基于Multisim的模拟信号数字化系统的毕业设计Word格式.docx
- 文档编号:21245121
- 上传时间:2023-01-28
- 格式:DOCX
- 页数:38
- 大小:359.92KB
基于Multisim的模拟信号数字化系统的毕业设计Word格式.docx
《基于Multisim的模拟信号数字化系统的毕业设计Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于Multisim的模拟信号数字化系统的毕业设计Word格式.docx(38页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
PCMsystem;
Evenwiththecodingsystem,quantitative;
PAMsystem;
Multisimsoftware
1绪论
课题背景和意义
模拟信号数字化属于信源编码。
通信系统的信源有两大类:
模拟信号与数字信号。
模拟信号在靠得住性,频带利用率等方面存在劣势,而数字信号在传输进程中能够尽可能的维持信号不受干扰,故假设输出是模拟信号,那么在数字通信系统的的信源编码部份需对输入的模拟信号进行数字化,将模拟输入信号变成数字信号,以增强信号的传输,达到理想。
在数字通信系统中首要任务是信源编码,即对输入的模拟信号进行数字化,将模拟输入信号变成数字信号。
要紧的模拟信号数字化技术有:
PCM,通常把从模拟抽样、量化,直到变换成为二进制符号的大体进程,称为脉冲编码调制;
DPCM,差分脉冲编码调制,一种普遍应用的大体预测方式;
△M,增量调制,一种最简单的DPCM,当DPCM系统中量化器的量化电平数取为2时,此DPCM系统为增量调制系统;
ADPCM,,该算法利用了语音信号样点间的相关性,并针对语音信号的非平稳特点,利用了自适应预测和自适应量化。
因此对模拟信号数字化技术的研究具有现实意义。
国内外研究现状
数字化进程要紧包括三个步骤:
抽样,量化,编码。
量化后的信号变成了数字信号。
为了适应传输与存储,通经常使用编码的方式将其变成二进制信号的形式。
经常使用的编码方式有PCM,△M,DPCM,ADPCM等。
关于经常使用模拟信号数字化方式PCM,△M,DPCM,ADPCM等研究采纳的要紧仿真工具有:
LabVIEW、Matlab/Simulink、EWB/Multisim、SystemView、ADS、Protel、QuartusⅡ等。
通过上述软件仿真和硬件仿真,在配合实际硬件实验,加深学生对课程内容的明白得、消化、扩充,使学生对通信系统即有理性熟悉,又有感性熟悉,在深刻明白得通信原理的基础上,增强实际动手能力。
灵活多样的实践教学有利于开拓学生的思维,提高实际操作能力,提高学生综合素养,为他们尔后步入社会早日胜任工作职位打下坚实的基础。
本论文要紧内容
本论文要紧采纳Multisim软件实现模拟信号数字化系统的设计,包括:
均匀量化和编码、脉幅调制编解码系统、PCM编解码系统等。
第一章论述了课题背景与研究意义,和现时期国内外的研究情形。
第二章对仿真软件Multisim进行了介绍,主若是仿真和调试功能。
第三章依据模拟信号数字化原理,设计均匀量化和编解码系统,第四章设计PCM编解码系统,第五章设计脉幅调制编解码系统。
各个设计系统采纳Multisim软件对系统进行仿真和调试,而且分析和比较各系统性能。
2Multisim仿真软件
电子设计自动化与仿真工具EWB
EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的缩写,在20世纪90年代初从电子运算机辅助设计(CAD)、运算机辅助制造(CAM)、运算机辅助测试(CAT)和运算机辅助工程(CAE)的概念进展而来的。
EDA技术确实是以运算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言HDL完成设计文件,然后由运算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直相当于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
