信号处理与系统脉冲响应画法
Matlab代码：
n=0:99;
n0=50;
u=[zeros(1,n0-n(1)),ones(1,n(end)-n0+1)]; stem(n,u);
多普勒信号处理系统
多普勒信号处理系统 1.测量系统中的噪声 噪声是真是信息之外测量所得的值，往往也成为有害信号。广义的讲，噪声是扣除被测信号真实值之后的各种测量值，不论这些非零测量值的来源是外界环境、测量系统、测量人员，还是测量对象。广义的噪声分为两类：一是干扰，另一被称为噪声（狭义）。 干扰是指非被测信号或非测量系统所引起的噪声，是来自于外界仿若影响造成的非信号测量值。这些外界干扰可能来自于宇宙，如宇宙射线、宇宙电磁干扰，也可能是认为的其他器件，如开关的电火花、强电视信号、计算机的高频辐射等等。最通常的是市电的干扰和附近有强电的外部器件。 从理论上来说，干扰是属于理想上可排除的噪声。不少干扰源发出的干扰是有规律的，因此我们可以通过屏蔽、工作时间错开、电源净化器等手段，对这些干扰加以排除或削弱。 狭义的噪声是指来自于北侧对象，传感器的噪声。其特点是：不可能彻底排除，只能设法减少，这些噪声为电子噪声。它们最常见的是热噪声、散粒噪声和低频噪声。 （1）.热噪声 热噪声也常称为约翰逊噪声，是1928年约翰逊首先发现的。任何电子器件，其中纵有电传导载流子，当处于一定温度环境下，这些载流子必做无规则运动。这种热运动将使器件中载流子的定向流动有起伏变化，这就形成器件闭路时的热噪声电流。即使器件开路，热运动也会形成开路噪声电压（热运动使体内电荷分布出现起伏）。奈奎斯特从热力学出发，获得了与实验一致的规律。热噪声电压有效值为 =（4kTR△f）1/2 V N 式中：k是波尔兹曼常数，T是绝对温度，R是器件的等效负载电阻，△f 是系统的频带宽度。其热噪声电流有效值为 =（4kT△f/R）1/2 I N 它们说明热噪声有效值与系统允许通过的电信号的频带宽度的平方根成正比，带宽越宽，噪声越大。因此可以认为热噪声有各种频率，其低频、高频的热噪声幅度（只要带宽相同）是相同的。所以我们成热噪声为白噪声。 （2）.散粒噪声 即使进入探测器的光强宏观上是稳定的，但从光的量子特性可知，相等的测量时间内进入探测器的光子数是有涨落的，这在测量中就会形成散粒噪声。 另外，光电传感器作为光电转换时，有转换效率即量子效率问题。我们所说的量子效率只是一种平均值，实际也是变化起伏的。这也构成一种散粒噪声，
数字信号处理Matlab实现实例(推荐给学生)
数字信号处理Matlab 实现实例 第１章离散时间信号与系统 例1-1 用MATLAB计算序列{-2 0 1 –1 3}和序列{1 2 0 -1}的离散卷积。 解 MATLAB程序如下： a=[-2 0 1 -1 3]; b=[1 2 0 -1]; c=conv(a,b); M=length(c)-1; n=0:1:M; stem(n,c); xlabel('n'); ylabel('幅度'); 图1.1给出了卷积结果的图形，求得的结果存放在数组c中为：{-2 -4 1 3 1 5 1 -3}。 例1-2 用MATLAB计算差分方程 当输入序列为时的输出结果。 解 MATLAB程序如下： N=41; a=[0.8 -0.44 0.36 0.22]; b=[1 0.7 -0.45 -0.6]; x=[1 zeros(1,N-1)];
k=0:1:N-1; y=filter(a,b,x); stem(k,y) xlabel('n');ylabel('幅度') 图 1.2 给出了该差分方程的前41个样点的输出，即该系统的单位脉冲响应。 例1-3 用MATLAB 计算例1-2差分方程 所对应的系统函数的DTFT 。 解 例1-2差分方程所对应的系统函数为： 123 123 0.80.440.360.02()10.70.450.6z z z H z z z z -------++= +-- 其DTFT 为 23230.80.440.360.02()10.70.450.6j j j j j j j e e e H e e e e ωωωω ωωω--------++= +-- 用MATLAB 计算的程序如下： k=256; num=[0.8 -0.44 0.36 0.02]; den=[1 0.7 -0.45 -0.6]; w=0:pi/k:pi; h=freqz(num,den,w); subplot(2,2,1); plot(w/pi,real(h));grid title('实部') xlabel('\omega/\pi');ylabel('幅度')
数字信号处理系统的设计
《DSP技术与应用---基于TMS320C54X》 实验指导书 湘潭大学信息工程学院 姚志强 2010.09.23
