1、 通信原理 课程设计报告 级电子信息工程专业 姓名： 班级： 学号： 一、 设计题目： A/D 和 D/A 转换器的仿真 二、 设计目的 1. 学习通过计算机建立通信系统仿真模型的基本技能，学会 利用仿真的手段对实时通信系统的基本理论，基本进行验证。 2. 学习现在流行的通信系统仿真软件的使用方法（如Matlab/Simulink， System View） ,使用这些软件解决实际系统中的问题。 三、 设 计要求 1. 根据所选的题目建立相应的数学模型。 2. 在 Matlab/Simulink 仿真环境下，从各种功能库中选取、拖动可视化图符 组建系统，在 Simulink 的基本模块库中选取
2、满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。 3.设置，调整参数，实现系统模拟。 4.设置观察窗口、分析数据和波形。 四、开发环境及其介绍 1.开发环境： Matlab/Simulink 2.软件介绍： （ 1） Simulink 是 MATLAB 提供的用于对动态系统进行建模和仿真和分析的工具。 Simulink 提供了专门用于显示输出信号的模块，可以在过程中随时观察仿真的结果。 （ 2） 通过 Simulink 的存储模块，仿真数据可以方便地以各种形式保存到工作空间或文件中，以供用户在仿真结束之后对数据进行分析和处理。 （ 3） Simulink 把具有特定功能的代
3、码组织成模块的方式，并且这些模块可以组织成具有等级结构的子系统，因此具有内在的模块化设计要求。 基于以上优点， Simulink 作为一种通用的的仿真建模软件工具，广泛用于通信仿真、数字信号处理 、模糊逻辑、神经网络、机械控制、和虚拟现实等领域 中。 作为一款专业仿真软件， Simulink 具有以下特点： 基于矩阵的数值计算； 高级编程语言以及可视化的图形操作界面； 包含各个领域的仿真工具，使用方便快捷并可以扩展； 丰富的数据 I/O 接口； 提供与其他高级语言的接口； 支持多平台（ PC/UNIX）。 五、设计内容 1 设计原理 A/D 转换器负责将模拟信号转换为数字信号，其转换过程为：首
4、先对输入模拟信号进行采样，所使用的的采样速率要满足采样定理要求，然后对采样结果进行幅度离散化并编码为符号串。 D/A 转换器的 将输入的数字信号序列转换为 模拟信号，其转换过程为：将输入的数字序列恢复为相同电平的采样值序列，然后通过满足采样定理要求的低通滤波器恢复模拟信号。 2.设计模型 Simulink 的通信模块库提供了 Integer to Bit Converter 模块可以将02M -1 之间的整数转换为长度为 M 个比特的二进制数据输出，同时也提供了反向转换模块 Bit to Integer Converter 将比特数据转换为整数值。利用这两个模块，结合零阶保持器 模块作为采样保
5、持模型，量化器模块 Quantizer 作为量化模型，就可对 A/D和 D/A过程 进行建模。 其仿真电路原理图如下： 3.模块说明及参数设置 模块 1： Constant 说明：该模块 在 仿真时间段上始终输出一个常数和常向量，相当于电系统中的直流信号源，在该系统中作为 AD 转换的输入源。 输入的常数范围为 0255。 模块 2： Zero-Order Hold 说明：在设定的取样间隔上对输入信号进行取样，并在下一个取样到来之前保持信号的值并输出。在本系统中作为取样保持电路，对输入信号进行取样保持，取样时间间隔设置为 1s. 参数设置： Sample time=1s 模块 3： Quant
6、izer 说明：该模块对输入的模拟信号进行离散化， 量化时间间隔为1s。 参数设置： Quantization interval=1 Sample time=-1 模块 4： Integer to Bit Converter 说明：该模块将量化后的信号进行二进制转换， 转换比特数设置为 8 位。 参数设置： Number of bits per integer=8 输出二进制的尾数 为 8； Treat input values as=Unsigned 输入数据的类 型 Unsigned； Output bit order=MSB first 输出二进制 数的方式为 MSB first； Ou
7、tput data type=Inherit via internal rule 输出数据类型为 Inherit via internal rule 模块 5： Frame Status Conversion 说明：该模块将二进制编码器输出的八位并行数据视为一个数据帧，将其打包为帧存储格式。 参数设置： Sampling mode of output signal=Frame-based 模块 6： Buffer 说明： Buffer 模块将帧存储格式的数据串行化输出， Buffer 的大小设置为 1。 参数设置： Output buffer size =8 Buffer overlap=0