与初期的CADI软件相较,EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快,而且操作界面友善,有良好的数据开放性和互换性。
利用EDA工具,电子设计师能够从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量工作能够通过运算机完成,并能够将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个进程在运算机上自动处置完成。
此刻对EDA的概念或范围用得很宽。
包括在机械、电子、通信、航空航天、化工矿产、生物、医学、军事等各个领域都有EDA的应用。
目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门普遍利用。
例如在飞机制造进程中,从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟,都可能涉及到EDA技术。
本文所指的EDA技术,要紧针对电子电路的实验设计和模拟仿真。
EDA工具软件层出不穷,目前进入我国并具有普遍阻碍的EDA软件有:
EWB、PSPICE、ORCAD、PCAD、PROTEL、VIEWLOGIC、MENTOR等等。
这些工具都有较强的功能,一样可用于几个方面。
例如很多软件都能够进行电路设计和仿真,同时也能够进行PCB自动布局布线,可输出多种网表文件和第三方软件接口。
EDA软件按要紧功能或要紧应用处合,可分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其他EDA软件,后面只对EDA在教学、科研、产品设计与制造等方方面面都发挥着庞大的作用。
在教学方面,几乎所有理工科(专门是电子信息)类的高校都开设了EDA课程。
主若是让学生了解EDA的大体概念和大体原理、把握用HDL语言编写标准、把握逻辑综合的理论和算法、利用EDA工具进行电子电路课程的实验并从事简单系统的设计。
一样学习电路仿真工具(如EWB、PSPICE)和PLD开发工具(如Altera/Xilinx的器件结构及开发系统),为尔后工作打下基础。
科研方面要紧利用电路仿真工具进行电路设计与仿真;
利用虚拟仪器进行产品测试;
将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中、从事PCB设计和ASIC设计等。
在产品设计与制造方面,包括前期的运算机仿真,产品开发中的EDA工具应用、系统级模拟及测试环境的仿真,生产流水线的EDA技术应用、产品测试等各个环节。
如PCB的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、ASIC的流片进程等。
从应用领域看,EDA技术已经渗透到各行各业,如上文所说,包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域都有EDA的应用。
另外,EDA软件的功能日趋壮大,原先功能比较单一的软件,此刻增加了很多新用途。
如AutoCAD软件可用于机械及建筑的设计,也扩展到建筑装璜及各类成效图,汽车和飞机的模型、电影特技等领域。
从目前的EDA技术来看,其进展趋势是政府重视、利用普及、应用普遍、工具多样、软件功能壮大。
中国的EDA市场已渐趋成熟,只是大部份设计工程师面向的是PC主板和小型ASIC领域,仅有小部份(约11%)的设计人员开发复杂的片上系统器件。
为了与台湾和美国的设计工程师形成更有力的竞争,中国的设计队伍有必要购入一些最新的EDA技术。
电子工作平台ElectronicsWorkbench(EWB)(现称为Multisim)软件是加拿大InteractiveImageTechinologies公司于1988年开发的一种电子电路运算机仿真设计软件。
该软件的设计功能完善,操作界面友好、形象,超级易于把握。
EWB的开发不仅专门好地解决电子线路设计中既费时费力又花钱的问题,给电子产品设计人员带来了极大的方便和实惠,他们能够利用电脑辅助设计进行电路仿真,有效地节省了开发时刻和本钱。
