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MATLAB通信高级仿真设计之基础篇(4)

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5天前浏览142
希望大家在大学期间就能成为有教养的门外汉!文理双修会让同学们终生收益!作为老师,每次课结束后也会思考怎么教能让学生学的更有兴趣,学到更多的知识。
先请同学们跟着视频内容回顾一下第二章的主要内容,也顺道看看23级通信工程专业学生们的表现。在课堂上做仿真演示不仅考验自己知识的掌握程度,还考验自己的临场应变能力!这是一次非常好的锻炼机会!
23级通信二班学生的现场演示!
23级通信一班学生的现场演示!
大家应该给我们通信工程专业学生的编程表现点个赞吧!人生需要老师和父母的鼓励,也需要同学之间互相鼓励。因为第二章内容较多,因此在2025学年的第六周依旧和同学们回顾学过的信号知识。请看下面的超长视频!
学习需要不断的复习,才能真正的掌握!看似简单的函数编写,真正到用的时候呢?很多同学都忘光了!但我有信心把大家培养成编程高手,前提是按照我说的方法去学习!学习方法真的很重要!养成良好的学习习惯才能让自己成为优秀的学生,乃至成为技术专家。
第三章的知识来啦!
卷积是一种重要的数学工具,广泛应用于信号处理、图像处理和深度学习等领域。通过理解卷积的定义、步骤和应用场景,可以更好地掌握这一概念。和信号处理的联系在哪呢?
通过理解卷积的实际意义,可以更好地应用卷积解决实际问题。
对于通信工程专业而言,卷积的使用可谓无处不在,也许会伴随一生!
此刻需要进行理论回顾!
系统的零状态响应是指系统在初始状态为零(即系统的储能元件,如电感的初始电流、电容的初始电压等都为零)的条件下,仅由外加激励信号所引起的响应。
复习定义!
离散化操作!

五、实验要求

(1) 在计算机中输入程序,验证实验结果,并将实验结果记录下来,经过分析、比较来完成实验报告。讲到这里,我需要大家按照毕业论文的格式要求来写一份实验报告。什么实验呢?等看到最后自然知晓。

(2) 对于设计性实验,应自行编制完整的实验程序,重复验证性实验的过程,并在实验报告中给出完整的自编程序。

六、思考题

函数conv既不给出也不接受任何时间信息,怎样才能得到卷积以后的时间信息(即卷积的起点和终点)? 请利用卷积函数编写一个可以得到时间信息的改进程序。

在 MATLAB 中,可以通过以下步骤计算卷积及其时间信息:

  • 使用 conv 函数计算卷积结果。

  • 根据输入信号的时间向量计算卷积结果的时间向量。

真实信号的处理!

正弦波与 sinc 函数卷积,比较不同频率信号的卷积结果。看看代码怎么写?

% 演示正弦波与sinc函数的卷积效果,并比较不同频率正弦波的卷积结果。

% 通过本程序,学生可以直观看到sinc函数的滤波效果,

% 以及不同频率正弦波信号在通过sinc滤波器后的变化。

% 2025-3-19 

clear,clc,close;

% 教材上的sinc函数

t=(0:0.001:2.5); 

x=linspace(-5,5); 

y=sinc(x); 

plot(x,y); 

title('Sinc函数');

xlabel('时间(t)');

ylabel('幅值(f)'); 

% 定义参数

Fs = 8192;          % 采样频率

T = 2/Fs;           % 采样间隔

L = 10000;           % 信号长度

t = (0:L-1)*T;      % 时间向量

% 定义不同频率的正弦波

f1 = 50;            % 低频正弦波频率

f2 = 450;           % 高频正弦波频率

sin_wave_low = sin(2*pi*f1*t);  

% 低频正弦波

sin_wave_high = sin(2*pi*f2*t); 

% 高频正弦波

sin_wave = sin_wave_low + sin_wave_high; 

% 双音正弦波

% 定义sinc函数

sinc_cutoff = 200;         % sinc函数的截止频率

sinc_t = -0.1:T:0.1;        % sinc函数的时间范围

sinc_wave = sinc(2*sinc_cutoff*sinc_t); % sinc函数

% 卷积

conv_low = conv(sin_wave_low, sinc_wave, 'same');   

% 低频正弦波与sinc卷积

conv_high = conv(sin_wave_high, sinc_wave, 'same'); 

% 高频正弦波与sinc卷积

conv_sin = conv(sin_wave, sinc_wave, 'same');       

% 双音正弦波与sinc卷积

sound(conv_high)

freqz(sinc_wave)    % 幅频响应  后面会学到

% 绘制结果

figure

% 原始低频正弦波

subplot(3, 1, 1);

plot(t, sin_wave_low);

title(['低频正弦波 (', num2str(f1), ' Hz)']);

xlabel('时间 (s)');

ylabel('幅度');

% 低频正弦波与sinc卷积结果

subplot(3, 1, 2);

plot(t, conv_low);

title('低频正弦波与sinc卷积结果');

xlabel('时间 (s)');

ylabel('幅度');

% 高频正弦波与sinc卷积结果

subplot(3, 1, 3);

plot(t, conv_sin);

title('双音正弦波与sinc卷积结果');

xlabel('时间 (s)');

ylabel('幅度');

% 显示sinc函数

figure

plot(sinc_t, sinc_wave);

title('sinc函数');

xlabel('时间 (s)');

ylabel('幅度');

真实世界中语音信号的处理!

录一段语音或者清唱一段流行歌曲,通过回响器,观察声音的变化!带着同学们感受声音处理的奇妙,增加学习仿真的兴趣!那什么是回响器?这就是本次课程实验的内容。下一篇文章老师会详细讲解并公布我写的代码,不过要请同学们先进行尝试!未完,待续!

修订记录

20250223 完成初稿;

20250325 修订内容;

来源:通信工程师专辑
MATLAB通信UM理论储能
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-04-02
最近编辑:5天前
算法工匠
博士后 | 高级工程师 诚信做事 认真讲课 传播知识
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