SystemView实验报告全文档格式.docx

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第一章SystemView的安装与操作

一实验目的

1、了解和熟悉Systemview软件的基本使用；

2、初步学习Systemview软件的图符库,能够构建简单系统。

二实验内容

1、熟悉软件的工作界面；

2、初步了解Systemview软件的图符库，并设定系统定时窗口；

3、设计一些简单系统，观察信号频谱与输出信号波形。

三实验过程及结果

1.1试用频率分别为f1=200HZ、f2=2000HZ的两个正弦信号源，合成一调制信号y（t）=5sin（2πf1t）*cos（2πf2t），观察其频谱与输出信号波形。

注意根据信号的频率选择适当的系统采样数率。

画图过程：

（1）设置系统定时，单击

按钮，设置采样率20000Hz，采样点数512；

（2）定义两个幅度分别为1V，5V，频率分别为200Hz，2000Hz的正弦和余弦信号源

；

（3）拖出乘法器

及接收图符

（4）连线；

（5）运行并分析单击按钮

和

。

仿真电路图：

波形图如下：

频谱图如下：

结果分析：

频率为200HZ的信号与频率为2000HZ的信号f2相乘，相当于在频域内卷积，卷积结果为两个频率想加减，实现频谱的搬移，形成1800HZ和2200HZ的信号，因信号最高频率为2000HZ所以采用5000HZ的采样数率。

1.2将一正弦信号与高斯噪声相加后观察输出波形及其频谱。

由小到大改变高斯噪声的功率，重新观察输出波形及其频谱。

按钮，设置采样率100Hz，采样点数128；

（2）定义一个幅度为1V，频率为100Hz正弦信号源

和一个高斯噪声

（3）拖出加法器

（6）在分析窗口下单击

进入频谱分析窗口，再单击

点OK分析频谱。

仿真电路图：

原始信号的频率为1000HZ，在加入均值为0方差为1的高斯噪声后，其波形发生严重失真，输出信号的各频率分量上的功率发生不规则变化。

第二章SystemView的图符库

1、进一步掌握和学习Systemview软件的使用；

2、通过本章练习熟练掌握软件的图符库,并能够构建简单系统。

3、熟悉软件的图符库，并设定系统定时窗口；

4、2、设计一些简单系统，观察信号频谱与输出信号波形。

2.1在设计区放置两个信号源图符，将其中一个定义为周期正弦波，频率为20KHZ，幅度为5V，相位为π/4；

另一个定义为高斯噪声，标准方差为1，均值为0。

将两者通过一个加法器图符连接，同时放置一个实时接收计算器图符，并连接到加法器图符的输出，观察输出波形。

按钮，设置采样率20000HZ，采样点数256；

（2）定义一个幅度为5V，频率为20000Hz，相位为π/4的正弦信号源

和一个标准方差

为1，均值

为0的高斯噪声

频率为20KHZ的原始信号在加入高斯噪声之后，其波形图与频谱图都发生了变化，具体结果如上图所示，由图可得出加噪后的信号各频率分量上的功率发生了变化。

2.2试定义一个线性系统算子，将其设置为一个“Analog”类型的5极点“Butterworth”低通滤波器，截止频率为3000HZ。

定义过程：

（1）拖出

（2）双击

，再双击

到参数设置窗口；

（3）点击

，进入后点中

设并置为

点击OK即可。

定义结果如下：

2.3将练习题2.1中定义的高斯噪声通过练习题2.2定义的低通滤波器滤波后与练习题2.1中定义的正弦波相乘，观察输出波形。

按钮，设置采样率200000HZ，采样点数1024；

（2）定义一个幅度

为5V，频率

为20000Hz，相位

为45度的正弦信号源

（3）将2.2定义的滤波器再定义一遍拖到设计窗口；

（4）拖出加法器

（5）连线；

（6）运行并分析单击按钮

高斯噪声信号在经过一个低通滤波器后，输出频率最高位3000HZ的信号，与频率为20KHZ的信号相乘，在频域进行频谱的搬移，输出信号的频率近似为17KHZ~23KHZ。

