《AD和DA转换器的仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《AD和DA转换器的仿真（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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满足 需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设
2、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/Simulink2. 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
3、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
4、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
5、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: Quantizer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
6、=-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； Output data type=Inherit via internal rule 输出数据类型为 Inherit via internal rule模块 5: Frame St
7、atus 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 =8Buffer overlap=0Initial 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=8Buffer o
8、verlap=0Initial 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=1D array模块 9: Bit to Integer 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=8Input bit order=MSB firstAfter bit pack
9、ing, treat resulting integer valuesas=UnsignedOutput 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序列。参数设置：Format=shortDecimation=14. 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
10、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，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
11、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。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
12、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
13、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！
