信号处理仿真与应用

信号处理仿真及应用实验指导书

实验一 电路的建模与仿真

——MATLAB程序设计

一、实验目的：

1、熟悉MATLAB命令和编辑、运行、调试环境； 2、编写M文件，实现电路仿真。

二、实验原理与方法：仿真RLC电路的响应，要求运用电路分析知识编写M文件，计算电流，并绘制出图形。 二、实验内容及步骤：

方法一：采用函数文件形式进行仿真（参考教材P18例子）

1、如下图所示电路的初始能量为零，t=0时刻，将一个25mA的直流源作用到电路上，其中电容C=0.1F，电感L=1H，电阻R=4?，画出图中电感L支路上电流iL的图形。

I t=0 iC CiL L iR R

列写出关于电感L支路上电流iL的微分方程 2、根据建模分析 3、进行MATLAB仿真建立M文件，运行求解微分方程 4、绘制电感支路电流图形

方法二、采用MATLAB函数dsolve进行仿真

1、运用电路分析知识建立电路模型

如上图所示电路的初始能量为零，t=0时刻，将一个25mA的直流源作用到电路上，其中电容C=25nF，电感L=25mH，电阻R=400?（注意该参数与前面的参数不同）。列写出关于电感L支路上电流iL的微分方程

因为电路初始能量为0，而且电感上的电流不能突变

实验一 数字信号处理的Matlab仿真

一、实验目的

1、掌握连续信号及其MATLAB实现方法；

2、掌握离散信号及其MATLAB实现方法

3、掌握离散信号的基本运算方法，以及MATLAB实现 4、了解离散傅里叶变换的MATLAB实现 5、了解IIR数字滤波器设计 6、了解FIR数字滤波器设计1

二、实验设备

计算机，Matlab软件 三、实验内容

（一）、 连续信号及其MATLAB实现 1、 单位冲击信号

??(t)?0,????(t)dt?1,?????t?0???0

例1.1：t=1/A=50时，单位脉冲序列的MATLAB实现程序如下： clear all;

t1=-0.5:0.001:0; A=50; A1=1/A;

n1=length(t1); u1=zeros(1,n1); t2=0:0.001:A1; t0=0;

u2=A*stepfun(t2,t0); t3=A1:0.001:1; n3=length(t3); u3=zeros(1,n3); t=[t1 t2 t3]; u=[u1 u2 u3]; plot(t,u)

axis([-0.5 1 0 A+2])

2、 任意函数

f(t)??????f(?)?(t??)d?

信号分析与处理方法及应用

摘 要

信号是通信系统在运行过程中各种随时间变化的动态信息，经各种测试仪器拾取并记录和存储下来的数据或图像。信号处理与分析技术则是工业发展的一个重要基础技术。

随着各行各业的快速发展和各种各样的应用需求，信号分析和处理技术在信号处理速度、分辨能力、功能范围以及特殊处理等方面将会不断进步，新的处理激素将会不断涌现。当前信号处理的发展主要表现在：1.新技术、新方法的出现；2.实时能力的进一步提高；3.高分辨率频谱分析方法的研究三方面。

信号处理的发展与应用是相辅相成的，工业方面应用的需求是信号处理发展的动力，而信号处理的发展反过来又拓展了它的应用领域。机械信号的分析与处理方法从早期模拟系统向着数字化方向发展。在几乎所有的通信领域中，它一直是一个重要的研究课题。

随着信息技术的不断发展和信息技术应用领域的不断扩展，这门课程已经从电子信息工程类专业的专业基础课程扩展成电子信息、自动控制、电子技术、电气工程、计算机技术、生物医学工程等众多电类专业的专业基础课程，甚至在很多非电专业中也设置了这门课程。而其内容也从单一的电系统分析扩展到许多非电系统分析。虽然各个专业开设这门课程时的侧重点会有所不同，应用背景也有差异，但是，本课程所提练的信号

信号分析与处理方法及应用

摘 要

信号是通信系统在运行过程中各种随时间变化的动态信息，经各种测试仪器拾取并记录和存储下来的数据或图像。信号处理与分析技术则是工业发展的一个重要基础技术。

随着各行各业的快速发展和各种各样的应用需求，信号分析和处理技术在信号处理速度、分辨能力、功能范围以及特殊处理等方面将会不断进步，新的处理激素将会不断涌现。当前信号处理的发展主要表现在：1.新技术、新方法的出现；2.实时能力的进一步提高；3.高分辨率频谱分析方法的研究三方面。

信号处理的发展与应用是相辅相成的，工业方面应用的需求是信号处理发展的动力，而信号处理的发展反过来又拓展了它的应用领域。机械信号的分析与处理方法从早期模拟系统向着数字化方向发展。在几乎所有的通信领域中，它一直是一个重要的研究课题。

随着信息技术的不断发展和信息技术应用领域的不断扩展，这门课程已经从电子信息工程类专业的专业基础课程扩展成电子信息、自动控制、电子技术、电气工程、计算机技术、生物医学工程等众多电类专业的专业基础课程，甚至在很多非电专业中也设置了这门课程。而其内容也从单一的电系统分析扩展到许多非电系统分析。虽然各个专业开设这门课程时的侧重点会有所不同，应用背景也有差异，但是，本课程所提练的信号

