最新SystemView及其操作简介.doc

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1、精品资料SystemView及其操作简介.SystemView及其操作简介美国ELANIX公司于1995年开始推出SystemView软件工具,最早的1.8版为16bit教学版,自1.9版开始升为32bit专业版,目前我们见到的是4.5版。SystemView是在Windows9598环境下运行的用于系统仿真分析的软件工具,它为用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真与分析的可视化系统软件环境,能进行模拟、数字、数模混合系统、线性和非线性系统的分析设计,可对线性系统进行拉氏变换和Z变换分析。一、SystemView的基本特点 SystemView基本属于一个系统级工具平台,可进行包括数字信号处理

2、(DSP)系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真,并配置了大量图符块(Token)库,用户很容易构造出所需要的仿真系统,只要调出有关图符块并设置好参数,完成图符块间的连线后,运行仿真操作,最终以时域波形、眼图、功率谱、星座图和各类曲线形式给出系统的仿真分析结果。SystemView的库资源十分丰富,主要包括:含有若干图符库的主库(MainLibrary)、通信库(Communications Library)、信号处理库(DSP Library)、逻辑库(LogicLibrary)、射频模拟库(RF Analog Library)、Matlab连接库(M-Link Librar

3、y)和用户代码库(Costum Library)。二、SystemView系统视窗 1、主菜单功能图1 系统视窗 遵循以下步骤进入SystemView系统视窗: (1)双击SystemView图标,开始启动系统。 (2)首先会出现SystemView License Manager窗口,可用来选择附加库。本实验中选择Selectall再左键单击OK结束选择。 (3)然后会出现Recent SystemView Files窗口,可用来方便的选择所需打开的文件。在本实验中,左键单击Close结束选择。完成以上操作,即可进入SystemView系统视窗。如图1所示。系统视窗最上边一行为主菜单栏,包括

4、:文件(File)、编辑(Edit)、参数优选(Preferences)、视窗观察(View)、便签(NotePads)、连接(Connections)、编译器(Compiler)、系统(System)、图符块(Tokens)、工具(Tool)和帮助(Help)等11项功能菜单。执行菜单命令操作较简单,例如,用户需要清除系统时,可单击“File”菜单,出现一个下拉菜单,单击其中的“Newsystem”工具条即可。为说明问题简单起见,将上述操作命令记作:FileNewsystem,以下类同。各菜单下的工具条及其功能如下表所示:表1 SvstemView4.5个菜单下的工具条及其功能菜单工具条命令

5、各工具条的功能简述File菜单FileNewsystem 清除当前系统FileOpen Recent System打开最新的SystemView文件FileOpen Existing System打开已存在的SystemVie文件FFileOpen System in SafeMode以安全模式打开系统FileSave System用已存在的文件名存储当前系统内容FileSave System As将当前系统内容另存为一个文件FileSave System As Version已选定的版本存储当前系统内容FileSave Selected Metasystem存储选择的亚系统文件FileSys

6、tem File Inforrriation系统文件信息FilePrint SystemText Tokens打印屏幕内容,图符块用文字代替(显示或隐藏图块参数 )FilePrint SystemSymbolic Tokens如实打印屏幕内容,包括图符块FilePrint s ystem Summary打印系统摘要,即图符块FilePrint Connection List打印连续表FilePrint Real Time Sink打印SystemView 信宿接收器的波形FilePrinter/Page Setup打印设置FilePrinter Fonts打印字体设置FileExit退出Sys

7、temView系统Edit菜单EditUndo Last撤销 EditReoeat Last重复EditUndo List察看撤销操作EditCustomize Undo Items自定义撤销操作项 EditSelect All全选EditCopy SystemView Sin复制SystemView接收器EditCopy System as Bitmap以位图格式如实的复制系统EditCopy System as BitmapSelected Area以位图格式复制局部系统EditCopy System as BitmapText Tokens以位图格式复制系统,图符块以文字代替(显示或隐藏

8、图符块参数)EditCopy Enttre Screen复制全屏幕EditPaste Special选择性粘贴EditInsert Object插入对象Preference菜单PreferenceOptiomize for Run Time Sneed优化运行时速PreferenceReset All Defaults复位所有缺省设置Preference Propecrtirs定制View 菜单ViewZoom界面图形缩放ViewMetaSystem亚系统ViewHide Token Numtbers隐藏显示图符编号ViewAnalysis Windous进入分析窗ViewCalculator

