數(shù)字信號處理 MATLAB程序

第第頁數(shù)字信號處理MATLAB程序

例題3.1.1

Fm=10;Fc=100;Fs=500;k=0:199;t=k/Fs;

x=sin(2*pi*Fm*t);y=x.*cos(2*pi*Fc*t);Y=fft(y,256);subplot(2,1,1);plot(y);

subplot(2,1,2);plot([-128:127],fftshift(abs(Y)));實(shí)驗(yàn)所得的圖像如下圖所示：

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.實(shí)現(xiàn)抑制載波的幅度調(diào)制。已調(diào)信號y(t)x(t)cos(ct)，式中x(t)為調(diào)制信號；

cos(ct)rad/s

為載波信號。此處可取x(t)cos(mt),c80rad/s，m10

。

（1）分析調(diào)制信號x(t)的頻譜，繪出其時(shí)域波形和頻譜。Matlab程序如下：Fs=1000;Fc=40;N=1000;

wc=80*pi;n=0:N-2;t=n/Fs;

x=cos(10*pi*pi*t);y=x.*cos(wc*t);z1=fft(x,256);

subplot(2,1,1);plot(t,x);legend('x(t)的時(shí)域波形');

subplot(2,1,2);plot([-128:127],fftshift(abs(z1)));legend('x(t)的頻譜');實(shí)驗(yàn)所得圖形如下：

（2）分析已調(diào)信號y(t)的頻譜，繪出其時(shí)域波形和頻譜。Matlab程序如下：Fs=1000;Fc=40;N=1000;n=0:N-2;t=n/Fs;

x=cos(10*pi*pi*t);

y=modulate(x,Fc,Fs,'am');z=fft(y,256);

subplot(2,1,1);plot(t,y);legend('y(t)的時(shí)域波形');

subplot(2,1,2);plot([-128:127],fftshift(abs(z)));legend('y(t)的頻域波形

')

（3）設(shè)計(jì)低通濾波器并應(yīng)用filter函數(shù)，實(shí)現(xiàn)信號同步解調(diào)設(shè)計(jì)的低通濾波器為cheby1型低通濾波器，技術(shù)參數(shù)為：wp=0.2*pi,ws=0.6*pi,Ap=1Db,As=25dB調(diào)制：

[N,wc]=cheb1ord(0.2*pi,0.6*pi,1,25,’s’);[num,den]=cheby1(N,1,wc,’s’);[b,a]=bilinear(num,den,0.5);x=cos(10*pi*pi*t);y=x.*cos(80*pi*t);w1=filter(b,a,y);plot(w1);Y=fft(w1);

plot(w1);axis([0500-11]);

調(diào)制后的波形如下圖：

解調(diào)：

[N,wc]=cheb1ord(0.2*pi,0.6*pi,1,25,'s');[num,den]=cheby1(N,1,wc,'s');[b,a]=bilinear(num,den,0.5);x=cos(10*pi*pi*t);y=x.*cos(80*pi*t);w1=filter(b,a,y);plot(w1);Y=fft(w1);

Q=demod(Y,Fc,Fs,'am');plot(t,Q);

axis([0.30.5-0.10.1]);解調(diào)后的波形如下圖：

2.實(shí)現(xiàn)含有載波的幅度調(diào)制。已調(diào)信號y(t)[Amx(t)]cos(ct)，A1,m0.5，觀察調(diào)制結(jié)果，與抑制載波的幅度調(diào)制有什么不同？

Matlab程序：

Fm=10;Fc=100;Fs=1000;N=1000;k=0:N-1;t=k/Fs;

x=sin(2*pi*Fm*t);subplot(3,1,1);plot(t,x);xlabel('t(s)');

title('Modulatesignal');y=modulate(x,Fc,Fs,'am');subplot(3,1,2);plot(t,y);xlabel('t(s)');

選取

title('Modulateedsignal(AM)');y1=(1+0.5*x).*sin(100*pi*t);subplot(3,1,3);plot(t,y1);xlabel('t(s)');

title('Modulateedsignal');兩種調(diào)制結(jié)果如下：

（3）實(shí)現(xiàn)含有載波的幅度調(diào)制y(t)[Amx(t)]cos(ct)，調(diào)制信號為

t

t

t04t04

t

3t04

t04t

3t04

x(t)tt0

t

3t4

t04

設(shè)t05s，載波為cos(ct)cos(100t)，取A1,m0.8。（1）分析調(diào)制信號x(t)的頻譜，繪出其時(shí)域波形和頻譜。（2）分析已調(diào)信號y(t)的頻譜，繪出其時(shí)域波形和頻譜。①M(fèi)atlab程序?yàn)椋篎s=1000;Fc=40;N=1000;wc=80*pi;n=0:N-2;

t=0.5/4:0.001:1.5/4;x=t;

z1=fft(x,256);subplot(4,1,1);plot(t,x);gridon;legend('x(t)=t的時(shí)域波形');

subplot(4,1,2);plot([-128:127],fftshift(abs(z1)));gridon;legend('x(t)=t時(shí)的頻譜');y=(1+0.8*x).*cos(100*pi*t);z=fft(y,256);

subplot(4,1,3);plot(t,y);

gridon;legend('y(t)的時(shí)域波形');

subplot(4,1,4);plot([-128:127],fftshift(abs(z)));gridon;legend('y(t)的頻域波形');實(shí)驗(yàn)圖形如下圖所示：

