SystemView實驗報告

1、昆明理工大學(xué)（systemview）實驗報告實驗名稱：systemview實驗時間：20013 年 9 月 8日專 業(yè)：11電信 指導(dǎo)教師：文斯姓 名： 張鑒學(xué) 號：201111102210 成 績： 教師簽名：文斯第一章 systemview的安裝與操作一 實驗?zāi)康?、 了解和熟悉systemview 軟件的基本使用；2、 初步學(xué)習(xí)systemview軟件的圖符庫,能夠構(gòu)建簡單系統(tǒng)。二 實驗內(nèi)容1、 熟悉軟件的工作界面；2、 初步了解systemview軟件的圖符庫，并設(shè)定系統(tǒng)定時窗口；3、 設(shè)計一些簡單系統(tǒng)，觀察信號頻譜與輸出信號波形。三 實驗過程及結(jié)果1.1 試用頻率分別為f1=200h

2、z、f2=2000hz的兩個正弦信號源，合成一調(diào)制信號y(t)=5sin(2f1t)*cos(2f2t)，觀察其頻譜與輸出信號波形。注意根據(jù)信號的頻率選擇適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)采樣數(shù)率。畫圖過程：（1）設(shè)置系統(tǒng)定時，單擊按鈕，設(shè)置采樣率20000hz，采樣點數(shù)512；（2）定義兩個幅度分別為1v，5v，頻率分別為200hz，2000hz的正弦和余弦信號源；（3）拖出乘法器及接收圖符；（4）連線；（5）運行并分析單擊按鈕和。仿真電路圖：波形圖如下：頻譜圖如下：結(jié)果分析：頻率為200hz 的信號與頻率為2000hz的信號f2相乘，相當(dāng)于在頻域內(nèi)卷積，卷積結(jié)果為兩個頻率想加減，實現(xiàn)頻譜的搬移，形成1800hz和

3、2200hz的信號，因信號最高頻率為2000hz所以采用5000hz的采樣數(shù)率。1.2將一正弦信號與高斯噪聲相加后觀察輸出波形及其頻譜。由小到大改變高斯噪聲的功率，重新觀察輸出波形及其頻譜。畫圖過程：（1）設(shè)置系統(tǒng)定時，單擊按鈕，設(shè)置采樣率100hz，采樣點數(shù)128；（2）定義一個幅度為1v，頻率為100hz正弦信號源和一個高斯噪聲；（3）拖出加法器及接收圖符；（4）連線；（5）運行并分析單擊按鈕和；（6）在分析窗口下單擊進(jìn)入頻譜分析窗口，再單擊點ok分析頻譜。仿真電路圖：波形圖如下：頻譜圖如下：結(jié)果分析：原始信號的頻率為1000hz，在加入均值為0方差為1的高斯噪聲后，其波形發(fā)生嚴(yán)重失真，輸

4、出信號的各頻率分量上的功率發(fā)生不規(guī)則變化。第二章 system view的圖符庫一 實驗?zāi)康?、 進(jìn)一步掌握和學(xué)習(xí)systemview 軟件的使用；2、 通過本章練習(xí)熟練掌握軟件的圖符庫,并能夠構(gòu)建簡單系統(tǒng)。二 實驗內(nèi)容3、 熟悉軟件的圖符庫，并設(shè)定系統(tǒng)定時窗口；4、 2、設(shè)計一些簡單系統(tǒng)，觀察信號頻譜與輸出信號波形。三 實驗過程及結(jié)果2.1在設(shè)計區(qū)放置兩個信號源圖符，將其中一個定義為周期正弦波，頻率為20khz，幅度為5v，相位為/4；另一個定義為高斯噪聲，標(biāo)準(zhǔn)方差為1，均值為0。將兩者通過一個加法器圖符連接，同時放置一個實時接收計算器圖符，并連接到加法器圖符的輸出，觀察輸出波形。畫圖過程：

