SystemView在《通信电子线路》仿真中的应用研究

摘要：为了提高“通信电子线路”课程实践教学的教学质量，对该课程实践教学进行了研究和改革,在原来实验教学的基础上，增加虚拟实验项目的开发，用SystemView软件搭建仿真系统，通过对相关参数的设置,分析了系统的波形和频谱，达到良好的实验效果，加深了学生对课程的理解，培养了学生的创新精神。

关键词：通信电子线路；实践教学；虚拟实验

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)10-2399-03

Research of Systemview Used in Simulation of Communication Electronic Circuit Course

MAO Hong-yan

(Shenyang Institute of Engineering, Shenyang 110136, China)

Abstract: In order to improve the quality of teaching in this courses，we have made a series of research and reformation of the course of Communication Electronic Circuit .It was presented adding the projects of virtual experimental development and experience project on the basis of old experiments. Simulation systems were built using System View software. Waveform and spectrum were analyzed. All of these deepen students’ understanding of the course and cultivate the students’spirit of innovation.

Key words: communication electronic circuits; system view; simulation

通信电子线路是通信工程、电子信息工程等相关专业的一门重要的专业基础课，它以“信号与系统”、“电路分析’，、“低频电子线路”等课程为基础，研究的主要内容是:高频小信号放大器、功率放大器、振荡器、调制与解调器与混频器、反馈控制电路等的工作原理与分析方法。通过学习通信设备中常用电路的原理、组成、性能分析和设计方法，获得通信电子线路的基本理论、基本方法和基本技能，具有通信电路系统的分析和设计能力。

以前的通信电子线路的教学方式,主要采用理论教学+验证实验的方式。理论教学完成在课堂上,对各单元电路的电路构成和原理、元件参数计算和设计等方面进行讲解。在验证实验中,学生通过各种高频通信实验箱,按照实验指导书进行连接,之后通过示波器、毫伏表等设备,观测输出信号,得出实验结果。在实验中,学生的主要工作就是将输入信号接入电路中,得出测量结果，而对电子线路的相关问题分析不深入。

我们对“通信电子线路”课程的实践教学进行改革，在演示性和验证性实验基础上，增加了虚拟实验项目的开发,将动态仿真软件应用于通信电子线路的实验教学中,从而为学生提供通信系统开发、设计、调试的平台，帮助学生更好地理解和掌握通信电子线路原理。

1System View软件介绍

Systemview是美国ELANIX公司推出的软件，它为用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真和分析的可视化软件环境，利用此软件可以构造出各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，可用于各种线性或非线性系统的设计和仿真。SystemView属于一个系统级工具平台，可进行包括数字信号处理（DSP）系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真与分析，软件配置了大量图符块库，用户很容易构造出所需的各种仿真系统，并可以分析时域波形图、眼图、功率谱、星座图和各类曲线。[4]

SystemView的库资源十分丰富，包含若干图标的基本库（MainLibrary）及专业库（OptonalLibrary），基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通信、逻辑、数字信号处理、射频/模拟等；它们特别适合于通信系统的设计、仿真和方案论证；并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混合器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析[4]。

在系统设计和仿真分析方面，SystemView还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内，可以通过鼠标方便的控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外，分析窗中还带有一个功能强大的“接收计算器”，可完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波。

2SystemView在《通信电子线路》中的应用

通信电子线路课程中，有一些通信和电子线路的原理不好理解，应用仿真软件做通信系统的仿真，帮助学生更好地理解和掌握 通信电子线路原理。在虚拟实验项目的开发中，通过计算机仿真软件对所学内容进行模拟实验，我们在教学中使用的是SystemView。在通信电子线路课程中，像幅度调制、解调一章内容，可对各种调制、解调用SystemView建立系统分析。其它内容如：频率调制、解调、反馈控制电路、锁相环路、超外差式收音机系统等等都可用SystemView建立仿真系统来进行分析。

在仿真过程中,主要完成元器件和仪器的选择,设置相关的参数,并按照系统构成进行线路的连接,实现系统特性的仿真。通过此仿真软件,能非常方便地将系统原理图设计、仿真、运行等过程融为一体,组成计算机实验平台。SystemView具体的仿真步骤如下：建立通信系统的数学模型;从各种功能库中选取或拖动图符,构建通信系统;设置系统的定时参数;据系统性能指标,对各模块参数设置并调整参数；行仿真系统，过分析窗口、波形、频谱来观察分析结果[5]。

3SystemView的应用实例

为了更好地说明问题，下面以通信电子线路课程中幅度调制、解调来进行仿真和分析，幅度调制、解调是通信电子线路课程的重要内容。

3.1 AM系统调制及包络解调仿真

在SYSTEMVIEW中，按照AM系统调制及包络解调流程图放置各个元器件，，设定其相应参数并连线，建立仿真系统如图1所示：设置载波的振幅为1V，频率为10HZ，调制信号振幅为1V，频率为100HZ，直流分量的设置：双击Source，选择Noise按钮，在出现的元件列表中选择PN Seq，设置幅度为0.5V，理想低通滤波器最低截止频率设定为100HZ，

图1 AM系统调制包络解调流程图

点击“运行”图标后运行系统，运行无误后，点击查看波形图标查看各部分的时域波形。各部分输出时域波形分别如图2所示：

图2 AM系统各部分波形图

由图2可以看出，在波形上，已调信号的幅值随基带信号变化而呈正比地变化；用相干解调法解调出来的信号（c图）与基带信号（a图）基本一致，实现了无失真传输。

3.2 DSB系统调制及相干解调仿真及结果

在SYSTEMVIEW中，按照DSB系统调制及解调流程图放置各个元器件，设定其相应参数并连线，完整的系统图如图3所示：

图3 DSB系统调制相干解调流程图

点击“运行”图标后运行系统，运行无误后，点击查看波形图标查看各部分的时域波形。频域波形各部分输出波形时域分别如图4所示：

图4 DSB系统调制、解调各部分时域波形图

由图4可以看出，在波形上，已调信号的包络不再与原基带信号的变化规律一致，不能用包络检波来恢复，用相干解调法来解调，解调出的信号与基带信号基本一致，只是在时域上有一定的延时，但也实现了无失真传输。

4结论

通过以上分析可见，工程技术人员利用SystemView进行通信仿真很方便，只需要考虑系统的设计要求指标，不必花太多时间去编程来建立仿真模型。在设计过程中，能快捷地实现各种通信系统的仿真实验，根据各模块的对话窗口来设置合理参数,并对系统进行调试、通过分析窗口来观测相应的波形，从而验证系统的正确性。仿真实验比用硬件实验节省经费、易改变实验参数，在教学中采用仿真实验，可发挥学生想象力来设计实验，通过实验结果分析，改进实验，从而培养学生的创新精神。

参考文献：

[1]朱颖莉.高频电子线路实验教学改革的探索[J].高校实验室工作研究,2008(12).

[2]廖惜春.基于工程应用的“高频电子线路”课程教学研究[J].电气电子教学学报,2007,4(5):12-14.

[3]毛红艳,苏苇,王蓉.基于MATLAB计算机仿真在通信教学中的应用[J].沈阳工程学院学报,2007(3).

[4]孙屹.SystemView通信仿真开发手册[M].北京:国防工业出版社,2004.

[5] SystemView使用手册[M].美国:Elanix公司,1998.