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摘要:将Matlab仿真运用至课堂教学环节使得抽象问题更加的生动形象。优化了教学方式,拓展了教学内容,增强了教学的成效,使得学生们更为全面、轻易的把握所学习的知识。除此之外,在学习之余,同样能够使得学生熟练掌握对于Matlab软件的操作,为后期的学习、毕业设计以及社会工作奠定较好的基础。
关键词:Matlab;通信原理课程;运用
1 前言
伴随通信技术的不断进步,对于高等院校通信专业的教学形式与培养方式有着更加之高的需求。唯有凭借以不断创新的教学观念,卓越工程师的培育需求,理论与实际相互融合的教学模式,才可以培育出具备扎实的理论功底、较强动手能力综合型人才。《通信原理》是通信专业最为关键的课程之一,其对于学生们的理论知识、专业素质以及后期课程的掌握有着非常大的影响,所以变革创新此课程的教学形式有着非常重要的理论与实践意义。本文简单概述了Matlab仿真软件,分析了在通信课程中运用Matlab仿真软件的重要意义,探讨了Matlab软件在课程中的具体运用,理论和实际相互融合,得到了非常好的教学成效。
2 Matlab简介
Matlab的全称为MATrix LABoratory,其是由美国的The MathWorks企业所开发的一种商业数学软件。Matlab是一个被运用于算法研发、数据处理、数据可视化及数值运算的高端技术计算语言与交互式的环境。Matlab不但具备绘画函数/数据图像、矩阵计算等其它常见的功能,其还能够被用于构建用户界面以及运用其他的语言(涵盖C++、C以及FORTRAN等等)编制相应的程序。
3 通信原理课程中运用Matlab的重要意义
在现代化的通信原理课程的教学环节,将Matlab软件运用于课堂之中,教师能够运用此软件实施辅助式的教学,以使得课堂讲解和仿真软件的相互融合,以收获更加好的教学成效。针对部分难以解释的课本内容、部分非常抽象的定义、无法观察的一些现象以及发展历程,运用Matlab软件所具备的处理图形功能以及计算功能等,能够更加精准、生动、直观地将其展示出来,进而使得学生们能够更加深入的了解所学习的知识,收获事半功倍的教学功效。经过此仿真软件的运用还能够使得学生们原始实验的基石之上进行仿真实验,以促进传统实验和仿真实验的相互融合。利用Matlab软件设计了几十个不同的仿真实验,因为此实验并不会受到实验设施、时间、环境以及学时等因素约束,学生们能够运用课后时间自行进行。与此同时,学生们还能够实施各类实验方案的对比与改善,在一定程度上激发了学生们的积极性与学习的兴趣,增强了学生对于通信原理理论的把握与计算机运用能力。在实验载体创建环节,运用Matlab中所包含的GUI设计技术。Matlab里面的图形用户界面对象主要有两种不同的形式:用户界面选择对象、用户界面控件对象。运用以上两种不同的对实施严格完善的组织规划,便能夠获一个界面友好、便于操作、人机交流便利、具备较强功能的图形用户界面。使用人员运用鼠标在控件对象中实施操作,以使得应用程序给出相应的响应,同时运行了部分预先设定好的功能子程序。在控件对象属性联,功能子程序属性对于图形用户界面设计而言有着非常重要的作用,其发挥着链接程序界面所有程序系统的作用。
4 Matlab仿真在通信原理课程中的运用
4.1 单边带调制
单边带调制(SSB)是把双边带信号里面的某个边带过滤所产生的,按照过滤形式的不一样,形成SSB信号主要有相移法与滤波法这两种不同的形式,本文以滤波法为具体的案例进行分析。滤波法形成SSB信号的工作机理如下:首先形成一个双边带信号,其次使得其经过一边带滤波器,过滤掉多余的边带,便能够获得单边带信号。为了使得学生们能够了解与把握SSB信号形成的环节与特征,在讲授工作机理之时,使用MATLAB里面的Simulink模块对此环节实施仿真。所運用的调制信号的频率是200H z,载波的频率是1000H z,科学选取带通滤波器相关的数据,便能够获得SSB信号。由时域图能够获悉,载波的振动幅度伴随调制信号的改变而发生相应的改变,由频谱图能够获悉SSB信号的确仅存在一个边带。因此能够使得学生们更加生动形象的掌握SSB信号形成的整个环节,了解SSB信号的特征。
4.2 标准幅度调制
幅度调制所指的是经过调制信号去调控高频载波的幅度,以使得其能够伴随调制信号进行线性变换的环节,然而双边带调制仅仅是幅度调制中的一类。标准调幅所指的就是常规双边带调制,又被称之为调幅(AM),其是将调制信号加入某一直流分量以后和载波相乘,进而产生调幅信号。对于AM信号的解调方法大都运用包络检波法,同样能够运用相干解调的形式。相干解调是把已经调制的信号经过相乘器和本地载波相乘,其次经过低通滤波器获得最初的信号,包络检波法便是运用包络检波器来实施,此方式规划非相干解调,无需相干载波,简洁便利。
