基于MATLAB信號與系統(tǒng)中抽樣定理的仿真-(最終版)

1、PAGE - 分類號 編號煙 臺 大 學 文 經(jīng) 學 院畢 業(yè) 論 文（設 計）基于MATLAB信號與系統(tǒng)中抽樣定理的仿真Signal and System Based on MATLAB simulation sampling theorem系 別：電子信息與計算機科學系 專 業(yè)： 通信技術 班 級： 姓 名： 學 號： 指導老師： （講師） 2013年 6 月 1 日煙臺大學文經(jīng)學院- 基于MATLAB信號與系統(tǒng)中抽樣定理的仿真姓 名： 導 師： 2013年 6 月 1 日煙臺大學文經(jīng)學院- 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）任務書系（部）：電子信息與計算機科學系姓名學號畢業(yè)屆別專業(yè)通信技術

2、畢業(yè)論文（設計）題目基于MATLAB的信號與系統(tǒng)中抽樣定理的仿真指導教師學歷碩士研究生職稱講師所學專業(yè)物理電子學具體要求(主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等)：主要內(nèi)容：基于MATLAB的信號與系統(tǒng)中抽樣定理的仿真，利用MATLAB在數(shù)字信號處理中的基本應用，并會對結(jié)果用所學知識進行分析。 基本要求：掌握MATLAB的基本操作，掌握基于MATLAB的通信系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)的基本工作原理，理解系統(tǒng)中各信號抽樣仿真的原理。主要參考資料： 1 樓順天.基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設計信號處理M.西安:西安電子科技大學出版社2 鄒理和.數(shù)字信號處理M.北京:國防工業(yè)出版社,1988.3941滯后，這就是

3、離散系統(tǒng)最常用零階保持器的主要原因之一。進度安排：2013年3月5日前，確定選題及指導教師2013年3月5日至3月31日，進行畢業(yè)設計調(diào)研，完成大概設計2013年4月1日至4月20日，進行畢業(yè)設計，寫論文2013年4月20日至4月25日，對內(nèi)容和機構(gòu)進行第一遍修改2013年5月1日前，進行第二遍修改2013年5月10日6月1日 設計作品驗收、論文裝訂、畢業(yè)答辯指導教師（簽字）： 年 月 日系部、院（系）意見： 系（部）主任或教學院長簽字： 年 月 日備注：PAGE 摘要 與連續(xù)時間信號相比，離散時間信號的處理更加靈活、方便，應用更加廣泛。在實際應用中，通常先將連續(xù)時間信號轉(zhuǎn)換成離散時間信號，前

4、提是抽樣過程必須滿足抽樣定理。抽樣定理在連續(xù)時間信號與離散時間信號之間架起了一座橋梁。本文利用MATLAB對抽樣過程進行仿真，并對抽樣定理的條件與結(jié)論進行驗證和討論，通過研究可以得到符合實際應用的結(jié)論，同時加深對抽樣定理的理解和把握。關鍵詞 MATLAB; 抽樣定理；仿真 Abstract: The processing for discretetime signal is more flexible，convenient，and more widely used，compared with continuoustime signa1In practice，continuoustime sig

5、nal is usually changed into discrete-time signal firstly，provided that the sampling process meets the sampling theoremSampling theorem sets up a bridge between continuous-time signal and discretetime signa1But must the restrictions and conclusion of the sampling theorem coincide with the actual appl

6、ication? In this paper，sampling process is simulated by using MATLAB ,and the conditions and conclusion of samplingtheorem is validated and discussion，through which shows that the restrictions and the conclusion of sampling theorem agrees with the practice；meanwhile，understanding and grasp of sampli

7、ng theorem is deepenedKey words：MATLAB；sample theory; simulation目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc201119338 第1章 緒論 PAGEREF _Toc201119338 h 1 HYPERLINK l _Toc201119339 1.1 MATLAB語言的特點 PAGEREF _Toc201119339 h 1 HYPERLINK l _Toc201119340 1.2 MATLAB產(chǎn)品主要的應用領域 PAGEREF _Toc201119340 h 1 HYPERLINK l _Toc2

8、01119341 1.3 抽樣定理簡介1 HYPERLINK l _Toc201119342 第2章 抽樣信號 PAGEREF _Toc201119342 h 4 HYPERLINK l _Toc201119343 2.1 抽樣信號原理 PAGEREF _Toc201119343 h 4 HYPERLINK l _Toc201119344 2.2 模擬信號算法 PAGEREF _Toc201119344 h 5 HYPERLINK l _Toc201119345 2.2.1 模擬信號頻率計算. PAGEREF _Toc201119345 h 5 HYPERLINK l _Toc20111934

