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Matlab在通信原理课程教学中的应用

时间:2022-03-17 09:43:19 浏览次数:

摘 要:本文以DSB调制解调为例,介绍了Matlab软件环境下通信原理仿真应用,具有很强的演示性、可视性和实用性。实践表明Matlab对通信原理教学具有很大的帮助。

关键词:Matlab软件;通信原理课程;DSB调制;解调

中图分类号:TN911 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 22-0000-01

通信原理课程属于电子信息类各专业的专业基础课,是通信工程、电子信息工程专业学生的必修课,还是相关专业硕士研究生入学考试科目之一。随着现代通信技术的发展和深入,计算机科学与技术、自动控制以及光电子等专业也纷纷开设通信原理课程。作为一门专业基础课程,通信原理是学习其他后续专业课程的基础,因此学好通信原理课程对于专业学习来说具有非常重要的意义。

另一方面,系统建模和仿真技术已日益成为现代理工科各专业进行科学探索、系统可行性研究和工程设计不可缺少的重要环节。Matlab软件由于其诸多优点,吸引了众多科学研究工作者,越来越成为科学研究、数值计算、建模仿真以及学术交流的事实标准。

一、Matlab软件的特点

Matlab是矩阵实验室(Matrix Laboratary)的简称,是由美国公司公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括Matlab和Simulink两大部分。1984年美国新墨西歌大学计算机科学系主任CleveMoler博士推出了Matlab软件的正式版本,时至今日,经过Math Works公司的不断完善,Matlab已经发展成为适合多学科、多种工作平台的功能强劲的大型软件。在欧美等高校,Matlab 已经成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具;成为攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能。

Matlab仿真软件的特点∶提供了大量的内部函数,使得其在使用中非常方便;绘图功能强大,可对不同复杂程度的抽象理论进行恰当的图形化,直观地揭示抽象理论的规律和内涵;Matlab自身提供的开放式环境,可以让用户通过M文件建立自己的控制模型和控制算法,这进一步显示了Matlab在通信工程领域的教学、科学研究及工程计算中的价值;接近自然语言,极易入门,便于学生学习和掌握。

二、基于Matlab 编程DSB系统的仿真

(一)DSB调制

1.DSB调制仿真代码(如图1)

图1

2.DSB调制仿真波形

图2 DSB调制仿真波形

(二)DSB解调

1.DSB解调仿真代码(如图3)

图3

2.DSB解调仿真波形

图4 DSB解调波形

在已调信号进过乘法器后,其输出波形由低频部分和高频谐波部分构成。低频部分与原调制信号的频谱波形一样。再将乘法器输出波形通过滤波器后,低频部分被滤出来,高频部分消失。最后对解调的频谱进行离散变换输出解调信号时域波形。通过比较调制信号和解调信号波形是一样的。

三、结语

由于DSB调制和解调过程复杂,其波形手工画不是很标准,容易误导学生。通过使用Matlab仿真软件,教师就可以通过程序简单地仿真出DSB调制和解调过程的各种时域波形图,这样就能直观准确地比较DSB调制和解调过程信号的变化及效果。如果能将Matlab仿真软件融入到通信原理课程教学中来,可以方便地分析和比较各类通信系统的特点工程,也可以实现教学和仿真演示同步进行。通过仿真演示,学生对通信原理教学内容将会更加容易接受和理解。

参考文献:

[1]樊昌信,曹丽娜.通信原理[M].北京:国防工业出版社,2012.

[2]张义芳.高频电子线路第四版[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2009.

[3]张化光,孙秋野.MATLAB/Simulink实用教程[M].北京:人民邮电出版社,2009.

[4]邓华.MATLAB通信仿真及应用实例详解[M].北京:国防工业出版社,2003.

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