模型信号数字化 — 教学案例库

使用 Syslab / Sysplorer 演示信号数字化全流程的完整教学案例集合。

案例库结构

signal_digitization_case_library/
├── README.md                             # 本文件 — 总索引
├── docs/                                 # 教学理论文档
│   ├── teaching_guide.md                 # 教学使用指南
│   ├── theory_sampling.md                # 采样定理与混叠理论
│   └── theory_quantization.md            # 量化理论
│
├── 01_pure_julia_principles/             # ★ 场景1:纯Julia信号数字化原理演示
│   ├── 01_continuous_signals.jl           #    连续信号生成
│   ├── 02_ideal_sampling.jl              #    理想采样与Nyquist定理
│   ├── 03_aliasing_demo.jl               #    混叠现象演示
│   ├── 04_quantization.jl                #    均匀量化与量化误差
│   ├── 05_quantization_noise.jl          #    量化噪声统计特性
│   ├── 06_reconstruction.jl              #    信号重建(ZOH/FOH/sinc)
│   └── 07_full_pipeline.jl               #    完整ADC→DAC流水线
│
├── 02_modelica_to_digital/               # ★ 场景2:Modelica物理模型→数字化
│   ├── models/                           #    Modelica源文件
│   │   ├── MassSpringDamper.mo            #       弹簧振子模型
│   │   └── RCCircuit.mo                   #       RC电路模型
│   └── julia_scripts/                    #    Julia处理脚本
│       ├── 01_simulate_msd.jl             #       仿真并导出连续信号
│       ├── 02_digitize_msd.jl             #       采样+量化处理
│       └── 03_compare_reconstruction.jl   #       不同参数对比重建
│
└── 03_sysblock_digital_system/           # ★ 场景3:Sysblock框图数字化系统
    └── models/
        └── SignalDigitizationChain.sysblock  # ADC链路框图模型

三场景概述

场景 适用课程 核心知识点 所需工具
场景1 纯Julia原理 信号与系统、DSP基础 采样定理、量化、重建、频谱分析 Syslab Julia
场景2 Modelica→数字化 系统建模、嵌入式系统 物理建模、连续/离散转换、参数对比 Sysplorer + Syslab
场景3 Sysblock框图 嵌入式控制、DSP实现 框图建模、ADC/DAC链路、硬件在环 Sysplorer Sysblock

运行要求

  • Syslab 2026a 及以上
  • Sysplorer 2026a(场景2、3需要)
  • 已安装 Ty 工具箱:TySignalProcessing, TyDSPSystem, TyFixedPoint, TyPlot, TyMath

依赖的 Ty 包

包名 用途
TySignalProcessing 采样率转换、滤波、信号生成
TyDSPSystem DSP系统对象(信号源、滤波器)
TyFixedPoint 定点量化器(quantizer)
TyPlot 全部绘图可视化
TyMath 基础数学运算

教学路线建议

  • 入门路线:场景1 → 01, 02, 04, 06(4课时)
  • 进阶路线:场景1全部 → 场景3(8课时)
  • 综合路线:场景1 → 场景2 → 场景3(12课时)

文件命名与注释约定

  • .jl 脚本:中文注释为主,关键变量/函数保留英文名
  • .mo 模型文件:顶部包含模型用途与物理原理的文档注释
  • 每个脚本开头注明:教学目标、依赖包、运行方式

版本说明

V0.0.1,2026-05-15 01:14

  • 初始版本

使用许可

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