Đại học Purdue: ECE438 - kỹ thuật xử lý tín hiệu với các ứng dụng 1
ECE438 - Phòng thí nghiệm 1:
Rời rạc và liên tục thời gian Tín hiệu
06 Tháng 10 2010
1 Giới thiệu
Mục đích của thí nghiệm này là để minh họa các tính chất của tín hiệu liên tục và rời rạc thời gian
sử dụng máy tính kỹ thuật số và các Matlab môi trường phần mềm. Một tín hiệu liên tục theo thời gian
mang một giá trị ở mọi điểm trong thời gian, trong khi một tín hiệu rời rạc thời gian được chỉ định tại
các giá trị số nguyên của "thời gian" biến. Tuy nhiên, trong khi các tín hiệu thời gian rời rạc có thể dễ dàng
lưu trữ và xử lý trên một máy tính, nó là không thể để lưu trữ các giá trị của một liên tục thời gian
tín hiệu cho tất cả các điểm dọc theo một đoạn của dòng thực. Trong phòng thí nghiệm sau, chúng ta sẽ thấy rằng kỹ thuật số
máy tính đang thực sự bị hạn chế để lưu trữ các lượng tử hóa tín hiệu thời gian rời rạc. Như vậy
tín hiệu được cách thích hợp được gọi là tín hiệu kỹ thuật số.
Vậy làm thế nào để chúng ta xử lý các tín hiệu liên tục theo thời gian? Trong thí nghiệm này, chúng tôi sẽ cho thấy rằng continuoustime
tín hiệu có thể được xử lý bằng cách đầu tiên xấp xỉ chúng bằng tín hiệu rời rạc thời gian sử dụng
một quá trình gọi là lấy mẫu. Chúng ta sẽ thấy rằng lựa chọn đúng đắn của các khoảng cách giữa các
mẫu là rất quan trọng cho một xấp xỉ hiệu quả và chính xác của một tín hiệu liên tục theo thời gian.
Quá mức khoảng cách gần sẽ dẫn đến quá nhiều dữ liệu, trong khi khoảng cách quá xa sẽ
dẫn đến một xấp xỉ nghèo của continuous- tín hiệu thời gian. Lấy mẫu sẽ là một biểu
chủ đề trong các phòng thí nghiệm trong tương lai, nhưng bây giờ chúng ta sẽ sử dụng để lấy mẫu khoảng tính toán một số đơn giản
thuộc tính của cả hai tín hiệu thực tế và tổng hợp.
Chú ý: Hãy chắc chắn để đọc các hướng dẫn cho việc báo cáo bằng văn bản.
2 Matlab Xem xét
thực tế tất cả các nhiệm vụ phòng thí nghiệm trong phòng thí nghiệm ECE438 sẽ được thực hiện bằng Matlab. Matlab (Matrix
Laboratory) là một môi trường tính toán kỹ thuật cho phân tích số, tính toán ma trận,
xử lý tín hiệu, và đồ họa. Trong phần này, chúng tôi sẽ xem xét một số cơ bản của
các chức năng. . Đối với một hướng dẫn ngắn và một số ví dụ Matlab bấm vào đây
Câu hỏi hoặc ý kiến liên quan đến phòng thí nghiệm này nên được chuyển đến Giáo sư Charles A. Bouman,
Trường điện và Kỹ thuật Máy tính, Đại học Purdue, West Lafayette TRÊN 47.907; (765) 494-
0340; bouman@ecn.purdue.edu
Đại học Purdue: ECE438 - kỹ thuật xử lý tín hiệu với các ứng dụng 2
2.1 Bắt đầu từ Matlab và yêu cầu trợ giúp
Bạn có thể bắt đầu Matlab (phiên bản 7.0) trên máy tính của bạn bằng cách gõ lệnh
MATLAB
trong một cửa sổ lệnh. Sau khi khởi động, bạn sẽ nhận được một cửa sổ Matlab. Để được trợ giúp về
bất kỳ lệnh cụ thể, chẳng hạn như "âm mưu", bạn có thể gõ như sau
âm mưu giúp đỡ
trong "Command Window" phần của cửa sổ Matlab. Bạn có thể thực hiện tìm kiếm từ khóa
cho các lệnh liên quan đến một chủ đề bằng cách sử dụng sau đây
đề lookfor
Bạn có thể nhận được một cửa sổ trợ giúp tương tác bằng cách sử dụng chức năng
trợ giúp
hoặc bằng cách làm theo các Trợ giúp trình đơn ở gần phía trên cùng của cửa sổ Matlab.
2.2 Ma trận và hoạt động
Mỗi phần tử trong Matlab là một ma trận. Vì vậy, ví dụ, lệnh Matlab
a = [1 2 3]
tạo ra một ma trận có tên là "a" với kích thước của 1 × 3. Biến "một" được lưu trữ trong những gì được
gọi là không gian làm việc của Matlab. Các hoạt động
b = a. "
Lưu trữ các transpose của" a "vào vector" b ". Trong trường hợp này, "b" là một vector 3 × 1.
Vì mỗi phần tử trong Matlab là một ma trận, các hoạt động
c = a * b
tính toán ma trận của "a" và "b" để tạo ra một giá trị vô hướng cho "c "14 =
1 * 1 + 2 * 2 + 3 * 3.
Thông thường, bạn có thể muốn áp dụng một hoạt động để mỗi phần tử của một vectơ. Ví dụ, bạn có
nhiều người muốn vuông mỗi giá trị của "a". Trong trường hợp này, bạn có thể sử dụng các lệnh sau đây.
C = a. * A
dot trước * nói với Matlab rằng nhân nên được áp dụng cho mỗi tương ứng với
yếu tố "a". Do đó hoạt động. * Không phải là một hoạt động ma trận. Các dấu chấm
ước làm việc với nhiều lệnh Matlab khác như chia ./, và quyền lực. ^. Một
kết quả lỗi nếu bạn cố gắng để thực hiện các hoạt động tố-khôn ngoan trên ma trận mà không phải là cùng một
kích thước.
Cũng cần lưu ý rằng trong khi các hoạt động a. " thực hiện một transpose trên ma trận "một", các
hoạt động một 'thực hiện một liên hợp transpose vào "a" (transposes ma trận và tiếp hợp
mỗi số trong ma trận).
2.3 Matlab Scripts và chức năng
Matlab có hai phương pháp để tiết kiệm chuỗi các lệnh như các tập tin chuẩn. Hai
phương pháp được gọi là các mã và chức năng. Kịch bản thực hiện một chuỗi các lệnh Matlab
cũng giống như khi bạn gõ trực tiếp vào cửa sổ lệnh Matlab. Chức năng khác với
kịch bản bởi vì họ có đầu vào và đầu ra trở lại.
Đại học Purdue: ECE438 - kỹ thuật xử lý tín hiệu với các ứng dụng 3
Một kịch bản-file là một file văn bản với phần mở rộng tên tập tin "m". Các tập tin nên chứa một
chuỗi các lệnh Matlab. Các kịch bản tập tin có thể được chạy bằng cách gõ tên của nó tại Matlab
dấu nhắc mà không có phần mở rộng .m. Điều này tương đương với cách gõ vào lệnh tại
dấu nhắc. Trong kịch bản, tập tin, bạn có thể truy cập các biến định nghĩa trước đó trong Matlab. Tất cả
các biến trong kịch bản-file là toàn cầu, tức là sau khi thực hiện các kịch bản tập tin, bạn có thể truy cập
các biến của nó tại dấu nhắc Matlab. Để biết thêm
đang được dịch, vui lòng đợi..