SystemView系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、目錄1 SystemView簡單介紹及其操作簡介11.1 SystemView的基本特點(diǎn)11.2 SystemView系統(tǒng)視圖21.2.1 主菜單功能圖21.2.2 快捷功能按鈕51.2.3 圖符庫選擇按鈕52抽樣定理的仿真電路的設(shè)計(jì)與分析52.1 抽樣定理的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2.2 抽樣定理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容52.3 低通信號采樣與恢復(fù)原理圖62.4 SystemView仿真系統(tǒng)原理圖62.5實(shí)驗(yàn)步驟62.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果73 數(shù)字基帶信號傳輸103.1數(shù)字基帶信號傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?03.2數(shù)字基帶信號傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容103.3 基帶信號傳輸系統(tǒng)模型103.4 數(shù)字基帶信號傳播113.5 實(shí)驗(yàn)步驟113.6試驗(yàn)結(jié)果

2、113.7 實(shí)驗(yàn)總結(jié)11參考文獻(xiàn)124. 心得體會131 SystemView簡單介紹及其操作簡介1.1 SystemView的基本特點(diǎn) SystemView基本屬于一個系統(tǒng)級工具平臺，可進(jìn)行包括數(shù)字信號處理（DSP）系統(tǒng)、模擬與數(shù)字通信系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的仿真分析，并配置了大量圖符塊（Token）庫，用戶很容易構(gòu)造出所需要的仿真系統(tǒng)，只要調(diào)出有關(guān)圖符塊并設(shè)置好參數(shù)，完成圖符塊間的連線后運(yùn)行仿真操作，最終以時域波形、眼圖、功率譜、星座圖和各類曲線形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。SystemView的庫資源十分豐富，主要包括：含若干圖符庫的主庫（Main Library）、通信庫（Comm

3、unications Library）、信號處理庫（DSP Library）、邏輯庫（Logic Library）、射頻/模擬庫（RF Analog Library）和用戶代碼庫（User Code Library）。1.2 SystemView系統(tǒng)視圖1.2.1 主菜單功能圖進(jìn)入SystemView后，屏幕上首先出現(xiàn)該工具的系統(tǒng)視窗，如圖1-2-1所示。圖1-2-1 系統(tǒng)視窗系統(tǒng)視窗最上邊一行為主菜單欄，包括：文件（File）、編輯（Edit）、參數(shù)優(yōu)選（Preferences）、視窗觀察（View）、便箋（NotePads）、連接（Connetions）、編譯器（Compiler）、系統(tǒng)（

4、System）、圖符塊（Tokens）、工具（Tools）和幫助（Help）共11項(xiàng)功能菜單。與最初的SystemView1.8相比，SystemView3.0的操作界面和對話框布局有所改變。執(zhí)行菜單命令操作較簡單，例如，用戶需要清除系統(tǒng)時，可單擊“File”菜單，出現(xiàn)一個下拉菜單，單擊其中的“Newsystem”工具條即可。為說明問題簡單起見，將上述操作命令記作：FileNewsystem，以下類同。各菜單下的工具條及其功能如下表所示：表1-2-1 SystemView3.0各菜單下的工具條及其功能菜單工具條命令各工具條的功能簡述File菜單FileNewsystem清除當(dāng)前系統(tǒng)FileOp

5、en Recent System打開最新的SystemView文件FileOpen Existing System打開已存在的SystemView文件FileOpen System in Safe Mode以安全模式打開系統(tǒng)FileSave System用已存在的文件名存儲當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)容File Save System As將當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)容另存為一個文件File Save Selected Metasystem存儲選擇的亞系統(tǒng)文件FileSystem File Information系統(tǒng)文件信息FilePrint System: Text Tokens打印屏幕內(nèi)容，圖符塊用文字代替FilePrin

6、t System: Symbolic Tokens如實(shí)打印屏幕內(nèi)容，包括圖符塊FilePrint System Summary打印系統(tǒng)摘要，即圖符塊表FilePrint Connection List打印連接表FilePrint Real Time Sink打印實(shí)時接收器的波形FilePrint SystemView Sink打印System View信宿接收器的波形FilePrinter/Page Setup打印設(shè)置FilePrinter Fonts打印字體設(shè)置FileExit 退出SystemView系統(tǒng)Edit 菜單EditCopy Note Pad復(fù)制便箋EditCopy System

