AD和DA转换器的仿真

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。学习现在流行的通信系统仿真软件的使用方法(如Matlab/Simulink,SystemView)，使用这些软件解决实际系统中的问题。三、设计要求根据所选的题目建立相应的数学模型。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,按设计的系统框图组建系统。设置,调整参数,

2、实现系统模拟。设置观察窗口、分析数据和波形。四、开发环境及其介绍开发环境：Matlab/Simulink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

3、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

4、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。设计模型Simulink的通信模块库提供了IntegertoBitConverter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BittoIntegerConverter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：模块说明及参数设置模块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

5、为AD转换的输入源。输入的常数范围为0255。模块2：Zero-OrderHold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：Sampletime=ls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：Quantizationinterval=1Sampletime=-1模块4：IntegertoBitConverter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：Numberofbitsper

6、integer=8输出二进制的尾数为8；Treatinputvaluesas=Unsigned输入数据的类型Unsigned；Outputbitorder=MSBfirst输出二进制数的方式为MSBfirst；Outputdatatype=Inheritviainternalrule输出数据类型为Inheritviainternalrule模块5：FrameStatusConversion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：Samplingmodeofoutputsignal=Frame-based模块6：Buffer说明：Buffer模

7、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：Outputbuffersize=8Bufferoverlap=0Initialconditions=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：Outputbuffersize=8Bufferoverlap=0Initialconditions=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BittoIntegerConverter就需Reshape模块将数据转换为数组格式的。参数设置：Outputdimensionalit

8、y=1Darray模块9：BittoIntegerConverter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：Numberofbitsperinteger=8Inputbitorder=MSBfirstAfterbitpacking,treatresultingintegervaluesas=UnsignedOutputdatatype=Inheritviainternalrule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

9、=shortDecimation=1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

10、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

11、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

12、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