Systemview軟件仿真在數字電視課程教學中的應用

劉新紅

(北京信息職業技術學院 電子工程系，北京 100015)

Systemview軟件仿真在數字電視課程教學中的應用

劉新紅

(北京信息職業技術學院 電子工程系，北京 100015)

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

Systemview軟件仿真；數字電視；課程教學；數字調制

一、引言

數字電視技術涵蓋了從信源編碼到信道編碼調制等，內容復雜豐富，對高職學生來說，在掌握數字電視系統整體結構的基礎上還需要更深入地對各組成部分的原理和作用進行學習和理解。本文以基本數字調制方式的實現為例探討Systemview軟件在數字電視課程教學中的應用。通過應用軟件仿真，旨在使抽象問題形象化、簡單化，幫助學生加深對調制技術的原理和作用的理解和掌握。

System軟件模塊化、圖形化的系統設計方式便于電路設計實現，仿真結果觀察和分析。

下面以仿真ASK調制為例說明在教學中如何運用SystemView軟件進行數字調制的仿真分析。

二、電路圖搭建

首先需要搭建仿真電路圖，ASK調制相對簡單，作為第一個仿真實例來進行仿真教學方便實現，方便調動學生的學習積極性，從而引導學生一步步由淺入深認識和掌握更多更復雜的數字調制方式。

從實現原理上講ASK調制實現比較簡單，就是數字信號和載波相乘，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。用隨機信號發生器模塊產生隨機數字信號，可以較好的模擬數字信號，比簡單地用一個方波信號來模擬數字信號更能表現出數字信號的特點。當然要產生電平值是0、1的二進制數字信號需要設置幅度為，偏移，頻率，頻率設得低只是為了觀察分析結果方便。正弦波載波信號設置幅度為，頻率。一定向學生強調載波頻率要比數字信號頻率高。

三個示波器分別用于觀察數字信號、載波和調制后信號的波形。

三、仿真結果分析

仿真時間設為，便于分析仿真結果。采樣率設為，這樣波形的連續性較好。

運行仿真后打開波形觀察窗口。可以看到如圖2所示的仿真波形。

第一個波形是載波，第二個波形是數字信號，第三個波形是ASK調制信號。可以看出ASK調制就是使載波信號的幅度隨數字信號變化。

仿真時間為，載波頻率，這樣內就有20個周期。數字信號頻率，這樣內有10位二進制數。仿真結果證明了的確如此。

學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這樣那樣的問題。教師在實驗教學時針對這些問題教學會更有成效。分析問題出在哪，如何解決，在解決問題的過程中學習會加深學生的印象，同時學生學會分析問題、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字信號的偽隨機序列就會變化一次，這一點最初學生是缺乏認識的，他們習慣于直接將自己仿真結果和別人的比較，看到不同往往會認為自己做錯了。

通過ASK仿真的學習，學生除了對ASK的原理和實現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。可以在理解基礎上改變輸入信號的參數來分析、體會仿真結果，從而做到舉一反三。

四、其它調制仿真分析

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

五、小結

將SystemView軟件仿真應用在數字電視課程調制仿真中對幫助學生理解、掌握調制的原理、方法極為有益，能夠將原本抽象，難以理解的理論知識以形象、直觀的方式展現出來。教學實踐證明這種教學方式效果良好。

[1]王燦, 李川, 李書日. SystemView在數字通信原理課程中的應用.[J].科學與財富, 2011∶77-77.

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

[3]劉鈺. 基于System View的數字電視有線傳輸系統的仿真分析[D]. 山東大學, 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、數字電視技術等。