有幾個(gè)下拉式菜單，通過

5、菜單可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。2、第二行“工具欄”是由圖標(biāo)按鈕組成的動(dòng)作條：(01) 載入仿真數(shù)據(jù)(02) 圖形打印(03) 圖形重繪(04) 離散點(diǎn)繪圖(05) 連線離散點(diǎn)繪圖(06) 坐標(biāo)跟蹤(07) 標(biāo)記橫坐標(biāo)(08) 窗口垂直排列(09) 窗口水平排列(10) 窗口層疊排列(11) x軸對(duì)數(shù)化(12) y軸對(duì)數(shù)化(13) 所有窗口最小化(14) 顯示所有窗口(15) 動(dòng)態(tài)模擬(16) 統(tǒng)計(jì)(17) 圖形跟蹤放大(18) 圖形放大(19) 極坐標(biāo)網(wǎng)格(20) 載入AGP數(shù)據(jù)(21) 打開系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗通過這些圖標(biāo)按鈕我們可以從各個(gè)角度觀察仿真結(jié)果，從各個(gè)方面了解系統(tǒng)性能。3、在分析窗的底部有一個(gè)非

6、常有用的“接收計(jì)算器”圖標(biāo)按扭： 單擊這一按扭，會(huì)出現(xiàn)如下選擇對(duì)話框：通過這個(gè)窗口我們可以對(duì)信號(hào)實(shí)施各種變換，觀察信號(hào)的頻譜、眼圖、星座圖等。l 頻譜分析l 眼圖l 星座圖（十）數(shù)字基帶系統(tǒng)1、本次課教學(xué)目標(biāo)：熟悉Systemview仿真環(huán)境；掌握數(shù)字基帶信號(hào)的常用波形與功率譜密度。2、本次課教學(xué)重點(diǎn)：掌握單、雙極性不歸零碼的波形與功率譜密度；掌握單、雙極性歸零碼的波形與功率譜密度。3、本次課教學(xué)難點(diǎn)：?jiǎn)?、雙極性不歸零碼，單、雙極性歸零碼的產(chǎn)生與波形分析。4、本次課教學(xué)方法：講授法、演示實(shí)驗(yàn)法。5、本次課教學(xué)過程設(shè)計(jì)：1、講解Systemview仿真軟件，包括單、雙極性不歸零碼，單、雙極性歸零

7、碼的產(chǎn)生及波形分析；2、學(xué)生進(jìn)行單、雙極性不歸零碼，單、雙極性歸零碼產(chǎn)生及波形分析，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，隨堂答疑。6、本次課講義：l 仿真要求：建議時(shí)間參數(shù)：No. of Samples = 4096；Sample Rate = 2000Hz1、記錄單、雙極性不歸零碼的波形與功率譜密度；Rate = 100Hz；雙極性碼Amp = 10V；單極性碼Amp = 10V，Offset = 10V；功率譜密度選擇（dBm/Hz 1 ohm）；2、記錄單、雙極性歸零碼的波形與功率譜密度；用于采樣的矩形脈沖序列幅度1V，頻率100Hz；脈寬0.005s（占空比50%）；l 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1、記錄數(shù)字基帶信號(hào)的

8、常用波形與功率譜密度，并分析其各自的特點(diǎn)；2、記錄歸零碼的變化，分析占空比對(duì)歸零碼波形與功率譜密度的影響。（十一）模擬調(diào)制系統(tǒng)AM系統(tǒng)1、本次課教學(xué)目標(biāo)：掌握AM信號(hào)的波形和產(chǎn)生方法；掌握AM信號(hào)的頻譜特點(diǎn)；掌握AM號(hào)的解調(diào)方法。2、本次課教學(xué)重點(diǎn)：AM信號(hào)的波形和產(chǎn)生方法；AM信號(hào)的頻譜；AM信號(hào)的解調(diào)方法；AM系統(tǒng)的抗噪聲性能。3、本次課教學(xué)難點(diǎn)：如何通過模擬法和鍵控法產(chǎn)生AM；在解調(diào)系統(tǒng)中如何進(jìn)行帶通濾波器和低通濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)。4、本次課教學(xué)方法：講授法、演示實(shí)驗(yàn)法。5、本次課教學(xué)過程設(shè)計(jì)：1、講解Systemview仿真軟件，包括AM信號(hào)的產(chǎn)生及波形分析；相干解調(diào)，包絡(luò)檢波的產(chǎn)生及波