7、View Sink復(fù)制System View接收器EditCopy System to Clipboard復(fù)制系統(tǒng)到剪貼板EditCopy System: Selected Area選擇局部復(fù)制系統(tǒng)EditCopy System: Text Tokens復(fù)制系統(tǒng)中的文字圖符塊EditCopy Entire Screen復(fù)制全屏幕EditPaste To Note Pad粘貼到便箋EditDelete刪除圖符塊或便箋框Preference菜單PreferenceCustomize定制PreferenceReset All Defaults復(fù)位所有缺省設(shè)置PreferenceOptimize fo

8、r Run Time Speed優(yōu)化運(yùn)行時速View菜單ViewZoom界面圖形縮放ViewMetaSystem亞系統(tǒng)ViewHide Token Numbers隱藏顯示圖符編號ViewAnalysis Windows進(jìn)入分析窗View Calculator計(jì)算器ViewUnits Converter統(tǒng)一轉(zhuǎn)換Note Pad菜單Node PadHide Note Pads隱藏顯示便箋Node PadNew Note Pad新插入便箋Node PadCopy Token Parameters to Note Pad將圖符塊參數(shù)復(fù)制到便箋內(nèi)Node PadAttributes for All No

9、te Pads所有便箋屬性Node PadAttributes Selected Note Pad選擇的便箋屬性Node PadDelete Note Pad刪除便箋Node Pad Delete All Note Pads刪除所有便箋Connections菜單ConnectionsDisconnect All Tokens拆除所有圖符塊之間的連線ConnectionsCheck Connections Now立即檢查連接ConnectionsShow Token Output顯示圖符塊輸出ConnectionsHide Token Output隱藏圖符塊輸出Compiler菜單Compile

10、rCompile System Now立即編譯系統(tǒng)CompilerAnimate Exe Sequence動畫執(zhí)行順序CompilerCompiler Wizard編譯導(dǎo)向器CompilerEdit Execution Sequence編輯執(zhí)行順序Compiler Cancel Edit Operation取消編輯操作Compiler Cancel Last Edit取消上一次編輯操作Compiler Use Default Exe Sequence使用缺省順序Compiler Use Custom Exe Sequence使用用戶執(zhí)行順序System菜單SystemRun System Si

11、mulation運(yùn)行系統(tǒng)仿真SystemSingle Step Execution單步執(zhí)行SystemDebug (User Code)調(diào)試用戶代碼SystemRoot Locus根軌跡SystemBode Plot波特圖Token菜單TokenFind Token查找指定圖符塊TokenFind System Implicit Delays 查找系統(tǒng)固有延遲TokenMove Selected Tokens移動選中的圖符塊TokenMove All Tokens整體移動所有圖符塊TokenDuplicate Tokens重復(fù)放置圖符塊TokenCreate MetaSystem創(chuàng)建亞系統(tǒng)To

12、kenRe-name MetaSystem重新命名亞系統(tǒng)TokenExplode MetaSystem展開亞系統(tǒng)TokenAssign Custom Token Picture為用戶圖符賦圖形TokenUse Default Token Picture使用缺省設(shè)置圖符塊Token Select New Variable Token選擇新變量圖符塊TokenEdit Token Parameter Variations編輯圖符塊參數(shù)變量TokenDisable All Parameter Variations取消所有參數(shù)變量TokenGloable Parameter Links全局參數(shù)連接To

13、ols菜單ToolsAuto Program Generation(APG)自動程序產(chǎn)生ToolsUser Code用戶代碼ToolsXillinx FPGAXillinx型FPGAToolsMatlabMatlab數(shù)學(xué)工具 1.2.2 快捷功能按鈕 在主菜單欄下，SystemView為用戶提供了16個常用快捷功能按鈕，按鈕功能如下： 清除系統(tǒng) 刪圖符塊 切斷連線 布放連線 復(fù)制圖符 便箋注釋 終止運(yùn)行 系統(tǒng)運(yùn)行 系統(tǒng)定時 分析窗口 進(jìn)亞系統(tǒng) 建亞系統(tǒng) 根軌跡 波特圖 重畫圖形 圖符翻轉(zhuǎn) 1.2.3 圖符庫選擇按鈕系統(tǒng)視窗左側(cè)豎排為圖符庫選擇區(qū)。圖符塊（Token）是構(gòu)造系統(tǒng)的基本單元模塊，相