9、6 2.2.2 采樣信號頻率計算. PAGEREF _Toc201119346 h 5 HYPERLINK l _Toc201119347 2.2.3 模擬信號實現(xiàn) PAGEREF _Toc201119347 h 6 HYPERLINK l _Toc201119348 2.3 本章小結(jié) PAGEREF _Toc201119348 h 8 HYPERLINK l _Toc201119363 第3章 MATLAB程序仿真 PAGEREF _Toc201119363 h 9 HYPERLINK l _Toc201119364 3.1仿真目的9 HYPERLINK l _Toc201119365 3.

10、2仿真原理說明及設計內(nèi)容9 HYPERLINK l _Toc201119365 3.3設計內(nèi)容10 HYPERLINK l _Toc201119365 3.4仿真設計實現(xiàn)：信號的產(chǎn)生和頻域分析10 HYPERLINK l _Toc201119370 結(jié)論17 HYPERLINK l _Toc201119371 致謝18 HYPERLINK l _Toc201119372 參考文獻 PAGEREF _Toc201119372 h 19 HYPERLINK l _Toc201119373 附錄A PAGEREF _Toc201119373 h 20 HYPERLINK l _Toc20111937

11、4 附錄B PAGEREF _Toc201119374 h 28PAGE V 煙臺大學文經(jīng)學院畢業(yè)論文（設計）PAGE 28 第1章 緒論MATLAB（Matrix Laboratory）是1984年美國Math Works公司產(chǎn)品，MATLAB的推出得到了各個領域?qū)＜覍W者的廣泛關注，并越來越多的應用到我們的學習生活中來，是目前通信工程上最廣泛應用的軟件之一。Matrix Laboratory意為“矩陣實驗室”，最初的MATLAB只是一個數(shù)學計算工具。但現(xiàn)在的MATLAB已經(jīng)遠不僅僅是一個“矩陣實驗室”，它已經(jīng)成為一個集概念設計、算法開發(fā)、建模仿真，實時實現(xiàn)于一體的集成環(huán)境，它擁有許多衍生子集

12、工具。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是 HYPERLINK /view/10337.htm t _blank 矩陣，它的指令表達式與數(shù)學,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來解算問題要比用C,FORTRAN等語言完全相同的事情簡捷得多.在新的版本中也加入了對 HYPERLINK /view/10075.htm t _blank C, HYPERLINK /view/36402.htm t _blank FORTRAN, HYPERLINK /view/824.htm t _blank c+ , HYPERLINK /view/29.htm t _blank JAVA的支持.可以直接調(diào)用,用

13、戶也可以將自己編寫的實用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用。1.1MATLAB語言的特點（1）語言簡潔緊湊, 語法限制不嚴，程序設計自由度大，可移植性好。（2）運算符、庫函數(shù)豐富。（3）強大的數(shù)值（矩陣）運算功能。（4）界面友好、編程效率高。（5）圖形功能強大。1.2MATLAB產(chǎn)品主要的應用領域（1）仿真和建模（2）實時仿真（3）自動控制（4）信號處理與通信（5）數(shù)據(jù)分析/科學計算（6）算法開發(fā)（7）圖形和可視化法（8）獨立應用開發(fā)（9）其他領域 1.3抽樣定理簡介定義所謂抽樣。就是對時間連續(xù)的信號隔一定的時間間隔T抽取一個瞬時幅度值（樣值），抽樣是由抽樣門完成的。 在一個頻帶限

14、制在（0，）內(nèi)的時間連續(xù)信號，如果以的時間間隔對它進行抽樣，那么根據(jù)這些抽樣值就能完全恢復原信號。或者說，如果一個連續(xù)信號的頻譜中最高頻率不超過，當抽樣頻率時，抽樣后的信號就包含原連續(xù)的全部信息。意義抽樣定理指出，由樣值序列無失真恢復原信號的條件是 ，為了滿足抽樣定理，要求模擬信號的頻譜限制在0之內(nèi)（為模擬信號的最高頻率）。為此，在抽樣之前，先設置一個前置 HYPERLINK /view/204522.htm t _blank 低通濾波器，將模擬信號的帶寬限制在以下，如果前置低通濾波器特性不良或者抽樣頻率過低都會產(chǎn)生折疊噪聲。例如，話音信號的最高頻率限制在3400HZ，這時滿足抽樣定理的最低的