5、（1）設(shè)置系統(tǒng)定時，單擊按鈕，設(shè)置采樣率20000hz，采樣點數(shù)256；（2）定義一個幅度為5v，頻率為20000hz，相位為/4 的正弦信號源和一個標(biāo)準(zhǔn)方差為1，均值為0的高斯噪聲；（3）拖出加法器及接收圖符；（4）連線；（5）運行并分析單擊按鈕和。仿真電路圖：波形圖如下：頻譜圖如下：結(jié)果分析：頻率為20khz的原始信號在加入高斯噪聲之后，其波形圖與頻譜圖都發(fā)生了變化，具體結(jié)果如上圖所示，由圖可得出加噪后的信號各頻率分量上的功率發(fā)生了變化。2.2試定義一個線性系統(tǒng)算子，將其設(shè)置為一個“analog”類型的5極點“butterworth”低通濾波器，截止頻率為3000hz。定義過程：（1） 拖

6、出；（2） 雙擊，再雙擊到參數(shù)設(shè)置窗口；（3） 點擊，進(jìn)入后點中設(shè)并置為 ；點擊ok即可。定義結(jié)果如下：2.3將練習(xí)題2.1中定義的高斯噪聲通過練習(xí)題2.2定義的低通濾波器濾波后與練習(xí)題2.1中定義的正弦波相乘，觀察輸出波形。畫圖過程：（1）設(shè)置系統(tǒng)定時，單擊按鈕，設(shè)置采樣率200000hz，采樣點數(shù)1024；（2）定義一個幅度為5v，頻率為20000hz，相位為45度的正弦信號源和一個標(biāo)準(zhǔn)方差為1，均值為0的高斯噪聲；（3）將2.2定義的濾波器再定義一遍拖到設(shè)計窗口；（4）拖出加法器及接收圖符；（5）連線；（6）運行并分析單擊按鈕和。仿真電路圖：波形圖如下：頻譜圖如下：結(jié)果分析：高斯噪聲信號

7、在經(jīng)過一個低通濾波器后，輸出頻率最高位3000hz的信號，與頻率為20khz的信號相乘，在頻域進(jìn)行頻譜的搬移，輸出信號的頻率近似為17khz23khz。第三章 濾波器與線性系統(tǒng)一 實驗?zāi)康?、掌握濾波器的各種設(shè)計方法；2、掌握各種濾波器的參數(shù)設(shè)計；3、掌握系統(tǒng)的根軌跡圖和波特圖。二 實驗內(nèi)容1、 學(xué)習(xí)線性系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計；2、 學(xué)習(xí)fir濾波器和模擬濾波器的設(shè)計；3、 觀察系統(tǒng)的根軌跡圖和波特圖；4、 分別用2種方法設(shè)計2個濾波器系統(tǒng)，觀察仿真結(jié)果。三 實驗過程及結(jié)果練習(xí)：3.1 設(shè)計一帶通濾波器，帶寬為180hz、中心頻率為2100hz，用巴特沃斯和切比契夫兩種方式完成。用練習(xí)題1.1的信號作

8、為輸入，分別觀察其頻譜。本題設(shè)置采樣率20000hz，采樣點數(shù)512。巴特沃斯帶通濾波器仿真原理圖：結(jié)果如下：未經(jīng)巴特沃斯和切比契夫帶通濾波器濾波的信號波形未經(jīng)巴特沃斯切比契夫帶通濾波器濾波的信號頻譜巴特沃斯帶通濾波器濾波后輸出信號的波形巴特沃斯帶通濾波器濾波后輸出信號的頻譜結(jié)果分析：由頻譜圖可知，經(jīng)過巴特沃斯帶通濾波器濾波后，頻率為1800hz的信號被濾掉，頻率為2100hz的信號通過。切比契夫帶通濾波器仿真原理圖：結(jié)果如下：切比契夫帶通濾波器濾波后輸出信號的波形切比契夫帶通濾波器濾波后輸出信號的頻譜結(jié)果分析：由頻譜圖可知，經(jīng)過切比契夫帶通濾波器濾波后，頻率為1800hz的信號被濾掉，頻率為