TMS320VC5402 DSK使用注意事项 1) 先用并口电缆和串口线(用到的话)将TMS320VC5402DSK与PC机相连， 而后再将电源接上，打开Code Composer Studio（简称CCS）后有可能报TMS320VC5402DSK和PC机未能连上的错误，可在PC机的CMOS_BIOS重新设置并行口的特性。 2) 将TMS320VC5402DSK上的DIP Switches的5、6置ON，其它置OFF。 3) 要在关闭CCS后及在断电的情况下插拔USB电缆线和串口线。 4) 强烈建议不要带电插拨串口，插拨时至少有一端是断电的，否则串口容 易损坏。 5) TMS320VC5402DSK电路板上大多是CMOS集成电路，为防止静电击毁， 在拿出实验电缆后请立即将玻璃盖复原，任何时候都请不要用手及其它带电物体直接和电路板接触。 实验报告的撰写 1) 每个实验都单独写实验报告。 2) 实验要求和目的； 3) 实验主要内容； 4) 看懂程序代码，并画出程序流程图； 5) 作出硬件描述（如果与DSK板硬件有关）； 6）实验结果和心得。 实验注意事项 1) 实验项目所建工程文件统一放在F:\TI\CCS\myprojects下，其余盘在重启后会复原。 2) 实验过程中，不要涉及到中文路径(CCS不支持)，包括CCS程序安装路径、文件添加路径、实验源文件名称等。 3) 实验七CODEC语音回放实验用到DSK板，需要自带耳麦，请准备好。
实验一 CCS的安装与CCS操作界面的熟悉 一、实验目的 学会安装与设置Code Composer Studio。 熟悉CCS软件的操作界面。 二、实验设备 CCS安装光盘（本次安装程序在D:\DSP\ccs2.0ForC5000）、装有Windows 98以上操作系统的PC机 三、实验内容及步骤 https://www.360docs.net/doc/7f9196286.html,S的安装 安装前需要卸载系统原来的C5000，进入控制面板进行卸载完毕后，再开始下面的步骤。 （1）找到CCS的安装软件，点击安装程序setup.exe，双击启动安装。安装完成后在 桌面上会有“CCS 2 C5000”和“SETUP CCS 2 C5000”两个快捷方式图标，分别对应CCS应用程序和CCS配置程序。 （2）双击运行“SETUP CCS 2 C5000”配置程序，配置驱动程序。本次实验没有用到实验箱，只需配置软件驱动程序。在弹出的“Import Configurantions”对话框中，先点击“Clear”键，清除以前的配置，然后选择“C5402 Simulator”,点击“Import”,最后点击“Save and Quit”按钮，完成配置。 https://www.360docs.net/doc/7f9196286.html,S操作界面的熟悉 （1）在桌面上双击“CCS 2 C5000”，弹出一个TI仿真器并行调试管理器窗口。 （2）在管理器窗口的“open”菜单下选择“C54xx(C5402) Simulator”命令，将弹出一个CCS运行主窗口(如果直接弹出CCS运行主窗口,此步可略)。 (3) 点击Help_>Contents打开TMS320C54x Code Composer Stdio Help，在左边Contents列表中点击最后一个TMS320C5402 DSK,浏览了解其下所有子列表的内容，熟悉DSK板的基本硬件、配置及功能。 （4）对照教材介绍CCS的地方，逐一熟悉CCS中的12项菜单的功能，包括File、Edit、View、Project、Debug、Profiler、Option、GEL、Tools等菜单(结合实验二建立项目熟悉更好)。 （5）对照教材，逐一熟悉CCS的五种工具栏：Standard Toolbar、GEL Toolbar、Project Toolbar、Debug Toolbar、Edit Toolbar(结合实验二建立项目熟悉更好)。
传感器脉冲信号处理电路设计
传感器脉冲信号处理电路设计 摘要 介绍了一种基于单片机平台，采用霍尔传感器实施电机转速测量的方法，硬件系统包括脉冲信号产生，脉冲信号处理和显示模块，重点分析，脉冲信号处理电路，采用c 语言编程，通过实验检测电路信号。 关键词：霍尔传感器；转速测量；单片机
目录 1 绪论 (1) 1.1 课题描述 (1) 1.2 基本工作原理及框图 (1) 2 相关芯片及硬件电路设计 (1) 2.1系统的主控电路 (1) 2.2 STC89C52单片机介绍 (2) 2.2.1 STC89C52芯片管脚介绍 (2) 2.2.2 时钟电路 (3) 2.3 单片机复位电路 (3) 2.4 霍尔传感器电机采样电路 (4) 2.4.1 A3144霍尔开关的工作原理及应用说明 (4) 2.4.2 霍尔传感器测量原理 (5) 2.5 电机驱动电路 (6) 2.6 显示电路 (6) 3 软件系统设计 (7) 3.1 软件流程图 (7) 3.2 系统初始化 (9) 3.3 定时获取脉冲数据 (10) 3.4 数据处理及显示 (11) 3.5 C语言程序 (12) 总结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17)
1 绪论 1.1 课题描述 在工农业生产和工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。单片机技术的日新月异，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。本课题，是要利用霍尔传感器来测量转速。由磁场的变化来使霍尔传感器产生脉冲，由单片机计数，经过数据计算转化成所测转速，再由数码管显示出来。 1.2 基本工作原理及框图 本课程设计的电机采用直流电机，然后利用霍尔传感A3144对电机的转速进行采样从而输出脉冲信号。主控芯片采用STC89C52单片机，对脉冲个数进行计数并经过数据处理以后得到单位时间电机转过的转数机电机的转速，再通过显示电路将电机转速显示出来。基本工作原理框图如图1所示。 图1基本工作原理框图 2 相关芯片及硬件电路设计 2.1系统的主控电路 图2是该系统的主控单元的电路图。J2、J3、J4、J5是单片机的I/O端口的扩展，预留接口用于调试等。主控芯片采用STC89C52单片机，该系统中采用定时器0作为定时器，定时器的时间为1S。定时器1作为计数器，对P35引脚采集到的脉冲信号进行计数操作，单片机然后对数据进行处理，计算出1S计数脉冲的个数，即电机转速。然后通过显示电路将电机转速显示出来，从而实现整个系统的功能。