9、计算器ViewUnit Converter统一转换Nlnt Pad 菜单Note PadHide Note Pads隐臧显示便签Note PadNew Note Pad新插入便签Note PadCopy Token Parameters to Note Pad将图符块参数复制到便签内Note PaAttributes for All Note Pads所有便签属性Note PadAttributes Selected Note Pad选择的便签属性Note PadDelete Note Pad删除便签Note PadDelete All Note Pads删除所有便签Connections 菜

10、单Connectionssconllect All Tokens拆除所有图符块之间的连线ConnectionsCheck Connections Now立即检查连接ConnectionsShow Token Output显示图符块输出ConnectionsHide Token Output隐藏图符块输出Compiler 菜单CompilerCompile System Now立即编译系统CompilerCompiler Wizard编译导向器CompilerEdit Execution Sequence编辑执行顺序CompilerCancle Edit Operation取消编辑操作Compi

11、ler Cancle Last Edit取消上一次编辑操作CompilerEnd Edit编辑结束Compiler efault Exe Sequence使用缺省顺序CompilerUse Custom Exe Sequence使用用户执行顺序CompilerAnimate Exe Sequence动画执行顺序System菜单SystemRun System Simulation运行系统仿真SystemSingle Step Excution单步执行SystemDebug(User Code)调试用户代码SystemRoot Locus根轨迹SystemBode Plot波特图Token 菜单

12、TokenFind Token查找指定图符块TokenFind System Implicit Delays查找系统固有延迟TokenCheck Token Positions确定图符块位置TokenMove Selected Tokens移动选中的图符块TokenMove All Tokens整体移动所有的图符块TokenDuplicat Tokens重复放置图符块TokenCreate MetaSystem创建亚系统TokenRename MetaSyste m重新命名亚系统TokenExplode MetaSystem展开亚系统TokenAssign Custom Token Pictu

13、re为用户图符块附图形TokenUse Default Token Picture使用缺省设置图符块TokenEdit Token Parameter Variations编辑图符块参数变量TokenDisable ALL Parameter Variations取消所有参数变量Tools 菜单ToolAuto Program Generation(APG)自动程序产生ToolCustom Library用户自定义库Tool Code Generaey代码生成ToolXillinx FPGAXillinx 型 FPGAToolM-LinkMatlab数学工具ToolGloable Parame

14、ter Links全局参数连接ToolMetaSystem AutoLinks子电路之间的自动连接2、快捷功能按钮在主菜单栏下,SystemView为用户提供了16个常用快捷功能按钮,按钮功能如下:打开系统:保存系统:打印系统:清除系统:删图符块:切断连线:布放连线:复制图符:图符翻转:便签注释:建亚系统:进亚系统:根轨迹:波特图:重绘系统:终止运行:系统运行:系统定时:分析窗口3、图符库选择按钮系统视窗左侧竖排为图符库选择区。图符块(Token)是构造系统的基本单元模板,相当于系统组成框图中的一个子框图,用户在屏幕上所能看到的仅仅是代表某一个数学模型的图形标志(图符块),图符块的传递特性由该

15、图符块所具有的仿真数学模型决定。创建一个仿真系统的基本操作时,按照需要调出相应的图符块,将图符块之间用带有传输方向的连线连接起来。这样一来,用户进行的系统输入完全是图形操作,不涉及语言编程问题,使用十分方便。进入系统后,在图符库选择区排列有以下几个图符选择按钮,即:信源库:亚器件库:加法器:输入/输出:操作库:函数库:乘法器:信宿库在上述8个按钮中,除双击“加法器”和“乘法器”图符按钮可直接使用外,双击其他按钮后会出现相应的对话框,应进一步设置图符块的操作参数。单击图符库选择区上边的主库开关按钮,将出现通信库(Comm)、信号处理库(DSP)、逻辑库(Logic)、射频模拟库(RFAnalog

