摘 要 本文介紹了“信號與系統”課程的重要性，提出將LabVIEW引入“信號與系統”課程的教學(xué)中，著(zhù)重對信號的調制與解調進(jìn)行了理論分析，并討論如何應用仿真軟件LabVIEW實(shí)現信號的調制與解調。實(shí)踐表明：通過(guò)將該仿真軟件與教學(xué)有機結合起來(lái)，對一些較難講清的內容、抽象難以理解的概念，難以觀(guān)察的某些現象及發(fā)展過(guò)程用仿真的形式展現出來(lái)，豐富了教學(xué)內容，提高了課堂教學(xué)效率。
關(guān)鍵詞 信號與系統 調制 解調 LabVIEW
中圖分類(lèi)號：G424 文獻標識碼：A
0 引言
信號與系統是電子信息專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎課程。也是一門(mén)難學(xué)難教的課程，一方面由于該課程具有不同于先修課程的思維方式，而且數學(xué)能力要求比較高，其內容涉及到例如線(xiàn)性微分方程、積分變換、復變函數、離散數學(xué)等多門(mén)數學(xué)課程的內容，所以學(xué)生感到難學(xué)；另一方面由于該課程對理論和實(shí)踐兩個(gè)體系都有很高的要求。而學(xué)生缺乏對實(shí)際系統的感性認識，抽象難于建立系統模型，課程中大量的繁雜而應用性較強的內容不能實(shí)際動(dòng)手設計、調試、分析，嚴重制約了教學(xué)效果。為了使學(xué)生有更多的機會(huì )把所學(xué)到的基本理論與實(shí)際問(wèn)題結合起來(lái)，提高學(xué)生分析、解決問(wèn)題實(shí)際能力，為今后工程應用打下基礎，我們迫切需要對現有的教學(xué)方法、教學(xué)手段進(jìn)行改革。利用目前工程界流行的仿真軟件LabVIEW進(jìn)行信號與系統仿真分析與設計，對電子信息專(zhuān)業(yè)學(xué)生具有重要的意義。
1 信號的調制與解調基本概念
1.1 調制原理
帶通通信系統都是以正弦波為載波，調制的一個(gè)重要目的就是將信號的頻帶搬至給定的信道中，以幅度調制為例。如圖1。
1.2 解調原理
從調制信號中恢復出信號的過(guò)程稱(chēng)為解調，分相干和非相干兩類(lèi)。采用相干解調時(shí)，接受機將對接收信號進(jìn)行相位估計，在理想情況下，從中得到一個(gè)與到達信號的載波同頻同相的參考信號為本振信號，本振信號與到達接收機的信號混頻后，再經(jīng)一個(gè)低通濾波器就可把原始基帶信號恢復出來(lái)。如圖3。
可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)低通濾波器后，上式中的第二項被濾除，僅留下第一項，即為原始基帶信號。
2 實(shí)現信號的調制與解調的仿真
2.1 LabVIEW介紹
利用LabVIEW提供的模板VI程序完成信號的調制與解調的仿真，LabVIEW是一種以數據流驅動(dòng)的圖形化編程語(yǔ)言代替文本編程語(yǔ)言創(chuàng )建應用程序的開(kāi)發(fā)工具，可用于測量、過(guò)程控制和數據分析。其數學(xué)分析庫中包含了數以百計的VI程序，能夠進(jìn)行各種時(shí)域與頻域信號分析，是信號分析與仿真的理想工具。
2.2 LabVIEW編程設計
通過(guò)LabVIEW的VI程序框圖，調用函數模板（ Function Palette）中各功能模塊構成仿真框圖，在仿真過(guò)程中，可以雙擊各功能模塊，隨時(shí)改變參數，獲得不同的仿真效果。本文使用10.1Hz低頻正弦信號作為被調制的基帶信號，信號幅度由可調的數字控件Am控制，并加上一固定直流偏置（+10），及一個(gè)可調的直流電平數字控件1。載波頻率為101Hz的正弦信號，將得到的調制信號用相干載波相乘后經(jīng)低通濾波器即恢復出原基帶信號。我們取Am = 2，1 = -6可得到信號調制解調波形如圖5?？梢?jiàn)經(jīng)過(guò)調制、解調、濾波后可恢復原基帶信號。
3 結束語(yǔ)
LabVIEW的實(shí)際涵蓋內容非常深和廣，完全可以滿(mǎn)足復雜的工程計算和分析的要求，對于電子信息專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，這個(gè)非常有用的工具，將使我們從繁瑣的底層編程中解放出來(lái)，使信號處理及實(shí)現的效率大大提高，把更多的時(shí)間花在解決問(wèn)題上，無(wú)疑會(huì )提高工作效率。
我們用LabVIEW仿真軟件對信號與系統課程相關(guān)理論結合工程實(shí)際進(jìn)行仿真，無(wú)疑從另一方面為教學(xué)提供了一個(gè)很好的平臺。它不僅幫助學(xué)生理解和掌握該課程相關(guān)理論，同時(shí)通過(guò)這種仿真實(shí)驗提高了學(xué)生動(dòng)手能力。我們力圖通過(guò)信號與系統課程教學(xué)模式的改革，探索多維度學(xué)生能力培養的內容及途徑。為學(xué)生今后進(jìn)一步學(xué)習信號處理、網(wǎng)絡(luò )理論、通信理論、控制理論等課程打下良好的基礎。
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