9、形分析；加高斯白噪的性能分析；2、學(xué)生進(jìn)行AM信號(hào)的產(chǎn)生及波形分析，相干解調(diào)，包絡(luò)檢波的產(chǎn)生及波形分析，加高斯白噪的性能分析，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，隨堂答疑。6、本次課講義：l 仿真要求：建議時(shí)間參數(shù)：No. of Samples = 4096；Sample Rate = 20000Hz1、記錄調(diào)制信號(hào)與AM信號(hào)的波形和頻譜；調(diào)制信號(hào)為正弦信號(hào)，Amp= 1V，F(xiàn)req=200Hz；直流信號(hào)Amp = 2V；余弦載波Amp = 1V，F(xiàn)req= 1000Hz；頻譜選擇 |FFT|；2、采用相干解調(diào)，記錄恢復(fù)信號(hào)的波形和頻譜；接收機(jī)模擬帶通濾波器Low Fc = 750Hz，Hi Fc = 1250Hz

10、，極點(diǎn)個(gè)數(shù)6；接收機(jī)模擬低通濾波器Fc = 250Hz，極點(diǎn)個(gè)數(shù)為9；3、采用包絡(luò)檢波，記錄恢復(fù)信號(hào)的波形和頻譜；接收機(jī)包絡(luò)檢波器結(jié)構(gòu)如下：其中圖符0為全波整流器Zero Point = 0V；圖符1為模擬低通濾波器Fc = 250Hz，極點(diǎn)個(gè)數(shù)為9；4、在接收機(jī)模擬帶通濾波器前加入高斯白噪聲；建議Density in 1 ohm = 0.00002W/Hz；觀察并記錄恢復(fù)信號(hào)波形和頻譜的變化。l 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1、記錄調(diào)制信號(hào)與AM信號(hào)的波形和頻譜，分析AM信號(hào)頻譜的特點(diǎn)；2、記錄恢復(fù)信號(hào)波形和頻譜的變化，分析噪聲對(duì)恢復(fù)信號(hào)的影響。（十二）模擬調(diào)制系統(tǒng)DSB系統(tǒng)1、本次課教學(xué)目標(biāo)：掌握DSB

11、信號(hào)的波形和產(chǎn)生方法；掌握DSB信號(hào)的頻譜特點(diǎn)；掌握DSB信號(hào)的解調(diào)方法；2、本次課教學(xué)重點(diǎn)：DSB信號(hào)的波形和產(chǎn)生方法；DSB信號(hào)的頻譜；DSB信號(hào)的解調(diào)方法；DSB系統(tǒng)的抗噪聲性能。3、本次課教學(xué)難點(diǎn)：DSB信號(hào)的調(diào)制，相干解調(diào)的產(chǎn)生，抗噪性能分析。4、本次課教學(xué)方法：講授法、演示實(shí)驗(yàn)法。5、本次課教學(xué)過程設(shè)計(jì)：1、講解Systemview仿真軟件，包括DSB信號(hào)的產(chǎn)生及波形分析；相干解調(diào)的產(chǎn)生及波形分析；加高斯白噪的性能分析；2、學(xué)生進(jìn)行DSB信號(hào)的產(chǎn)生及波形分析，相干解調(diào)的產(chǎn)生及波形分析，加高斯白噪的性能分析，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，隨堂答疑。6、本次課講義：l 仿真要求：建議時(shí)間參數(shù)：No. of Samples = 4096；Sample Rate = 20000Hz1、記錄調(diào)制信號(hào)與DSB信號(hào)的波形和頻譜；調(diào)制信號(hào)為正弦信號(hào)，Amp = 1V，F(xiàn)req=200Hz；正弦載波Amp = 1V，F(xiàn)req = 1000Hz；頻譜選擇 |FFT|；2、采用相干解調(diào)，記錄恢復(fù)信號(hào)的波形和頻譜；DSB模擬帶通濾波器Low Fc =750Hz，Hi Fc =1250Hz，極點(diǎn)個(gè)數(shù)6；接收機(jī)