控制系统设计及分析
控制系统设计及分析 一、SISO 控制系统的模型 1、环节串联 G(s)=G1(s)*G2(s)*…*Gn(s) sys=sys1*sys2*…*sysn 或: sys=series(sys1,sys2); sys==series(sys,sys3); …; sys=series(sys,sysn) 或： [num,den]= series(num1,den1,num2,den2); [num,den]= series(num,den,num3,den3); …; [num,den]= series(num,den,numn,denn); sys=tf(num,den) Ex311.m ：求三个控制环节串联后的传递函数： 3 25 6: 3)1(32: 2) 1(1: 12 2+++++++s s sys s s sys s s s s sys %sys1的传递函数 num1=[1,1]; den1=conv([1,0],[1,1,1]); sys1=tf(num1,den1);
%sys2的传递函数 num2=[2,3]; den2=conv([1,1],[1,1]); sys2=tf(num2,den2); %sys3的传递函数 num3=[6,5]; den3=[2,3]; sys3=tf(num3,den3); %系统串联总的传递函数 sys=sys1*sys2*sys3 2、环节并联 G(s)=G1(s)+G2(s)+…+Gn(s) sys=sys1+sys2+…+sysn 或: sys=parallel(sys1,sys2);sys=parallel (sys,sys3);…; sys= parallel (sys,sysn) 或: [num,den]= parallel (num1,den1,num2,den2); [num,den]= parallel (num,den,num2,den2); …; [num,den]= parallel (num,den,numn,denn);
信号处理论文
SHANGHAI UNIVERSITY 课程论文 COURSE PAPER 学院机电工程与自动化学院学号16721828 学生姓名石成章 课程信号处理
基于ZigBee技术的智能照明系统设计 石成章16721828 （上海大学机自学院控制工程） 摘要：本文设计了基于ZigBee无线传感器网络技术的智能照明系统。该系统由若干智能灯光节点以自组网的形式组成，通过感知外部光强信息的变化情况，能够自适应的调节灯光节点的亮度，并可以通过PC上的数据中心对灯光节点进行智能控制。 关键词：ZigBee技术；MSP430F2618单片机； Design of Intelligent Lighting System Based on ZigBee Technology Shi Chengzhang 16721828 Abstract:This paper designs an intelligent lighting system based on ZigBee wireless sensor network technology. The system is composed of several intelligent lighting nodes in the form of self-organizing network. By sensing the change of external light intensity information, the system can adjust the brightness of the lighting node adaptively and can intelligently control the lighting nodes through the data center on the PC. Key words:ZigBee technology; MSP430F2618 microcontroller 1背景介绍 随着科技的飞速发展和生活水平的不断提高，人们对于家居生活的现代化、节能化和舒适化的需求越来越强烈，家庭自动化[1]的概念也为人们所熟知。智能照明系统作为家庭自动化的应用之一，具有广阔的应用前景。传统的照明系统往往采用有线连接，具有布线麻烦、增减设备需要重新布线、系统可扩展性差、安装和维护成本高以及移动性能差等缺点[2]，且往往采用人工控制的方法或使用节能灯具来实现节能，不能根据室外光强自适应地调整灯具的发光亮度，从而达不到高效节能的目的。 针对传统照明系统的不足，一方面可以考虑采用无线连接的形式取代传统的有线连接。ZigBee技术[3]作为新兴的近距离无线通信技术之一，具有近距离、低速率、低功耗、且极廉价的市场定位，非常适合在照明系统中应用;另一方面可以使用先进的微处理电子技术，对灯具的亮度变化进行自适应调节。当室外光强较强时，室内灯具亮度自动调暗，室外光强较弱时，室内灯具亮度自动调亮，从而达到高效节能的目的。 2 zigbee技术简介 2.1 Zigbee技术 ZigBee是基于IEEE 802. 15. 4的无线通信协议，它是一种短距离、低功耗协议，专
