基于matlab的信號系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-01-03 14:40 本頁面
【正文】 程序一般由兩個(gè)文件組成，一個(gè)是應(yīng)用程序文件——M文件，另一個(gè)是外觀文件——fig文件。MATLAB圖形用戶界面的例子非常多，不僅在MATLAB的Demos中有很多用戶界面的例子，如圖71所示，在MATLAB的工具箱中也有很多是利用GUIDE編寫的小工具，不過早期的MATLAB工具多數(shù)都使用圖形句柄進(jìn)行開發(fā)。若MATLAB的圖形用戶界面功能不能夠滿足用戶的需要，用戶還可以利用Java語言的工程來擴(kuò)充界面功能，不過使用Java語言來擴(kuò)充MATLAB的功能屬于MATLAB外部接口編程的內(nèi)容，有興趣的讀者可以參閱MATLAB的幫助文檔或者《MATLAB外部接口編程》一書。3系統(tǒng)分析本課題采用MATLAB語言為工作環(huán)境，MATLAB語言稱為第四代編程語言，程序簡潔、可讀性很強(qiáng)而且調(diào)試十分容易，主要是面對通信工程專業(yè)的初學(xué)者，用簡單，可視化的仿真模擬圖形給大家演示部分基本波的傳輸特性，以及在信道中的傳輸特性。使他們直觀，感性地了解和掌握通信系統(tǒng)的概念。為了規(guī)范和條理的進(jìn)行本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及使后續(xù)的開發(fā)維護(hù)工作變得有趣而輕松，故編寫本系統(tǒng)需求分析說明書；旨在開發(fā)過程中進(jìn)行參考，使系統(tǒng)在需求的規(guī)范之內(nèi)，避免重復(fù)勞動(dòng)，加快開發(fā)進(jìn)度以及提高開發(fā)效率；同時(shí)也是為以后系統(tǒng)維護(hù)服務(wù)提供指南。通信在現(xiàn)今生活中已是普遍存在，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展，政治軍事活動(dòng)，個(gè)人生活中的應(yīng)運(yùn)以是相當(dāng)普遍，是社會(huì)發(fā)展不可缺少的工具， 目前通信已經(jīng)經(jīng)歷了150多年，發(fā)展到目前數(shù)字通信趨于替代模擬通信的趨勢。《信號與系統(tǒng)》課程，是高等理工科類院校通信與電子信息工程等專業(yè)中一門十分重要的基礎(chǔ)理論課，也是電子信息工程專業(yè)許多后續(xù)課程的重要理論基礎(chǔ)。基于此種需求，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為教學(xué)演示型軟件，運(yùn)用MATLAB軟件開發(fā)，便于學(xué)生直觀觀察信號系統(tǒng)中涉及的波形及特性的原理圖, 為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，以及獨(dú)立分析和設(shè)計(jì)新的系統(tǒng)，打下基礎(chǔ)。 本課題所涉及的研究目標(biāo)，在國內(nèi)外已經(jīng)有相當(dāng)成熟的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。對于MATLAB做用戶圖像界面和信號模擬所涉及到的技術(shù)問題進(jìn)行細(xì)致的分析，很大一部分可以使用電子信息工程的專業(yè)知識進(jìn)行構(gòu)建，其他的部分則可以通過自學(xué)，調(diào)用已經(jīng)開發(fā)好的一些功能模塊來完成課題涉及到的技術(shù)要求。 MATLAB程序流程簡單明了，開發(fā)率高，并且能夠結(jié)合其他多種開發(fā)工具，共同實(shí)現(xiàn)信號模擬功能。它易學(xué)易用，不需大量編程，能創(chuàng)作出一些高水平的模擬平臺作品，對于非專業(yè)的開發(fā)人員和專業(yè)開發(fā)人員都是一個(gè)好的選擇。系統(tǒng)主要目標(biāo)及功能本課題開發(fā)目標(biāo)是利用MATLAB軟件開發(fā)一套集可視化圖形與動(dòng)態(tài)仿真為一體的教學(xué)演示型軟件，主要是面對初學(xué)者，用可視化的仿真模擬圖形配合老師的講課內(nèi)容給大家演示《信號與系統(tǒng)》課程中部分信號的傳輸波形、卷積、傅立葉變換等，幫助他們直觀、感性地了解和掌握信號系統(tǒng)的概念、基本特征等，深化對通信概念的理解。本系統(tǒng)主要功能包括信號的基本運(yùn)算、基本信號產(chǎn)生、卷積、信號的頻譜分析、時(shí)不變系統(tǒng)分析。簡單基礎(chǔ)地涵蓋了《信號與系統(tǒng)》部分主要章節(jié), 用可視化的仿真模擬圖形為大家演示部分基本信號的傳輸波形，部分交互式界面可直接輸入合適的值使大家更直觀、感性地了解和掌握信號系統(tǒng)的概念、傳輸性能、基本特征等,為課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。整套系統(tǒng)采取圖文并茂、循序漸進(jìn)、從感性到理性的方式，首先讓初學(xué)者在掌握基本信號模擬和運(yùn)算。