SystemView概貌

注意：这里FIR和模拟滤波器分别使用数字频率Fd与模拟频率Fa 。模
拟频率Fa即实际频率（Hz），数字频率Fd与模拟频率Fa及系统采样率Fs
之间关系为
Fd
Fa Fs
这是一个无量纲的量，但SystemView仍用Hz表示，称为相对频率（Rel
Freq.）。
（p195，图9-10）
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9.5.3用Linear Sys Filters算子实现一个模拟积分 器
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图符库（Token Reservoir）
• 专业选用库（Optional Library），简称专用库， 按功能分划为六个库（Library）。 自定义图符库（Custom Token Library）； 通信库（Communicates Library）； DSP库（Bit-true DSP）； 逻辑库（Logic Library） 射频/模拟库（RF/Analog Library）； MATLAB链接（M-Link）。
拟系统也被处理为离散时间的数字系统。 • 因此，需要有一个系统时钟，并且需要对
仿真时间即仿真样本数进行设定。
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系统定时的主要内容
• 对系统采样率（Sample Rate）和每次仿真 运行的样本数（No. of Samples）这两个参 数进行设置。
• 若要进行多循环仿真，则还须对系统仿真 循环数(No.of System Loops)进行设置。
可得H(z)
H(z) 0.005 0.005 z 1 1 z 1
比较线性系统设计窗口分子分母多项式系数框显示内容 ，与上式完全一致。因此，SystemView是采用双线性
变换将所设计的模拟系统转换成了数字系统。
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对初学者来说，了解“SystemView是采用双 线性变换将所设计的模拟系统转换成了数字系 统”这一点是很重要的。其原因在于：
第3篇
SystemView 仿真分析基础
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第9章 SystemView 概貌
本章主要内容如下：
9.1 概述 9.2 系统窗口（ System Window ） 9.3 系统定时 9.4 图符库（Token Reservoir） 9.5 线性系统滤波器图符 （Linear Sys Filters） 9.6 分析窗口（Analysis Window） 9.7 小结
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系统定时设置需考虑的因素（P188）
（4）算子库中的FFT算子是基-2运算，如要进行FFT，系统仿 真样本数需取为2的整数次幂。此时：频域采样间隔dF与系 统采样率Fs和FFT算子中的运算点数N的关系为dF=Fs/N， 因此，为防止产生频谱泄漏，应保证Fs和待分析信号频率 的设置是dF的整数倍。
• 基本库（Main Library），按功能分划为八 个库（Library）；
系统构建时的基本库实际上由下面四个库组成：
信号源库（Source Library）； 信号接收器库（Sink Library）； 算子库（Operator Library）； 函数库（Function Library）
而MetaSystem、MetaSystem I/O、加法器（ Adder）和乘法器（multiplier）这四个库的情况 有所不同。
（5）采样率的确定应以满足所设计的系统要求为出发点。采 样率过低有可能损及仿真精度，但采样率过高同时仿真时 间又有一定要求时，可能会大大增加仿真运行的样本数。
（6）采样率的设置与所设计系统中的图符参数定义也有关系 ，配合不当时会造成所设计的系统从原理上正确但仿真却 失败的情况。
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9.4 图符库（Token Reservoir）
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9.5 线性系统滤波器图符 （Linear Sys Filters）
• 位于基本库内的算子库（Operator）中。这是一个功能 非常广泛的算子，能够实现所有线性系统包括滤波器的 传递函数，所以是系统设计中最常使用的图符之一。
• 此算子的图符参数定义窗口称为线性系统设计窗口，用 户可根据具体的应用问题用多种方法对所要使用的线性 系统图符参数进行定义，以确定以下系统函数H(z)：
1．Linear Sys Filters算子用作线性系统
– 如果所要使用的线性系统是数字系统，则最直接的方法是根据系 统传递函数表达式直接在线性系统设计窗口的左上部系数输入框 内键入分子分母多项式的系数。（p193，图9-6）
– 可在窗口右侧的Design框中Z-Domain进行系数设置。与前面不同 ，这一窗口的线性系统采用了多级四阶节的级联形式实现。（ p194,图9-8）
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9.1 概述
• 特点：图形化编程方式 பைடு நூலகம் 主要功能：
围绕着系统仿真分析这个目标，主要功能分为 1、设计构建系统； 2、对设计构建的系统进行动态仿真和分析。
