信號是現代工程中經常處理的對象,在通信、雷達等領域有大量的應用。在MATLAB中,信號處理工具箱可以看做工具集合,包含波形產生與處理、數字和模擬濾波器設計、信號模型以及頻譜分析、時頻分析等多個常見功能。
在MATLAB信號工具箱中,提供了多種產生信號的函數。利用這些函數,可以很方便地產生多種常見信號。
鋸齒波和三角波
sawtooth(t):產生周期為2π,峰值為-1和1,采樣時刻由向量t指定,此時為鋸齒波。
sawtooth(t, xmax):產生三角波,xmax指定最大值出現的地方,其取值在0到1之間。當t由0增大到xmax*2π時,函數值由-1增大到1,當t由xmax*2π增大到2π時,函數值由1減小到-1。當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。
非周期三角/矩形脈沖
tripuls(t) :產生一個連續的、非周期的、單位高度的三角脈沖的采樣,采樣時刻由數組t指定。缺省情況下,產生的是寬度為1的非對稱三角脈沖。
tripuls(t,W) :產生一個寬度為W的三角脈沖。
tripuls(t,W,S) :S為三角波的斜度。參數S滿足-1《S》1,當S=0時,產生一個對稱的三角波。
rectpuls(t, W) 產生一個連續的、非周期的、單位高度的矩形脈沖的采樣,寬度為W。
周期sinc波形
在MATLAB中,用戶可以使用diric命令實現周期sinc函數,又被稱為Dirichlet 函數。Dirichlet函數的定義是d(x)=sin(N*x/2)。/(N*sin(x/2))。diric函數的調用格式為:Y=diric(x,N)。
函數返回大小與x相同的矩陣,元素為Dirichlet 函數值。N必須為正整數,該函數將0到2π等間隔的分成N等份。
高斯調幅正弦波
在信息處理中,使載波的振幅按調制信號改變的方式叫調幅。高斯調幅正弦波是比較常見的調幅正弦波,通過高斯函數變換將正弦波的幅度進行調整。gauspuls是MATLAB信號處理工具箱提供的信號發生函數,其調用格式如下:
yi=gauspuls(t,Fc,BW):函數返回最大幅值為1的高斯函數調幅的正弦波的采樣,其中心頻率為Fc,相對帶寬為BW,時間由數組t給定。BW 的值必須大于0。默認情況下,Fc=1000Hz,BW=0.5。
yi=gauspuls(t,Fc,BW,BWR) BWR:指定可選的頻帶邊緣處的參考水平,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%。默認情況下BWR的值為-6dB。其他參數設置同上。BWR的值為負值。
tc=gauspuls(‘cutoff’,Fc,BW,BWR,TPE):返回包絡相對包絡峰值下降TPE(單位為dB)時的時間tc。默認情況下,TPE 的值是-60dB。其他參數設置同上。TPE 的值必須是負值。
調頻信號
和調幅類似,使載波的頻率按調制信號改變的方式被稱為調頻。調波后的頻率變化由調制信號決定,同時調波的振幅保持不變。從波形上看,調頻波像被壓縮得不均勻的彈簧。在MATLAB中,chirp 函數可以獲得在設定頻率范圍內的按照設定方式進行的掃頻信號。chirp函數調用格式如下。
Y=chirp(t,F0,T1,F1):產生一個頻率隨時間線性變化信號的采樣,其時間軸的設置由數組t定義。時刻0的瞬時頻率為F0;時刻T1的瞬時頻率為F1。默認情況下,F0=0Hz,T1=1,F1=100Hz。
Y=chirp(t,F0,T1,F1,’method’):method指定改變掃頻的方法。可用的方法有‘linear’(線性調頻)、‘quadratic’(二次調頻)、‘logarithmic’(對數調頻)。默認時為‘linear’,其他參數意義同上。
Y=chirp(t,F0,T1,F1,’method’,PHI):PHI 指定信號的初始相位,默認時PHI 的值為0,其他參數意義同上。
高斯分布隨機序列
在信號處理中,標準正態分布隨機序列是重要序列。該序列可以由randn函數生成,randn函數的調用格式為:Y=randn(M,N):將生成M 行N 列的均值方差為1的標準正態分布的隨機數序列。
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