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基于Matlab7.0仿真方法研究
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
G U I 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 GU I ,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 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 Control System Toolbox 模块库、 面向
数字信号处理系统设计与分析的 DSP Blockset 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 G U I (GraphicsUser I nterface) 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。G U I 设计可以以基本的 Matlab 程序设计为主,也可以鼠
标为主利用 G U I DE (GraphicsUser I nterface Design Envir onment) 工具
进行设计。利用 G U I DE 设计图形用户界面时,可通过 G U I 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。G U I DE
是一个专用于 G U I 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 G U I 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 线性模拟调制原理[2]
线性模拟调制主要有调幅 (AM )、 双边带 (DS B)、 单边带 ( SS B )和残
留边带 (VS B )等调制方式。其中 VS B 调制是介于 SS B 与 DS B 之间的一种
折中方式。
由于基于 Matlab 7 . 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、 DS B 和 SS B 调制的数学模型进行分析。
AM 调制的时域表示式:
S AM ( t) = [A0 +m ( t) ] cos ωc t =A0 cos ωc t +m ( t) cos ωc t
DS B 调制的时域表示式:
Sdsb =m ( t) cos ωc t
SS B 调制的时域表示式:
SSS B ( t) =m ( t) cos ωc t3* h ( t)
式中 ,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
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