现代光电信息处理技术样本
1、 在空域中, 如何利用d 函数进行物光场分解。( 5分) 答: 根据δ函数的筛选性质, 任何输入函数都能够表示为 ()()()ηξηξδηξd d y x f y x f 1??∞ ∞-111--=,,, 上式表明, 函数()1y x f 1, 能够分解成为在1y x 1, 平面上不同位置处无穷多个δ函数的线性组合, 系数()ηξ,f 为坐标位于()ηξ, 处的δ函数在叠加时的权重。函数()1y x f 1,经过系统后的输出为 () ()()??????--=??∞∞-112ηξηξδηξd d y x f y x g 2,,,L 根据线性系统的叠加性质, 算符{} L 与对基元函数积分的顺序能够交换, 即可将算符{} L 先作用于各基元函数, 再把各基元函数得到的响应叠加起来 ()()(){}ηξηξδηξd d y x f y x g 2??∞ ∞-112--=,, ,L ( 1.4) (){ }ηξδ--11y x ,L 的意义是物平面上位于()ηξ, 处的单位脉冲函数经过系统后的输出, 可把它定义为系统的脉冲响应函数( 图1.3) ()(){}ηξδηξ--=112y x y x h 2,,; ,L ( 1.5) 2、 卷积与相关各表示什么意义? 在运算上有什么差异? ( 5分) 答: 函数()y x g ,和()y x h ,的卷积定义为 ()()()()ηd ξd ηy ξx h ηξg y x h y x g ??∞ ∞---=*,,,, 则 ()(){}()()y x y x f f H f f G y x h y x g ,,,,F ?=* 即空间域中两个函数的卷积的傅里叶变换等于它们对应傅里叶变换的乘积。另一方面有
信号与系统和数字信号处理
833-信号与系统和数字信号处理 一、考试目的 1. 信号与系统 考查学生是否掌握信号与线性系统的基本概念、基本理论和线性时不变连续（离散）系统的时域、变换域分析方法，以及相关的分析问题、解决问题的能力。 2. 数字信号处理 考察学生是否掌握数字信号处理的基本知识以及运用理论解决实际问题的能力。 二、考试要求 1. 信号与系统 掌握信号与系统的概念、表征、分类与判断；熟悉信号的分解与基本运算，特别是卷积积分（和）的定义、性质与运算；时域法会求LTI连续（离散）系统的各种响应；掌握连续（离散）信号各种变换域（FS、FT、LT，ZT、DTFT）分析法的定义、性质、反变换；并熟练应用于LTI连续（离散）系统分析；熟悉无失真传输、理想滤波器、系统的物理可实现条件、抽样定理、调制与解调的概念，掌握它们在系统分析中的应用；熟悉系统函数的概念、零极图表示，结合收敛域会判断系统的因果性、稳定性；掌握连续（离散）系统的频率响应，能大致画出系统的幅频特性，并说明其滤波性能；掌握状态方程与输出方程的概念、建立与求解；并能判断系统的稳定性、可控性与可观性。 2. 数字信号处理 掌握离散时间信号和系统分析的基本原理和基本分析方法；理解离散傅里叶变换的基本原理，运用离散傅里叶变换快速算法解决实际问题的能力；掌握数字滤波器的基本概念及结构。 三、考试内容与比例 1. 信号与系统（占70%） 1）连续（离散）信号的描述与分类；典型信号的定义、表征与性质；信号的分解、基本运算，特别是卷积积分（和）的定义、性质与运算；系统的概念、连接与分类。 2）线性连续（离散）系统的数学模型与算子表示；时域分析法求解LTI连续（离散）系统的自由响应、受迫响应，冲激响应、阶跃响应，零输入响应、零状态响应以及全响应，了解瞬态响应与稳态响应；连续（离散）LTI系统的模拟框图、特征函数与系统特性。 3）周期信号的傅立叶级数与频谱；周期信号、非周期信号以及抽样信号的傅立叶变换与频谱；能量谱与功率谱；线性连续系统的频域分析法，频率响应；无失真传输，理想滤波器，系统的物理可实现条件，抽样定理，调制与解调。
模拟电路数字电路的脉冲电路信号处理
如何看懂脉冲电路 2010-06-2215:28:07作者:来源：21IC电子网 脉冲电路是专门用来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、变换和整形的电路。家用电器中的定时器、报警器、电子开关、电子钟表、电子玩具以及电子医疗器具等，都要用到脉冲电路。 在电子电路中，电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路，因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。电子电路中另一大类电路的数字电子电路。它加工和处理的对象是不连续变化的数字信号。数字电子电路又可分成脉冲电路和数字逻辑电路，它们处理的都是不连续的脉冲信号。 电脉冲有各式各样的形状，有矩形、三角形、锯齿形、钟形、阶梯形和尖顶形的，最具有代表性的是矩形脉冲。要说明一个矩形脉冲的特性可以用脉冲幅度Um、脉冲周期T或频率f、脉冲前沿t r、脉冲后沿t f和脉冲宽度t k来表示。如果一个脉冲的宽度t k=1／2T，它就是一个方波。 