《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。2、本次課教學(xué)重點：熟悉Systemview系統(tǒng)設(shè)計窗口；熟悉Systemview系統(tǒng)定時窗口；熟悉Systemview系統(tǒng)分析窗口。3、本次課教學(xué)難點：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、演示實驗法。5、本次課教學(xué)過程設(shè)計： 1、講解Systemview仿真軟件，包括系統(tǒng)設(shè)計窗口、系統(tǒng)定時窗口、系統(tǒng)分析窗口；2、學(xué)生進(jìn)行10個例子的學(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)計窗口：1、第一行“菜單欄”有幾個下拉式

2、菜單，通過菜單可以實現(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) 運行(15) 打開時間參數(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、的功能集成為一個小模塊，其中的每一個算子都把輸入的數(shù)據(jù)作為運算自變量，以實現(xiàn)對用戶數(shù)據(jù)的操作，包括“濾波器/系統(tǒng)”、“采樣/保持”、“邏輯運算”、“積分/微分”、“延遲器”、“增益”六大選項，每種選項又包含若干子選項。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)集成為一個小模塊，其中的每一個算子都把輸入的數(shù)據(jù)作為運算自變量，以實現(xiàn)對用戶數(shù)據(jù)的函數(shù)運算，包括“非線性函數(shù)”、“函數(shù)”、“復(fù)數(shù)運算函數(shù)”、“代數(shù)函數(shù)”、“相位/頻率”、“合成/提取”六大選項，每種選項又包含若干子項。l 信宿庫1.2 Systemview系統(tǒng)定時窗口：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)波形采樣點數(shù)“No. of Samples”；波形采樣點數(shù)越多波形越精細(xì)，系統(tǒng)運行時間也越長，波形采樣點數(shù)過多也會導(dǎo)致波形過于緊密而不利于觀察，故波形采樣點數(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可以增強顯示的靈活性和用途。1、第一行“菜單欄”有幾個下拉式菜單，通過

5、菜單可以實現(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) 離散點繪圖(05) 連線離散點繪圖(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軸對數(shù)化(12) y軸對數(shù)化(13) 所有窗口最小化(14) 顯示所有窗口(15) 動態(tài)模擬(16) 統(tǒng)計(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)計窗通過這些圖標(biāo)按鈕我們可以從各個角度觀察仿真結(jié)果，從各個方面了解系統(tǒng)性能。3、在分析窗的底部有一個非

6、常有用的“接收計算器”圖標(biāo)按扭： 單擊這一按扭，會出現(xiàn)如下選擇對話框：通過這個窗口我們可以對信號實施各種變換，觀察信號的頻譜、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)字基帶信號的常用波形與功率譜密度。2、本次課教學(xué)重點：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：單、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、演示實驗法。5、本次課教學(xué)過程設(shè)計：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，完成實驗報告，隨堂答疑。6、本次課講義：l 仿真要求：建議時間參數(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 實驗報告要求：1、記錄數(shù)字基帶信號的

8、常用波形與功率譜密度，并分析其各自的特點；2、記錄歸零碼的變化，分析占空比對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信號的波形和產(chǎn)生方法；掌握AM信號的頻譜特點；掌握AM號的解調(diào)方法。2、本次課教學(xué)重點：AM信號的波形和產(chǎn)生方法；AM信號的頻譜；AM信號的解調(diào)方法；AM系統(tǒng)的抗噪聲性能。3、本次課教學(xué)難點：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。4、本次課教學(xué)方法：講授法、演示實驗法。5、本次課教學(xué)過程設(shè)計：1、講解Systemview仿真軟件，包括AM信號的產(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，完成實驗報告，隨堂答疑。6、本次課講義：l 仿真要求：建議時間參數(shù)：No. of Samples = 4096；Sample Rate = 20000Hz1、記錄調(diào)制信號與AM信號的波形和頻譜；調(diào)制信號為正弦信號，Amp= 1V，F(xiàn)req=200Hz；直流信號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)信號的波形和頻譜；接收機模擬帶通濾波器Low Fc = 750Hz，Hi Fc = 1250Hz

10、，極點個數(shù)6；接收機模擬低通濾波器Fc = 250Hz，極點個數(shù)為9；3、采用包絡(luò)檢波，記錄恢復(fù)信號的波形和頻譜；接收機包絡(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，極點個數(shù)為9；4、在接收機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)信號波形和頻譜的變化。l 實驗報告要求：1、記錄調(diào)制信號與AM信號的波形和頻譜，分析AM信號頻譜的特點；2、記錄恢復(fù)信號波形和頻譜的變化，分析噪聲對恢復(fù)信號的影響。（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、信號的波形和產(chǎn)生方法；掌握DSB信號的頻譜特點；掌握DSB信號的解調(diào)方法；2、本次課教學(xué)重點：DSB信號的波形和產(chǎn)生方法；DSB信號的頻譜；DSB信號的解調(diào)方法；DSB系統(tǒng)的抗噪聲性能。3、本次課教學(xué)難點：DSB信號的調(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、演示實驗法。5、本次課教學(xué)過程設(shè)計：1、講解Systemview仿真軟件，包括DSB信號的產(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，完成實驗報告，隨堂答疑。6、本次課講義：l 仿真要求：建議時間參數(shù)：No. of Samples = 4096；Sample Rate = 20000Hz1、記錄調(diào)制信號與DSB信號的波形和頻譜；調(diào)制信號為正弦信號，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)信號的波形和頻譜；DSB模擬帶通濾波器Low Fc =750Hz，Hi Fc =1250Hz，極點個數(shù)6；接收機