16、)、Matlab连接库(MLink)和用户代码库(Costum)的选择按钮, 可分别双击选择调用。三、系统窗下的库选择操作1、选择设置信源(Source)创建系统的首要工作就是按照系统设计方案从图符库中调用图符块,作为仿真系统的基本单元模块。可用鼠标左键双击图符库选择区内的选择按钮。现以创建一个PN码信源为例,该图符块的参数为2,电平双极性、1v 幅度,100Hz码时钟频率,操作步骤如下 :(1)双击“信源库”按钮,并再次双击移出的“信源库图符块”,出现源库(Source Library)选择设置对话框,它将信源库内各个图符块进行分类,通过SinusoidPeriodic(正弦周期)、Nois

17、ePN(噪声PN码)、Aperiodic(非周期)和Import (输入)4个开关按钮进行分类选择和调用,如图2(其它库选择对话框与之类似):图2 信源库选择设置对话框(2)单击开关按钮下边的PN Seq图符块表示选中,再次单击对话框中的参数按钮Parameters,在出现的参数设置对话框中分别设置:幅度Amplitude=1、直流偏置Offset=0、电平数Level2:(3)分别单击参数设置和信源库对话框的按钮Ok,从而完成该图符块的设置。2、选择设置信宿库(Sink)尚需要对系统中各测试点或某一图符块输出进行观察时,通常应放置一个信宿(Sink)图符块,一般将其设置为“Analysis”

18、属性。Analysis块相当于示波器或频谱仪等仪器的作用,它是最常用的分析型图符块之一。Analysis块的创建操作如下:(1) 双击系统窗左边图符块,选择按钮区内的“信宿”图符按钮,并再次双击移出的“信宿”块,出现信宿定义(Sink Definition)对话框,如图3所示:图3 信宿定义对话框(2) 单击“Analysis”图符块选中;(3) 最后,单击信宿定义对话框中的Ok按钮完成信宿选择。3、选择设置操作库(Operator Library)双击图符库选择区内的“操作库”图符块按钮,并再次双击移出的“操作库”图符块,出现操作库(Operator Library)选择对话框,操作库中的各

19、类图符块可通过6个分类选择开关选用,如图4所示,库内常用图符块主要包括:滤波器系统块(FilterSystems)、采样保持块(SampleHold)、逻辑块(Logic)、积分微分块(IntegralDiff)、延迟块(Delay)、放大块(GainScale)。创建一个低通滤波器的操作如下:(1) 双击“操作库”图符块按钮,并再次双击移出的图符块,出现操作库选择(SystemView Operator Library)对话框,如图4所示:图4 操作库选择对话框(2) 单击“Linear Sys Filters”图符块选中,再次单击对话框中的参数按钮,出现如5所示的定义线性系统的对话框:图5

20、 定义线性系统的对话框(3) 选中“Design Filters”下的“Analog”可以进行模拟滤波器的参数设置。通常,在没有定义系统时钟的情况下,会出现是否预先定义时钟的提示,这时选择“是”,即进入系统定时设置。此时可以如图6所示定义参数,即生成一个Butterworth型截止频率为40Hz的低通滤波器。(注意:当截止频率值大于12采样频率时,系统出现错误信息。)(4)单击对话框的Finish按钮完成滤波器的设计。图6 定义一个Butterworth低通滤波器4、 选择设置函数库(Function Library)双击图符库选择区内的“函数库”图符块按钮,并再次双击移出的“函数库”图符块,

21、出现函数库(Function Library)选择设置对话框,如图7所示,设置图符块参数的方法与前边类似。图7 函数库选择设置对话框对于上述各库的对话框,如果希望知道库内某图符块的功能,可用鼠标指在某个图符块上,立刻出现一个小文本框,框内以英文提示用户该图符块的功能参数和性质。5、选择设置通信库(Communication Library)在系统窗下,单击图符库选择区最上端的开关,图符库选择区内图符内容将改变,双击其中的图符按钮Comm,再次双击移出的Comm图符块,出现通信库(Communication Library)选择设置对话框,如图8所示。通信库中包括通信系统中经常会涉及的BCH、R

22、S、Golay、Vitebi纠错码编码译码器、不同种类的信道模型、解调器、分频器、锁相环、Costas环、误比特率BER分析等可调用功能图符块。图8 通信库选择设置对话框6、 选择设置逻辑库(Logic Library)在系统窗下,双击图符库选择区内的“Logic”图符按钮,再次双击移出的“Logic”图符块,出现逻辑库(Logic Library)选择设置对话框,如图9所示。通过6个选择开关按钮可分门别类的选择库内各种逻辑门、触发器和其它逻辑部件。图9 逻辑库选择设置对话框7、 Matlab连接库(M-Link Librar) SystemView具有的M-Link功能可以在SystemVi

