SystemView实验报告(全).doc

昆明理工大学（SystemView）实验报告

实验名称：SystemView
实验时间：20013 年 9 月 8日
专 业：11电信 指导教师：文斯
姓 名： 张鉴
学 号：201111102210 成 绩： 教师签名：文斯

第一章 SystemView的安装与操作
一 实验目的
1、 了解和熟悉Systemview 软件的基本使用；
2、 初步学习Systemview软件的图符库,能够构建简单系统。
二 实验内容
1、 熟悉软件的工作界面；
2、 初步了解Systemview软件的图符库，并设定系统定时窗口；
3、 设计一些简单系统，观察信号频谱与输出信号波形。
三 实验过程及结果
1.1 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。注意根据信号的频率选择适当的系统采样数率。
画图过程：
（1）设置系统定时，单击按钮，设置采样率20000Hz，采样点数512；
（2）定义两个幅度分别为1V，5V，频率分别为200Hz，2000Hz的正弦和余弦信号源；
（3）拖出乘法器及接收图符；
（4）连线；
（5）运行并分析单击按钮和。
仿真电路图：

波形图如下：

频谱图如下：

结果分析：
频率为200HZ 的信号与频率为2000HZ的信号f2相乘，相当于在频域内卷积，卷积结果为两个频率想加减，实现频谱的搬移，形成1800HZ和2200HZ的信号，因信号最高频率为2000HZ所以采用5000HZ的采样数率。

1.2将一正弦信号与高斯噪声相加后观察输出波形及其频谱。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。
画图过程：
（1）设置系统定时，单击按钮，设置采样率100Hz，采样点数128；
（2）定义一个幅度为1V，频率为100Hz正弦信号源和一个高斯噪声；
（3）拖出加法器及接收图符；
（4）连线；
5）运行并分析单击按钮和；
（6）在分析窗口下单击进入频谱分析窗口，再单击点OK分析频谱。

仿真电路图：

波形图如下：

频谱图如下：

结果分析：
原始信号的频率为1000HZ，在加入均值为0方差为1的高斯噪声后，其波形发生严重失真，输出信号的各频率分量上的功率发生不规则变化。

第二章 System View的图符库
一 实验目的
1、 进一步掌握和学习Systemview 软件的使用；
2、 通过本章练习熟练掌握软件的图符库,并能够构建简单系统。
二 实验内容
3、 熟悉软件的图符库，并设定系统定时窗口；
4、 2、设计一些简单系统，观察信号频谱与输出信号波形。
三 实验过程及结果
2.1在设计区放置两个信号源图符，将其中一个定义为周期正弦波，频率为20KHZ，幅度为5V，相位为π/4；另一个定义为高斯噪声，标准方差为1，均值为0。将两者通过一个加法器图符连接，同时放置一个实时接收计算器图符，并连接到加法器图符的输出，观察输出波形。
画图过程：
（1）设置系统定时，单击按钮，设置采样率20000HZ，采样点数256；
（2）定义一个幅度为5V，频率为20000Hz，相位为π/4 的正弦信号源和一个标准方差为1，均值为0的高斯噪声；
（3）拖出加法器及接收图符；
（4）连线；
（5）运行并分析单击按钮和。

仿真电路图：

波形图如下：

频谱图如下：

结果分析：
频率为20KHZ的原始信号在加入高斯噪声之后，其波形图与频谱图都发生了变化，具体结果如上图所示，由图可得出加噪后的信号各频率分量上的功率发生了变化。

2.2试定义一个线性系统算子，将其设置为一个“Analog”类型的5极点“Butterworth”低通滤波器，截止频率为3000HZ。
定义过程：
（1） 拖出；
（2） 双击，再双击到参数设置窗口；
（3） 点击，进入后点中设并置为 ；点击OK即可。
定义结果如下：

2.3将练习题2.1中定义的高斯噪声通过练习题2.2定义的低通滤波器滤波后与练习题2.1中定义的正弦波相乘，观察输出波形。
画图过程：
（1）设置系统定时，单击按钮，设置采样率200000HZ，采样点数1024；
（2）定义一个幅度为5V，频率为20000Hz，相位为45度的正弦信号源和一个标准方差为1，均值为0的高斯噪声；
（3）将2.2定义的滤波器再定义一遍拖到设计窗口；
（4）拖出加法器及接收图符；

（5）连线；
（6）运行并分析单击按钮和。

仿真电路图：

波形图如下：

频谱图如下：

结果分析：
高斯噪声信号在经过一个低通滤波器后，输出频率最高位3000HZ的信号，与频率为20KHZ的信号相乘，在频域进行频谱的搬移，输出信号的频率近似为17KHZ~23KHZ。