而且,EWB方便的操作方式,直观的电路图和仿真分析结果显示形式,也超级适合于电子课程的辅助教学,有利于提高学生对理论知识的明白得和把握,有利于培育学生的创新能力。
因此,世界上许多大学都将EWB纳入电子类课程的教学中。
EWB具有以下一些特点:
1.在运算机屏幕上仿照真实实验室的工作台,采纳直观的图形界面创建电路。
单击鼠标,用户能够轻松地选择元件和电路仿真需要的测试仪器;
拖动鼠标,可将元件放入原理图中。
EWB还有自动排列连线的功能,使画原理图加倍美观、快捷。
依照需要调整电路连线、改变原件位置、修改元件属性也超级简单。
2.EWB软件带有丰硕的电路元件库,提供了数千种元器件。
既有无源元件也有有源元件;
既有模拟元件也有数字元件;
既有分立元件也有集成元件;
还能够依照需要新建或扩充已有的元器件库。
EWB还提供了齐全的虚拟仪器,如示波器、信号发生器、万用表、波特图仪、频谱仪和逻辑分析仪等。
软件仪器的操纵面板外形和操作方式都与实物相似,能够实时现实测量结果。
用这些元件和仪器仿真电子电路,就犹如在实验室做实验一样,超级真实,而且尽可没必要为损坏仪器和元件而苦恼,也没必要为仪器过时、测量精度不够而束手无策。
3.EWB具有集成化、一体化的设计环境。
可任意地在系统中集成数字及模拟元件,完成原理图输入、数模混合仿真和波形图显示等工作。
当用户进行仿真时,原理图、波形图同时显现。
当改变电路连线或元件参数时,波形即时显示转变。
4.EWB的分析方式多而功能壮大。
不但能够完成电路的稳态分析和暂态分析、时域分析和频域分析、器件的线性分析和非线性分析、电路噪声分析和失真分析等常规分析,而且还提供了离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析和电路的容差分析等14种分析方式。
用户能够利用这些分析工具,清楚而准确地了解电路的工作状态。
5.作为设计工具,它能够同其它流行的电路分析、设计和制板软件互换数据。
6.EWB仍是一个优秀的电子技术训练工具,利用它提供的虚拟仪器能够用比实验室中更灵活的方式进行电路实验,仿真电路的世纪运行情形,熟悉经常使用电子仪器测量方式。
EWB经常使用的版本有和版,但随着电子技术的飞速进展,该版本已不能知足新的电子线路的仿真与设计需要。
从版开始,EWB进行了较大规模的改动,仿真设计的模块更名为Multisim。
Multisim是InteractiveImageTechnologiesLtd在20世纪末推出的电路仿真软件。
其最新版本为Multisim10,目前普遍利用的是Multisim2001。
Multisim仿真软件
Multisim属于应用比较普遍的EDA工具软件。
Multisim是电子电路设计与仿真工具。
Multisim软件超级适合电子类课程的教学和实验。
利用仿真模拟实验为电路实验教学带来了专门大帮忙。
通过仿真极大地减少了实验的盲目性,且参数调整方便,可直接打印出实验数据、测试曲线和电路原理图。
利用Multisim作为前期仿真的综合性和设计性实验,学生再也不是被动重复教师的操作,而是主动地去探求解决问题的方式。
一样的设计要求能够有不同的实现电路,能充分发挥学生的主观能动性和制造性,培育他们运用所学知识分析问题和解决实际问题的能力。
仿真实验的引入,冲破了时刻和空间的限制。
能够缩短实验时刻,也可在相同的实验课时内,更好地扩充实验内容,提高实验效率;
学生也没必要局限于实验场地,他们在任一电脑上都能够进行后续的开发和研究;
同时也节省了大量的实验资源,还能够幸免因学生操作方面的失误而致使的设备损坏或人员损害,从必然程度上节约了维修仪器和改换器件的费用,同时也是对传统实验教学方式的充实和改良。
那个地址咱们向大伙儿介绍Multisim软件的初步知识,以便更好的明白得它们仿真教学中的重要作用。
Multisim是加拿大IIT(InteractiveImageTechnology)公司推出的专门用于电路仿真和设计的电子设计自动化软件。
与EWB相较较,Multisim的功能加倍壮大。
Multisim不仅继承了EWB用户界面的友好和利用方便等优势,还大大丰硕和增强了EWB的各类分立器件和集成性,利用Multisim时更能产生身临其境的感觉。