23、ew的设计中直接调用Matlab的分析工具检验仿真结果等。用户可以利用Matlab及其工具定义某些函数,编辑完成相应功能,设置参数等,并在SystemView中调用之。从SystemView的专业库中拖出一个M-Link的图标,并双击它,出现如图10所示的窗口。从这里就可以调入各Matlab的函数或文件。已加入的文件显示在“Matlab Functions”窗口中,目前的图标使用的函数文件显示在右端的“M-Link Tokens”窗口中。通过“AddExisting”和“Remove”按钮就可以加入或删除当前包括的文件;利用“Create New”可以定义新的文件函数;利用“Define. ”

24、按钮可以编辑当前文件。“Specify Matlab Function Editor”按钮用来指定Matlab的编译器。函数设定好后,由“Parameters”按钮进入参数设定界面,最后由Ok确定。例如,在“Matlab Functions”窗口中选中某一文件(如“SvuFFT.m”),并单击“Define.”按钮,进入如图11所示的界面。 图10 M-Link调用 Matlab窗口图11 调用Matlab的函数定义窗口用户需要在各文字框中输入相应的参数或文字,定义该函数输入、输出及参数个数,各输入输出及参数名字,该函数图标的类型,及所完成的函数运算等。单击“Add Definition(SV

25、U)”,就会在下面的编辑窗口中自动写入规定格式的说明语句;单击“Get Definition(SVU)”,可以自动将这些语句写为Matlab文件。函数编辑完成后,单击Ok确定。回到前面所示的界面,若需要的话,单击“Parameters.”设定参数,就完成了所有的函数设计。 完成整个系统的搭建工作及系统的时间设定后,运行该系统,SystemView会自动启动Matlab,完成相应运算,输入结果。在设计中,用户也可利用Matlab的调试工具对其进行调试,直至成功。除已经介绍的图符库外,SystemView还提供了其它种类的丰富库资源,但作为一般通信系统的仿真分析,基本可不涉及其他类型库的调用,由于

26、篇幅的限制,在此不做进一步的详细介绍,在此只作简要介绍。8、 用户代码库(Costum Library)简介SystemView支持用户自己定义图标的功能。以C或C+语言编写的源代码通过编译生成32位的Windows动态连接库文件,可在Windows NT 3.51或Windows 95以上版本的操作系统中运行。9、 信号处理库(DSP Library)简介SystemView 的DSP库中包括了在设计和仿真现代数字信号处理DSP系统中可能用到的各种模块。该库中的图标支持通常的DSP芯片(包括德州仪器公司的C4x扩展型DSP芯片)所用到的数学模式。用户也可以选择传统的或扩展的IEEE标准等多种

27、信号格式,还可以在浮点操作下指定指数和尾数的长度。 DSP库中的图标共分为6组:代数运算组、位逻辑组、输入输出组、信号处理组、操作组、TMS320.C62xx组。每组中分别包括了该用途中可能用到的模块。用DSP库中的图标,与基本库及其它专业库中的各图标相配合使用,即可构成现代数字信号处理系统中的各种模型。10、射频模拟库(RF/Analog Library)简介 SystemView的射频模拟库中包括了在设计和仿真高频或模拟电路系统中可能用到的各种模块。该库中的图标共分为6组:放大器与混合器、RC电路、LC电路、运算放大器电路、二极管电路、功率分配合成电路。每组中分别包括该用途中可能用到的模块

28、。用射频模拟库中的图标,与基本库及其它专业库中的各图标相配合使用,即可构成高频模拟电路系统中的各种模型。四、系统定时(System Time)在SystemView系统窗中完成系统创建输入操作(包括调出图符块、设置参数、连线等)后,首先应对输入系统的仿真运行参数进行设置,因为计算机只能采用数值计算方式,起始点和终止点究竟为何值?究竟需要计算多少个离散样值?这些信息必须告知计算机。假如被分析的信号是时间的函数,则从起始时间到终止时间的样值数目就与系统的采样率或者采样时间间隔有关。实际上,各类系统或电路仿真工具几乎都有这一关键的操作步骤,SystemView也不例外。如果这类参数设置不合理,仿真运

