SystemView模擬信號的數(shù)字化傳輸仿真實例

余云+侯堃+于一川

【摘要】文章介紹了SystemView軟件的功能和使用方法，通過實例分析了SystemView軟件在通信中的應用。重點介紹了利用脈沖編碼調(diào)制將模擬信號數(shù)字化的方法，并在SystemView中構(gòu)建PCM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，輸入模擬信號后進行仿真，發(fā)現(xiàn)用SystemView軟件對模擬信號數(shù)字化仿真效果較好。

【關(guān)鍵詞】SystemView；模擬信號數(shù)字化；仿真

1. SystemView軟件簡介

SystemView是美國ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化系統(tǒng)級EDA軟件工具，具有界面友好、操作方便、分析能力強大等優(yōu)點。利用SystemView，可構(gòu)造各種復雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)和多速率系統(tǒng)，可進行各種時域和頻域分析，因此，它可用于通信系統(tǒng)的設(shè)計、仿真和方案論證。

用戶進行系統(tǒng)設(shè)計時，只需從SystemView配置的圖標庫中調(diào)出有關(guān)圖標并進行參數(shù)配置，完成圖標間的連線，然后運行仿真操作，最終以時域波形、眼圖、功率譜、星座圖等形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。

文章借助SystemView，完成模擬信號的數(shù)字傳輸?shù)姆抡婧头治?，理論分析與仿真實驗相結(jié)合。

2. 模擬信號的數(shù)字化傳輸仿真實例

模擬信號若要通過數(shù)字信道來傳輸，需在數(shù)字通信系統(tǒng)的信源編碼部分對模擬信號進行數(shù)字化，或稱為“模/數(shù)”變換，將輸入的模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號。數(shù)字化過程包括抽樣（sampling）、量化（quantization）和編碼（coding）。最常用的模擬信號數(shù)字化方法有脈沖編碼調(diào)制（PCM）、增量調(diào)制（DM）、差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）。其中，脈沖編碼調(diào)制是課程的重點內(nèi)容，下面以脈沖編碼調(diào)制為例進行仿真說明。

PCM系統(tǒng)的基本原理如圖2所示。由沖激脈沖對模擬信號抽樣，得到抽樣時刻上的信號抽樣值；在量化器中把模擬抽樣信號變成離散的數(shù)字量；最后在編碼器中進行二進制編碼，得到模擬信號經(jīng)數(shù)字化后得到的二進制信號。

在SystemView中構(gòu)建圖3所示的PCM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。輸入模擬信號是頻率分別為500Hz、1000Hz、1500Hz的三個正弦信號疊加得到的模擬信號，該信號經(jīng)非均勻量化（A律）后，經(jīng)編碼器變成二進制碼。解調(diào)過程與之相反。

仿真模型運行結(jié)果如圖4所示。上為輸入模擬信號，中為經(jīng)A律壓縮后的信號，下為數(shù)字信號經(jīng)恢復后得到的信號。從仿真結(jié)果看出，模擬信號經(jīng)壓擴之后，波形發(fā)生了明顯的變化，但是并不影響接收端正確的解調(diào)出原始信號，這是因為接收端經(jīng)過了同發(fā)送端相反的解壓擴過程。

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