Multisim2001的要紧特点:
(1)友好直观的用户界面
选用元器件和测试仪器等都可直接从屏幕上的器件库和仪器库中直接选取,Multisim将原理图的创建、电路的测试分析、结果的图标显示等,全数集成到同一个电路窗口中,整个操作界面就像一个实验工作台,与实际操作近乎相同。
不管是对工程设计的模拟仍是对现场的检测都表现出了壮大的功能。
(2)壮大的虚拟仪器功能
Multisim2001软件仿真仪器库齐全,其仪器仪表库中的各仪器仪表与操作真实实验中的实际仪器仪表完全没有两样,其中包括数字万用表、信号发生器(正弦波、三角波、方波信号)、功率表、双踪存储示波器(关于Multisim7还具有四踪示波器)、波特仪(相当实际中的扫频仪)、信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真度分析仪、频谱分析仪、网络分析仪、瓦特表、和电压表及电流表等仪器仪表。
Multisim7还具有I-V分析仪(相当于真实环境中的晶体管特性图示仪)和Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器和动态逻辑平笔等。
同时它还能进行VHDL仿真和VerilogHDL仿真。
这些仪器的参数设置、利用方式与外观设计与实验室中的真实仪器大体一致,其友好传神的画面,如在实验室亲手操作仪器一样,而且所有仪器都能多台同时挪用,而且能够将测试结果加以保留。
仿真仪器仪表利用简单,调剂方便,约束条件少。
还能够上网到该公司网站进行仿真元器件库升级。
(3)丰硕的元件库
Multisim2001软件仿真元器件多,提供了规模庞大的元器件库,共有14个元件分类库。
每一个元件库中又含有多个元件箱,元件大约一万六千多个,提供了咱们日常常见的各类建模精准的元器件:
其中包括各类信号源库、大体元件库(比如电阻、电容、电感、继电器、可控硅、数码管等等)、晶体二极管库、晶体三极管库;
模拟集成电路方面有各运算放大器库、TTL看、器件库、CMOS器件库;
数字电路方面有74系列集成电路、4000系列集成电路、单元逻辑器件库及可编程逻辑器件库;
其他方面还有数字模拟混合库、指示元件库、杂散元件库、数学操纵模型库、机电元件库等等。
各类元件分门别类地放在这些元件箱中供用户随意挪用。
同时还支持自制元器件,用户还能够成立自己的元件库,即对自己研发的新器件编排。
(4)完备的电路分析手腕
Multisim提供了18种大体仿真分析方式。
这些分析方式别离为:
直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、噪声系数分析、失真分析、直流扫描分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、极点-零点分析、传输函数分析、最坏情形分析、蒙特卡罗分析、布线宽度、批处置分析、用户自概念分析、噪声指数分析等。
这些分析方式大体能知足一样电子电路的分析设计要求。
(5)超强的仿真能力
能够别离对模拟或数字电路进行仿真,也能够将数字元件和模拟元件连接在一路进行仿真分析。
分析结果以数值或波形直观地显示出来,仿真失败时会显示犯错信息,提示可能犯错的缘故,而且仿真结果可随时存储和打印。
Multisim支持远程操纵能力,不仅能够将Multisim软件的界面共享给其他人,使得其他人在自己的运算机上看到操纵者的操作情形,而且能够将操纵权交给其他人,让其操作该软件,如此能够实现交互式教学,是进行电子电路教学的理想工具。
Multisim2001软件的操作界面:
Multisim2001能够在Windows98/2000/xp环境下工作。
启动Multisim2001后,它的界面显示出功能壮大的Windows统一风格的菜单栏。
Multisim2001仿照了一个实际的电子实验台。
主窗口中最大的区域是电路工作区,在那个地址能够进行电路的连接和测试。
在电路工作区的下方是论述区。
可用来对电路进行注释和说明。
工作区的上面是菜单栏、工具栏,左侧是元器件库栏,右边是仪表工具栏。
从菜单栏能够选择电路连接、实验所需的各类命令。
工具栏包括了经常使用的操作命令按钮。
元器件库栏包括了电路实验所需的各类元器件。