脉冲电路和放大振荡电路最大的不同点，或者说脉冲电路的特点是：脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。大多数情况下，晶体管是工作在特性曲线的饱和区或截止区的，所以脉冲电路有时也叫开关电路。从所用的晶体管也可以看出来，在工作频率较高时都采用专用的开关管，如2AK、2CK、DK、3AK 型管，只有在工作频率较低时才使用一般的晶体管。 就拿脉冲电路中最常用的反相器电路（图1）来说，从电路形式上看，它和放大电路中的共发射极电路很相似。在放大电路中，基极电阻R b2是接到正电源上以取得基极偏压；而这个电路中，为了保证电路可靠地截止，R b2是接到一个负电源上的，而且R b1和R b2的数值是按晶体管能可靠地进入饱和区或止区的要求计算出来的。不仅如此，为了使晶体管开关速度更快，在基极上还加有加速电容C，在脉前沿产生正向尖脉冲可使晶体管快速进入导通并饱和；在脉冲后沿产生负向尖脉冲使晶体管快速进入截止状态。除了射极输出器是个特例，脉冲电路中的晶体管都是工作在开关状态的，这是一个特点。
7.2.2 控制系统的脉冲响应(样板)
7.2.2 控制系统的脉冲响应 1. 实验目的 （1）观察学习控制系统的单位脉冲响应 （2）记录时间响应曲线 （3）掌握时间响应分析的一般方法 2. 实验步骤 （1） 在Windows 界面上双击MATLAB 图标，即可打开MATLAB 命令平台。 （2） MATLAB 的脉冲响应函数为 impulse(sys) impulse(sys,tf) impulse(sys,t) impulse(sys1,sys2,……，t) [y,t]=impulse(sys) [y,t,x]=impulse(sys) 函数功能：给定系统数学模型sys ，求系统的单位脉冲响应。 例如： 4 4 )(2++= s s s G MATLAB 程序： ? num=[4]; ? den=[1 1 4]; ? sys=tf(num,den); ? impulse(sys) 脉冲响应曲线 【请将曲线复制在下方】 3. 实验内容 （1） 实验系统为
10 210 )(2++= s s s G 1) 键入程序，观察、记录脉冲响应曲线 ? num=[10]; ? den=[1 2 10]; ? sys=tf(num,den); ? impulse (sys) 2) 键入 ? damp(den) 计算系统的，阻尼比，无阻尼振荡频率，并作记录(填入下表) 表1[请填表] 键入 ? impulse(sys) ? [y,t,x]= impulse (sys); ? [y,t] 记录实际测取的峰值大小Cmax （tp ），峰值时间tp ，过渡时间ts ，填入下表，并与理论值比较。 （2） 修改参数，分别实现2,1==ξξ的响应曲线，并作记录 程序为： ? n0=10; ? d0=[1 v2 10]; ? impulse (n0,d0); ? hold on ? n1=n0;d1=[1 6.32 10];impulse(n1,d1); ? n2=n0;d2=[1 12.64 10];impulse(n2,d2); 修改参数，分别实现02012,2 1 n n n n ωωωω== 的响应曲线，并作记录 (在下表中记录对应参数，表格前加上说明例如) 表3时1=ξ的参数[请填表]
实验一基于Matlab的数字信号处理基本分析解析
实验一 基于Matlab 的数字信号处理基本操作 一、 实验目的：学会运用MA TLAB 表示的常用离散时间信号；学会运用MA TLAB 实现离 散时间信号的基本运算。 二、 实验仪器：电脑一台，MATLAB6.5或更高级版本软件一套。 三、 实验内容： （一） 离散时间信号在MATLAB 中的表示 离散时间信号是指在离散时刻才有定义的信号，简称离散信号，或者序列。离散序列通常用)(n x 来表示，自变量必须是整数。 离散时间信号的波形绘制在MATLAB 中一般用stem 函数。stem 函数的基本用法和plot 函数一样，它绘制的波形图的每个样本点上有一个小圆圈，默认是空心的。如果要实心，需使用参数“fill ”、“filled ”，或者参数“.”。由于MATLAB 中矩阵元素的个数有限，所以MA TLAB 只能表示一定时间范围内有限长度的序列；而对于无限序列，也只能在一定时间范围内表示出来。类似于连续时间信号，离散时间信号也有一些典型的离散时间信号。 1. 单位取样序列 单位取样序列)(n δ，也称为单位冲激序列，定义为 ) 0() 0(0 1)(≠=?? ?=n n n δ 要注意，单位冲激序列不是单位冲激函数的简单离散抽样，它在n =0处是取确定的值1。在MATLAB 中，冲激序列可以通过编写以下的impDT .m 文件来实现，即 function y=impDT(n) y=(n==0); %当参数为0时冲激为1,否则为0 调用该函数时n 必须为整数或整数向量。 【实例1-1】 利用MATLAB 的impDT 函数绘出单位冲激序列的波形图。 解：MATLAB 源程序为 >>n=-3:3; >>x=impDT(n); >>stem(n,x,'fill'),xlabel('n'),grid on >>title('单位冲激序列') >>axis([-3 3 -0.1 1.1]) 程序运行结果如图1-1所示。 图1-1 单位冲激序列