29、行后的结果往往不能令人满意,甚至根本达不到预期的结果。有时,在创建仿真系统前就需要设置系统定时参数。当在系统窗下完成设计输入操作后,首先单击“系统定时”快捷功能按钮,此时将出现系统定时设置(System Time Specification)对话框,如图12所示。用户需要设置几个参数框内的参数,包括以下几条:图12 系统定时设置对话框1、 起始时间(Start Time)和终止时间(Stop Time)SystemView基本上对仿真运行时间没有限制,只是要求起始时间小于终止时间。一般起始时间设0,单位是秒(s)。终止时间设置应考虑便于观察波形。2、采样间隔(Time Spacing)和采样数

30、目(No.ofSamples)采样间隔和采样数目是相关的参数,它们之间的关系为:采样数目(终止时间起始时间)*采样率1SystemView将根据这个关系自动调各参数的取值,当起始时间和终止时间给定后,一般采样数目和采样率这两个只需设置一个,改变采样数目和采样率中的任意一个参数,另一个将由系统自动调整,采样数目只能是自然数。3、频率分辨率(Freq.Res.) 但利用SystemView进行FFT分析时,需根据时间序列得到频率分辨率,系统将根据下列关系是计算分辨率: 频率分辨率采样率采样数目4、更新数值(Update Values)当用户改变设置参数后,需单击一次“Time Values”栏内的

31、Update按钮,系统将自动更新设置参数,然后单击Ok按钮。5、自动标尺(Auto Scale)系统进行FFT运算时,若用户给出的数据点数不是2的整数次幂,单击此按钮后系统将自动进行速度优化。6、系统循环次数(No.of System Loops)在栏内输入循环次数,对于“Reset system on loop”项前的复选框,若不选中,每次运行的参数都将被保存,若选中,每次运行时的参数不被保存,经多次循环运算即可得到统计平均结果。应当注意的是,不论是设置或修改参数,结束操作前必须单击一次Ok按钮,确认后关闭系统定时对话框。五、分析窗介绍设置好系统定时参数后,单击“系统运行”快捷功能按钮,计算

32、机开始运算各个数学模型间的函数关系,生成曲线待显示调用。此后,单击“分析窗口”快捷功能按钮进入分析窗(SystemView Analysis)进行操作。为便于查看演示结果,在进入分析窗前,首先运行SystemView自带的锁相环实验,具体步骤如下:l.进入到SystemView的主界面,在屏幕中央的工作区单击右键,在弹出菜单中选择Demo项进入到系统自带的锁相环实验中。 2.在出现的Welcome to SystemView窗口中,选择Start Demo开始演示,选择Exit退出演示。这里请按Start Demo开始演示。3.在演示过程中,会分阶段多次出现的SystemView Demons

33、tration窗口。其中Continue代表继续演示,Exit代表退出演示,也可以拖动Demo Speed上的滑块来改变演示的速度。建议演示速度不要调节得过快。4.此后的演示实验中,将由SystemView自动控制鼠标来建立锁相环系统并进行仿真。在此过程中,动用鼠标有可能扰乱系统的运行,除非有必要,请不要改变系统原有设置。在运行Demo自动建立的系统后,进入分析视窗如图13所示。图13 分析窗口界面分析窗口的主要功能是显示系统窗中信宿(主要是Analysis块)处的几类分析波形、功率谱、眼图、信号星座图等信息,每个信宿对应一个活动波形窗口,可以多种排列方式,同时或单独显示,也可将若干个波形合成

34、在同一个窗口中显示,以便进行结果对比。在分析窗口下,第一行为“主菜单栏”,包括:File、Edit、Preferences、Windows、Help五个功能栏:第二行为“工具栏”,自左至右的图标按钮依次为:按钮l:绘制新图;按钮2:打印新图;按钮3:恢复;按钮4:点绘;按钮5:连点;按钮6:显示坐标;按钮7:X轴标记;按钮8:竖排显示;按钮9:横排显示;按钮lO:层叠显示;按钮11:X轴对数化;按钮12:Y轴对数化;按钮13:所有窗口最小化;按钮14:打开所有窗口;按钮15:动画模拟;按钮16:各窗口数据信息;按钮17:微型窗口;按钮18:快速缩放;按钮19:极坐标;按钮20:输入APG;按钮