15、抽樣頻率應為=6800HZ，為了留有一定的防衛(wèi)帶，CCITT規(guī)定話音信號的抽樣率=8000HZ，這樣就留出了8000-6800=1200HZ作為濾波器的防衛(wèi)帶。應當指出，抽樣頻率不是越高越好，太高時，將會降低信道的利用率（因為隨著升高，數(shù)據(jù)傳輸速率也增大，則數(shù)字信號的帶寬變寬，導致信道利用率降低。）所以只要能滿足,并有一定頻帶的防衛(wèi)帶即可。以上討論的抽樣定理實際上是對低通信號的情況而言的，設模擬信號的 HYPERLINK /view/476354.htm t _blank 頻率范圍為，帶寬B=-.如果B，則稱之為 HYPERLINK /view/1892207.htm t _blank 帶通信

16、號，載波12路群信號（頻率范圍為60108KHZ）就屬于帶通型信號。對于低通型信號來講，應滿足的條件，而對于帶通型信號，如果仍然按照這個抽樣，雖然能滿足樣值頻譜不產(chǎn)生重疊的要求，但是無疑太高了（因為帶通信號的高），將降低信道頻寬的利用率，這是不可取的。適用范圍抽樣定理在實際應用中應注意在抽樣前后模擬信號進行濾波，把高于二分之一抽樣頻率的頻率濾掉。這是抽樣中必不可少的步驟。抽樣定理抽樣定理：設時間連續(xù)信號，其最高截止頻率為 ，如果用時間間隔為T的開關信號對進行抽樣時，則就可被樣值信號唯一地表示。定理分類時域抽樣定理頻帶為F的連續(xù)信號可用一系列離散的采樣值,.來表示,只要這些采樣點的時間間隔t1/

17、2F，便可根據(jù)各采樣值完全恢復原來的信號。 這是時域采樣定理的一種表述方式。時域采樣定理的另一種表述方式是：當時間信號函數(shù)的最高頻率分量為時,的值可由一系列采樣間隔小于或等于的采樣值來確定,即采樣點的重復頻率。圖為模擬信號和采樣樣本的示意圖。時域采樣定理是采樣誤差理論、隨機變量采樣理論和多變量采樣理論的基礎。1頻域抽樣定理對于時間上受限制的連續(xù)信號（即當tT時,=0,這里T=是信號的持續(xù)時間），若其頻譜為,則可在頻域上用一系列離散的采樣值 采樣值來表示,只要這些采樣點的頻率間隔 頻率間隔。用MATLAB軟件來進行抽樣定理的實現(xiàn)，可以很容易的實現(xiàn)，能夠達到實驗室所不能達到的理想化（器件各種參數(shù)）

18、，用軟件實現(xiàn)還可以節(jié)省大量的人力及物力。第2章 抽樣信號2.1 抽樣信號原理設 是連續(xù)時間信號, 的傅立葉變換為： (2.1)設 為周期沖激脈沖信號, 為采樣周期, (2.2)以表示采樣輸出, 則： (2.3)根據(jù)傅立葉變換性質(zhì),采樣信號 的傅立葉變換為 (2.4)其中 P(j) 為 的傅立葉變換, 因此, (2.5)從 (2.5) 式我們又可得到 (2.6)采樣信號的傅立葉變換的另一種表示形式為 (2.7)上式說明采樣后的信號頻譜是采樣之前信號頻譜以整數(shù)倍采樣頻率的平移然后疊加形成的。式(2.7)用于離散時間信號的傅立葉變換的計算。是連續(xù)的模擬頻率,。 2.2 模擬信號算法2.2.1 模擬信

19、號頻率計算.在計算機中模擬信號是無法存儲的, 但當模擬信號 為有限 (-L t P ， L, P 是正數(shù)) 時,以充分小的時間取 的值，就可得到一根平滑的曲線，用于近似分析。本文中, 選用雙指數(shù)函數(shù)， L= P 。此時, 可用一數(shù)組 表示, 數(shù)組的大小是從- L 的點起到L 點之間間隔為$ t 的點數(shù)，并用 m 表示各個點。當 用 表示時, （2.8）設 ,則 則為矩陣 Y 的轉(zhuǎn)置?？紤]到頻率范圍較大, 需將化分成一定間隔的頻率點。設的頻率范圍為 (-,) ，取頻率間隔為 ，K為常數(shù)，根據(jù)實際情況來選擇，則正頻率點為0，2, , 。負頻率點與正頻率點對稱，共有 2K+1 個頻率點。由此y()