8、Initial conditions=0 模块 7： Buffer1 说明：该模块将串行数据恢复为 8 位并行数据， Buffer 大小设置为 8。 参数设置： Output buffer size=8 Buffer overlap=0 Initial conditions=0 模块 8： Reshape 说明： 因为 Buffer2 输出的 8 位并行数据是帧格式的，数据要传 给 Bit to Integer Converter 就需 Reshape 模块将数据转换为数组格式的。 参数设置： Output dimensionality=1 D array 模块 9： Bit to Integ
9、er Converter 说明：该模块将二进制序列转换为对应电平的采样序列，这里也要将转换比特数设置为 8 位。 参数设置： Number of bits per integer=8 Input bit order=MSB first After bit packing, treat resulting integer values as=Unsigned Output data type=Inherit via internal rule 模块 10： Scope 和 Display 说明： 示波器用来显示传输数据的波形图， Disply 用来显示最终的转换结果和显示从并串转换模块输出的比特
10、序列。 参数设置： Format=short Decimation=1 4.仿真结果分析 例如输入常数 17.5，因量化间隔为 1， 量化器将量化结果四舍五入，所以输出为 18。 示波器显示经过 A/D 变换和并串转换之后的波形如下： 实际未经过串并转换的二进制码显示如下： 六、设计总结 经过一周的通信原理课程设计让我受益菲浅。在课程设计报告即将完成之际，我愿意对在这一周来的学习进行一下总结，理清这一周来的得与失。取之长、补之短，使我能在今后的学习和工作中改正缺点，发挥自己的长处，提高办事效率，最终取得成 功。 首先，我必须承认，在这两周通信原理课程设计中，让我得到了该有的教训，通过这个过程，
11、我也收获了许多。尽管刚开始态度很不端正，在思想上并没有给予重视，甚至有敷衍了事的念头，但随着自己步入进程，体味到了一点成功的喜悦感之后，立刻就丢弃了先前那种先入为主的危险想法。我意识到，做任何事，首先要有端正的心态，如果仅仅想完成任务，敷衍自己，很难有所收获。即使最终完成了任务，也没有那任务本该带来的意义，是失败的。 课题布置下来后，我就一直很犯愁。因为要用 Matlab 仿真，自己知道虽然早就接触到过 Matlab 这一软件， 但它能实现什么功能，有什么作用，怎么用，几乎是一无所知。先前敷衍对待的学习态度直接导致了我现在的窘境。追悔也没有用，自己马上去图书馆借到了相关仿真书籍，从零开始学起。
12、弄不懂的就百度或是请教同学，终于自己努力是自己掌握了一些基本的操作，勉强能够应对课程设计。在学习软件操作的过程中我意识到 Matlab 功能确实强大，一定要好好学习，它能帮助我们解决许多问题，化抽象无具体，使通信原理这类理论性很强的课程有了实践依托，学起来更加轻松。如果我有机会，我一定会劝诫我身边那些沉溺游戏，沉迷电影的同学，玩游戏、看电影不如学外 语，而学外语则不如学习Matlab。 随着自己学习的深入，先前模模糊糊的知识得以清晰。也许，在理论学习过程中你自己都不知道到底学到了什么，有什么用，怎么用，唯有经过实践检验，一切都变得清清楚楚。先前不求甚解，抱着侥幸心理想蒙混过关的东西，在实际运用
13、时逼着自己不得不去查阅资料，否则就将因为自己的模棱两可造成失误。实验的目的是培养我们的动手能力，同时也在检验理论真伪。“实验就是为了让你动手做，去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的东西。”每个步骤我都亲自去做，不放弃每次锻炼的机会。即使不懂的求教了同学，也一定 要自己重新操作一遍，以使自己留下深刻印象。 在探索中求得真知识是最牢固的，也是最有价值的。那些伟大的科学家之所以伟大就是他们利用实验证明了他们的伟大。实验是检验理论正确与否的试金石。为了要使你的理论被人接受，你必须用事实（实验）来证明，让那些怀疑的人哑口无言。虽说我们的通信原理实验只是对前人的经典实验的重复，但是对于一个知识尚浅、探
14、索能力还不够的人来说，这些探索也非一件易事。通信原理实验都是一些经典的给人类带来了难以想象的便利与财富。对于这些实验，我在探索中学习、在模仿中理解、在实践中掌握。通信原理实验让我 慢慢开始“摸着石头过河”。学习就是为了能自我学习，这正是实验课的核心，它让我在探索、自我学习中获得知识。 此次通信原理 Matlab 仿真课程设计的主要目的之一，是希望我们学会用软件仿真的方法来分析通信系统中的问题，对层次较高、接收能力较强的学生起到拓展视野提高钻研能力的作用；另一方面，希望利用已仿真好的软件来验证理论知识。 在设计过程中，我遇到了许多困难，但在同学的大力帮助下都顺利得到了解决，在这里我对在课设过程中对我提供帮助的同学表示最诚挚的谢意！