基于MATLAB-的脉搏信号处理软件系统
基于MATLAB 的脉搏信号处理软件系统 摘要: 本文根据在实验室里测得的脉搏数据，基于MATLBA设计一个脉搏信号的GUI处理界面，并利用MATLAB强大数字信号处理功能还原脉搏波形，并对波形的特征信息进行提取及存储。原始信号进行了去除基线漂移、通过巴特沃斯带通滤波器以及二阶切比雪夫滤波器去除50HZ工频干扰，并且能计算实时的脉率并更新，显示脉率变化趋势曲线，进行频谱分析和输出文档。 此软件有两个GUI界面，第一个为密码登陆界面，第二个为脉搏信号处理系统GUI界面。第二个GUI界面主要分为五大模块:1.打开与退出模块包括打开数据和退出系统;2.信号回放模块包括对原信号和滤波信号的回放、暂停回放、继续回放、关闭窗口;3.信号放大与缩小模块包括对信号的X轴和Y轴的放大、缩小处理;信号快进退模块包括对信号的快进、慢进、快退、慢退处理;4.脉率实时处理模块包括输出脉率曲线、暂停回放、输出脉搏信息、脉搏频谱分析、清除波形、输出文档;5.脉率信号输出模块包括输出实时的脉率更新、以及脉搏数据的信息，诸如脉搏采样频率、采样时间、最大脉率值、最小脉率等。 关键词：脉搏;脉率;Matlab ;GUI ; 1 引言 人体内部各个生理系统之间(如循环系统、呼吸系统等)是相互耦合的。反映人身体健康状态相对最重要、最全面的是心脏血液循环系统,因此通过采集脉搏波进而分析心脏循环系统功能,能从一个方面较全面反映人体的健康情况。从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来都受到中外医学界的重视。几乎世界上所有的民族都用过“摸脉”作为诊断疾病的手段。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息，在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。目前脉搏信息的研究已经应用于以下几个方面:(1)中医脉象信息的检测与识别;(2)血压的临床检测;(3)心率稳定性的一种简便估计方法;(4)心输出量的一种测量方法;(5)血管功能的一种早期、无创检测方法。 MATLAB(Matrix Laboratory,矩阵实验室)是由美国MathWorks公司开发的一种功能强、效率高、简单易学的可视化软件,覆盖面包括控制、通讯、金融、图像处理、建筑、生物学等几乎所有的行业与科学领域。除了经典的一些算法外,MATLAB 还提供了丰富的数据分析和处理功能模块,如神经网络、小波分析、信号处理、图
脉冲多普勒雷达信号处理技术研究
脉冲多普勒雷达信号处理技术研究 发表时间：2019-08-20T08:43:14.537Z 来源：《防护工程》2019年10期作者：张炯[导读] 结合测速测距的实际要求，研究了线性调频脉冲信号处理的相关算法和实现方法. 浙江 摘要：经济在快速的发展，社会在不断的进步，脉冲多普勒(PD)雷达是一种依靠多普勒效应提高目标检测能力的全相参体制的雷达，它利用多普勒效应对目标信息进行提取和处理，具有较高的速度分辨率，可以有效的抑制强地杂波的干扰，完成相应的探测功能。论文首先研究了脉冲多普勒雷达测速测距原理，并从PD雷达模糊函数出发，以各个信号的模糊函数仿真为依据，讨论了如何设计波形以获得较高的分辨率。依据线性调频信号处理相关研究成果，结合测速测距的实际要求，研究了线性调频脉冲信号处理的相关算法和实现方法. 关键词：脉冲多普勒雷达；模糊函数；脉冲压缩 引言 本论文研究的是脉冲多普勒雷达信号处理关键技术，重点研究了脉冲多普勒雷达解距离模糊，地杂波特性以及地杂波抑制算法。简要介绍了海杂波特性，海杂波的抑制技术和发展方向，以及脉冲多普勒雷达抗干扰技术。首先简要介绍了脉冲多普勒雷达的发展概况，以及信号处理系统的基本构成和各部分的主要功能。其次，本文研究了脉冲多普勒雷达解距离模糊的问题。脉冲多普勒雷达存在距离或速度模糊，本文介绍了几种消除距离模糊的方法，并对这几种方法的优劣进行了比较。再次，本文研究了脉冲多普勒雷达杂波以及杂波抑制算法。分析了地杂波统计特性，研究了相关雷达杂波功率谱特性的AR模型及其模拟方法。介绍了几种典型的杂波抑制算法，对此几种方法进行了比较，并用LMS算法进行抑制。简要介绍了海杂波特性，海杂波的抑制技术及其发展方向。最后，本文研究了脉冲多普勒雷达的抗干扰性能。对脉冲多普勒雷达反电子侦察、抗噪声干扰能力、抗欺骗干扰能力等进行了分析。并给出几种抗干扰措施。 1 我国雷达的发展历程 现代雷达门类多，其发展历程也不尽相同，起步有早有晚，仿制和自行设计互有交叉。我国的雷达工业是在新中国成立后根据国防需要形成和发展起来的新型工业。在党和国家的支持下，经过广大科研人员的不懈努力，经历了从小到大，从维修、仿制到自发研制的发展历程。从我国雷达技术发展总体来说，大致可分为修配、仿制、自行研发和发展提高这四个阶段。(1）修配阶段这一阶段主要以修配美、口等强国的旧雷达为标志。1949年，我军接管了国民党雷达研究所，这标志着我国从此揭开了雷达工业发展的序幕。新中国成立以后，国家对雷达研究所从人力、物力等各个方面大力支持，对缴获的雷达器材和美、口在二战中遗留下的旧雷达进行维修和补缺，而这些修复的雷达大多都是警戒雷达。(2)仿制阶段这一阶段以建立雷达基地并仿制苏式雷达为主要标志。新中国成立后，在前苏联的帮助下，我国开始仿制苏式的雷达产品，包括炮瞄雷达、机载雷达、舰用雷达、警戒雷达和指导雷达等。