20、中后一個數(shù)值表示頻率點.根據(jù)上述原理，式(2.8)變?yōu)?，其中=,，t=-L,-L+，P-,P,W=k()，k=-K,-K+1，K-1,K,為t矩陣的轉(zhuǎn)置.2.2.2 采樣信號頻率計算.設采樣周期為,則采樣信號 =, 其中=L.根據(jù),其中n=-N,-(N-1),0,(N-1),NW=k()k=-K,-K+1,K-1,KK為常數(shù),為n矩陣的轉(zhuǎn)置。這里以頻率f為橫軸,不同于文獻2。. 2.2.3模擬信號實現(xiàn)1)模擬信號及其傅立葉變換圖形2.取,用MATLAB編程畫出的和的傅立葉變換圖形如圖1所示.程序中利用了0,并取L=P=5ms,時間間隔為0.05ms。（a）模擬信號； （b）連續(xù)傅立葉變換圖2

21、.1 用MATLAB編程畫出的及當時,。為了與后面的采樣信號對比,取=2P(6000),K=2000，共有4001個頻率點，,傅立葉變換，以f為橫軸。2)=0.2ms時,的采樣信號及其傅立葉變換圖形.從圖1可以認為,模擬信號的最高頻率=2kHz,現(xiàn)=0.2ms,則=1=5000Hz2,采樣頻率大于模擬信號最高頻率的2倍,滿足抽樣定理.其它條件L=P=5ms,=2P(6000),K=2000.采樣信號及其傅立葉變換如圖2.2所示。（a）采樣信號（b）離散時間傅立葉變換圖2.2 =0.2ms,采樣信號和離散時間傅立葉變換3)=0.5ms時,的采樣信號及其傅立葉變換圖形.因為=0.5ms,則=1=2

22、000Hz2,采樣頻率小于模擬信號最高頻率的2倍,不滿足抽樣定理.其它條件L=P=5ms,=2P(6000),K=2000.采樣信號x2及其傅立葉變換X2如圖2.3所示(a)采樣信號 (b)離散時間傅立葉變換圖2.3 =0.5ms,采樣信號和離散時間傅立葉變換 2.3本章小結(jié)圖2.12.3利用了相同的坐標。圖2.2以5kHz的頻率采樣,圖2.3以2kHz的頻率采樣,采樣后的信號頻譜是采樣之前信號頻譜以整數(shù)倍采樣頻率的平移、疊加形成;當采樣頻率大于模擬信號最高頻率2倍時,采樣信號的頻譜不互相重疊,模擬信號能從采樣信號中不失真地還原;當采樣頻率小于模擬信號最高頻率2倍時,采樣信號的頻譜互相重疊,模

23、擬信號不能從采樣信號中還原.這完全符合抽樣定理3.圖形是根據(jù)原理用MATLAB編程實現(xiàn)的，實現(xiàn)起來非常簡單，而且結(jié)論非常可靠明確。第3章 MATLAB程序仿真3.1仿真目的1)熟悉抽樣定理、信號的抽樣過程；2)通過實驗觀察欠采樣時信號頻譜的混疊現(xiàn)象；3)掌握抽樣前后信號的頻譜的變化，加深對抽樣定理的理解；4)掌握抽樣頻率的確定方法。3.2仿真原理說明及設計內(nèi)容低通抽樣定理：一個頻帶限制在（0，）赫內(nèi)的時間連續(xù)信號，如果以秒的時間間隔對它進行等間隔（均勻抽樣，則將被所得到的抽樣值完全確定。此定理告訴我們：若的頻譜在某一角頻率上以上為零，則中的全部信息完全包含在其間隔不大于秒的均勻抽樣序列里。抽樣

24、速率（每秒鐘的抽樣點數(shù)）應不小于，否則，若抽樣速率，則會產(chǎn)生失真，這種失真叫混疊失真。3.3設計內(nèi)容產(chǎn)生一個連續(xù)的時間連續(xù)信號，并對其進行頻譜分析，繪制時域波形圖和頻域波形圖。對產(chǎn)生的連續(xù)信號進行抽樣，并繪制抽樣后的時域波形圖，和頻域波形圖。（3）改變抽樣頻率，分別對原始連續(xù)信號抽樣，繪制抽樣后的時域和頻域波形，最后對得到的波形進行分析。從而驗證抽樣定理。3.4仿真設計實現(xiàn)：信號的產(chǎn)生和頻域分析 用MATLAB產(chǎn)生一個連續(xù)的信號，；根據(jù)抽樣定理，在MATLAB中編寫源程序代碼，畫出原信號時域波形和頻域波形，再分別用不同的頻率的抽樣脈沖對其進行抽樣，在MATLAB中實現(xiàn)不同頻率抽樣時，時域和頻域

