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(duì)學(xué)生對(duì)數(shù)字電視課程中數(shù)字調(diào)制原理方法理解困難的問(wèn)題，在課程教學(xué)中運(yùn)用Systemview軟件對(duì)各種基本的數(shù)字調(diào)制方式進(jìn)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(shí)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(duì)高職學(xué)生來(lái)說(shuō)，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(duì)各組成部分的原理和作用進(jìn)行學(xué)習(xí)和理解。本文以基本數(shù)字調(diào)制方式的實(shí)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(guò)應(yīng)用軟件仿真，旨在使抽象問(wèn)題形象化、簡(jiǎn)單化，幫助學(xué)生加深對(duì)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(jì)方式便于電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，仿真結(jié)果觀察和分析。

下面以仿真ASK調(diào)制為例說(shuō)明在教學(xué)中如何運(yùn)用SystemView軟件進(jìn)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(duì)簡(jiǎn)單，作為第一個(gè)仿真實(shí)例來(lái)進(jìn)行仿真教學(xué)方便實(shí)現(xiàn)，方便調(diào)動(dòng)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(rèn)識(shí)和掌握更多更復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制方式。

從實(shí)現(xiàn)原理上講ASK調(diào)制實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，就是數(shù)字信號(hào)和載波相乘，因此，仿真電路圖由正弦波和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器兩個(gè)信號(hào)源模塊，一個(gè)乘法器模塊和三個(gè)示波器模塊組成。如圖1所示。用隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字信號(hào)，可以較好的模擬數(shù)字信號(hào)，比簡(jiǎn)單地用一個(gè)方波信號(hào)來(lái)模擬數(shù)字信號(hào)更能表現(xiàn)出數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)。當(dāng)然要產(chǎn)生電平值是0、1的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)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(hào)設(shè)置幅度為，頻率。一定向?qū)W生強(qiáng)調(diào)載波頻率要比數(shù)字信號(hào)頻率高。

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

三、仿真結(jié)果分析

仿真時(shí)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(yùn)行仿真后打開(kāi)波形觀察窗口。可以看到如圖2所示的仿真波形。

第一個(gè)波形是載波，第二個(gè)波形是數(shù)字信號(hào)，第三個(gè)波形是ASK調(diào)制信號(hào)。可以看出ASK調(diào)制就是使載波信號(hào)的幅度隨數(shù)字信號(hào)變化。

仿真時(shí)間為，載波頻率，這樣內(nèi)就有20個(gè)周期。數(shù)字信號(hào)頻率，這樣內(nèi)有10位二進(jìn)制數(shù)。仿真結(jié)果證明了的確如此。

學(xué)生在最初自己動(dòng)手仿真中或許會(huì)因?yàn)閷?duì)ASK原理的不甚理解，對(duì)軟件的使用比較生疏而出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)針對(duì)這些問(wèn)題教學(xué)會(huì)更有成效。分析問(wèn)題出在哪，如何解決，在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)會(huì)加深學(xué)生的印象，同時(shí)學(xué)生學(xué)會(huì)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法對(duì)其能力的提升意義更加重大。他們?cè)谀芰μ嵘倪^(guò)程中感受收獲的喜悅。因此，教學(xué)既是教授知識(shí)更是傳授方法，后者比前者更重要。

仿真中每運(yùn)行一次仿真表示數(shù)字信號(hào)的偽隨機(jī)序列就會(huì)變化一次，這一點(diǎn)最初學(xué)生是缺乏認(rèn)識(shí)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(huì)認(rèn)為自己做錯(cuò)了。

通過(guò)ASK仿真的學(xué)習(xí)，學(xué)生除了對(duì)ASK的原理和實(shí)現(xiàn)方法以及各個(gè)信號(hào)的波形都有了直觀的認(rèn)識(shí)，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(hào)的參數(shù)來(lái)分析、體會(huì)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(jìn)行FSK、PSK、DPSK等的建模和仿真。當(dāng)然這些調(diào)制方式無(wú)論從原理到實(shí)現(xiàn)都比ASK要難和復(fù)雜。在仿真FSK時(shí)需要用到單刀雙擲開(kāi)關(guān)，其控制端和信號(hào)輸入端需要正確使用。數(shù)字信號(hào)0、1的不同取值控制不同頻率的正弦波輸出從而實(shí)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(hào)改變。PSK仿真和FSK一樣也要用到起選擇作用的單刀雙擲開(kāi)關(guān)，但其不同之處是不是選擇不同頻率的信號(hào)，而是選擇不同相位的信號(hào)。兩個(gè)反相的正弦信號(hào)（用反相器實(shí)現(xiàn)反相）按數(shù)字信號(hào)的變化被選擇輸出。從而實(shí)現(xiàn)PSK調(diào)制，使載波的相位隨數(shù)字信號(hào)變化。前面所屬各種調(diào)制相對(duì)理解掌握簡(jiǎn)單一點(diǎn)，最難的要數(shù)DPSK調(diào)制，在課時(shí)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(shí)間充足，多花些時(shí)間讓學(xué)生仿真練習(xí)也會(huì)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(duì)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境橄螅y以理解的理論知識(shí)以形象、直觀的方式展現(xiàn)出來(lái)。教學(xué)實(shí)踐證明這種教學(xué)方式效果良好。

[1]王燦, 李川, 李書(shū)日. SystemView在數(shù)字通信原理課程中的應(yīng)用.[J].科學(xué)與財(cái)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(shí)驗(yàn)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(cè)量技術(shù)、數(shù)字電視技術(shù)等。