SystemView系统课程设计.doc

目录1 SystemView简单介绍及其操作简介11.1 SystemView的基本特点11.2 SystemView系统视图21.2.1 主菜单功能图21.2.2 快捷功能按钮51.2.3 图符库选择按钮52抽样定理的仿真电路的设计与分析52.1 抽样定理的实验目的52.2 抽样定理的实验内容52.3 低通信号采样与恢复原理图62.4 SystemView仿真系统原理图62.5实验步骤62.6 实验结果73 数字基带信号传输103.1数字基带信号传输的实验目的103.2数字基带信号传输的实验内容103.3 基带信号传输系统模型103.4 数字基带信号传播113.5 实验步骤113.6试验结果113.7 实验总结11参考文献124. 心得体会131 SystemView简单介绍及其操作简介1.1 SystemView的基本特点 SystemView基本属于一个系统级工具平台，可进行包括数字信号处理（DSP）系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析，并配置了大量图符块（Token）库，用户很容易构造出所需要的仿真系统，只要调出有关图符块并设置好参数，完成图符块间的连线后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱、星座图和各类曲线形式给出系统的仿真分析结果。SystemView的库资源十分丰富，主要包括：含若干图符库的主库（Main Library）、通信库（Communications Library）、信号处理库（DSP Library）、逻辑库（Logic Library）、射频/模拟库（RF Analog Library）和用户代码库（User Code Library）。1.2 SystemView系统视图1.2.1 主菜单功能图进入SystemView后，屏幕上首先出现该工具的系统视窗，如图1-2-1所示。图1-2-1 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。与最初的SystemView1.8相比，SystemView3.0的操作界面和对话框布局有所改变。执行菜单命令操作较简单，例如，用户需要清除系统时，可单击“File”菜单，出现一个下拉菜单，单击其中的“Newsystem”工具条即可。为说明问题简单起见，将上述操作命令记作：FileNewsystem，以下类同。各菜单下的工具条及其功能如下表所示：表1-2-1 SystemView3.0各菜单下的工具条及其功能菜单工具条命令各工具条的功能简述File菜单FileNewsystem清除当前系统FileOpen Recent System打开最新的SystemView文件FileOpen Existing System打开已存在的SystemView文件FileOpen System in Safe Mode以安全模式打开系统FileSave System用已存在的文件名存储当前系统内容File Save System As将当前系统内容另存为一个文件File Save Selected Metasystem存储选择的亚系统文件FileSystem File Information系统文件信息FilePrint System: Text Tokens打印屏幕内容，图符块用文字代替FilePrint System: Symbolic Tokens如实打印屏幕内容，包括图符块FilePrint System Summary打印系统摘要，即图符块表FilePrint Connection List打印连接表FilePrint Real Time Sink打印实时接收器的波形FilePrint SystemView Sink打印System View信宿接收器的波形FilePrinter/Page Setup打印设置FilePrinter Fonts打印字体设置FileExit 退出SystemView系统Edit 菜单EditCopy Note Pad复制便笺EditCopy SystemView Sink复制System View接收器EditCopy System to Clipboard复制系统到剪贴板EditCopy System: Selected Area选择局部复制系统EditCopy System: Text Tokens复制系统中的文字图符块EditCopy Entire Screen复制全屏幕EditPaste To Note Pad粘贴到便笺EditDelete删除图符块或便笺框Preference菜单PreferenceCustomize定制PreferenceReset All