25、波形的效果對比，驗證抽樣定理。原始信號的時域波形和頻域波形的源程序代碼如下：t0=10;%定義時間長度ts=0.001; % 抽樣周期fs=1/ts;df=0.5;% 頻率的分辨率t=-t0/2:ts:t0/2;%定義時間序列x=sin(200*t);m=x./(200*t);w=t0/(2*ts)+1;m(w)=1;%定義在t=0時刻的值為1m=m.*m; m=50.*m;%定義函數(shù)sinc（200t）subplot(2,1,1); plot(t,m);xlabel(時間); title(原信號的時域波形)axis(-0.15,0.15,-1,50);M,mn,dfy=fftseq(m,ts

26、,df);%傅里葉變換，程序在后面M=M/fs;f=0:dfy:dfy*length(mn)-dfy-fs/2;%定義頻率序列subplot(2,1,2); plot(f,abs(fftshift(M);xlabel(頻率);axis(-500,500,0,1);title(原信號的頻域波形); 原始信號在抽樣頻率為200HZ和400HZ的抽樣脈沖下抽樣波形(此時的滿足抽樣定理)，其時域和頻域波形如下：%200hz抽樣t0=10;%定義時間長度ts1=0.005; %充足抽樣周期fs1=1/ts1;df=0.5;% 頻率的分辨率t1=-t0/2:ts1:t0/2;%定義時間序列x1=sin(2

27、00*t1);m1=x1./(200*t1);w1=t0/(2*ts1)+1;m1(w1)=1;%定義在t=0時刻的值為1m1=m1.*m1; m1=50.*m1;%定義函數(shù)sinc（200t）subplot(2,1,1);stem(t1,m1);xlabel(時間); title(抽樣頻率2fhfs時時域波形)axis(-0.15,0.15,-1,50);M1,mn1,dfy1=fftseq(m1,ts1,df);%傅里葉變換，程序在后面M1=M1/fs1;N1=M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1;f1=-7*dfy1*length(mn1):dfy

28、1:6*dfy1*length(mn1)-dfy1-fs1/2;%定義頻率序列subplot(2,1,2);plot(f1,abs(fftshift(N1)xlabel(頻率);axis(-500,500,0,1);title(抽樣頻率fh1/2fs時信號的頻域波形); （3）原始信號在抽樣頻率為100HZ的抽樣脈沖下的抽樣波形（此時不滿足抽樣定理），其時域和頻域波形如下所示：%100hz抽樣t0=10;%定義時間長度ts1=0.01; %欠抽樣周期fs1=1/ts1;df=0.5;% 頻率的分辨率t1=-t0/2:ts1:t0/2;%定義時間序列x1=sin(200*t1);m1=x1./(

29、200*t1);w1=t0/(2*ts1)+1;m1(w1)=1;%定義在t=0時刻的值為1m1=m1.*m1; m1=50.*m1;%定義函數(shù)sinc（200t）subplot(2,1,1);stem(t1,m1);xlabel(時間); title(抽樣不足時時域波形)axis(-0.15,0.15,-1,50);M1,mn1,dfy1=fftseq(m1,ts1,df);%傅里葉變換，程序在后面M1=M1/fs1;N1=M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1;f1=-7*dfy1*length(mn1):dfy1:6*dfy1*length(mn1)

30、-dfy1-fs1/2;%定義頻率序列subplot(2,1,2);plot(f1,abs(fftshift(N1)xlabel(頻率);axis(-500,500,0,1);title(抽樣不足（fh2fs）時信號的頻域波形);（4）因為在MATLAB的庫函數(shù)中沒有傅里葉變換函數(shù)，而在分析抽樣定理時需要觀察頻域的抽樣波形，需要用到傅里葉變換，故編寫了子函數(shù)fftseq（），實現(xiàn)其頻域變換，供上述程序調(diào)用其代碼如下：function M,m,df=fftseq(m,ts,df)% M,m,df=fftseq(m,ts,df)fs=1/ts;if nargin = 2n1=0;else n1=f

31、s/df;endn2=length(m);n=2(max(nextpow2(n1),nextpow2(n2);M=fft(m,n);m=m,zeros(1,n-n2);df=fs/n;end 結(jié)論通過MATLAB的編程實現(xiàn)對連續(xù)信號進行抽樣的仿真實驗，進一步加深了對我們隊抽樣定理的理解。首先通過以上仿真的波形圖，我們可以很直觀的看到，原始信號的頻率約為64HZ，當抽樣頻率為原始信號頻率的2倍及其以上（實驗采用的是200HZ和400HZ）時，在抽樣信號的頻域圖上，可以看出信號的頻譜的相鄰的周期內(nèi)的波形不會發(fā)生混疊現(xiàn)象（即抽樣只是實現(xiàn)了信號頻譜在頻域內(nèi)周期的復制和搬移而已），通過一個合適的低通濾波

