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1、基于Matlab7.0的仿真方法的研究摘要:随着matlab7.0的应用日益广泛，所以有必要对它的三种方针方法，作深入的研究。本文分析了线性模拟调制的原理,分别使用脚本程序、Simulink和GUI三种方法对AM调制系统进行仿真,阐述三种方法进行通信系统仿真的一般步骤,以实例说明三种仿真方法的特点。结果表明,三种方法各有优劣,脚本程序编写比较简单，基于Simulink仿真模型能够反映系统的动态工作过程,基于GUI的可视化界面具有很好的演示效果,都是学习、研究设计通信系统的有力工具。关键词:下边带信号上边带信号脚本程
2、序图形用户界面仿真调制引言目前,计算机仿真已经成为解决工程实际问题的重要手段,Matlab7.0软件是其中功能最为强大的仿真软件之一。目前利用Matlab7.0进行系统性能仿真,主要有三种方法:其一是通过脚本程序的编写,实现相关系统仿真和性能分析;其二是利用Simulink模块库,通过鼠标拖拉的方式建立相关系统的仿真模型,对每个模块进行参数设置,以达到动态系统仿真和性能分析的目的;其三是利用图形用户界面GUI,创建各种菜单、按钮等可视化界面,通过函数回调等手段,实现人机交互的系统仿真及其性能分析。Matlab7.0
3、语言比较简单,脚本程序的编写也比较简单,很多语言结构和风格与常用的C语言非常相似,因此,对于初学者而言,是很容易上手的。知的Simulink软件具有丰富的模块库,其中公共模块库共包含9个模块库[1]:连续系统模块库、离散系统模块库、函数与表库、数学运算库、非线性系统模块库、信号与系统模块库、系统输出模块库、系统输入模块库、子系统模块库。除了公共模块库之外,Simulink中还集成了许多面向不同专业领域的专业模块库,如面向控制系统设计与分析的ControlSystemToolbox模块库、面向数字信号处理系统设计与分
4、析的DSPBlockset模块库、专用于通信系统仿真的通讯模块库等。Simulink不但功能非常强大,而且还是一个开放性体系,可以支持用户开发模块来增强其自身的功能。图形用户界面GUI(GraphicsUserInterface)是由各种图形对象,如图形窗口、图轴、菜单、按钮、文本框等构建的用户界面,是人机交流信息的工具和方法。在该界面内,用户可以根据界面提示完成整个工程,而不必去了解工程内部是如何工作的。GUI设计可以以基本的Matlab程序设计为主,也可以鼠标为主利用GUIDE(GraphicsUserInte
5、rfaceDesignEnvironment)工具进行设计。利用GUIDE设计图形用户界面时,可通过GUI应用属性设置编辑器来设置对句柄操作的响应,findobj命令可以获得所需对象的句柄。GUIDE是一个专用于GUI程序设计的快速开发环境,使用者通过鼠标就能迅速地产生各种GUI控件,并随心所欲地改变它们的外形、大小及颜色等,从而帮助用户方便地设计出各种符合要求的图形用户界面。本文将以线性模拟调制为例,来阐述基于Matlab7.0的三种系统仿真方法,最后在仿真分析的基础上,对三种仿真方法进行分析比较。一线性模拟调制
6、原理[2]线性模拟调制主要有调幅(AM)、双边带(DSB)、单边带(SSB)和残留边带(VSB)等调制方式。其中VSB调制是介于SSB与DSB之间的一种折中方式。由于基于Matlab7.0的三种系统仿真,都需要了解系统数学模型,所以下面就对AM、DSB和SSB调制的数学模型进行分析。AM调制的时域表示式:SAM(t)=[A0+m(t)]cosωct=A0cosωct+m(t)cosωctDSB调制的时域表示式:Sdsb=m(t)cosωctSSB调制的时域表示式:SSSB(t)=m(t)cosωct3*h(t)式中
7、,m(t)为基带调制信号,均值为0;A0为常数,表示叠加的直流分量;ωc为载波角频率;h(t)为滤波器的时域传输函数。显然,DSB调制与AM调制相比,少了直流分量A0。SSB调制只是DSB调制通过一个滤波器得到的,不同的滤波器得到不同的SSB信号。若是低通滤波器,则得到的是下边带信号LSB;若是高通滤波器,则得到的是上边带信号USB。二基于Matlab脚本程序编写的系统仿真本文以线性模拟调制中的AM调制为例,通过脚本程序的编写,实现系统仿真和性能分析[3-4]。首先,编写Matlab脚本程序如下:Fs=8000;%
8、设定抽样频率(单位:Hz)Fc=300;%设定载波频率(单位:Hz)t=[0:.23Fs]′/Fs;%设定抽样时间0.1sus=cos(203pi3t+pi/4);%调制信号(图1中第一幅图)uc=cos(3003pi3t+pi/3);%载波信号(图1中第二幅图)u0=modulate(us,Fc,Fs,′amdsb2tc′,2.5);%获得保留载波的调幅波