第三章 滤波器与线性系统
一 实验目的
1、掌握滤波器的各种设计方法；
2、掌握各种滤波器的参数设计；
3、掌握系统的根轨迹图和波特图。
二 实验内容
1、 学习线性系统的参数设计；
2、 学习FIR滤波器和模拟滤波器的设计；
3、 观察系统的根轨迹图和波特图；
4、 分别用2种方法设计2个滤波器系统，观察仿真结果。
三 实验过程及结果
练习：3.1 设计一带通滤波器，带宽为180Hz、中心频率为2100Hz，用巴特沃斯和切比契夫两种方式完成。用练习题1.1的信号作为输入，分别观察其频谱。
本题设置采样率20000HZ，采样点数512。
巴特沃斯带通滤波器仿真原理图：

结果如下：

未经巴特沃斯和切比契夫带通滤波器滤波的信号波形

未经巴特沃斯切比契夫带通滤波器滤波的信号频谱

巴特沃斯带通滤波器滤波后输出信号的波形

巴特沃斯带通滤波器滤波后输出信号的频谱
结果分析：由频谱图可知，经过巴特沃斯带通滤波器滤波后，频率为1800Hz的信号被滤掉，
频率为2100Hz的信号通过。
切比契夫带通滤波器仿真原理图：

结果如下：

切比契夫带通滤波器滤波后输出信号的波形

切比契夫带通滤波器滤波后输出信号的频谱
结果分析：由频谱图可知，经过切比契夫带通滤波器滤波后，频率为1800Hz的信号被滤掉，频率为2100Hz的信号通过。

3.2用用户自定义滤波器图符设计一个对440Hz拨号音产生抑止的带通滤波器，要求在300—500Hz频带内有-52dB的衰减。通频带为500—2000Hz。
仿真原理图：
结果如下：

结果分析：由频谱图可知，经用户自定义滤波器滤波后，在440Hz处的信号被抑止了，通频带为500~2000Hz
3.3设计一线性系统滤波器（类型自选），能从100Hz的方波中取出其3倍频的正弦波信号，而对其它分量有抑制作用。
本题设置采样率10000HZ，采样点数256。
仿真电路图：

结果如下：

结果分析: 提取300Hz正弦波信号时，开始时并不稳定，在稳定以后基本还是符合正弦波波形，由于夹杂着其他频率分量，有一定的误差。其频谱可以看出，对其他频率的信号有一定的抑制作用。

综 合 实 验
一 实验目的
1、进一步学习和实使用Systemview软件；
2、通过本实验学习用Systemview构建和分析一些简单系统；
二 实验内容
1、完成以下的作业题及课堂练习；
2、对作业题及课堂练习进行分析与总结；
三 实验过程及结果
作业题: 1.设计一个能产生正弦波信号，并对其进行平方运算的系统。
仿真电路图：

2. 信号运算：实现一正弦信号和一余弦信号的平方和。

3. 定义占空比分别为1/2，1/4，1/8的矩形信号，观察波形。

4. 脉冲调制：将一个幅度为1V，起始时间为0sec的阶跃信号（Step Fct)与另一个幅度为-1V，起始时间为1sec的阶跃信号相加，观察波形；并将此求和后的信号与另一个幅度为1V，频率为10Hz的正弦信号相乘后观察波形。

5. 三角信号：将一个幅度为1V，频率为5Hz，脉宽为0.1sec，偏置为-0.5V的矩形信号分别进行延时，积分和微分后观察其波形。

6. 正弦信号：将一幅度为1V，频率为10Hz的正弦信号的幅度变为原来的两倍，观察波形。

7. 有一个标准方差为1，均值为0的高斯噪声通过一个5极点，截止频率为3000Hz的Butterworth低通滤波器后与一个幅度为5V，频率为20KHz，相位为45度的正弦信号相乘，用一实时接收器观察其输出。比较没有经过滤波器的情况。

8.信号的采样与恢复：被采样的模拟信号源是幅度为1V，频率为100Hz的正弦波，抽样脉冲为窄脉宽矩形脉冲（幅度为1V，频率为500Hz，脉宽为1us），抽样器用乘法器代替。

课堂练习：1、如图所示电路，已知电压V=100cos1000t，求电容电流。设电压和电流的参考方向相同。

本题设置采样率10000HZ，采样点数512。
仿真电路图：
结果如下:
结果分析先通过微分模块求出电容的电流，再利用电路分析知识求解。
2、用与门﹑或门和非门实现异或门。
本题设置采样率1000HZ，采样点数1024。
仿真电路图：
结果如下：
结果分析：本题是用逻辑图符进行数字逻辑电路进行仿真。通过给定信号的1和0，通过一定的逻辑运算实现逻辑门的输出结果。

四 实验总结
经过几个星期的学习与实践，我SystemView仿真软件的使用有了基本的了解，已掌握最基本的调幅发射与接收系统的工作原理与系统仿真设计，基本能够解决仿真过程中出现的问题，对通信系统中的调制与解调有了更加深入的了解。另外，通过本次试验我也深深地认识到自身电路方面的知识非常薄弱，所以，从现在起不仅要学好当前的知识，还必须对以前学过的知识查漏补缺，只有这样才能为今后的学习和工作打下坚实的基础。