32、器，就可以得到和原頻譜一樣的的波形，從而能夠無失真的重建原始信號。而當抽樣頻率小于原始信號頻譜的2倍時，從仿真的頻域波形可以看出相鄰頻譜之間發(fā)生混疊從而與原來信號的頻譜波形不一樣。這樣的波形通過低通濾波器也不能恢復原來的波形。從而驗證了抽樣定理的正確性。 致謝大學三年學習時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的父母、親人們，我的老師和同學們表達我由衷的謝意。感謝我的家人對我大學三年學習的默默支持；感謝我的母校煙臺大學文經(jīng)學院給了我在大學三年深造的機會，讓我能繼續(xù)學習和提高；感謝煙臺大學文經(jīng)學院的老師和同學們?nèi)陙淼年P心和鼓勵。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學們在學習中的認真熱情

33、，生活上的熱心主動，所有這些都讓我的三年充滿了感動。 這次畢業(yè)論文設計我得到老師和同學的幫助，其中我的論文指導老師劉美娟老師對我的關心和支持尤為重要。每次遇到難題，我最先做的就是向劉老師尋求幫助，而劉老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。劉老師平日里工作繁多，但我做畢業(yè)設計的每個階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導。這幾個月以來，劉老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷，在此謹向劉老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。同時，本篇畢業(yè)論文的寫作也得到了同學的熱情幫助。感謝在整個畢業(yè)設

34、計期間和我密切合作的同學，和曾經(jīng)在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭?，在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學表示感謝！ 參考文獻1 AlnVO,AlanSW.Signals&systemsM.NewJersey:Prentice-HallInt,Inc,1997.5145222 樓順天.基于MATLAB的系統(tǒng)分析與設計信號處理M.西安:西安電子科技大學出版社,1999.1361473 鄒理和.數(shù)字信號處理M.北京:國防工業(yè)出版社,1988.3941滯后，這就是離散系統(tǒng)最常用零階保持器的主要原因之一。4 蘇金明,阮沈勇.MATLAB6.1實用指南1M2.北京:電子工業(yè)出版社,2002.5 姚東.M

35、ATLAB命令大全1M2.北京:人民郵電出版社,2000.6 鄭阿奇主編,曹弋,趙陽編著.MATB實用教程1M2.北京:電子工業(yè)出版社,2004.7現(xiàn)代通信原理與技術第二版，張輝 曹麗娜 主編。8 MATLAB 電子仿真與應用教程第二版，王華 李友軍 劉建存 主編。9MATLAB 7.0/Simulink 6.0 應用實例仿真與高效算法開發(fā) 黃永安 李文成 高小科 主編。附錄A主程序清單function w(action) if nargin1, action=initialize;end; if strcmp(action,initialize), oldFigNumber=watchon;

36、 figNumber=figure( . Name,抽樣定理及其恢復演示實驗 NumberTitle,off, . Visible,off, . DoubleBuffer,on, . BackingStore,off, . Colormap,); axes( . Units,normalized, . Position,0.05 0.40 0.75 0.90, . Visible,off, . NextPlot,add); text(0,0)奈奎斯特抽樣定理 HorizontalAlignment,center,. FontWeight,bold,. FontSize,10,. Color,0

37、,0,1); axis(-1 1 -1 1); axes( . Units,normalized, . Position,0.05 0.30 0.75 0.90, . Visible,off, . NextPlot,add); text(0,0,要想抽樣后能夠不失真地還原出原信號 HorizontalAlignment,center,. FontWeight,bold,. FontSize,10,. Color,0,0,1); axis(-1 1 -1 1); axes( . Units,normalized, . Position,0.05 0.20 0.75 0.90, . Visible

38、,off, . NextPlot,add); text(0,0,抽樣頻率必須大于兩倍信號譜的最高頻率。,. HorizontalAlignment,center,. FontWeight,bold,. FontSize,10,. Color,0,0,1); axis(-1 1 -1 1); %= % 建立信息窗口 top=0.30; left=0.40; right=0.70; bottom=0.05; labelHt=0.03; spacing=0.005; % 首先建立信息窗的框架 frmBorder=0.02; frmPos=left-frmBorder bottom-frmBorder