1954年仿制的警戒雷达是我国的第一批国产雷达，而19_56年仿制出我国第一部采用微波对海技术的远程警戒雷达。此外，我国仿制的海用雷达包括搜索攻击专用雷达、海军警戒专用雷达、鱼雷快艇专用雷达、导弹制导雷达等。这一阶段仿制的雷达大部分都相当于前苏联四五十年代的水平，仿制的成功使得我国的雷达产品得到了扩展，也使我国基本掌握了雷达生产的基本过程。(3)自行设计1960年中央军委提出了以两弹为主，努力发展电子技术的方针，为我国雷达工业明确了方向。在弹道导弹预警系统方面，我国成功研制了大型的远程跟踪雷达，超视距试验雷达和大型相控阵雷达。与此同时，我国还自行研制出了一批与武器配套的雷达，包括机载火控雷达、轰炸瞄准雷达、测距雷达、多普勒导航雷达、导弹制导雷达等。除了军用雷达，我国还自行研制出了民用的气象雷达、空中交通管制雷达等。这一阶段我国脱离了国外产品的图纸和资料，自行研制和开发新雷达，所需原材料、元器件都立足于国内。并且开始大量生产，向国外出口。 2 脉冲多普勒雷达信号处理技术研究 2.1 脉冲多普勒雷达反电子侦察能力 电子干扰的针对性很强，有效的电子干扰需要知道雷达工作的时间、空间、频率等信息，所以现代电子干扰设备都有侦察功能。用侦察设备引导干扰机，使干扰机能把有限的干扰功率投向需要干扰的目标。干扰设备的工作过程大致可分为三个阶段:截获雷达信号;分选识别威胁源;组织实施干扰。如果破坏或延误其中的任何一步，都会降低干扰机的作战效能。如果使干扰机收不到雷达信号，雷达肯定不会受到敌意的干扰。即使雷达信号不能躲过干扰机的侦察，但能使干扰机无法确定所截获的信号是否值得干扰，使干扰机要么在干扰与不干扰之间犹豫不决而错过良机，要么不能采取有效的干扰样式或合适的干扰参数而达不到预期的干扰效果，同样能收到抗侦察的效果。 2.2 脉冲多普勒雷达抗箔条干扰能力分析 箔条使用简单、造价低，容易覆盖较宽的频带。在过去的较大战争中，都使用了箔条干扰。大面积的箔条云形成类似于地杂波的分布式干扰背景，雷达在这种干扰中检测目标类似于在高斯噪声背景中的日标检测。小面积的箔条云可形成假目标，起欺骗干扰作用。总之，对于只从时域检测目标的普通脉冲雷达，箔条有较好的干扰效果。PD雷达从频域检测目标，目标的多普勒频率由它的运动速度确定，箔条能否干扰PD雷达由箔条具有的速度确定。箔条通常是从具有一定初速度的载体上投放出来的，刚投放时具有载体的速度。箔条散开到有干扰作用需要一定时间。虽然刚投放的箔条有大的速度，但反射面积小。相反，反射面积大时，速度又小。箔条从载机投放后只需几秒钟，其速度就降为当时的风速。如此大的加速度，使其反射信号在每个多普勒滤波器中的停留时间太短。来不及建立起足以和目标信号相对抗的幅度。所以箔条的初速度对PD雷达的干扰作用很小。 2.3 PD雷达保护喇叭抗来自旁瓣的干扰 PD雷达中重复频率工作模式，目标检测是在旁瓣杂波中进行的。为防止地面大建筑物及类似反射体的强反射信号从天线旁瓣进入雷达，造成虚警干扰，PD雷达应有保护喇叭。干扰机可通过雷达天线旁瓣对雷达实施干扰。对此雷达可用保护喇叭对干扰信号进行对消或匿隐。主天线和保护喇叭的相对增益。若要对来自旁瓣的干扰匿隐，保护喇叭的增益应比天线主瓣的增益小，比天线旁瓣的增益大。因此经旁瓣进入雷达的干扰信号将在保护通道某个距离多普勒单元产生一个比主通道对应单元中更大的幅度响应。当主通道信号与保护通道信号之比较小时，表明该信号是自旁瓣进入的，比较器产生一个匿隐门来抑制主通道对该信号的检测。反之则认为信号来自天线主瓣，主通道对信号进行检测。利用对消的方法也可以抑制来自旁瓣的干扰。
光电信号处理习题答案模板
光电信号处理习题 1 光电探测器按物理原理分为哪两类，各有何特点？ 一类是利用各种光子效应的光子探测器，特点是入射光子直接和材料中的电子发生相互作用，即光电子效应；一类是利用温度变化效应的热探测器，特点是基于材料吸收光辐射能量以后温度升高的现象，即光热效应。 2 分别画出主动、被动光电探测系统的结构框图，说明各部分的作用。 被动式： 主动式：需要有光源照射目标。 3 什么是噪声？噪声与干扰有何不同？光电探测系统有哪些噪声？光电探测器有哪些噪声？ 噪声：由于元器件内微观粒子随即的无规则运动产生的有害信号，称为噪声。 不同：噪声是来自元器件内部粒子；而干扰是指其他的有害信号，有系统外部的，也可以有内部的。 光电探测系统的噪声：光子噪声，探测器噪声，电路噪声。 光电探测器的噪声：热噪声，散粒噪声，产生-复合噪声，1/f 噪声，温度噪声。 4 等效噪声带宽表示什么意义？与系统的频率带宽有何不同？ 将噪声功率谱图按照面积相等变换成矩形，以最大噪声功率为高，则宽就是等效噪声带宽。 系统的频率带宽指在幅频特性曲线中高度为0.707倍峰值的两频率之差。 5 放大器的En-In 噪声模型并说明意义。 放大器的内部噪声可以用串联在输入端的零阻抗电压发生器En 和并联在输入端具有无穷大阻抗的电流发生器In 来表示。两者相关系数为r 。这种模型叫En-In 噪声模型。 意义：可将放大器看作无噪声，对放大器噪声的研究归结为分析En 、In 在电路中的作用。简化了电路系统的噪声计算。 6 什么是噪声系数，证明放大器的噪声系数NF ≧1。 噪声系数：输入端信噪比与输出端信噪比的比值。 //si si ni ni si no no so so no ni so so ni no si P P P P P P P NF P P P P P P P P P ?