信號是現(xiàn)代工程中經(jīng)常處理的對象,在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域有大量的應(yīng)用。在中,信號處理工具箱可以看做工具集合,包含波形產(chǎn)生與處理、數(shù)字和模擬濾波器設(shè)計、信號模型以及頻譜分析、時頻分析等多個常見功能。
在信號工具箱中,提供了多種產(chǎn)生信號的函數(shù)。利用這些函數(shù),可以很方便地產(chǎn)生多種常見信號。
鋸齒波和三角波
(t):產(chǎn)生周期為2π,峰值為-1和1,采樣時刻由向量t指定,此時為鋸齒波。
(t, xmax):產(chǎn)生三角波,xmax指定最大值出現(xiàn)的地方,其取值在0到1之間。當(dāng)t由0增大到xmax*2π時,函數(shù)值由-1增大到1,當(dāng)t由xmax*2π增大到2π時,函數(shù)值由1減小到-1。當(dāng)xmax=0.5時,上升段斜率與下降段斜率相等,三角波對稱,如下面簡單例子。
T = 5*(1/50);
Fs = 100e3;
dt = 1/Fs;
t = 0:dt:T-dt;
Xmax = 0.5;
st = (2*pi*50*t,Xmax);
plot(t,st)
非周期三角/矩形脈沖
(t) :產(chǎn)生一個連續(xù)的、非周期的、單位高度的三角脈沖的采樣,采樣時刻由數(shù)組t指定。缺省情況下,產(chǎn)生的是寬度為1的非對稱三角脈沖。
(t,W) :產(chǎn)生一個寬度為W的三角脈沖。
(t,W,S) :S為三角波的斜度。參數(shù)S滿足-11,當(dāng)S=0時函數(shù)信號發(fā)生器使用方法,產(chǎn)生一個對稱的三角波。
(t, W) 產(chǎn)生一個連續(xù)的、非周期的、單位高度的矩形脈沖的采樣,寬度為W。
t = -T:1/Fs:T-Ts;
W = 0.04;
S = 0;
= (t,W,S);
;
plot(t,)
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t = -T:1/Fs:T-Ts;
W = 0.04;
= (t,W);
;
plot(t,)
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周期sinc波形
在中,用戶可以使用diric命令實現(xiàn)周期sinc函數(shù),又被稱為 函數(shù)。函數(shù)的定義是d(x)=sin(N*x/2)./(N*sin(x/2))。diric函數(shù)的調(diào)用格式為:Y=diric(x,N)。
函數(shù)返回大小與x相同的矩陣,元素為 函數(shù)值。N必須為正整數(shù),該函數(shù)將0到2π等間隔的分成N等份。
x=-6*pi:0.01:6*pi;
y1=abs(diric(x,10));
y2=diric(x,50);
;
plot(x,y1,'-k',x,y2,'-r','',2)
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高斯調(diào)幅正弦波
在信息處理中,使載波的振幅按調(diào)制信號改變的方式叫調(diào)幅。高斯調(diào)幅正弦波是比較常見的調(diào)幅正弦波,通過高斯函數(shù)變換將正弦波的幅度進(jìn)行調(diào)整。是信號處理工具箱提供的信號發(fā)生函數(shù),其調(diào)用格式如下:
yi=(t,Fc,BW):函數(shù)返回最大幅值為1的高斯函數(shù)調(diào)幅的正弦波的采樣,其中心頻率為Fc,相對帶寬為BW,時間由數(shù)組t給定。BW 的值必須大于0。默認(rèn)情況下,F(xiàn)c=,BW=0.5。
yi=(t,Fc,BW,BWR) BWR:指定可選的頻帶邊緣處的參考水平函數(shù)信號發(fā)生器使用方法,以相對于正常信號峰值下降了-BWR(單位為dB)為邊界的頻帶,其相對帶寬為100*BW%。默認(rèn)情況下BWR的值為-6dB。其他參數(shù)設(shè)置同上。BWR的值為負(fù)值。
tc=(‘’,Fc,BW,BWR,TPE):返回包絡(luò)相對包絡(luò)峰值下降TPE(單位為dB)時的時間tc。默認(rèn)情況下,TPE 的值是-60dB。其他參數(shù)設(shè)置同上。TPE 的值必須是負(fù)值。
Fc = 5e3;
BW = 0.6;
tc = ('',Fc,BW,[],-40);
t = -tc:dt:tc;
yi = (t,Fc,BW);
;
plot(t,yi)
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調(diào)頻信號
和調(diào)幅類似,使載波的頻率按調(diào)制信號改變的方式被稱為調(diào)頻。調(diào)波后的頻率變化由調(diào)制信號決定,同時調(diào)波的振幅保持不變。從波形上看,調(diào)頻波像被壓縮得不均勻的彈簧。在中,chirp 函數(shù)可以獲得在設(shè)定頻率范圍內(nèi)的按照設(shè)定方式進(jìn)行的掃頻信號。chirp函數(shù)調(diào)用格式如下。
Y=chirp(t,F0,T1,F1):產(chǎn)生一個頻率隨時間線性變化信號的采樣,其時間軸的設(shè)置由數(shù)組t定義。時刻0的瞬時頻率為F0;時刻T1的瞬時頻率為F1。默認(rèn)情況下,F(xiàn)0=0Hz,T1=1,F(xiàn)1=100Hz。
Y=chirp(t,F0,T1,F1,’’):指定改變掃頻的方法??捎玫姆椒ㄓ小?線性調(diào)頻)、‘’(二次調(diào)頻)、‘’(對數(shù)調(diào)頻)。默認(rèn)時為‘’,其他參數(shù)意義同上。
Y=chirp(t,F0,T1,F1,’’,PHI):PHI 指定信號的初始相位,默認(rèn)時PHI 的值為0,其他參數(shù)意義同上。
高斯分布隨機(jī)序列
在信號處理中,標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機(jī)序列是重要序列。該序列可以由randn函數(shù)生成,randn函數(shù)的調(diào)用格式為:Y=randn(M,N):將生成M 行N 列的均值方差為1的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)序列。
M = 150;
D = 5;
Y = M+sqrt(D)*randn(1,10000);
M1 = mean(Y)
D1 = var(Y)
x=140:0.1:160;
;
hist(Y,x)
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