第讲MATLAB在信号处理中的应用精要.ppt

第4章  MATLAB在信号处理中的应用 4.1 信号及其表示 4.2 信号的基本运算 4.3 信号的能量和功率 4.4 线性时不变系统 4.5 线性时不变系统的响应 4.6 线性时不变系统的频率响应 4.7 傅立叶变换 4.8 IIR数字滤波器的设计方法 4.9 FIR数字滤波器设计 4.1 信号及其表示 信号处理工具箱 Singnal Processing Toolbox 滤波器分析、实现、设计，系统变换等函数命令。 连续时间信号表示 离散时间信号表示 4.1.1 连续时间信号表示 【例4-1】用MATLAB命令绘制出连续时间信号x(t)=e-0.707tsin(2t/3)关于t的曲线，t的范围为0～30s,并以0.1s递增。 1.产生锯齿波或三角波函数sawtooth2.产生方波函数square3.产生sinc函数波形sinc4.产生非周期信号函数rectpuls----- 1.产生锯齿波或三角波函数sawtooth 【例4-2】产生周期为0.02的三角波。 2.方波--square 【4-3】产生周期为0.02的方波。 3.sinc函数波形-sinc 4.非周期方波-rectpuls 格式： y=rectpuls(t)—非周期方波，其宽度为时间轴的一半； Y=rectpuls(t,w)—指定宽度为w的非周期方波。 【4-5】 5.非周期三角波-tripuls 格式： y=tripuls(t)—非周期三角波，宽度为时间轴的一半； y=tripuls(t,w,s)—指定宽度为w的非周期三角波 【4-6】 6.产生线性调频扫频信号函数chirp 格式：y=chirp(t,f0,t1,f1)—产生一个线性扫频。 时刻t的瞬时频率为f0,时刻t1的瞬时频率为f1。默认情况下：f0=0Hz, t1=1,f1=100Hz. 7.产生冲击串信号函数-pulstran y=pulstran(t,d’func’)或y=pulstran(t,d@func) 在指定的时间范围t，对连续函数func，按照向量d提供的平移量进行平移后抽样生成冲激信号y y=func(t-d(1))+func(t-d(2))+… 【例】要求产生一不对称的锯齿冲激串信号，锯齿宽0.1s,波形间隔1/3s. 9-10高斯正弦脉冲信号-gauspuls和单脉冲信号-gmonopuls yi=gauspuls(持续时间T,中心频率FC，带宽BW,截断处BWR) y=gmonopuls(T,FC) [eg]产生频率为50kHz，宽度为60%的高斯RF脉冲信号。要求在脉冲包络幅度下降到40db处截断，采样频率1MHz。 11.电压控制振荡器函数-vco Y=vco(x,[fmin,fmax],fs)—产生采样频率为fs的振荡信号。x∈(-1,1),-1时，产生fmin(Hz)的振荡信号，x为1时，产生 fmax (Hz)信号。 12.【信号产生的实例】 【1】确定信号的产生—正弦波或余弦波 见my_sin.m文件 【2】给定周期信号的产生 例如，给定的某心电图一个周期的波形数据为n(共37点采样点，采样间隔为0.02秒)，试作出采样率为200和8000时的心电波形图。 4.1.3离散时间信号的表示 【4-10】绘制离散时间信号的棒状图。 其中x(-1)=-1,x(0)=1,x(1)=2,x(2)=1,x(3)=0, x(4)=-1.其他时间x(n)=0 【例】：学习连续信号及其采样后离散信号的表示方法。以取样函数f(x)=sinx/x为例，作出该函数在x∈(-10,10)内的波形。 4.1.4常见离散时间信号的表示 单位脉冲序列 单位阶跃序列 实指数序列 复指数序列 正（余）弦序列 【例】随机信号的产生 1.产生一个在[-5,1]区间均匀分布的随机数矩阵，共5行5列。 【例】随机信号的产生 tn=0:40; N=length(tn); x=rand(1,N); subplot(2,1,1);plot(tn,x); subplot(2,1,2);stem(tn,x); 1 单位脉冲序列 n1=-5;n2=5;n0=0; n=n1:n2; x=[n==n0]; stem(n,x,filled); axis([n1,n2,0,1.1*max(x)]); title(单位脉冲序列); xlabel(时间(n)); ylabel(幅度 x(n)); n1=-5;n2=5;k=0; n=n1:n2; nt=length(n); x=zeros(1,nt); nk=abs(k-n1)+1; x(nk)=1; stem(n,x,filled); axis([n1,n2,0,1.1*max(x)]); title(单位脉冲序列