仪表工具栏包括各类测试仪器。
通过鼠标器操作即可方便地利用各类命令和实验设备。
按下“启动/停止”开关或“暂停/恢复”按钮能够方便地操纵实验的进程,在多媒体教学中,只要按此按钮,就能够够对相关的电路进行仿真。
Multisim2001软件的电路图输入方式及元器件、仪器仪表的利用方式:
Multisim2001软件采纳图形化的电路图输入方式,界面友好,操作便利。
各类元器件的模型都置于各自的元器件盒内,就如实验室的备件箱。
只要打开相应的元件箱,拿出该元件拖到工作台上,然后用连接线正确连接即可;
删除元器件时,只需将元器件放回盒中即可。
在元器件上双击鼠标,即能够改变元器件的参数。
Multisim2001软件元器件也能够改变方向,操作时只需按工具栏的旋转按钮图标。
就能够进行相应的调整。
关于仪器仪表,只要将其拖到工作台上,就像在实验室那样连接线路,组成柔性测试系统。
假设要调整元器件的参数,只要双击鼠标来改变数值即可。
Multisim2001软件还具有自动布线功能,在电路图上布线超级快捷。
只要按着鼠标从连线起点拉到终点后放开。
就会进行自动布线。
Multisim仿真软件是一种专门用于电子电路设计与仿真的EDA工具软件,它改变了以往以变量估算和电路实验为基础的电路设计方式,能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全进程,从而为电子系统的设计、电子产品的开发和电子系统工程提供了一种全新的手腕和便利的途径。
它界面形象,采纳图形方式创建电路。
对元器件既提供了理想模型。
又能够进行不同的故障仿真,所用的测试仪器外形及操作方式与实际仪器很相似,因此超级适合电工电子类课程的教学和实验。
作为电工电子类相关课程的辅助教学和实训手腕,它不仅能够弥补实验仪器、元器件缺乏带来的不足,降低原材料消耗和减少仪器损坏,还能够帮忙学生更快、更好地把握课堂讲述的内容。
加深对概念、原理的明白得。
Multisim软件进行仿真教学的学科多,几乎包括电类专业的所有学科。
例如:
电工基础电路、低频电路、高频电路、脉冲与数字电路、电视机电路、音响电路、电子测量电路、射频电路和机电电路等。
专门是当它对模数电路的混合仿真功能毫不逊色,几乎能够100%地仿真出真实电路的成效,正因为如此,Multisim深受广大电路设计者的喜爱,专门是在教育领域取得了更普遍的应用。
应用Multisim软件进行仿真教学的操作简单、直观、方便,易懂,对某一具体电路仿真步骤如下:
1.依照原理图放置元器件
2.放置仪器仪表在需要观看的地址
3.连接导线
4.单击仿真开关进行仿真
5.利用仪器仪表观看仿真结果
结合具体的教学内容,在理论教学进程中穿插进行。
参看实验电路的原理图,运用Multisim进行电子电路仿真,同时又可运用仪器进行在线测量。
依如实验要求,更改元件参数,观测实验现象的转变。
最后对测量实验结果进行分析,与理论计算结果进行比较。
若是结论正确,填写实验报告,实验终止。
若是结论有误,分析缘故,更改相关元件参数,观看所得的转变。
再与理论计算进行对照分析。
直至与理论结果相符。
3均匀量化和编码系统的设计与实现
均匀量化和编码系统原理
一、模拟信号的数字传输
抽样信号
量化信号
t
011
100
编码信号
数字化3步骤如下图:
抽样、量化和编码
图数字化3步骤
二、模拟信号的抽样
低通模拟信号的抽样定理:
抽样定理:
设一个持续模拟信号m(t)中的最高频率<
fH,那么以距离时刻为T≤1/2fH的周期性冲激脉冲对它抽样时,m(t)将被这些抽样值所完全确信。
设有一个最高频率小于
的信号m(t)。
将那个信号和周期性单位冲激脉冲δT(t)相乘,其重复周期为T,重复频率为fs=1/T。
乘积确实是抽样信号,它是一系列距离为T秒的强度不等的冲激脉冲。
这些冲激脉冲的强度等于相应时刻上信号的抽样值。
现用ms(t)=∑m(k
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 Multisim 模拟 信号 数字化 系统 毕业设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)