39、 . (right-left)+2*frmBorder (top-bottom)+2*frmBorder; uicontrol( . Style,frame, . Units,normalized, . Position,frmPos, . BackgroundColor,0.50 0.50 0.50); % 然后建立文本標簽 labelPos=left top-labelHt (right-left) labelHt; uicontrol( . Style,text, . Units,normalized, . Position,labelPos, . BackgroundColor,0.5

40、0 0.50 0.50, . ForegroundColor,1 1 1, . String,信息窗); % 然后建立可編文本區(qū)域 mcwPos=left bottom (right-left) top-bottom-labelHt-spacing; mcwHndl=uicontrol( . Style,edit, . HorizontalAlignment,left, . Units,normalized, . Max,10, . BackgroundColor,1 1 1, . Position,mcwPos, . Callback,w(quickeval); % 存儲此句柄以便將來使用

41、set(gcf,UserData,mcwHndl); %= % 關于所有按鈕的信息 labelColor=0.8 0.8 0.8; top=0.95; bottom=0.05; left=0.75; yInitLabelPos=0.90; left=0.75; labelWid=0.21; labelHt=0.05; btnWid=0.21; btnHt=0.05; % 同一命令下標簽和按鈕之間的空隙 btnOffset=0.003; %某一按鈕和下一命令標簽之間的空隙 spacing=0.05; %= % 控制臺框架 frmBorder=0.02; yPos=0.05-frmBorder;

42、frmPos=left-frmBorder yPos btnWid+2*frmBorder 0.9+2*frmBorder; h=uicontrol( . Style,frame, . Units,normalized, . Position,frmPos, . BackgroundColor,0.50 0.50 0.50); %= % 模擬信號及采樣頻率命令按鈕 btnNumber=1; yLabelPos=top-(btnNumber-1)*(btnHt+labelHt+spacing); labelStr=模擬信號及采樣頻率 ; labelList=|矩形波fs2000Hz|矩形波fs1

43、500Hz|矩形波fs800Hz|正弦波fs1800Hz|正弦波fs1200Hz|正弦波fs600Hz|鋸齒波fs2500Hz|鋸齒波fs2000Hz|鋸齒波fs800Hz; cmdList=str2mat( . % 按下窗體右端的按鈕可以看到抽樣定理與恢復演示實驗,. square1(2000),%模擬信號表達式為y(t)=2*u(t-0.05)-u(t)-u(t-0.0625),最高頻率為750赫茲,fs2000赫茲即大于模擬信號最高頻率的2倍時采樣序列的頻譜不混疊,恢復信號不失真,. square1(1500),%模擬信號表達式為y(t)=2*u(t-0.05)-u(t)-u(t-0.0

44、625),最高頻率為750赫茲,fs1500赫茲即等于模擬信號最高頻率的2倍時采樣序列的頻譜不混疊,恢復信號不失真,. square1(800),%模擬信號表達式為y(t)=2*u(t-0.05)-u(t)-u(t-0.0625),最高頻率為750赫茲,fs800赫茲即小于模擬信號最高頻率的2倍時采樣序列的頻譜混疊,恢復信號失真, . sine(1800),%模擬信號表達式為 y(t)=200*exp(-50*sqrt(2)*pi*t)*sin(-50*sqrt(2)*pi*t)最高頻率為600赫茲,fs1800赫茲即大于模擬信號最高頻率的2倍時采樣序列的頻譜不混疊,恢復信號不失真,. sin

45、e(1200),%模擬信號表達式為y(t)=200*exp(-50*sqrt(2)*pi*t)*sin(-50*sqrt(2)*pi*t)最高頻率為600赫茲,fs1200赫茲即等于模擬信號最高頻率的2倍時采樣序列的頻譜不混疊,恢復信號不失真,. sine(600),%模擬信號表達式為y(t)=200*exp(-50*sqrt(2)*pi*t)*sin(-50*sqrt(2)*pi*t)最高頻率為600赫茲,fs600赫茲即小于模擬信號最高頻率的2倍時采樣序列的頻譜混疊,恢復信號失真,. sawtooth1(2500),%模擬信號表達式為y(t)=20*(t-0.05)最高頻率為1000赫茲,