14、當(dāng)于系統(tǒng)組成框圖中的一個子框圖，用戶在屏幕上所能看到的僅僅是代表某一數(shù)學(xué)模型的圖形標(biāo)志（圖符塊），圖符塊的傳遞特性由該圖符塊所具有的仿真數(shù)學(xué)模型決定。創(chuàng)建一個仿真系統(tǒng)的基本操作是，按照需要調(diào)出相應(yīng)的圖符塊，將圖符塊之間用帶有傳輸方向的連線連接起來。這樣一來，用戶進(jìn)行的系統(tǒng)輸入完全是圖形操作，不涉及語言編程問題，使用十分方便。進(jìn)入系統(tǒng)后，在圖符庫選擇區(qū)排列著8個圖符選擇按鈕，即： 信源庫 亞器件庫 加法器 輸入/輸出 操作庫 函數(shù)庫 乘法器 信宿庫 在上述8個按鈕中，除雙擊“加法器”和“乘法器”圖符按鈕可直接使用外，雙擊其它按鈕后會出現(xiàn)相應(yīng)的對話框，應(yīng)進(jìn)一步設(shè)置圖符塊的操作參數(shù)。單擊圖符庫選擇區(qū)

15、最上邊的主庫開關(guān)按鈕 main ，將出現(xiàn)選擇庫開關(guān)按鈕 Option下的用戶庫（User）、通信庫（Comm）、DSP庫（DSP）、邏輯庫（Logic）、射頻模擬庫（RF/Analog）和數(shù)學(xué)庫（Matlab）選擇按鈕，可分別雙擊選擇調(diào)用。2抽樣定理的仿真電路的設(shè)計(jì)與分析2.1 抽樣定理的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?對某一帶寬的有限時間連續(xù)信號（模擬信號）進(jìn)行抽樣，且在抽樣率達(dá)到一定數(shù)值時，根據(jù)這些抽樣值可以在接受準(zhǔn)確的恢復(fù)原信號。2.2 抽樣定理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本次實(shí)驗(yàn)采用模擬信號源為振幅為1V頻率100Hz的正玄波，抽樣脈沖為窄脈寬舉矩形脈沖，脈寬為1微妙。抽樣其采用乘法器代替。用于恢復(fù)信號的低通濾波器采用三階巴

16、特沃茲的低通濾波器。為觀察信號抽樣與恢復(fù)的條件和引起是真的原因，分別選取100Hz、200Hz、500Hz等幾種不同的抽樣頻率。2.3 低通信號采樣與恢復(fù)原理圖 2-1 信號的采樣與恢復(fù)原理圖2.4 SystemView仿真系統(tǒng)原理圖 2-4 信號的采樣與恢復(fù)仿真原理圖2.5實(shí)驗(yàn)步驟用Systemview軟件，設(shè)置模擬信號源，將模擬信號源幅度設(shè)為1V，頻率設(shè)為100HZ的正弦波，將抽樣脈沖設(shè)為窄脈沖矩形脈沖，脈寬為1微秒。在設(shè)置一個乘法器代替抽樣器。再設(shè)置一個恢復(fù)信號的低通濾波器，采用三階巴特沃茲低通濾器.2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果100Hz輸入信號源波形100Hz 恢復(fù)信號波形100Hz抽樣脈沖信號波

