基于SystemView模拟通信系统仿真设计.docx
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基于SystemView模拟通信系统仿真设计
存档资料成绩：
华东交通大学理工学院
课程设计报告书
所属课程：
通信原理
设计题目：
基于SystemView模拟通信系统仿真设计
分院：
电信分院
班级：
通信工程2009级1班
姓名：
吴霜
学号：
20090210420105
指导教师：
邹丹
2012年6月7日
目录
第一章绪论...................................................................................3
1.1模拟通信系统概述……………………………………3
1.2模拟信号调制解调……………………………………3
第二章SystemView软件基本介绍……………………………3
第三章常规双边带调幅（AM）.................................................5
3.1AM的调制与解调原理………………………………5
3.2仿真模型及结果波形图……………………………6
3.3波形分析……………………………………………7
第四章单边带调幅（SSB）……………………………………9
4.1SSB的调制与解调原理………………………………9
4.2仿真模型及结果波形图……………………………10
4.3波形分析……………………………………………11
第五章FM调制…………………………………………………13
5.1实验原理…………………………………………...13
5.2FMSystemView仿真图…………………………..13
5.3波形分析……………………………………………14
第六章心得体会………………………………………..............15
第七章参考文献………………………………………………..16
第一章绪论
1.1模拟通信系统概述
随着社会生产力的发展，人们对传递消息的要求越来越高，通信，则承载着这个重要的任务。
通信中要进行消息的传递，必须有发送者和接收者，发送者和接收者可以是人也可以是各种通信终端设备。
换言之，通信可以在人与人之间，也可以在人与机器活机器与机器之间进行。
必须有三大部分：
一是发送端；二是接收端；三是收发两端之间的信道。
通信系统主要分为模拟通信系统和数字通信系统。
模拟通信系统通常由模拟信息源，调制器，信道，解调器与收信者组成。
模型如下：
模拟通信在信道中传输的信号频谱比较窄，因此可通过多路复用使信道的利用率提高，但它的缺点是:
（1）传输的信号是连续的，叠加噪声干扰后不易消除，即抗干扰能力较差；
（2）不易保密通信；
（3）设备不易大规模集成；
（4）不适应飞速发展的计算机通信的要求。
1.2模拟信号调制解调
模拟通信系统中，调制与解调是通信系统中的重要环节，它使信号发生本质性的变化。
本文主要对线性调制（AM,DSB,SSB）的信号产生（调制）与接受（解调）的基本原理，方法技术加以讨论，并通过SystemView仿真验证常规双边带调幅（AM），双边带调幅（DSB）,单边带调幅（SSB）。
通过此软件观察信号的调制与解调过程，并对输出波形进行分析。
调制:
将原始电信号变换成其频带适合信道传输的信号。
解调：
在接收端将信道中传输的信号还原成原始的电信号。
经过调制后的信号成为已调信号;发送端调制前和接收端解调后的信号成为基带信号。
因此，原始电信号又称为基带信号，而已调信号又称为频带信号。
SystemView是一个用于电路与通信系统设计、仿真的动态分析工具,它实现了功能的软件化,避开了复杂的硬件搭建,在不具备先进仪器的条件下同样也能完成复杂的通信系统设计与仿真.本文利用SystemView软件设计模拟调制和解调电路,通过分析其输入输出波形验证所设计电路的正确性
第二章SystemView软件基本介绍
SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块（Token）去描述程序，无需与复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。
利用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。
用户在进行系统设计时，只需从SystemView配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。
SystemView的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库（MainLibrary）及专业库（OptionalLibrary），基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通讯（Communication）、逻辑（Logic）、数字信号处理（DSP）、射频/模拟（RF/Analog）等；它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证，尤其适合于无线电话、无绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统；并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混合器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析。
SystemView是一个用于现代科学与科学系统设计及仿真打动态系统分析平台。
从滤波器设计、信号处理、完整通信系统打设计与仿真，到一般打系统数字模型建立等各个领域，SystemView在友好而功能齐全打窗口环境下，为用户提供啦一个精密的嵌入式分析工具。
进入SystemView后，屏幕上首先出现该工具的系统视窗，系统视窗最上边一行为主菜单栏，包括：
文件（File）、编辑（Edit）、参数优选（Preferences）、视窗观察（View）、便笺（NotePads）、连接（Connetions）、编译器（Compiler）、系统（System）、图符块（Tokens）、工具（Tools）和帮助（Help）共11项功能菜单。
