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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