②Matlab程序?yàn)椋篎s=1000;Fc=40;N=1000;wc=80*pi;n=0:N-2;

t=0.5/4:0.001:1.5/4;t0=0.5;x=-t+t0/4;

z1=fft(x,256);subplot(4,1,1);plot(t,x);gridon;legend('x(t)=-t+t0/4的時(shí)域波形');

subplot(4,1,2);plot([-128:127],fftshift(abs(z1)));gridon;legend('x(t)=-t+t0/4時(shí)的頻譜');y=(1+0.8*x).*cos(100*pi*t);z=fft(y,256);

subplot(4,1,3);plot(t,y);

gridon;legend('y(t)的時(shí)域波形');

subplot(4,1,4);plot([-128:127],fftshift(abs(z)));gridon;legend('y(t)的頻域波形');實(shí)驗(yàn)圖形如下圖所示：

③Matlab程序?yàn)椋篎s=1000;Fc=40;N=1000;wc=80*pi;n=0:N-2;

t=0.5/4:0.001:1.5/4;t0=0.5;x=t-t0;z1=fft(x,256);subplot(4,1,1);plot(t,x);

gridon;legend('x(t)=t-t0的時(shí)域波形');subplot(4,1,2);plot([-128:127],fftshift(abs(z1)));gridon;legend('x(t)=t-t0時(shí)的頻譜');y=(1+0.8*x).*cos(100*pi*t);z=fft(y,256);

subplot(4,1,3);plot(t,y);

gridon;legend('y(t)的時(shí)域波形');

subplot(4,1,4);plot([-128:127],fftshift(abs(z)));gridon;legend('y(t)的頻域波形');

實(shí)驗(yàn)圖形如下圖所示：

（3）若傳輸中有噪聲加入。生成噪聲信號0.1*randn(1,N)，疊加在已調(diào)信號y(t)上，觀察其時(shí)域波形和頻譜。wc=80*pi;t=0.5/4:0.001:1.5/4;N=length(t);x1=t;

y1=(1+0.8*x1).*cos(100*pi*t)+0.1*randn(1,N);z1=fft(y1,256);subplot(3,2,1);plot(t,y1);

gridon;legend('x(t)=t的時(shí)域波形');

subplot(3,2,2);plot([-128:127],fftshift(abs(z1)));

gridon;legend('x(t)=t的頻域波形');x2=-t+t0/4;

y2=(1+0.8*x2).*cos(100*pi*t)+0.1*randn(1,N);z2=fft(y2,256);subplot(3,2,3);plot(t,y1);

gridon;legend('x(t)=-t+t0/4的時(shí)域波形');subplot(3,2,4);plot([-128:127],fftshift(abs(z2)));gridon;legend('x(t)=-t+t0/4的頻域波形');x3=t-t0;

y3=(1+0.8*x3).*cos(100*pi*t)+0.1*randn(1,N);z3=fft(y3,256);subplot(3,2,5);plot(t,y3);

gridon;legend('x(t)=t-t0的時(shí)域波形');subplot(3,2,6);plot([-128:127],fftshift(abs(z3)));gridon;legend('x(t)=t-t0的頻域波形');

實(shí)驗(yàn)圖形如下圖所示：

4.實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用（FDMA）。已知三個(gè)已調(diào)制信號aip[k]，經(jīng)幅度調(diào)制而產(chǎn)生的

3

FDMA信號為s[k]

i1

aip[k]cos(

ki

4

)

式中：ai為常數(shù)；p[k]為具有窄帶特性的Hanning信號，其定義為

0.5)0kN10.5

N12k

p[k]

0其他

若將此已調(diào)信號通過信道傳輸，描述該信道的模型為宜全通系統(tǒng)，其差分方程為

y[k]1.1172y[k1]0.9841y[k2]0.4022y[k3]0.2247y[k44]0.2247x[k]0.4022x[k1]0.9841x[k2]1.1172x[k3]x[k3]

已調(diào)信號s(k)通過該信道后，得到的接收信號為y(k)s(k)*h(k)。1

N=75;k=0:N-1;n=length(k);

p=0.5-0.5*cos(2*pi*k./(N-1));z1=fft(p,n);

subplot(2,1,1);plot(k,p);gridon;legend('p(k)的時(shí)域波形');

subplot(2,1,2);plot(k,fftshift(abs(z1)));gridon;legend('p(k)的頻譜

');

2

N=75;k=0:N-1;

n=length(k);

p=0.5-0.5*cos(2*pi*k./(N-1));

s=p.*(cos(pi*k/4)+2*cos(pi*k/2)+3*cos(3*pi*k/4));z2=fft(s,n);

subplot(2,1,1);plot(k,s);gridon;legend('s(k)的時(shí)域波形');

subplot(2,1,2);plot(k,fftshift(abs(z2)));gridon;legend('s(k)的頻譜

');

3

頻率響應(yīng)特性

a=[1-1.11720.9842-0.40220.2