4.2 基于Simulink的调制解调仿真
Simulink是Matlab软件所提供的一种交互形式的动态仿真载体,其允许使用人员运用模块框图以取代系统,使用者仅需操作鼠标便能够建立起非常繁琐的仿真模型。运用Simulink实施调制解调仿真主要有以下两个不同的形式:第一,直接按照调制解调的机理图实施模型创建仿真;第二,运用Simulink所包含的Modulation模块库所给予的进行信号调制解调的版块进行设计。针对DSB信号所创建的仿真模型,能够得知,所解调出的信号和最初的调制信号除了时间与幅度的差异之外,其它均是相同的。运用Modulation模块库里面Analog Passband Modulation所提供的"DSBSC AM Modulator Passband"与"DSBSC AM Demodulator Passband"两个不同的模块所创建的DSB调制解调模型。能够得知,所解调出的信号和最初调制信号因为外界噪声的引入,有着相应程度的失真。运用Simulink创建通信系统仿真实验载体,其优点是能够将Matlab所具备的较强的计算能力完全发挥出来,有利于学生形成系统性的概念;其存在的不足是仿真界面的易懂性和可读性相对较差。所以,Simulink软件更加适合应用至需实施繁琐的数学运算的通信系统之中。
5 结语
Matlab是一款适合多种学科、多类工作载体、具备较强功能、友好界面同时具备一定开放性的大规模应用软件,并且还是全球高等院校数值分析、通信原理以及数字信号处理等专业课程最为基础的教学与实验仿真软件。Matlab所具备的通信工具箱集聚了计算函数与仿真模块的功能,能够用于实施通信领域的开发、系统研发以及仿真分析等。将Matlab运用于通信原理的课堂展示教学与实验教学等环节,能够增强学生们对于通信原理的掌握,增强学生自身的自学能力、拓展分析的视野;与此同时,可以使得学生们熟练掌握Matlab软件与仿真方式,提升其实践运用能力。
参考文献:
[1]陈萍.现代通信实验系统的计算机仿真[M].北京:国防工业出版社,2003.
[2]胡荣林.Mat lab在通信类课程教学改革中的应用研究[J].中国科技信息,2008(24):207-209.
[3]薛文玲,王振朝.Matlab在通信原理教学中的应用[J].保定学院学报,2008,21(2):53-54.
摘要:将Matlab仿真运用至课堂教学环节使得抽象问题更加的生动形象。优化了教学方式,拓展了教学内容,增强了教学的成效,使得学生们更为全面、轻易的把握所学习的知识。除此之外,在学习之余,同样能够使得学生熟练掌握对于Matlab软件的操作,为后期的学习、毕业设计以及社会工作奠定较好的基础。
关键词:Matlab;通信原理课程;运用
1 前言
伴随通信技术的不断进步,对于高等院校通信专业的教学形式与培养方式有着更加之高的需求。唯有凭借以不断创新的教学观念,卓越工程师的培育需求,理论与实际相互融合的教学模式,才可以培育出具备扎实的理论功底、较强动手能力综合型人才。《通信原理》是通信专业最为关键的课程之一,其对于学生们的理论知识、专业素质以及后期课程的掌握有着非常大的影响,所以变革创新此课程的教学形式有着非常重要的理论与实践意义。本文简单概述了Matlab仿真软件,分析了在通信课程中运用Matlab仿真软件的重要意义,探讨了Matlab软件在课程中的具体运用,理论和实际相互融合,得到了非常好的教学成效。
2 Matlab简介
Matlab的全称为MATrix LABoratory,其是由美国的The MathWorks企业所开发的一种商业数学软件。Matlab是一个被运用于算法研发、数据处理、数据可视化及数值运算的高端技术计算语言与交互式的环境。Matlab不但具备绘画函数/数据图像、矩阵计算等其它常见的功能,其还能够被用于构建用户界面以及运用其他的语言(涵盖C++、C以及FORTRAN等等)编制相应的程序。
3 通信原理课程中运用Matlab的重要意义