35、21:返回系统视窗;六、在分析窗下观察分析结果通信系统的仿真分析结果主要以不同形式的时域或频域系统响应波形、特性曲线来表示,主要包括:时域波形、眼图、功率谱、信号星座图、误码特性曲线等形式,并以活动窗口给出。各类波形显示操作主要与“SystemView信宿计算器”对话框的操作有关。当完成了系统创建输入、设置好系统定时参数并运行后,便可进入分析窗。单击分析窗下端信宿计算器按钮,出现“SystemView信宿计算器”对话框,如图14所示,该对话框左上部共有11个分类设置开关按钮,右上角的“Select one or more Windows:”窗口内顺序给出了分析系统中的“波型号:用户信宿名称(信

36、宿块编号)”。图14 SystemView信宿计算器设置对话框1、观察时域波形时域波形是作为常用的系统仿真分析结果表达式。进入分析窗后,单击“工具栏”内的绘制新图按钮(按钮1),可直接顺序显示出放置信宿图符块的时域波形,并可任意单击分析窗工具栏中的“窗口竖排列”(按钮8)、“窗口横排列”(按钮9)。图15所示为加入高斯噪声的正弦源的时域波形。图15 输入信号时域波形2、观察眼图首先回顾一下“眼图”的概念。对于码间干扰和噪声同时存在的数字传输系统,给出系统传输特性的定量分析是非常复杂的事情,而利用“观察眼图”的这种实验手段可以非常方便的估计系统传输性能。实际观察眼图的具体实验方法是:用示波器接在

37、系统接收滤波器输出端,调整示波器水平扫描周期Ts,使扫描周期与码源周期Tc同步(即TsnT,n为正整数),此时示波器显示的波形就是眼图。由于传输码序列的随机性和示波器荧光屏的余辉作用,使若干个码源波形相互重叠,波形酷似一个个“眼睛”,故称为“眼图”。“眼睛”睁得越大,表明判决的误码率越低,反之,误码率上升。 在分析窗下,当屏幕上已经出现波形显示活动窗口后,单击信宿计算器按钮,出现“SystemView信宿计算器”对话框,单击分类设置按钮Style,出现如图16所示的参数设置对话框,再次单击其中的Slice,设置合适的起始时间“Start Timesec”和观察时间长度“Lengthsec”,单

38、位均为秒。图16 信宿计算器下的“Style”对话框3、 观察功率谱当需要观察信号功率谱时,可在分析窗下单击信宿计算器图标按钮,出现“SystemView信宿计算器”对话框,单击分类设置开关按钮Spectrum,出现如图17所示的对话框。图17信宿计算器下的“Spectrum”对话框接下来选择计算功率谱的条件,如选中“Power SpectrumdBm in 50 ohms”项,则表明计算功率谱的条件是50欧负载上的对数功率谱:在“Select One Windows:”栏内选择信号观测点,如选择“w0:Input(t6)”:最后单击按钮Ok返回分析窗,等待功率谱显示活动窗口的出现。图17 输

39、入信号功率谱4、观察信号星座图或相位路径转移图在对数字调制系统或数字调制信号进行分析时,常借助二维平面的信号星座图(Signal Constellation)来形象的说明某种数字调制信号的“幅度-相位”关系,从而可以定性的表明与抗干扰能力有关的“最小信号距离”。除可以观察信号星座图外,利用SystemView还可以观察信号的相位转换图。在出现信号星座显示活动窗口后,单击工具栏中的“点绘”按钮,可观察星座图,单由“连点”按钮,可观察信号的相位路径转换图,两种操作可相互切换。点的大小可利用“PreferenceSmaller Points in.Normalsmallpixel”修改。利用SystemView观察信号星座图或相位转换图,在分析窗下单击Style按钮,在“Select one window from each list:”栏中的两个窗中分别选中系统输入中的两个正交的分量,最后单击按钮Ok结束设置操作,出现信号星座图显示活动窗口。如图18所示。图18 星座图另外,在出现信号星座图后,单击“工具栏”内的“动画模拟”按钮,此时活动窗口内出现一个跳动光点,该光点的变化轨迹正是随所传数字序列改变信号点活动的轨迹。

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