第三章滤波器与线性系统

1、掌握滤波器的各种设计方法；

2、掌握各种滤波器的参数设计；

3、掌握系统的根轨迹图和波特图。

1、学习线性系统的参数设计；

2、学习FIR滤波器和模拟滤波器的设计；

3、观察系统的根轨迹图和波特图；

4、分别用2种方法设计2个滤波器系统，观察仿真结果。

练习：

3.1设计一带通滤波器，带宽为180Hz、中心频率为2100Hz，用巴特沃斯和切比契夫两种方式完成。

用练习题1.1的信号作为输入，分别观察其频谱。

本题设置采样率20000HZ，采样点数512。

巴特沃斯带通滤波器仿真原理图：

结果如下：

未经巴特沃斯和切比契夫带通滤波器滤波的信号波形

未经巴特沃斯切比契夫带通滤波器滤波的信号频谱

巴特沃斯带通滤波器滤波后输出信号的波形

巴特沃斯带通滤波器滤波后输出信号的频谱

结果分析：

由频谱图可知，经过巴特沃斯带通滤波器滤波后，频率为1800Hz的信号被滤掉，

频率为2100Hz的信号通过。

切比契夫带通滤波器仿真原理图：

切比契夫带通滤波器滤波后输出信号的波形

切比契夫带通滤波器滤波后输出信号的频谱

由频谱图可知，经过切比契夫带通滤波器滤波后，频率为1800Hz的信号被滤掉，频率为2100Hz的信号通过。

3.2用用户自定义滤波器图符设计一个对440Hz拨号音产生抑止的带通滤波器，要求在300—500Hz频带内有-52dB的衰减。

通频带为500—2000Hz。

仿真原理图：

结果如下：

由频谱图可知，经用户自定义滤波器滤波后，在440Hz处的信号被抑止了，通频带为500~2000Hz

3.3设计一线性系统滤波器（类型自选），能从100Hz的方波中取出其3倍频的正弦波信号，而对其它分量有抑制作用。

本题设置采样率10000HZ，采样点数256。

结果分析:

提取300Hz正弦波信号时，开始时并不稳定，在稳定以后基本还是符合正弦波波形，由于夹杂着其他频率分量，有一定的误差。

其频谱可以看出，对其他频率的信号有一定的抑制作用。

综合实验

1、进一步学习和实使用Systemview软件；

2、通过本实验学习用Systemview构建和分析一些简单系统；

1、完成以下的作业题及课堂练习；

2、对作业题及课堂练习进行分析与总结；

作业题:

1.设计一个能产生正弦波信号，并对其进行平方运算的系统。

2.信号运算：

实现一正弦信号和一余弦信号的平方和。

3.定义占空比分别为1/2，1/4，1/8的矩形信号，观察波形。

4.脉冲调制：

将一个幅度为1V，起始时间为0sec的阶跃信号（StepFct）与另一个幅度为-1V，起始时间为1sec的阶跃信号相加，观察波形；

并将此求和后的信号与另一个幅度为1V，频率为10Hz的正弦信号相乘后观察波形。

5.三角信号：

将一个幅度为1V，频率为5Hz，脉宽为0.1sec，偏置为-0.5V的矩形信号分别进行延时，积分和微分后观察其波形。

6.正弦信号：

将一幅度为1V，频率为10Hz的正弦信号的幅度变为原来的两倍，观察波形。

7.有一个标准方差为1，均值为0的高斯噪声通过一个5极点，截止频率为3000Hz的Butterworth低通滤波器后与一个幅度为5V，频率为20KHz，相位为45度的正弦信号相乘，用一实时接收器观察其输出。

比较没有经过滤波器的情况。

8.信号的采样与恢复：

被采样的模拟信号源是幅度为1V，频率为100Hz的正弦波，抽样脉冲为窄脉宽矩形脉冲（幅度为1V，频率为500Hz，脉宽为1us），抽样器用乘法器代替。

课堂练习：

1、如图所示电路，已知电压V=100cos1000t，求电容电流。

设电压和电流的参考方向相同。

本题设置采样率10000HZ，采样点数512。

结果如下:

先通过微分模块求出电容的电流，再利用电路分析知识求解。

2、用与门﹑或门和非门实现异或门。

本题设置采样率1000HZ，采样点数1024。

本题是用逻辑图符进行数字逻辑电路进行仿真。

通过给定信号的1和0，通过一定的逻辑运算实现逻辑门的输出结果。

四实验总结

经过几个星期的学习与实践，我SystemView仿真软件的使用有了基本的了解，已掌握最基本的调幅发射与接收系统的工作原理与系统仿真设计，基本能够解决仿真过程中出现的问题，对通信系统中的调制与解调有了更加深入的了解。

另外，通过本次试验我也深深地认识到自身电路方面的知识非常薄弱，所以，从现在起不仅要学好当前的知识，还必须对以前学过的知识查漏补缺，只有这样才能为今后的学习和工作打下坚实的基础。