Defaults复位所有缺省设置PreferenceOptimize for Run Time Speed优化运行时速View菜单ViewZoom界面图形缩放ViewMetaSystem亚系统ViewHide Token Numbers隐藏显示图符编号ViewAnalysis Windows进入分析窗View Calculator计算器ViewUnits Converter统一转换Note Pad菜单Node PadHide Note Pads隐藏显示便笺Node PadNew Note Pad新插入便笺Node PadCopy Token Parameters to Note Pad将图符块参数复制到便笺内Node PadAttributes for All Note Pads所有便笺属性Node PadAttributes Selected Note Pad选择的便笺属性Node PadDelete Note Pad删除便笺Node Pad Delete All Note Pads删除所有便笺Connections菜单ConnectionsDisconnect All Tokens拆除所有图符块之间的连线ConnectionsCheck Connections Now立即检查连接ConnectionsShow Token Output显示图符块输出ConnectionsHide Token Output隐藏图符块输出Compiler菜单CompilerCompile System Now立即编译系统CompilerAnimate Exe Sequence动画执行顺序CompilerCompiler Wizard编译导向器CompilerEdit Execution Sequence编辑执行顺序Compiler Cancel Edit Operation取消编辑操作Compiler Cancel Last Edit取消上一次编辑操作Compiler Use Default Exe Sequence使用缺省顺序Compiler Use Custom Exe Sequence使用用户执行顺序System菜单SystemRun System Simulation运行系统仿真SystemSingle Step Execution单步执行SystemDebug (User Code)调试用户代码SystemRoot Locus根轨迹SystemBode Plot波特图Token菜单TokenFind Token查找指定图符块TokenFind System Implicit Delays 查找系统固有延迟TokenMove Selected Tokens移动选中的图符块TokenMove All Tokens整体移动所有图符块TokenDuplicate Tokens重复放置图符块TokenCreate MetaSystem创建亚系统TokenRe-name MetaSystem重新命名亚系统TokenExplode MetaSystem展开亚系统TokenAssign Custom Token Picture为用户图符赋图形TokenUse Default Token Picture使用缺省设置图符块Token Select New Variable Token选择新变量图符块TokenEdit Token Parameter Variations编辑图符块参数变量TokenDisable All Parameter Variations取消所有参数变量TokenGloable Parameter Links全局参数连接Tools菜单ToolsAuto Program Generation(APG)自动程序产生ToolsUser Code用户代码ToolsXillinx FPGAXillinx型FPGAToolsMatlabMatlab数学工具 1.2.2 快捷功能按钮 在主菜单栏下，SystemView为用户提供了16个常用快捷功能按钮，按钮功能如下： 清除系统 删图符块 切断连线 布放连线 复制图符 便笺注释 终止运行 系统运行 系统定时 分析窗口 进亚系统 建亚系统 根轨迹 波特图 重画图形 图符翻转 1.2.3 图符库选择按钮系统视窗左侧竖排为图符库选择区。图符块（Token）是构造系统的基本单元模块，相当于系统组成框图中的一个子框图，用户在屏幕上所能看到的仅仅是代表某一数学模型的图形标志（图符块），图符块的传递特性由该图符块所具有的仿真数学模型决定。创建一个仿真系统的基本操作是，按照需要调出相应的图符块，将图符块之间用带有传输方向的连线连接起来。这样一来，用户进行的系统输入完全是图形操作，不涉及语言编程问题，使用十分方便。