基于MATLAB的信号处理仿真分析

中文摘要： Matlab在信号分析与处理中有着广泛的应用。本文以具体的函数信号产生、信号变换、功率谱估计方法,详述了如何应用Matlab语言编程的方法设计对信号进行编辑和仿真分析。利用MATLAB 软件，通过设计图形用户界面（GUI），说明Matlab功能强大、简单实用、调节容易、可视性好，可大大提高计算效率，缩短编程时间，是一种简便实用的计算工具，可成功地应用于信号处理中，在教学和研究等领域具有广泛的应用前景和一定的推广价值。 关键词：Matlab 信号产生 信号变换 功率谱估计 GUI。

Abstract: Matlab has a wide range of applications in signal analysis and processing, This article has pointed out its characteristics, interfaces and basic method of calculation, Specific function signal generator, function transform, classical spectral est

基于MATLAB的阵列信号处理仿真方法

统 仿 真 学 报© Vol. 20 No. 13

2008年7月 Journal of System Simulation Jul., 2008

第20卷第13期 系

基于MATLAB的阵列信号处理仿真方法

刘 玲，刘晓明，曾 浩

（重庆大学 通信工程学院，重庆 400030）

摘 要：介绍如何使用MATLAB构建阵列信号处理系统模型，包括相干信号模型，幅度和相位误差模型，针对不同模型，实现协方差矩阵产生方法，波达方向估计的子空间方法，自适应波束合成器的权值求解算法和方向图、阵列增益等系统参数的仿真。这些仿真模型和方法，对于各种复杂的阵列信号处理研究，具有重要的基础作用。 关键词：阵列信号；协方差矩阵；波达方向；波束合成

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1004-731X (

基于MATLAB的阵列信号处理仿真方法

统 仿 真 学 报© Vol. 20 No. 13

2008年7月 Journal of System Simulation Jul., 2008

第20卷第13期 系

基于MATLAB的阵列信号处理仿真方法

刘 玲，刘晓明，曾 浩

（重庆大学 通信工程学院，重庆 400030）

摘 要：介绍如何使用MATLAB构建阵列信号处理系统模型，包括相干信号模型，幅度和相位误差模型，针对不同模型，实现协方差矩阵产生方法，波达方向估计的子空间方法，自适应波束合成器的权值求解算法和方向图、阵列增益等系统参数的仿真。这些仿真模型和方法，对于各种复杂的阵列信号处理研究，具有重要的基础作用。 关键词：阵列信号；协方差矩阵；波达方向；波束合成

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1004-731X (

2 0 1 3年

第1 3期

S C I E N C E&T E C H N OL OG YI N F O R MA T I O N

o本刊重稿0

科技信息

MA T L A B仿真在信号与系统实验课程中的应用许广宾张涛赵丽莉王莎莎 (河北联合大学，河北唐山 0 6 3 0 0 9 )【摘要】信号与系统是概念性和原理性较强的通信、信息类专业核心基础课程，本文借助于 M A T L A B软件提出了一系列有关信号与系统课程实验教学的改革措施，改变了传统实验教学的单一性、封闭性，给学生广阔的独立思考和实践的空间.提高了实验教学质量在教学内容上分别从编程、 S i m u l i n k仿真、 G U I界面仿真三方面入手，提高学生对信号与系统课程在直观上的认知，培养学生的学习兴趣及工程实践和创新的能力。

【关键词】信号与系统；实验教学； MA T L A BAp pl i c a t i o n o f Ma t l a b Si mu l a t i o n i n t he S i g n a l s a n d S y s t e ms Co u r s e XU Gu an g -b i n ZHANG Ta o ZH

现代数字信号处理仿真报告

3.16计算机模拟实验。

设x(n) = x1(n) + x2(n)，x1(n)是窄带信号，定义为x1(n) = sin(0.05πn +φ)，φ是在[0, 2π)区间上均匀分布的随机相位。x2(n)是宽带信号，它由一个零均值、方差为1的白噪声信号e(n)激励一个线性滤波器而产生，其差分方程为x2(n) = e(n) + 2e(n-1) + e(n-2)。 (1)计算x1(n)和x2(n)各自的自相关函数，并画出其函数图形。据此选择合适的延时，以实现谱线增强。

(2)产生一个x(n)序列。选择合适的μ值。让x(n)通过谱线增强器。画出输出信号y(n)和误差信号e(n)的波形，并分别与x1(n)和x2(n)进行比较。

解：

一．仿真思路：

首先，根据题目要求生成各个信号，包括窄带信号x1(n)、白噪声e(n)、宽带噪声信号x2(n)以及输入信号x(n)。然后，根据生成的信号，分别计算x1(n)和x2(n)的自相关函数。其次，观察前述两个自相关数的图形，找出二者的自相关长度，并选择一个介于两自相关长度值之间的一个值，作为Δ值，将输入信号x(n)延迟Δ，即x(n-Δ)。最后，按照课本上图3.45所示的自适应预测原理完成自适

信号与系统的MATLAB仿真

一、信号生成与运算的实现

1.1 实现f(t)?Sa(t)?sint(t??3?) ttsin(?)sint??sin(?t?)?sinc(t?) f(t)?Sa(t)??tt?t???m11.m

t=-3*pi:0.01*pi:3*pi; % 定义时间范围向量t f=sinc(t/pi); % 计算Sa(t)函数 plot(t,f); % 绘制Sa(t)的波形 运行结果：

1.2 实现f(t)?sinc(t)?sin(?t)(t??10) ?tm12.m

t=-10:0.01:10; % 定义时间范围向量t f=sinc(t); % 计算sinc(t)函数 plot(t,f); % 绘制sinc(t)的波形 运行结果：

1.3 信号相加：f(t)?cos18?t?cos20?t

m13.m

syms t; % 定义符号变量t

f=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t); % 计算符号函数f(t)=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t