在现代化的通信原理课程的教学环节,将Matlab软件运用于课堂之中,教师能够运用此软件实施辅助式的教学,以使得课堂讲解和仿真软件的相互融合,以收获更加好的教学成效。针对部分难以解释的课本内容、部分非常抽象的定义、无法观察的一些现象以及发展历程,运用Matlab软件所具备的处理图形功能以及计算功能等,能够更加精准、生动、直观地将其展示出来,进而使得学生们能够更加深入的了解所学习的知识,收获事半功倍的教学功效。经过此仿真软件的运用还能够使得学生们原始实验的基石之上进行仿真实验,以促进传统实验和仿真实验的相互融合。利用Matlab软件设计了几十个不同的仿真实验,因为此实验并不会受到实验设施、时间、环境以及学时等因素约束,学生们能够运用课后时间自行进行。与此同时,学生们还能够实施各类实验方案的对比与改善,在一定程度上激发了学生们的积极性与学习的兴趣,增强了学生对于通信原理理论的把握与计算机运用能力。在实验载体创建环节,运用Matlab中所包含的GUI设计技术。Matlab里面的图形用户界面对象主要有两种不同的形式:用户界面选择对象、用户界面控件对象。运用以上两种不同的对实施严格完善的组织规划,便能夠获一个界面友好、便于操作、人机交流便利、具备较强功能的图形用户界面。使用人员运用鼠标在控件对象中实施操作,以使得应用程序给出相应的响应,同时运行了部分预先设定好的功能子程序。在控件对象属性联,功能子程序属性对于图形用户界面设计而言有着非常重要的作用,其发挥着链接程序界面所有程序系统的作用。
4 Matlab仿真在通信原理课程中的运用
4.1 单边带调制
单边带调制(SSB)是把双边带信号里面的某个边带过滤所产生的,按照过滤形式的不一样,形成SSB信号主要有相移法与滤波法这两种不同的形式,本文以滤波法为具体的案例进行分析。滤波法形成SSB信号的工作机理如下:首先形成一个双边带信号,其次使得其经过一边带滤波器,过滤掉多余的边带,便能够获得单边带信号。为了使得学生们能够了解与把握SSB信号形成的环节与特征,在讲授工作机理之时,使用MATLAB里面的Simulink模块对此环节实施仿真。所運用的调制信号的频率是200H z,载波的频率是1000H z,科学选取带通滤波器相关的数据,便能够获得SSB信号。由时域图能够获悉,载波的振动幅度伴随调制信号的改变而发生相应的改变,由频谱图能够获悉SSB信号的确仅存在一个边带。因此能够使得学生们更加生动形象的掌握SSB信号形成的整个环节,了解SSB信号的特征。
4.2 标准幅度调制
幅度调制所指的是经过调制信号去调控高频载波的幅度,以使得其能够伴随调制信号进行线性变换的环节,然而双边带调制仅仅是幅度调制中的一类。标准调幅所指的就是常规双边带调制,又被称之为调幅(AM),其是将调制信号加入某一直流分量以后和载波相乘,进而产生调幅信号。对于AM信号的解调方法大都运用包络检波法,同样能够运用相干解调的形式。相干解调是把已经调制的信号经过相乘器和本地载波相乘,其次经过低通滤波器获得最初的信号,包络检波法便是运用包络检波器来实施,此方式规划非相干解调,无需相干载波,简洁便利。
4.2 基于Simulink的调制解调仿真
Simulink是Matlab软件所提供的一种交互形式的动态仿真载体,其允许使用人员运用模块框图以取代系统,使用者仅需操作鼠标便能够建立起非常繁琐的仿真模型。运用Simulink实施调制解调仿真主要有以下两个不同的形式:第一,直接按照调制解调的机理图实施模型创建仿真;第二,运用Simulink所包含的Modulation模块库所给予的进行信号调制解调的版块进行设计。针对DSB信号所创建的仿真模型,能够得知,所解调出的信号和最初的调制信号除了时间与幅度的差异之外,其它均是相同的。运用Modulation模块库里面Analog Passband Modulation所提供的"DSBSC AM Modulator Passband"与"DSBSC AM Demodulator Passband"两个不同的模块所创建的DSB调制解调模型。能够得知,所解调出的信号和最初调制信号因为外界噪声的引入,有着相应程度的失真。运用Simulink创建通信系统仿真实验载体,其优点是能够将Matlab所具备的较强的计算能力完全发挥出来,有利于学生形成系统性的概念;其存在的不足是仿真界面的易懂性和可读性相对较差。所以,Simulink软件更加适合应用至需实施繁琐的数学运算的通信系统之中。
5 结语
Matlab是一款适合多种学科、多类工作载体、具备较强功能、友好界面同时具备一定开放性的大规模应用软件,并且还是全球高等院校数值分析、通信原理以及数字信号处理等专业课程最为基础的教学与实验仿真软件。Matlab所具备的通信工具箱集聚了计算函数与仿真模块的功能,能够用于实施通信领域的开发、系统研发以及仿真分析等。将Matlab运用于通信原理的课堂展示教学与实验教学等环节,能够增强学生们对于通信原理的掌握,增强学生自身的自学能力、拓展分析的视野;与此同时,可以使得学生们熟练掌握Matlab软件与仿真方式,提升其实践运用能力。
参考文献:
[1]陈萍.现代通信实验系统的计算机仿真[M].北京:国防工业出版社,2003.
[2]胡荣林.Mat lab在通信类课程教学改革中的应用研究[J].中国科技信息,2008(24):207-209.
[3]薛文玲,王振朝.Matlab在通信原理教学中的应用[J].保定学院学报,2008,21(2):53-54.