46、fs2500赫茲大于模擬信號最高頻率的2倍時采樣序列的頻譜不混疊,恢復信號不失真 sawtooth1(2000),%模擬信號表達式為y(t)=20*(t-0.05)最高頻率為1000赫茲,fs2000赫茲即等于模擬信號最高頻率的2倍時采樣序列的頻譜不混疊,恢復信號不失真 ,. sawtooth1(800),%模擬信號表達式為y(t)=20*(t-0.05)最高頻率為1000赫茲,fs800赫茲即小于模擬信號最高頻率的2倍時采樣序列的頻譜混疊,恢復信號失真); callbackStr=w eval; % 標簽信息 labelPos=left yLabelPos-2*labelHt labelWi

47、d labelHt; uicontrol( . Style,text, . Units,normalized, . Position,labelPos, . BackgroundColor,labelColor, . HorizontalAlignment,left, . String,labelStr); % 選項按鈕信息 btnPos=left yLabelPos-2*labelHt-btnHt-btnOffset btnWid btnHt; hndl1=uicontrol( . Style,popup, . Units,normalized, . Position,btnPos, . S

48、tring,labelList, . Callback,callbackStr, . UserData,cmdList); %= uicontrol( . Style,pushbutton, . Units,normalized, . Position,left bottom+2*btnHt+spacing btnWid 1.5*btnHt, . String,關于, . Callback,w(info); % 關閉按鈕 uicontrol( . Style,pushbutton, . Units,normalized, . Position,left bottom btnWid 1.5*bt

49、nHt, . String,關閉, . Callback,close(gcf); % 顯示圖形 hndlList=mcwHndl hndl1 ; watchoff(oldFigNumber); set(figNumber,Visible,on, . UserData,hndlList); w(eval);elseif strcmp(action,info), helpwin(mfilename)elseif strcmp(action,quickeval), % 執(zhí)行小命令窗內(nèi)的命令 hndlList=get(gcf,UserData); mcwHndl=hndlList(1); evalmc

50、w(mcwHndl);elseif strcmp(action,eval) hndlList=get(gcf,UserData); n=length(hndlList); mcwHndl=hndlList(1); evalStr=str2mat(); for count=2:n, newStrList=get(hndlList(count),UserData); newStrVal=get(hndlList(count),Value); newStr=deblank(newStrList(newStrVal,:); if isempty(newStr), evalStr=str2mat(eva

51、lStr,newStr); end; end; set(mcwHndl,String,evalStr); evalmcw(mcwHndl);end; % if strcmp(action, .附錄BMATLAB is Matrix Laboratories (Matrix Laboratory) means. In addition to a superior numerical ability, it also provides a professional level of symbols, word processing, visualization and modeling and s

52、imulation of real-time control functions.MATLAB is the basic unit of data matrix, and the mathematical expression of the directive, commonly used in the form of projects are very similar, they use MATLAB to solving problems than with C, FORTRAN languages such as End of the same things much more simp

53、le in the new Version also joined the C, FORTRAN, c + +, JAVA support can directly call, the user can also prepare themselves to the utility into MATLAB functions in their own convenience after the call, in addition many of the fans are prepared MATLAB A number of classic, users can directly downloa

54、d can be used, very convenient.MATLAB is based on the matrix, but because of his openness, and mathwork also absorbed as the advantages of software such as maple, MATLAB become a powerful mathematical software Popular MATLAB 6.5/7.0 including the hundreds of functions within the main pack 30 and sev

55、eral tool kits (Toolbox). Kits can be divided into functional tool kits and tool kits disciplines. Functional tool kits used to expand the MATLAB The symbols, visual modeling and simulation, word processing and real-time control functions. Disciplinary tool kit is relatively strong professional tool

56、 kits and tool kits control, signal processing tool kit, communications tool kits and so are such.Open so that users MATLAB widely welcomed. In addition to internal functions, all MATLAB main package of documents and various tool kits are readable may amend the document, the source of users to modif

57、y or add your own programming tools for the new structure Package.The advantages and characteristics of MATLAB(1) friendly work platform and programming environment MATLAB from a series of tools. These tools user-friendly MATLAB functions and paper, which is used in tool-graphical user interface. MA

58、TLAB, including desktop and command window, history command window, the editor and debugger, the path for users to browse and search assistance, work space, the paper browser. With the commercialization of MATLAB and the continuing escalation of the software itself, MATLAB user interface is more ref

59、ined, more close to the standard Windows interface, a more interactive, more simple operation. And a new version of the MATLAB provide a complete on-line enquiries, help system, greatly facilitate the use of the user. Simple programming environment provides a more complete debugging systems, procedu

60、res do not have to direct the compiler can run, but also to timely report to the mistakes and errors cause analysis. (2) easy-to-use programming language MATLAB an advanced matrix / array language, it contains control sentence, function, data structure, input and output and object-oriented programmi