4系統(tǒng)軟件平臺的設(shè)計(jì)信號系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)繁多、復(fù)雜，許多實(shí)驗(yàn)還需要輸入?yún)?shù)，若將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成一個(gè)界面，使得系統(tǒng)繁重、擁擠，不能夠?qū)崿F(xiàn)友好、美化的界面的設(shè)計(jì)要求。因此，在設(shè)計(jì)界面的時(shí)候，采用一個(gè)主界面和若干子界面，每個(gè)子界面是一個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)驗(yàn)或功能，并通過主界面調(diào)用子界面的設(shè)計(jì)方法。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由兩部分組成: 界面模塊設(shè)計(jì)和菜單模塊設(shè)計(jì)。其中, 界面模塊總共包括七個(gè)模塊: 開始引導(dǎo)模塊、主模塊、信號基本運(yùn)算模塊、基本信號的產(chǎn)生模塊、卷積模塊、頻譜分析模塊、時(shí)不變系統(tǒng)分析模塊，一個(gè)實(shí)驗(yàn)界面模塊下面又有下一級實(shí)驗(yàn)界面模塊,在菜單設(shè)計(jì)時(shí), 在實(shí)驗(yàn)子界面中除使用系統(tǒng)約定的菜單條外, 還增加了幾個(gè)控制背景和退出實(shí)驗(yàn)的菜單。設(shè)計(jì)的具體步驟如下:1）運(yùn)用 MATLAB的圖形用戶界面(GUI)設(shè)計(jì)方法, 設(shè)計(jì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開始引導(dǎo)界面、實(shí)驗(yàn)主界面及其實(shí)現(xiàn)信號處理課程中具體實(shí)驗(yàn)的各個(gè)子界面。2）分別編寫各個(gè)子界面的各個(gè)控件對象的回調(diào)函數(shù), 來實(shí)現(xiàn)控件相應(yīng)控制功能, 達(dá)到直接通過界面上各個(gè)控件就可以控制數(shù)據(jù)的輸入輸出, 并可以方便地對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)及其圖形進(jìn)行讀取和分析的目的。3）編寫主界面的回調(diào)函數(shù), 將各個(gè)實(shí)驗(yàn)子界面整合在信號處理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)主界面中, 即通過主界面就可以進(jìn)入任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)子界面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5系統(tǒng)模塊正弦信號的公式。正弦信號，一般寫做式中A為振幅，W是角頻率，P為初相位。a指數(shù)信號的表示式為在式中,a是實(shí)數(shù)。若a0，信號將隨著時(shí)間而增長，若a0,信號則隨時(shí)間衰減。常數(shù)Z表示指數(shù)信號在t=0點(diǎn)的初始值。 指數(shù)信號a．符號函數(shù)的公式符號函數(shù)（或稱正負(fù)號函數(shù)）以符號記，其表示式為 符號函數(shù) 單位沖激系列 單位階躍系列 抽樣信號 矩形脈沖 三角脈沖 離散信號基本運(yùn)算A．卷積定義對于任意兩個(gè)信號和，兩者做卷積運(yùn)算定義為 做一變量代換不難證明 式中是兩函數(shù)作卷積運(yùn)算的簡寫符號，也可以寫成。這里我們給出了兩個(gè)函數(shù)，只要輸入卷積幅度就可以實(shí)現(xiàn)兩函數(shù)的卷積運(yùn)算。 卷積。這里我們主要介紹方波傅里葉分析和離散傅里葉分析。 頻譜分析線性時(shí)不變連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)用常系數(shù)線性微分方程進(jìn)行描述，系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)就是在系統(tǒng)初始狀態(tài)為零條件下微分方程的解。連續(xù)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)分別是輸入信號為和所對應(yīng)的零狀態(tài)響應(yīng)。所謂頻率響應(yīng)（Frequency response），是指系統(tǒng)在正弦信號激勵(lì)下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)隨頻率變化的情況，包括響應(yīng)的幅度隨頻率的變化情況和響應(yīng)的相位隨頻率的變化情況。極點(diǎn)決定了沖激響應(yīng)的形式，而各系數(shù)則由零、
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1