【正文】 YsYsY fx ?? ，然后反變換。 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 15 頁 電流的波形 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]。 I1=(USU3)/R1 I2=(USU2)/(R2+i*XL) I3=U2/R3 I4=(U2U3)/R4 I5=I1I2 I6=U3/(i*XC) 電流向量圖和波形圖繪制 。XC=1/(w*C)。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。 矩陣的引入使電路定律的表述更為精煉。 dev=Rs*ones(1,length(a))。 plot(w/pi,20*log10(abs(h)/norm))。 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 ， Ω p= rad，Ω s= rad， Ap≤ 1 dB， As≥ 25 dB。 %對連續(xù)函數(shù)進行采樣而得到脈沖序列 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 7 頁 plot(t,y)。根據(jù)采樣定理，采樣率必須大于模擬信號的最高采樣率（ Nyquist 頻率）的 2 倍。實現(xiàn) MATLAB 在復(fù)雜電路分析、通信電子線路、電工電子課程及電子類課程實驗教學(xué)等中的應(yīng)用。 MathWorks 公司針對不同的實時或非實時操作系統(tǒng)平臺，開發(fā)了相應(yīng)的目標(biāo)選項，配合不同的軟硬件系統(tǒng)，可以完成快速控制原型（ Rapid Control Prototype）開發(fā)、硬件在回路的實時仿真（ HardwareinLoop）、產(chǎn)品代碼生成等工作 [3]。 本課題介紹了 MATLAB 在復(fù)雜 電路分析、通信電子線路、電工電子課程及電子類課程實驗教學(xué)等中的應(yīng)用。 關(guān)鍵 詞 ： MATLAB，數(shù)字信號，正弦電路，信號系統(tǒng)，仿真 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 III 頁 Based on the MATLAB technology research for electronic circuits Author:Yong Qian Tutor:Yanyan Cai Abstract When the circuit is smaller, simple structure can be calculated using observation list after circuit equation, but in the practical engineering application, the increasingly scale of the circuit, increasingly plex structure, the analysis and calculation of the traditional method has been far can not meet the requirements. In the teaching, at present most of the schools only use test cases pleted experiment teaching of electronic course, almost all of the circuit is closed. Experiments because do not understand the working principle of circuits and devices as long as a slight problem students blindly asked the teacher, is not conducive to cultivate students39。 MATLAB 程序設(shè)計 MATLAB 有兩種工作方式：一種是交互式的命令行工作方式；另一種是 M 文件的程序工作方式。 培養(yǎng)學(xué)生自己解決問題的能力。但是在許多情況下，要求信號以不同的頻率采樣，改變采樣時鐘雖然可行，但是并不可取。 %作圖 xlabel(39。 解：設(shè)計滿足上述指標(biāo)數(shù)字濾波器的 MATLAB 程序如下： %DF BW LP 指標(biāo) Wp=*pi。grid。 [M,Wc,beta,ftype]=kaiserord(f,a,dev)。由于把多變量的系統(tǒng)在形式上按單變量表示 , 整個理論顯得更為簡約 , 概念更為清晰 , 而且能從整體上掌握電路的狀態(tài)。 圖形功能與電路分析 利用 MATLAB 的圖形功 能可以繪制電路的各種響應(yīng)曲線。US=10。 在以上程序中加上下面一條語句畫出電流的向量圖 。 進行仿 真 在電路中安放電流表，測出各個支路的電流，并用示波器進行顯示 。 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 21 頁 4)系統(tǒng)函數(shù))( )()( sF sYsH f?,3 個方面的應(yīng)用 ：由微分方程 ?系統(tǒng)函數(shù) ?求 )(th ；系統(tǒng)函數(shù)轉(zhuǎn)化為微分方程 。 圖 信號相加結(jié)果 程序如下： syms t。 % 確定 h(n)序列值 left=nf(1)+nh(1)。 圖 卷積和 （ 4） 求 z 變換 ?? nnf cos)( 程序如下： syms n z OMEGA % 定義符號變量 fn=cos(n*OMEGA)。 % 單位響應(yīng) subplot(1,2,1),stem(n,y1,39。 信號的調(diào)制： tttf ?? 50c os)4s in22()( ?? 程序如下： syms t。)。 % 以交互方式輸入 Q normalizedw=linspace(,10,100)。 % 沖激響應(yīng) h(t) 運行結(jié)果如 圖 所示 。一方面 該課程涉及了許多基本分析方法，而掌握這些方法就要不僅要有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，而且要將大量的時間和精力花費在許多繁 瑣的工程計算上；將 Matlab 引入該課程，一些基本的分析方法便可用軟件來實現(xiàn)。 plot(t,signal)。 plot(f,Ps(1:257))。 MATLAB 在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用 數(shù)字圖像處理課程起點高，難度大，理論性很強。下面以通信原理中的雙邊帶幅度調(diào)制的 Simulink 仿真為例說明 MATLAB 在通信原理課程教學(xué)中的應(yīng)用 [17] 示 例 2：圖 雙邊帶頻帶幅度調(diào)制的系統(tǒng)仿真框圖。