【正文】 AB在數(shù)字濾波器中的應(yīng)用 73 MATLAB在正弦穩(wěn)態(tài)電路分析中的應(yīng)用 113. 1 矩陣計算與線性電路分析 113. 2 微分方程求解 11 圖形功能與電路分析 11 簡單的正弦穩(wěn)態(tài)分析計算 12 電路圖 12 12 13 13 154 MATLAB在信號與系統(tǒng)分析中的應(yīng)用 19 MATLAB在時域、頻域、S域、Z域里的應(yīng)用舉例 19 MATLAB在信號調(diào)制、濾波及求解中的應(yīng)用 275 MATLAB 在電子信息課程中的應(yīng)用 35 MATLAB 在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用 35 MATLAB 在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用 36 MATLAB 在自動控制原理中的應(yīng)用 38 在通信原理中的應(yīng)用 38總 結(jié) 40致 謝 41參考文獻 421 緒論作為當(dāng)今世界最流行的第四代計算機語言，MATLAB軟件語言系統(tǒng)，由于它在科學(xué)計算，網(wǎng)絡(luò)控制，系統(tǒng)建模與仿真，數(shù)據(jù)分析，自動控制，圖形圖像處理航天航空，生物醫(yī)學(xué)，物理學(xué)，通信系統(tǒng)，DSP處理系統(tǒng)，財務(wù)，電子商務(wù)，等不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用以及它自身所具備的獨特優(yōu)勢，目前MATLAB已備受許多科研領(lǐng)域的青睞與關(guān)注。在教學(xué)中，目前大部分學(xué)校都僅僅利用試驗箱完成電子類課程的實驗教學(xué)，幾乎所有電路都是封閉式的。在學(xué)習(xí)電工電子的同時有必要學(xué)習(xí)掌握這門語言，從而提高全面的綜合能力。這些工具箱應(yīng)用的算法是開放的可擴展的，用戶不僅可以查看其中的算法，還可以針對一些算法進行修改，甚至允許開發(fā)自己的算法擴充工具箱的功能。整個代碼的生成、編譯以及相應(yīng)的目標(biāo)下載過程都可以自動完成，用戶需要做的僅僅使用鼠標(biāo)點擊幾個按鈕即可。M文件可以使用任何編輯程序建立和編輯，而一般常用的是使用MATLAB提供的M文件窗口。 本文完成的主要內(nèi)容利用MATLAB的程序編寫、矩陣運算和圖形仿真功能讓學(xué)生采用MATLAB軟件先對電路進行仿真。 %當(dāng)(kn)為0時x的值為1，否則x的值為0stem(k,x)。 MATLAB在采樣與波形發(fā)生的應(yīng)用數(shù)字信號處理的對象，是在采樣時鐘的控制之下，通過A/D轉(zhuǎn)換器一定的采樣頻率對模擬信號進行采樣得到的。脈沖重復(fù)的頻率為1kHz，采樣率為50kHz，脈沖序列的長度為10ms。 %對連續(xù)函數(shù)進行采樣而得到脈沖序列plot(t,y)。數(shù)字濾波器用硬件實現(xiàn)的基本部件包括延遲器、乘法器和加法器；如果用軟件來實現(xiàn)時，它即是一段線性卷積程序。例1：利用Butterworth低通濾波器及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計滿足下列指標(biāo)的數(shù)字濾波器，Ωp=，Ωs=，Ap≤1 dB，As≥25 dB。%確定AF階數(shù)N=buttord(Wp,Ws,Ap,As,’s’)。plot(w/pi,20*log10(abs(h)/norm))。%計算Ap和AsW=[Wp Ws]。dev=Rs*ones(1,length(a))。Normalized frequency39。矩陣的引入使電路定律的表述更為精煉。 % 建立方陣A B = invA 。這兩個函數(shù)分別采用了二階、三階龍格庫塔法和四階、五階龍格庫塔法, 并采用自適應(yīng)變步長的求解方法, 即當(dāng)解的變化較慢時采用較大的步長, 從而使得計算速度很快, 當(dāng)解的變化較快時步長會自動地變小, 從而使得計算精度很高。 正弦穩(wěn)態(tài)電路圖從圖中列方程得：I1=(USU3)/R1I2=(USU2)/(R2+jXL)I3=U2/R3I4=(U2U3)/R4I5=I1I2I6=U3/(jXC)U=Y\I其中：Y22=1/(R2+jXL)+1/R3+1/R4Y23=1/R4Y32=Y23Y33=1/R1+1/R41/(jXC)IS22=US*(R2+jXL) IS33=ISUS/R1R1=3。XC=1/(w*C)。IS33=ISUS/R1。I1=(USU3)/R1I2=(USU2)/(R2+i*XL)I3=U2/R3I4=(U2U3)/R4I5=I1I2I6=U3/(i*XC)。i1=r(1)*sin(w*t+rdir(1))。從電流的向量圖和波形圖中，都可以直觀的看出6條支路電流之間的大小和相位關(guān)系，節(jié)省了畫圖的時間，這是Matlab的又一大優(yōu)點[11]。3)卷積和定義：激勵、零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)之間關(guān)系。3)利用LT求解微分方程（零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)）微分方程利用微分性質(zhì)到S域代數(shù)方程，整理成，然后反變換。