进入系统后，在图符库选择区排列着8个图符选择按钮，即： 信源库 亚器件库 加法器 输入/输出 操作库 函数库 乘法器 信宿库 在上述8个按钮中，除双击“加法器”和“乘法器”图符按钮可直接使用外，双击其它按钮后会出现相应的对话框，应进一步设置图符块的操作参数。单击图符库选择区最上边的主库开关按钮 main ，将出现选择库开关按钮 Option下的用户库（User）、通信库（Comm）、DSP库（DSP）、逻辑库（Logic）、射频模拟库（RF/Analog）和数学库（Matlab）选择按钮，可分别双击选择调用。2抽样定理的仿真电路的设计与分析2.1 抽样定理的实验目的 对某一带宽的有限时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且在抽样率达到一定数值时，根据这些抽样值可以在接受准确的恢复原信号。2.2 抽样定理的实验内容本次实验采用模拟信号源为振幅为1V频率100Hz的正玄波，抽样脉冲为窄脉宽举矩形脉冲，脉宽为1微妙。抽样其采用乘法器代替。用于恢复信号的低通滤波器采用三阶巴特沃兹的低通滤波器。为观察信号抽样与恢复的条件和引起是真的原因，分别选取100Hz、200Hz、500Hz等几种不同的抽样频率。2.3 低通信号采样与恢复原理图 2-1 信号的采样与恢复原理图2.4 SystemView仿真系统原理图 2-4 信号的采样与恢复仿真原理图2.5实验步骤用Systemview软件，设置模拟信号源，将模拟信号源幅度设为1V，频率设为100HZ的正弦波，将抽样脉冲设为窄脉冲矩形脉冲，脉宽为1微秒。在设置一个乘法器代替抽样器。再设置一个恢复信号的低通滤波器，采用三阶巴特沃兹低通滤器.2.6 实验结果100Hz输入信号源波形100Hz 恢复信号波形100Hz抽样脉冲信号波形 100HZ抽样恢复后的波形200HZ输入信号源波形200HZ抽样脉冲波形200HZ抽样后的信号波形200HZ抽样恢复后的信号波形500HZ输入信号源波形500HZ抽样脉冲波形500HZ抽样恢复后的信号波形500HZ抽样后的信号波形2.7实验总结若对某一带宽的有限时间连续信号(模拟信号)进行抽样，且在抽样率达到一定数值时，根据这些抽样值可以在接收端准确的恢复原信号。也就是说，要传输模拟信号不一定传输模拟信号本身，只需传输按抽样定理得到的抽样值即可。当采样频率小于奈奎斯特速率时，接受端恢复信号是真比较大，这是因为存在信号的混迭；当采样频率大于等于奈奎斯特速率时恢复信号与原信号基本一致。理论上，实际滤波器特性并不理想，通常抽样频率为2.5-5倍fh以避免失真。3 数字基带信号传输3.1数字基带信号传输的实验目的 1.掌握数字基带传输系统的仿真电路。 2.对基带传输系统进行分析，验证奈奎斯特准则。3.画出基带传输系统中个信号波形。3.2数字基带信号传输的实验内容数字基带传输仿真电路中，用SystemView仿真电路来验证奈奎斯特第一准则。系统的采样速率为1KHz。该电路中信号源的幅度为1V，码速率为100bps的伪随机信号。用一个抽头数位259的FIR低通滤波器来近似模拟理想的传输信道，滤波器的截止频率设为50Hz，在60Hz处有-60dB的衰落。因此，信道的传输带宽可近似等价为50Hz，该频率正好是传输信号的奈奎斯特带宽。基带数据在输入信道以前，先通过一个升余弦滚降滤波器整型，以保证信号有较高的功率而无码间干扰。滚降系数设置为0.3，信道的噪声用高斯噪声表示。抽样器的抽样频率与数据信号率一致，设为100Hz。为了比较发送端和接收端的波形，在发送端接收器前和升余弦滚降滤波器后各加一个延迟图符。在发送端数字基带信号X（t）经发送滤波器输入到信道，发送滤波器的作用是限制发送频带，阻止不必要的频率成分干扰相邻。信道即对实验作了完整的补充。3.3 基带信号传输系统模型3-1 基带传输系统模型3.4 数字基带信号传播 3-4 波形无失真传输条件的仿真原理图3.5 实验步骤(1) 实验前先关闭噪声信号.(2) 设置一个信号源，将信号源设为幅度为1V，码速率为100bps的伪随机信号。用一个抽头数位259的FIR低通滤波器来近似模拟理想的传输信道，滤波器的截止频 率设为50HZ，在60HZ处有60db的衰落。(3) 将信道的传输带宽近似等价为50HZ，该频率正好是传输信号的奈奎斯特带宽。基带数据再输入信道以前，先通过一个余弦滚降滤波器整型，以保证信号有较高的功率而无码间干扰。滚降系数设置为0.3，信道的噪声用高斯噪声表示。(4) 抽样器的抽样频率与数据信号的数据信号的数据频率一致，设为100HZ。为了比较发送端和接收端的波形，在发送端接收前和升余弦滚降滤波器后加入一个延迟图符.3.6试验结果输入信号波形抽样信号波形抽样后波形抽样恢复后信号波形图3.7 实验总结传输基带信号受到约束的主要因素是系统的频率特性。当然可以有意的加宽传输频带使这种干扰减小到任意程度。然而这会导致