如下图2-1所示。
图2-1进入systemview的界面
第三章常规双边带调幅（AM）
3.1AM的调制与解调原理
一．调制原理:
任意的AM已调信号可以表示为Sam（t）=c（t）m（t），当m（t）=A0+f（t）;c（t）=cos（ωct+θ0），且A0不等于0时，称为常规调幅，其时域表达式为：
Sam（t）=c（t）m（t）=[A0+f（t）]cos（ωct+θ0）
其中A0是外加的直流分量，f（t）是调制信号，它可以是确知信号，也可以是随机信号。
ωc=2πfc为载波信号的角频率，θ0为载波信号的起始相位，为简便起见，通常设为0。
常规AM通常可以用上图所示的系统来实现。
二．解调原理:
采用同步检波法（相干解调法）：
同步检波必须采用一个与发送端载波同频同相（或固定相位差）的信号，称为同步信号。
同步检波可由乘法器和低通滤波器实现，其原理见图6.2.6。
设输入普通调
幅信号
仍如式（6.2.1）所示，乘法器另一个输入同步信号为：
则乘法器输出为：
其中
是乘法器增益。
可见，输出信号中含有直流，
儿个频率分量。
用低通滤波器取出直流和Ω分量，再去掉直流分量，就可恢复原调制信号。
如果同步信号与发射端载波同频不同相，有一相位差θ，即
，则乘法器输出中的Ω分量为2
若θ是一常数，即同步信号与发射端载波的相位差始终保持恒定，则解调出来的Ω分量仍与原调制信号成正比，只不过振幅有所减小。
当然θ≠
，否则
，Ω分量也就为零了。
若θ是随时间变化的，即同步信号与发射端载波之间的相位差不稳定，则解调出来的Ω分量就不能正确反映调制信号了。
3.2仿真模型及结果波形图
（1）系统的调制部分
波形图如下：
（2）系统的调制与解调
波形图如下：
3.3波形分析
参数设置：
1）载波频率设置为200HZ，调制信号为20HZ；
2）增益参数为2；
3）低通滤波器的截至频率为20HZ，如下图：
波形说明：
1）载波波形：
2）调制波形：
3）已调波形：
4）解调波形：
第四章单边带调幅（SSB）
4.1SSB的调制与解调原理
一．用相移法实现SSB信号的产生:
SSB信号的时域表达式为：
式中，“－”对应上边带信号，“+”对应下边带信号；
表示把
的所有频率成分均相移
，称
是
的希尔波特变换。
根据上式可得到用相移法行成SSB信号的模型：
相移法形成SSB信号的困难在于宽带相移网络的制作，该网络要对调制信号的所有频率分量严格相移
，这一点即使近似达到也是困难的。
二．解调原理：
从SSB信号调制原理图中不难看出，SSB信号的包络不再与调制信号
成正比，因此SSB信号的解调采用相干解调。
如下图：
此时，乘法器输出：
经低通滤波后的解调输出为
因而可得到无失真的调制信号。
4.2SSB调幅的SystemView仿真图
波形图如下：
4.3波形分析
参数设置：
1.）载波频率为2000HZ；
2.）调制信号频率为300HZ；
3.）低通滤波器的截止频率为300HZ,如下图示：
波形说明：
1）上边带波形
2）下边带波形
3）相干解调波形
第五章FM调制
5.1实验原理
1、间接调频法
2、相干解调
5.2FMSystemView仿真图
波形图如下：
5.3波形分析
参数设置：
1.）载波频率为100HZ；
2.）调制信号频率为10HZ；
3.）低通滤波器的截止频率为25HZ,如下图示：
4）带通滤波器的最小频率为80HZ，最大频率为120HZ。
如下图所示：
第五章心得体会
通过这次课程设计，我收获很多。
不仅对SystemView操作系统的基本知识有了初步的认识，而且在实践中对所学习的基本知识和原理方法有了进一步的深化，和形象具体的理解。
本次课设我选择了模拟调制系统的AM,SSB，FM三个，通过对它们的调制与解调过程的实践达到课设的目的。
对于此次设计之后，我想这对我以后的学习和工作都会有很大的帮助。
在这次设计中遇到了很多实际性的问题。
比如在操作过程中也出现了一些问题，主要是对一些参数的设置以及由此引起的波形失真。
例如对载波频率的设置，对滤波器参数的设置以及增益设置等等。
参数的设置直接影响到波形是否失真的情况。
开始的时候，由于对此过程理解的不够好，波形有较明显的失真，但是经过修改，比较，反复多次，最后输出较为理想的波形。
在实际应用中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。
一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。
通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。
这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。
这次课程设计，我个人感觉有收获挺大的。
我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。
第六章参考文献
[1]樊昌信，曹丽娜编著，《通信原理》国防工业出版社，2006.
[2]樊昌信,曹丽娜《通信原理》国防工业出版社，2006.
[3]吴大正.信号与线性系统分析.高等教育出版社，2005.
[4]李东生.《SystemView系统设计及仿真入门与应用》电子工业出版社.
[5]杨翠蛾.《高频电子线路实验与课程设计SystemView部分》哈尔滨工程大学出版社.
致谢
经过差不多一周的努力，我终于完成了的课程设计。
通过做这次课程设计，
我对模拟通信系统有了更深刻的了解，比如AM,SSB,FM.的调制解调原理过程也有了进一步的了解，此外，还学会了使用SystemView仿真系统。
在此我要特别感谢我们的指导老师邹老师对我们悉心的指导，感谢老师给我们的帮助。
在设计过程中，我也查阅了相关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，收获很大。
在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然这个设计做的不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。
我再次向邹老师致以深切的谢意！
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