響應(yīng)的象函數(shù)224。利用常用的ZT對求逆224。z域框圖（零狀態(tài)）224。z單位圓且，s與z之間是多對一的映射關(guān)系。 信號相乘結(jié)果程序如下：t=5::5。 % 確定f(n)的序號向量和區(qū)間長度f=.^(nf5)。filled39。filled39。y(0)=0,Dy(0)=039。 % 零狀態(tài)響應(yīng)y2=impz(b,a,16)。filled39。[r p k]=residue(b,a)運行結(jié)果如下： r = + p = + 0 k = [] MATLAB在信號調(diào)制、濾波及求解中的應(yīng)用由于信號與系統(tǒng)比較復(fù)雜，因此對于許多問題的求解都非常困難，然而MATLAB將會對問題的解答帶來很大的方便，下面會以具體事例給出展示[12]。f=A*exp(j*n*2*pi/T*t)。filled39。)。)。 % 繪制相頻特性曲線title(39。 % 階躍響應(yīng)s(t)subplot(1,3,3),impulse(b,a)。 % 傳遞函數(shù) H(s)subplot(1,2,1),pzmap(sys)。5 MATLAB 在電子信息課程中的應(yīng)用 MATLAB 在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用信號與系統(tǒng)是電子信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。signal=sin(2*pi*50*t)+cos(2*pi*100*t)。subplot(2,2,1)。subplot(2,2,2)。subplot(2,2,3)。subplot(2,2,4)。 幅值譜分布上面的程序在MATLAB ，其中可以看到淹沒在時域噪聲中明顯的信號峰值，這就是頻域分析的功效。中的參數(shù)值。MATLAB 在通信領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，運用MATLAB 通信仿真工具箱可以對通信系統(tǒng)中的調(diào)制與解調(diào)，信號的頻譜分析以及FIR 濾波器的設(shè)計等進行仿真。不僅了解了MATLAB的強大的仿真功能，而且復(fù)習(xí)鞏固了之前學(xué)的電子電路技術(shù)的知識。做畢業(yè)論文雖然很累，但卻是苦中有樂，讓人很充實。感謝我的同學(xué)和朋友，在論文的撰寫和排版等過程中提供給我熱情的幫助。：自然科學(xué)版2010（1）.[16] ：自然科學(xué)版2010.[17]鐘麟、：國防工業(yè)出版社，2004.。最后，我要感謝幫助過我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的理論上的難題。因此我們在論文前必須做好充分的準(zhǔn)備，認(rèn)真查找詳細(xì)的資料，為我們論文的成功打下堅實的基礎(chǔ)。另外，我們也可以嘗試使用其他計算機仿真軟件來編寫簡單實用的信號與系統(tǒng)實驗系統(tǒng)。示例2：。此仿真環(huán)境一方面是利用SIMULINK 提供的輸入信號（信號源模塊）對結(jié)構(gòu)圖所描述的系統(tǒng)施加激勵；另一方面是利用SIMULINK 提供的輸出裝置（輸出口模塊）獲得系統(tǒng)的輸出響應(yīng)，即數(shù)據(jù)或時間響應(yīng)曲線，成為圖形化、模塊化方式的控制系統(tǒng)仿真。所以在數(shù)字圖像處理課程中引進MATLAB軟件。xlabel(39。xlabel(39。xlabel(39。xlabel(39。sn=signal+noise。二維傅立葉變換是一個很復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，如果采用C 或Visual C＋＋語言編寫此變換的仿真程序，需要對傅立葉變換有一個深入的理解，而且需要將數(shù)學(xué)公式按步驟編寫程序，需要十幾條語句，但在MATLAB 中，就不需要把精力放在編寫程序上，只需要一條語句就可以實現(xiàn)傅立葉變換的仿真，語法格式如下：B＝fft2（I） （）B＝fft2（I，m，n） （）其中B＝fft2（I）返回數(shù)據(jù)I 的二維fft 變換矩陣，輸入數(shù)據(jù)I和輸出數(shù)據(jù)B 維數(shù)相同。 % 繪制對數(shù)幅頻特性和對數(shù)相頻特性曲線[13]。 零極點與相關(guān)響應(yīng)圖，已知， 帶阻二階系統(tǒng)a. 畫出零極點圖b. 畫出幅頻特性和相頻特性(對數(shù))其中：，系統(tǒng)函數(shù)： （中心頻率）即： 和程序如下：R=50。)。H=1./(1normalizedw.^2+j*normalizedw/Q)。周期矩形脈沖的幅度譜39。 % 繪制頻譜line([20 20],[0 0])。 % 計算傅立葉系數(shù)fn=simple(fn)。 % 定義符號變量tf=(2+2*sin(4*pi*t))*cos(50*pi*t) % 計算符號函數(shù)f(t)=(2+2*sin(4*pi*t))*cos(50*pi*t)ezplot(f,[0 pi])。title(39。filled39。 % 繪制y(n)的圖形axis([0 40 0 5])。 % 繪制f(n)的圖形axis([0 40 0 1])。Nh=length(nh)。 % 計算函數(shù)f(t)=sinc(t)*cos(20*pi*t)plot(t,f)。通過MATLAB可以對信