因此我們在 論。圖 了示波器顯示的圖形，從上到下是解調(diào)波形、原始波形、調(diào)制波形。 MATLAB 有豐富的圖像處理工具箱，提供了一個很好的編程平臺，可以更快、更好地掌握圖像處理的基本理論和分析方法。 頻率（ Hz） 39。 時間（秒） 39。 B＝ fft2（ I， m， n）通過對數(shù)據(jù) I 進行剪切或補零，按用戶指定的點數(shù)計算 fft，返回數(shù)據(jù)矩陣 B 的大小為 m n。 % 電阻 R=50 L=50*(10^6)。 % 二階低通濾波器的頻率特性表達式 subplot(1,2,1),plot(normalizedw,abs(H))。 % 在圖形中添加坐標(biāo)線 title(39。 % 繪制 f(t)的波形 運行結(jié)果如 圖 。)。39。 % 確定卷積序列的終點 y=conv(f,h)。 % 計算符號函數(shù) f(t)=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t) 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 23 頁 ezplot(f,[0 pi])。 5)s 域框圖 時域框圖 ?s 域框圖（零狀態(tài)） ?s 域代數(shù)方程 ?響應(yīng)的象函數(shù) ?響應(yīng) ； 由以上方法可得到 )(th 或 )(tyf ； 若給定初始狀態(tài)，可由系統(tǒng)函數(shù)得齊次微分方程，進一步求得 )(tyx 。 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 19 頁 4 MATLAB 在信號與系統(tǒng)分析中的應(yīng)用 MATLAB 在時域、頻域、 S 域、 Z域里的應(yīng)用舉例 MATLAB 在各域的基本知識 ： （ 1） 連續(xù)系統(tǒng)的時域分析 1) 微分方程的經(jīng)典解法：齊次解 +特解（代入初始條件求系數(shù)） 0— ～ 0+初值（由初始狀態(tài)求初始條件）：全響應(yīng) =零輸入響應(yīng) +零狀態(tài)響應(yīng)；注意應(yīng)用 LTI 系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的微積 特 性 。 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 14 頁 電流的向量圖 上面的程序中加上下 面的一段程序，畫出電流的波形 。Y22=1/(R2+i*XL)+1/R3+1/R4。 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 12 頁 x = 0: pi/100∶ 23*pi。 MATLAB 最基本、也是最重要的功能就是進行矩陣運算。 h=fir1(M,Wc,ftype,kaiser(M+1,beta))。 ylabel(‘Gain,dB’)。Ap=1。)。 在程序設(shè)計階段，為了對程序進行調(diào)試或驗證算法的正確性，需要一些特性已知的信號（簡單的如正弦、方波、三角波等），所以可以由 Matlab 提供一些波形產(chǎn)生函數(shù)。用 MATLAB 表示一離散序列 x[k]時，可用兩個向量來表示。 用 MATLAB 語言編寫的程序，稱為 M 文件。 MATLAB 軟件簡介 MATLAB 的名稱源自 Matrix Laboratory，它是一種科學(xué)計算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。 MATLAB 作為一種適用于矩陣運算及控制和信息處理的科學(xué)計算軟件，輸入簡便，運算高效和內(nèi)容豐富等特點在大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究中得到了全面的推廣。目前RTW 支持生成標(biāo)準(zhǔn)的 C 語言代碼，并且具備了生成其他語言代碼的能力。在編輯完成后，選擇 File 菜單中的 Save 命令可以把這個編輯過的 M 文件報存下來 [6]。 圖 余弦序列 x[n]=cos()的圖像 另外， MATLAB 的工具箱中還提供了大量的信號產(chǎn)生函數(shù)，例如： sawtooth（ 產(chǎn)生鋸齒波或三角波信號 ） 、 square（ 產(chǎn)生方波信號 ） 、 chirp（產(chǎn)生調(diào)諧余弦信號）、 gauspuls（ 產(chǎn)生高斯正弦脈沖信號 ） 等等，調(diào)用這些函數(shù)可以方便地生成多種復(fù)雜信號 [7]。gauspuls39。 對于每種濾波器的設(shè)計，方法也不盡相同，在此不予贅述，可查閱相關(guān)參考文獻。 %幅度歸一化 DF 的幅度響應(yīng) norm=max(abs(h))。 f=[,]。 圖 畫出了所設(shè)計的 FIR 高通濾波器的增益響應(yīng)。 % 求復(fù)數(shù)幅角 3. 2 微分方程求解 MATLAB 提供了常微分方程初值問題的數(shù)值解法。C=3。 U2=U(1)。 figure 。 （ 4） 連續(xù)系統(tǒng)的 S 域分析 1)單邊拉普拉斯變換的定義及 ROC dtetfsF st?? ??? 0 )()( ROC： 0]Re[ ?? ??s 幾個結(jié)論 。 9)離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng) )( ?jeH 物理意義；與系統(tǒng)函數(shù) )(zH 的關(guān)系：單位圓上的系統(tǒng)函數(shù)，即?? jezj zHeH ?? )()(。 % 確定 f(n)序列值 nh=0:9。)。 % 序列的個數(shù) fn=.^n。 圖 差分方程相應(yīng)響應(yīng) （ 7） 部分分式展開： sss ssF 52 12)( 23 ?? ?? 程序如下： b=[2 1]。)。 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 29 頁 圖 周期矩形脈沖頻譜與幅度譜 二階低通濾波器特性為：???????????????????020111)(?????QjH 即：2020111)(??????????????????????????????QH和????????????????????????? 20011a r c t a n)(?????? Q 令21?Q和 1 時，分別求幅頻特性和相頻特性 程序如下： Q=input(39。 % 傳遞函數(shù) H(s) subplot(1,3,1),pzmap(sys)。 % 階躍響應(yīng) s(t) 運行結(jié) 果如下圖 所示 。 Pn=abs(Yn)。 含噪聲信號 39。 含噪聲信號的幅值譜 39。 圖 仿真結(jié)構(gòu)圖