17、形 100HZ抽樣恢復(fù)后的波形200HZ輸入信號源波形200HZ抽樣脈沖波形200HZ抽樣后的信號波形200HZ抽樣恢復(fù)后的信號波形500HZ輸入信號源波形500HZ抽樣脈沖波形500HZ抽樣恢復(fù)后的信號波形500HZ抽樣后的信號波形2.7實(shí)驗(yàn)總結(jié)若對某一帶寬的有限時間連續(xù)信號(模擬信號)進(jìn)行抽樣，且在抽樣率達(dá)到一定數(shù)值時，根據(jù)這些抽樣值可以在接收端準(zhǔn)確的恢復(fù)原信號。也就是說，要傳輸模擬信號不一定傳輸模擬信號本身，只需傳輸按抽樣定理得到的抽樣值即可。當(dāng)采樣頻率小于奈奎斯特速率時，接受端恢復(fù)信號是真比較大，這是因?yàn)榇嬖谛盘柕幕斓?；?dāng)采樣頻率大于等于奈奎斯特速率時恢復(fù)信號與原信號基本一致。理論上，

18、實(shí)際濾波器特性并不理想，通常抽樣頻率為2.5-5倍fh以避免失真。3 數(shù)字基帶信號傳輸3.1數(shù)字基帶信號傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1.掌握數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的仿真電路。 2.對基帶傳輸系統(tǒng)進(jìn)行分析，驗(yàn)證奈奎斯特準(zhǔn)則。3.畫出基帶傳輸系統(tǒng)中個信號波形。3.2數(shù)字基帶信號傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)字基帶傳輸仿真電路中，用SystemView仿真電路來驗(yàn)證奈奎斯特第一準(zhǔn)則。系統(tǒng)的采樣速率為1KHz。該電路中信號源的幅度為1V，碼速率為100bps的偽隨機(jī)信號。用一個抽頭數(shù)位259的FIR低通濾波器來近似模擬理想的傳輸信道，濾波器的截止頻率設(shè)為50Hz，在60Hz處有-60dB的衰落。因此，信道的傳輸帶寬可近似等價為50H

19、z，該頻率正好是傳輸信號的奈奎斯特帶寬?；鶐?shù)據(jù)在輸入信道以前，先通過一個升余弦滾降濾波器整型，以保證信號有較高的功率而無碼間干擾。滾降系數(shù)設(shè)置為0.3，信道的噪聲用高斯噪聲表示。抽樣器的抽樣頻率與數(shù)據(jù)信號率一致，設(shè)為100Hz。為了比較發(fā)送端和接收端的波形，在發(fā)送端接收器前和升余弦滾降濾波器后各加一個延遲圖符。在發(fā)送端數(shù)字基帶信號X（t）經(jīng)發(fā)送濾波器輸入到信道，發(fā)送濾波器的作用是限制發(fā)送頻帶，阻止不必要的頻率成分干擾相鄰。信道即對實(shí)驗(yàn)作了完整的補(bǔ)充。3.3 基帶信號傳輸系統(tǒng)模型3-1 基帶傳輸系統(tǒng)模型3.4 數(shù)字基帶信號傳播 3-4 波形無失真?zhèn)鬏敆l件的仿真原理圖3.5 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 實(shí)驗(yàn)

20、前先關(guān)閉噪聲信號.(2) 設(shè)置一個信號源，將信號源設(shè)為幅度為1V，碼速率為100bps的偽隨機(jī)信號。用一個抽頭數(shù)位259的FIR低通濾波器來近似模擬理想的傳輸信道，濾波器的截止頻 率設(shè)為50HZ，在60HZ處有60db的衰落。(3) 將信道的傳輸帶寬近似等價為50HZ，該頻率正好是傳輸信號的奈奎斯特帶寬。基帶數(shù)據(jù)再輸入信道以前，先通過一個余弦滾降濾波器整型，以保證信號有較高的功率而無碼間干擾。滾降系數(shù)設(shè)置為0.3，信道的噪聲用高斯噪聲表示。(4) 抽樣器的抽樣頻率與數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)頻率一致，設(shè)為100HZ。為了比較發(fā)送端和接收端的波形，在發(fā)送端接收前和升余弦滾降濾波器后加入一個延遲圖符.3.6試驗(yàn)結(jié)果輸入信號波形抽樣信號波形抽樣后波形抽樣恢復(fù)后信號波形圖3.7 實(shí)驗(yàn)總結(jié)傳輸基帶信號受到約束的主要因素是系統(tǒng)的頻率特性。當(dāng)然可以有意的加寬傳輸頻帶使這種干擾減小到任意程度。然而這會導(dǎo)致