SystemView模擬信號的數字化傳輸仿真實例

余云+侯堃+于一川

【摘要】文章介紹了SystemView軟件的功能和使用方法，通過實例分析了SystemView軟件在通信中的應用。重點介紹了利用脈沖編碼調制將模擬信號數字化的方法，并在SystemView中構建PCM調制解調系統，輸入模擬信號后進行仿真，發現用SystemView軟件對模擬信號數字化仿真效果較好。

【關鍵詞】SystemView；模擬信號數字化；仿真

1. SystemView軟件簡介

SystemView是美國ELANIX公司推出的，基于Windows環境的用于系統仿真分析的可視化系統級EDA軟件工具，具有界面友好、操作方便、分析能力強大等優點。利用SystemView，可構造各種復雜的模擬、數字、數模混合系統和多速率系統，可進行各種時域和頻域分析，因此，它可用于通信系統的設計、仿真和方案論證。

用戶進行系統設計時，只需從SystemView配置的圖標庫中調出有關圖標并進行參數配置，完成圖標間的連線，然后運行仿真操作，最終以時域波形、眼圖、功率譜、星座圖等形式給出系統的仿真分析結果。

文章借助SystemView，完成模擬信號的數字傳輸的仿真和分析，理論分析與仿真實驗相結合。

2. 模擬信號的數字化傳輸仿真實例

模擬信號若要通過數字信道來傳輸，需在數字通信系統的信源編碼部分對模擬信號進行數字化，或稱為“模/數”變換，將輸入的模擬信號變為數字信號。數字化過程包括抽樣（sampling）、量化（quantization）和編碼（coding）。最常用的模擬信號數字化方法有脈沖編碼調制（PCM）、增量調制（DM）、差分脈沖編碼調制（DPCM）。其中，脈沖編碼調制是課程的重點內容，下面以脈沖編碼調制為例進行仿真說明。

PCM系統的基本原理如圖2所示。由沖激脈沖對模擬信號抽樣，得到抽樣時刻上的信號抽樣值；在量化器中把模擬抽樣信號變成離散的數字量；最后在編碼器中進行二進制編碼，得到模擬信號經數字化后得到的二進制信號。

在SystemView中構建圖3所示的PCM調制解調系統。輸入模擬信號是頻率分別為500Hz、1000Hz、1500Hz的三個正弦信號疊加得到的模擬信號，該信號經非均勻量化（A律）后，經編碼器變成二進制碼。解調過程與之相反。

仿真模型運行結果如圖4所示。上為輸入模擬信號，中為經A律壓縮后的信號，下為數字信號經恢復后得到的信號。從仿真結果看出，模擬信號經壓擴之后，波形發生了明顯的變化，但是并不影響接收端正確的解調出原始信號，這是因為接收端經過了同發送端相反的解壓擴過程。

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