劉新紅

(北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子工程系，北京 100015)

Systemview軟件仿真在數(shù)字電視課程教學(xué)中的應(yīng)用

劉新紅

(北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子工程系，北京 100015)

針對學(xué)生對數(shù)字電視課程中數(shù)字調(diào)制原理方法理解困難的問題，在課程教學(xué)中運用Systemview軟件對各種基本的數(shù)字調(diào)制方式進行仿真，將抽象的理論直觀、形象化，在引起學(xué)生興趣的同時降低了學(xué)習(xí)難度，是課程教學(xué)的一種十分有效的教學(xué)方式。

Systemview軟件仿真；數(shù)字電視；課程教學(xué)；數(shù)字調(diào)制

一、引言

數(shù)字電視技術(shù)涵蓋了從信源編碼到信道編碼調(diào)制等，內(nèi)容復(fù)雜豐富，對高職學(xué)生來說，在掌握數(shù)字電視系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還需要更深入地對各組成部分的原理和作用進行學(xué)習(xí)和理解。本文以基本數(shù)字調(diào)制方式的實現(xiàn)為例探討Systemview軟件在數(shù)字電視課程教學(xué)中的應(yīng)用。通過應(yīng)用軟件仿真，旨在使抽象問題形象化、簡單化，幫助學(xué)生加深對調(diào)制技術(shù)的原理和作用的理解和掌握。

System軟件模塊化、圖形化的系統(tǒng)設(shè)計方式便于電路設(shè)計實現(xiàn)，仿真結(jié)果觀察和分析。

下面以仿真ASK調(diào)制為例說明在教學(xué)中如何運用SystemView軟件進行數(shù)字調(diào)制的仿真分析。

二、電路圖搭建

首先需要搭建仿真電路圖，ASK調(diào)制相對簡單，作為第一個仿真實例來進行仿真教學(xué)方便實現(xiàn)，方便調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而引導(dǎo)學(xué)生一步步由淺入深認識和掌握更多更復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制方式。

從實現(xiàn)原理上講ASK調(diào)制實現(xiàn)比較簡單，就是數(shù)字信號和載波相乘，因此，仿真電路圖由正弦波和隨機信號發(fā)生器兩個信號源模塊，一個乘法器模塊和三個示波器模塊組成。如圖1所示。用隨機信號發(fā)生器模塊產(chǎn)生隨機數(shù)字信號，可以較好的模擬數(shù)字信號，比簡單地用一個方波信號來模擬數(shù)字信號更能表現(xiàn)出數(shù)字信號的特點。當(dāng)然要產(chǎn)生電平值是0、1的二進制數(shù)字信號需要設(shè)置幅度為，偏移，頻率，頻率設(shè)得低只是為了觀察分析結(jié)果方便。正弦波載波信號設(shè)置幅度為，頻率。一定向?qū)W生強調(diào)載波頻率要比數(shù)字信號頻率高。

三個示波器分別用于觀察數(shù)字信號、載波和調(diào)制后信號的波形。

三、仿真結(jié)果分析

仿真時間設(shè)為，便于分析仿真結(jié)果。采樣率設(shè)為，這樣波形的連續(xù)性較好。

運行仿真后打開波形觀察窗口?？梢钥吹饺鐖D2所示的仿真波形。

第一個波形是載波，第二個波形是數(shù)字信號，第三個波形是ASK調(diào)制信號?？梢钥闯鯝SK調(diào)制就是使載波信號的幅度隨數(shù)字信號變化。

仿真時間為，載波頻率，這樣內(nèi)就有20個周期。數(shù)字信號頻率，這樣內(nèi)有10位二進制數(shù)。仿真結(jié)果證明了的確如此。

學(xué)生在最初自己動手仿真中或許會因為對ASK原理的不甚理解，對軟件的使用比較生疏而出現(xiàn)這樣那樣的問題。教師在實驗教學(xué)時針對這些問題教學(xué)會更有成效。分析問題出在哪，如何解決，在解決問題的過程中學(xué)習(xí)會加深學(xué)生的印象，同時學(xué)生學(xué)會分析問題、解決問題的方法對其能力的提升意義更加重大。他們在能力提升的過程中感受收獲的喜悅。因此，教學(xué)既是教授知識更是傳授方法，后者比前者更重要。

仿真中每運行一次仿真表示數(shù)字信號的偽隨機序列就會變化一次，這一點最初學(xué)生是缺乏認識的，他們習(xí)慣于直接將自己仿真結(jié)果和別人的比較，看到不同往往會認為自己做錯了。

通過ASK仿真的學(xué)習(xí)，學(xué)生除了對ASK的原理和實現(xiàn)方法以及各個信號的波形都有了直觀的認識，更加熟悉仿真軟件的使用方法?？梢栽诶斫饣A(chǔ)上改變輸入信號的參數(shù)來分析、體會仿真結(jié)果，從而做到舉一反三。

四、其它調(diào)制仿真分析

在掌握了ASK調(diào)制后可以再深入地進行FSK、PSK、DPSK等的建模和仿真。當(dāng)然這些調(diào)制方式無論從原理到實現(xiàn)都比ASK要難和復(fù)雜。在仿真FSK時需要用到單刀雙擲開關(guān)，其控制端和信號輸入端需要正確使用。數(shù)字信號0、1的不同取值控制不同頻率的正弦波輸出從而實現(xiàn)FSK調(diào)制。仿真結(jié)果體現(xiàn)載波頻率隨著數(shù)字信號改變。PSK仿真和FSK一樣也要用到起選擇作用的單刀雙擲開關(guān)，但其不同之處是不是選擇不同頻率的信號，而是選擇不同相位的信號。兩個反相的正弦信號（用反相器實現(xiàn)反相）按數(shù)字信號的變化被選擇輸出。從而實現(xiàn)PSK調(diào)制，使載波的相位隨數(shù)字信號變化。前面所屬各種調(diào)制相對理解掌握簡單一點，最難的要數(shù)DPSK調(diào)制，在課時不夠情況下可不做要求，真正要使學(xué)生理解掌握比較困難。當(dāng)然，如果時間充足，多花些時間讓學(xué)生仿真練習(xí)也會使學(xué)生有收獲的。

五、小結(jié)

將SystemView軟件仿真應(yīng)用在數(shù)字電視課程調(diào)制仿真中對幫助學(xué)生理解、掌握調(diào)制的原理、方法極為有益，能夠?qū)⒃境橄?，難以理解的理論知識以形象、直觀的方式展現(xiàn)出來。教學(xué)實踐證明這種教學(xué)方式效果良好。

[1]王燦, 李川, 李書日. SystemView在數(shù)字通信原理課程中的應(yīng)用.[J].科學(xué)與財富, 2011∶77-77.

[2]陳軍. SystemView在通信原理課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 實驗技術(shù)與管理, 2015, 32(1).

[3]劉鈺. 基于System View的數(shù)字電視有線傳輸系統(tǒng)的仿真分析[D]. 山東大學(xué), 2005.

T391.9

A

1671-864X（2015）12-0187-01

劉新紅(1971-)，女，河南平頂山人，碩士，講師，主要教授課程電子測量技術(shù)、數(shù)字電視技術(shù)等。