• SystemView 的工作环境： – 系统窗口（System Window） – 分析窗口（Analyses window）
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9.2 系统窗口（System Window）
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SystemView 的工具条的功能
• 对图符进行连结、复制、断开、删除； • 设置系统定时； • 启动与停止系统的仿真； • 进行一定形式的系统分析，如求出根轨迹
，Bode图等； • 提供到分析窗口和其他可用功能的接口。
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9.3 系统定时
• 系统定时是SystemView中的重要工具。 • 在SystemView中，即使所设计的系统是模
9.5.4 练习（随堂进行）
1． 按本书中所述步骤在SystemView的系统窗口内用线性 系统滤波器算子构成模拟积分器。随后，对其输入、输出 分别连接上信号源和信号接收器，在信号源分别为单位冲 激、阶跃、斜坡（time），正弦，周期脉冲，信号接收器分 别为SystemView，Real Time时对上之由三个图符构成的 简单系统进行仿真运行。系统定时设置取默认值，仿真运 行点数取50。各信号源参数设置均取默认值。 2. 在算子库的Integral/Diff子库内，找到SystemView的积 分算子（Integral），对其进行图符参数定义。定义过程中 ，参数定义窗口左边Integration Order选择框中分别选择 Zero Order与First Order，初始条件取默认值。完成图符参 数定义后仍按上述构建一个三图符系统。同时仿真运行这 三个系统，比较信号输出。
（演示：自定义S域设计：p196图9-12）
• 模拟积分器的系统函数如下：
H (s) 1 s
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SystemView 数字系统仿真的实质
模拟积分器输入x(t)与输出y(t)之间有下之关系：
y(t 2 ) y(t1 )
t2 t1
x(t)dt
t2
2
t1
[x(t1 )
x(t 2
)]
如取 t1 (n，1)T ，代t 2 入 n后T两边取Z变换即
图符库
工具
条
设计与仿真区
状态栏 4
SystemView 的工具条
• 工具条提供了用于构建系统、进行系统仿真运行的各 种操作工具按钮，如p184 表9-1和p185 图9-2 所示。
• 与系统构建直接有关的工具有八个： -删除对象（Delete Objects） -断开图符连结（Disconnect Tokens） -连结图符（Connect Tokens） -复制图符（Duplicate Tokens） -倒置图符（Reverse Tokens） -创建子系统（Create Metasystem） -显示子系统（View Metasystem） -重画系统（Redraw System）
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系统定时设置需考虑的因素（P188）
（3）系统采样率可用采样间隔来定义，系统仿真运行的样 本数可用仿真起始与终止时间来设定。 Simulation Time=No.of Samles/SampleRate(Hz) =Stop time-Start Time
注：离散时间系统中，样本数必须为整数。因此，如果用 户以时间单位进行系统定时，SystemView最终都会将设 定时间进行折算，并舍入为整数个样本点后处理。因此， 直接采用样本数定义仿真时间更为合适。
第一，这样得到的数字域传递函数中的系数将 随采样间隔T即随系统采样率Fs的改变而改变 ，这与直接在Z域上定义的传递函数不同；
第二，用数字域传递函数对模拟系统进行仿真 总是近似的，总与实际情况有所出入，因此在 所设计的系统进行仿真运行时，有时可能观察 到结果与理论不符的情况，但主要特征不致受 损。
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图符的初始化操作流程 （p191）
（1）双击该图符所属的库的通用图符，使之出现于系统 设计区中，也可直接用鼠标拖放至设计区中；
（2）双击该通用图符，打开相应的库选择窗口，如图94示出的是算子库选择窗口；也可右击通用图符后在快 捷菜单中选择Library…得到；
（3）根据系统设计要求，选择包含所需使用图符的子库 ；
（4）选中所需的图符后，点击 参数定义窗口；
按钮；打开该图符的
（5）根据图符在系统中的功能要求等，进行该图符的参 数定义（设置）；
（6）完成图符参数定义以后，依次点击各窗口的OK键 ，关闭窗口后，设计区内的通用图符已改变为所需使 用的图符。至此，图符的初始化已经完成，该图符已 可用于构建系统。
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关于图符的选择
– 可在窗口右侧的Design框中Laplace 下通过Define,打开模拟系统 的自定义S域设计（Custom Laplace Design）窗口， 进行模拟线 性系统设计。（p196，图9-12） 注意 ：进行参数定义后，通用图符将改变为模拟域的算子图符 H(s)，但其最终结果仍然是Z域中的传递函数，并会在线性系统的 设计窗口的系数框中显示，不过这一转换由SystemView在后台进 行。
H(z) N(z) D(z)