9、2100hz的信號通過。3.2用用戶自定義濾波器圖符設(shè)計一個對440hz撥號音產(chǎn)生抑止的帶通濾波器，要求在300500hz頻帶內(nèi)有-52db的衰減。通頻帶為5002000hz。仿真原理圖：結(jié)果如下：結(jié)果分析：由頻譜圖可知，經(jīng)用戶自定義濾波器濾波后，在440hz處的信號被抑止了，通頻帶為5002000hz3.3設(shè)計一線性系統(tǒng)濾波器（類型自選），能從100hz的方波中取出其3倍頻的正弦波信號，而對其它分量有抑制作用。本題設(shè)置采樣率10000hz，采樣點數(shù)256。仿真電路圖：結(jié)果如下：結(jié)果分析: 提取300hz正弦波信號時，開始時并不穩(wěn)定，在穩(wěn)定以后基本還是符合正弦波波形，由于夾雜著其他頻率分量，有

10、一定的誤差。其頻譜可以看出，對其他頻率的信號有一定的抑制作用。綜 合 實 驗一 實驗?zāi)康?、進(jìn)一步學(xué)習(xí)和實使用systemview軟件；2、通過本實驗學(xué)習(xí)用systemview構(gòu)建和分析一些簡單系統(tǒng)；二 實驗內(nèi)容1、完成以下的作業(yè)題及課堂練習(xí)；2、對作業(yè)題及課堂練習(xí)進(jìn)行分析與總結(jié)；三 實驗過程及結(jié)果作業(yè)題: 1.設(shè)計一個能產(chǎn)生正弦波信號，并對其進(jìn)行平方運算的系統(tǒng)。仿真電路圖：2. 信號運算：實現(xiàn)一正弦信號和一余弦信號的平方和。3. 定義占空比分別為1/2，1/4，1/8的矩形信號，觀察波形。4. 脈沖調(diào)制：將一個幅度為1v，起始時間為0sec的階躍信號（step fct)與另一個幅度為-1v，

11、起始時間為1sec的階躍信號相加，觀察波形；并將此求和后的信號與另一個幅度為1v，頻率為10hz的正弦信號相乘后觀察波形。5. 三角信號：將一個幅度為1v，頻率為5hz，脈寬為0.1sec，偏置為-0.5v的矩形信號分別進(jìn)行延時，積分和微分后觀察其波形。6. 正弦信號：將一幅度為1v，頻率為10hz的正弦信號的幅度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，觀察波形。7. 有一個標(biāo)準(zhǔn)方差為1，均值為0的高斯噪聲通過一個5極點，截止頻率為3000hz的butterworth低通濾波器后與一個幅度為5v，頻率為20khz，相位為45度的正弦信號相乘，用一實時接收器觀察其輸出。比較沒有經(jīng)過濾波器的情況。8.信號的采樣與恢復(fù)：被

12、采樣的模擬信號源是幅度為1v，頻率為100hz的正弦波，抽樣脈沖為窄脈寬矩形脈沖（幅度為1v，頻率為500hz，脈寬為1us），抽樣器用乘法器代替。課堂練習(xí)：1、如圖所示電路，已知電壓v=100cos1000t，求電容電流。設(shè)電壓和電流的參考方向相同。本題設(shè)置采樣率10000hz，采樣點數(shù)512。仿真電路圖：結(jié)果如下: 結(jié)果分析：先通過微分模塊求出電容的電流，再利用電路分析知識求解。2、用與門或門和非門實現(xiàn)異或門。本題設(shè)置采樣率1000hz，采樣點數(shù)1024。仿真電路圖：結(jié)果如下：結(jié)果分析：本題是用邏輯圖符進(jìn)行數(shù)字邏輯電路進(jìn)行仿真。通過給定信號的1和0，通過一定的邏輯運算實現(xiàn)邏輯門的輸出結(jié)果。四 實驗總結(jié)經(jīng)過幾個星