Matlab在通信原理教學(xué)中的應(yīng)用

穆宏慧

摘 要：Matlab仿真軟件是工程界流行的仿真工具之一，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于電子、通信等領(lǐng)域。根據(jù)通信原理課程理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多、知識點(diǎn)抽象等特點(diǎn)，將Matlab引入到通信原理的課堂演示教學(xué)中，以AM調(diào)制解調(diào)為例，給出了Matlab的兩種仿真方法和實(shí)例。

關(guān)鍵詞：通信原理 Matlab Simulink工具箱 仿真

中圖分類號：TN391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0180-01

通信原理是高等院校通信工程和電子類相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、理論性和實(shí)踐性。目前學(xué)生在學(xué)習(xí)通信原理課程時，存在以下幾個問題：（1）傳統(tǒng)教學(xué)方法和手段單一，直觀性差、趣味性差，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高；（2）對學(xué)生而言，只利用課本中的公式及信號波形圖，不能直觀、快速地理解各種通信方式及內(nèi)容；（3）多媒體教學(xué)只是簡單的將書本內(nèi)容照搬，對于突破傳統(tǒng)教學(xué)作用不大。針對上述學(xué)習(xí)過程中存在的問題，將Matlab仿真工具引入到通信原理的理論教學(xué)中，通過改變現(xiàn)有的教學(xué)模式，加深學(xué)生對知識的理解和掌握，從而獲得較好的教學(xué)效果。

1 Matlab軟件在理論教學(xué)中的應(yīng)用

對于理論較強(qiáng)的通信原理來說，涉及到的都是通信領(lǐng)域的概念，學(xué)生學(xué)習(xí)起來吃力。為了突破傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，可以將理論課堂搬到軟件實(shí)驗(yàn)室，通過Matlab軟件將晦澀難懂的通信理論、信號波形等通過仿真顯示在屏幕上，邊學(xué)邊練，從而加強(qiáng)學(xué)生對授課內(nèi)容的理解。例如：對于模擬線性調(diào)制部分的AM調(diào)制、解調(diào)，教師首先利用多媒體和黑板將AM的調(diào)制解調(diào)原理進(jìn)行講解：在AM調(diào)制中，調(diào)制信號m（t）疊加直流成分，設(shè)，其中：A0為直流成分；為交變分量；m0（t）為解調(diào)輸出信號，AM調(diào)制解調(diào)框圖如圖1所示。

學(xué)生通過Matlab中的Simulink工具箱對調(diào)制解調(diào)模型進(jìn)行搭建，并完成相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置：載波頻率為40 rad/s；調(diào)制波角頻率為5 rad/s；調(diào)幅幅度為0.5；A0為2，模型如圖2所示。

仿真時需對飽和限幅器模塊和LPF構(gòu)成包絡(luò)檢波器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，Saturation的上限設(shè)為inf，下限設(shè)為0，LPF的截止角頻率設(shè)為6 rad/s，得到的仿真圖形如圖3所示。

比較圖3中的a、c可見，經(jīng)過解調(diào)的波形與原調(diào)制信號波形基本相同，證明了AM調(diào)制與解調(diào)理論的正確性。學(xué)生可通過調(diào)節(jié)A0的大小可得到AM的滿調(diào)幅和過調(diào)幅。通過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，將理論課搬到實(shí)驗(yàn)室的做法不僅可以把抽象的理論形象化，而且可以提高學(xué)生的興趣和積極性。

2 結(jié)語

本文以通信原理課程中的常規(guī)幅度調(diào)制AM為例，將Matlab引入到通信原理的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)踐證明，這種新型的教學(xué)方法可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，讓學(xué)生邊學(xué)邊練邊設(shè)計，在輕松、愉快的環(huán)境下完成枯燥的理論學(xué)習(xí)。為今后成為研究型人才打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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