==== ?? ??? ， no ni p P NF P A =? (A p 为放大器功率增益) 放大器的输出噪声功率P no 由两部分组成，一部分为P ni (信号源内阻热噪声)×A p ；另一部分为放大器本身产生的噪声在输出端呈现的噪声P n ； 1no p ni n no n P A P P P P =+=+， 所以噪声系数又为：11p ni n no n n ni p p ni ni p p ni A P P P P P NF P A A P P A A P += ==+=+ 一般情况下，实际Pn 不会为零，所以NF >1；理想情况下NF=1。得证。 7 证明最佳源电阻R sopt =E n /I n 噪声系数有表示式：2222222222 1ns n n s n n s ns ns ns E E I R E I R N F E E E ++==++ (等效输入噪声比信号源噪声)
数字信号处理实例
数字信号处理实例 MATLAB下的数字信号处理实现示例 一信号、系统和系统响应 1、理想采样信号序列 （1）首先产生信号x(n),0<=n<=50 n=0:50; %定义序列的长度是50 A=444.128; %设置信号有关的参数 a=50*sqrt(2.0)*pi; T=0.001; %采样率 w0=50*sqrt(2.0)*pi; x=A*exp(-a*n*T).*sin(w0*n*T); %pi是MATLAB定义的π，信号乘可采用“.*”close all %清除已经绘制的x(n)图形 subplot(3,1,1);stem(x); %绘制x(n)的图形 title(‘理想采样信号序列’); （2）绘制信号x(n)的幅度谱和相位谱 k=-25:25; W=(pi/12.5)*k; X=x*(exp(-j*pi/12.5)).^(n’*k); magX=abs(X); %绘制x(n)的幅度谱 subplot(3,1,2);stem(magX);title(‘理想采样信号序列的幅度谱’); angX=angle(X); %绘制x(n)的相位谱 subplot(3,1,3);stem(angX) ; title (‘理想采样信号序列的相位谱’) （3）改变参数为：1,0734.2,4.0,10==Ω==TAα n=0:50; %定义序列的长度是50 A=1; %设置信号有关的参数 a=0.4; T=1; %采样率 w0=2.0734; x=A*exp(-a*n*T).*sin(w0*n*T); %pi是MATLAB定义的π，信号乘可采用“.*”close all %清除已经绘制的x(n)图形 subplot(3,1,1);stem(x); %绘制x(n)的图形 title(‘理想采样信号序列’); k=-25:25; W=(pi/12.5)*k; X=x*(exp(-j*pi/12.5)).^(n’*k); magX=abs(X); %绘制x(n)的幅度谱 subplot(3,1,2);stem(magX);title(‘理想采样信号序列的幅度谱’);
matlab仿真脉冲多卜勒雷达的信号处理
matlab仿真脉冲多卜勒雷达的信号处理
目录 目录-------------------------------------------------------- 1 第一章绪论-------------------------------------------------- 3 1.1 雷达起源 ---------------------------------------------- 3 1.2 雷达的发展历程 --------------------------------------- 4 第二章原理分析----------------------------------------------- 6 2.1 匹配滤波器原理 --------------------------------------- 6 2.2 线性调频信号（LFM） ---------------------------------- 8 2.3 LFM信号的脉冲压缩----------------------------------- 10 第三章多目标线性调频信号的脉冲压缩------------------------- 14 第四章仿真结果分析------------------------------------------ 16 4.1 时域图分析 ------------------------------------------ 16 4.2 回波信号频域图分析 ---------------------------------- 17 4.3 压缩信号图分析 -------------------------------------- 19 4.4 多目标压缩信号图分析 -------------------------------- 21 第五章问题回答--------------------------------------------- 23 第六章致谢与总结------------------------------------------- 24 附录（Matlab程序）------------------------------------------ 25