通信与电子系统CAD实验指导书(3)

（b） 噪声较强时接收输出的16QAM信号星座图 （a） 噪声极弱时接收输出的16QAM信号星座图

图14 16QAM信号星座图对比

除可以观察信号星座图外，利用SystemView还可观察信号的相位转换图。在出现信号星座图显示活动窗口后，单击分析窗中第二行“工具栏”的按钮4（点绘）可观察星座图，单击按钮5（连点）可观察信号的相位路径转换图，两种操作可相互切换。点的大小可利用“Preference>>Smaller Points in …>>Normal/small/pixel”命令修改。理想的16QAM信号相位路径转换图如图15所示，注意，图形被拉长显示。

利用SystemView观察信号眼图或相位转换图，仍然是利用信宿计算器的对话框。仍以观察16QAM发送信号为例，其信号星座图和相位转换图与同相支路码信号（I信号）和正交支路码信号（Q信号）有关。在分析窗下单击信宿计算器按钮，在出现的对话框中，首先单击 Style 按钮，在“Select one window from each list:”栏内选中系统输入的I信号（w0:）

后，单击 Scatter Plot 按钮，再在“Versus”栏内选中系统输入的Q信号（w1:），如图15所示，最后单击按钮 OK 结束设置操作，出现信号星座图显示活动窗口。

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图15 理想的16QAM信号相位路径转换图

图15 观察星座图或相位路径的对话框设置

另外，在出现信号星座图后，单击“工具栏”内的按钮14（动画模拟），此时活动窗口内出现一个跳动光点，该光点的变化轨迹正是随所传数字序列改变信号点运动的轨迹。

3、工作环境

主机：IBM兼容PC

操作系统：Microsoft Windows 95/98/2000/NT/XP CPU: Intel奔腾166MHz以上或其他性能相当的CPU 内存：64MB

硬盘：100MB以上的营盘剩余空间 4、 练习

设计自己第一个系统

（1） 进入Systemview。通过单击程序组中的SystemVew By ELAINX即可启动SystemView. （2） 设置系统运行时间。单击工具条中的系统定时 “System Time”按钮，把采样速率

“Sample Rate”设置为100Hz,采样点数“No.of Sample”设置为128

（3） 定义一个幅度为1V，频率为10Hz的正弦信号源。从图符库中拖出一个信号源图符

“Source”到设计窗口，双击该图符，在出现的信号源库窗口中，选择周期信号

“Periodic”中的正弦信号“Sinusoid”,按“Parameter”按钮，将参数设置窗口中的频率“Frequency”定义为10，图符变成

。

至设计

（4） 定义一个平方运算的函数图符。从图符库“Function”中拖动一个函数图符

窗口，双击该图符，在出现的函数库中，选择代数库“Algebraic”中的数设置窗口中的文字框中输入2

（5） 定义两个接收图符。拖动两个接收器图符

并在参

到设计窗口，双击它们，将它们都定义

。

为“Graphic Display”的“Systemview”信号接收类型

（6） 连接图符。将信号源图符（正弦输出）分别连接到函数图符和一个接收屠夫，再将函

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数图符的输出连接到另一个接收图符。

（7） 运行系统。单击工具条中的运行按钮 运行系统，这时在第一个接收图形显示区中

会显示出正弦信号，在第二个接收图形显示区中显示出平方后的信号如图16所示

图16 例子----信号的平方

(8)在分析窗口中显示及分析信号。单击 “Analysis”按钮进入分析窗口，这时应该可以

看到两个图形，一个是10Hz的正弦信号，另一个是平方后的信号。 （8） 对输入信号进行频谱分析。单击

?接受计算器按钮，选择“Spectrum”分析按钮，并

分两次选中W0,W1,就会出现两个新的图形，分别对应前面两个波形的频谱图，其中一个出现在10Hz的位置上，另一个出现在20Hz的位置上，如图17所示。

（9）结束仿真。通过选择“File”菜单中的“Save”命令把设计的内容保存下来。 思考题：1、分析频谱图上图形表示的意义。

2、 系统运行时间是否可以改变，有什么条件？

图 17 输入/输出信号与频谱

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实验二 、Systemview入门实验(二)

1、实验目的

通过实例进一步掌握SystemView的各项功能， 用Systeview创建系统模型，熟悉使用软件仿真方式调试程序

2、实验内容

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。

思考：ⅰ 如何选择系统采样速率？

ii 该调制信号的名称？从时域图、频谱图上看到什么有规律的现象？其意义是什么？ 2） 将一正弦信号与高斯噪声相加后观察其输出波形及其频谱，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 思考：ⅰ高斯噪声的频谱特性有什么特征？ ii高斯噪声的功率对信号有什么影响？

3） 选作题：已知DTMF双音频编码器的低组频率为697Hz，770Hz，852Hz，941Hz，高组频率为

1209Hz，1336Hz，1477Hz，1633Hz，试设计一仿真系统，其功能为合成0~9，*，#的双音频，并使用接收企图符中单声道音频文件（8bit wav）输出，通过计算机的声卡输出声音，与实

际电话输出的声音比较，注意，在输出端应加入一定的增益来放大波形。 思考：ⅰ什么是双音频编码器？它是如何在电话系统中加以应用的。 ii查资料了解双音频编码器的具体应用

3、工作环境

主机：IBM兼容PC

操作系统：Microsoft Windows 95/98/2000/NT/XP CPU: Intel奔腾166MHz以上或其他性能相当的CPU 内存：64MB

硬盘：100MB以上的营盘剩余空间

4、要求

1）按照要求进行系统设计和仿真

2）实验报告

实验报告应该包括：设计原理方框图、设计参数说明、仿真结果分析（时域、频域等），以

及实验步骤

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实验三、滤波器与线性系统仿真

1、 实验目的

用Syste View实现模拟、数字滤波器的设计 2、 实验内容

1） 有限冲击响应FIR滤波器设计 2） 模拟滤波器设计 3） 滤波器应用系统设计 3、 设计要求

1） 设计一模拟带通滤波器，带宽为180Hz，中心频率为2100Hz，

a) 用巴特沃斯（Butterworth）和切比契夫（Chebechev）两种方式完成设计 b) 用实验二所生成的信号作为滤波器的输入，完成这一应用系统的仿真设计， c) 运行该系统，观察输入及输出信号的时域及频域波形，用图形解释滤波器的作用。 2） 设计一个线性系统滤波器，能从100Hz的访波中取出起3倍频的正弦信号分量，而对其他

分量有抑制作用。

a) 用FIR进行滤波器设计

b) 完成满足要求的应用系统的仿真设计

c) 运行该系统，观察输入及输出信号的时域及频域波形，用图形解释滤波器的作用。

3）选作题

用用户自定义滤波器图符设计一个对440Hz拨号音产生抑制的带通滤波器，要求： a) 在300~500Hz频带内有-52dB的衰减，通频带为500~2000Hz。

b) 完成满足要求的应用系统的仿真设计

c) 运行该系统，观察输入及输出信号的时域及频域波形，用图形解释滤波器的作用。

4、 实验报告要求

实验报告应该包括：设计原理方框图、设计参数说明、仿真结果分析（时域、频域等），以及实验步骤

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