Matlab在通信原理教學中的應用

穆宏慧

摘 要：Matlab仿真軟件是工程界流行的仿真工具之一，現已廣泛地應用于電子、通信等領域。根據通信原理課程理論性強、數學推導多、知識點抽象等特點，將Matlab引入到通信原理的課堂演示教學中，以AM調制解調為例，給出了Matlab的兩種仿真方法和實例。

關鍵詞：通信原理 Matlab Simulink工具箱 仿真

中圖分類號：TN391.9 文獻標識碼：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專業的一門重要的專業課，具有較強的系統性、理論性和實踐性。目前學生在學習通信原理課程時，存在以下幾個問題：（1）傳統教學方法和手段單一，直觀性差、趣味性差，學生學習興趣不高；（2）對學生而言，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容；（3）多媒體教學只是簡單的將書本內容照搬，對于突破傳統教學作用不大。針對上述學習過程中存在的問題，將Matlab仿真工具引入到通信原理的理論教學中，通過改變現有的教學模式，加深學生對知識的理解和掌握，從而獲得較好的教學效果。

1 Matlab軟件在理論教學中的應用

對于理論較強的通信原理來說，涉及到的都是通信領域的概念，學生學習起來吃力。為了突破傳統教學的弊端，可以將理論課堂搬到軟件實驗室，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，邊學邊練，從而加強學生對授課內容的理解。例如：對于模擬線性調制部分的AM調制、解調，教師首先利用多媒體和黑板將AM的調制解調原理進行講解：在AM調制中，調制信號m（t）疊加直流成分，設，其中：A0為直流成分；為交變分量；m0（t）為解調輸出信號，AM調制解調框圖如圖1所示。

學生通過Matlab中的Simulink工具箱對調制解調模型進行搭建，并完成相應的參數設置：載波頻率為40 rad/s；調制波角頻率為5 rad/s；調幅幅度為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構成包絡檢波器的參數進行設置，Saturation的上限設為inf，下限設為0，LPF的截止角頻率設為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，經過解調的波形與原調制信號波形基本相同，證明了AM調制與解調理論的正確性。學生可通過調節A0的大小可得到AM的滿調幅和過調幅。通過教學實踐發現，將理論課搬到實驗室的做法不僅可以把抽象的理論形象化，而且可以提高學生的興趣和積極性。

2 結語

本文以通信原理課程中的常規幅度調制AM為例，將Matlab引入到通信原理的理論和實驗教學，實踐證明，這種新型的教學方法可以彌補傳統教學的不足，讓學生邊學邊練邊設計，在輕松、愉快的環境下完成枯燥的理論學習。為今后成為研究型人才打下基礎。

參考文獻

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