SystemView实验报告(全)

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。

V
1uF
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。