MATLAB中的基本信號(hào)發(fā)生器技術(shù)解析

信號(hào)是現(xiàn)代工程中經(jīng)常處理的對(duì)象，在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域有大量的應(yīng)用。在MATLAB中，信號(hào)處理工具箱可以看做工具集合，包含波形產(chǎn)生與處理、數(shù)字和模擬濾波器設(shè)計(jì)、信號(hào)模型以及頻譜分析、時(shí)頻分析等多個(gè)常見(jiàn)功能。

在MATLAB信號(hào)工具箱中，提供了多種產(chǎn)生信號(hào)的函數(shù)。利用這些函數(shù)，可以很方便地產(chǎn)生多種常見(jiàn)信號(hào)。

鋸齒波和三角波

sawtooth（t）：產(chǎn)生周期為2π，峰值為-1和1，采樣時(shí)刻由向量t指定，此時(shí)為鋸齒波。

sawtooth（t， xmax）：產(chǎn)生三角波，xmax指定最大值出現(xiàn)的地方，其取值在0到1之間。當(dāng)t由0增大到xmax*2π時(shí)，函數(shù)值由-1增大到1，當(dāng)t由xmax*2π增大到2π時(shí)，函數(shù)值由1減小到-1。當(dāng)xmax=0.5時(shí)，上升段斜率與下降段斜率相等，三角波對(duì)稱(chēng)，如下面簡(jiǎn)單例子。

非周期三角/矩形脈沖

tripuls（t） ：產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的、非周期的、單位高度的三角脈沖的采樣，采樣時(shí)刻由數(shù)組t指定。缺省情況下，產(chǎn)生的是寬度為1的非對(duì)稱(chēng)三角脈沖。

tripuls（t，W） ：產(chǎn)生一個(gè)寬度為W的三角脈沖。

tripuls（t，W，S） ：S為三角波的斜度。參數(shù)S滿足-1《S》1，當(dāng)S=0時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)對(duì)稱(chēng)的三角波。

rectpuls（t， W） 產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的、非周期的、單位高度的矩形脈沖的采樣，寬度為W。

周期sinc波形

在MATLAB中，用戶可以使用diric命令實(shí)現(xiàn)周期sinc函數(shù)，又被稱(chēng)為Dirichlet 函數(shù)。Dirichlet函數(shù)的定義是d（x）=sin（N*x/2）。/（N*sin（x/2））。diric函數(shù)的調(diào)用格式為：Y=diric（x，N）。

函數(shù)返回大小與x相同的矩陣，元素為Dirichlet 函數(shù)值。N必須為正整數(shù)，該函數(shù)將0到2π等間隔的分成N等份。

高斯調(diào)幅正弦波

在信息處理中，使載波的振幅按調(diào)制信號(hào)改變的方式叫調(diào)幅。高斯調(diào)幅正弦波是比較常見(jiàn)的調(diào)幅正弦波，通過(guò)高斯函數(shù)變換將正弦波的幅度進(jìn)行調(diào)整。gauspuls是MATLAB信號(hào)處理工具箱提供的信號(hào)發(fā)生函數(shù)，其調(diào)用格式如下：

yi=gauspuls（t，F(xiàn)c，BW）：函數(shù)返回最大幅值為1的高斯函數(shù)調(diào)幅的正弦波的采樣，其中心頻率為Fc，相對(duì)帶寬為BW，時(shí)間由數(shù)組t給定。BW 的值必須大于0。默認(rèn)情況下，F(xiàn)c=1000Hz，BW=0.5。

yi=gauspuls（t，F(xiàn)c，BW，BWR） BWR：指定可選的頻帶邊緣處的參考水平，以相對(duì)于正常信號(hào)峰值下降了-BWR（單位為dB）為邊界的頻帶，其相對(duì)帶寬為100*BW%。默認(rèn)情況下BWR的值為-6dB。其他參數(shù)設(shè)置同上。BWR的值為負(fù)值。

tc=gauspuls（‘cutoff’，F(xiàn)c，BW，BWR，TPE）：返回包絡(luò)相對(duì)包絡(luò)峰值下降TPE（單位為dB）時(shí)的時(shí)間tc。默認(rèn)情況下，TPE 的值是-60dB。其他參數(shù)設(shè)置同上。TPE 的值必須是負(fù)值。

調(diào)頻信號(hào)

和調(diào)幅類(lèi)似，使載波的頻率按調(diào)制信號(hào)改變的方式被稱(chēng)為調(diào)頻。調(diào)波后的頻率變化由調(diào)制信號(hào)決定，同時(shí)調(diào)波的振幅保持不變。從波形上看，調(diào)頻波像被壓縮得不均勻的彈簧。在MATLAB中，chirp 函數(shù)可以獲得在設(shè)定頻率范圍內(nèi)的按照設(shè)定方式進(jìn)行的掃頻信號(hào)。chirp函數(shù)調(diào)用格式如下。

Y=chirp（t，F(xiàn)0，T1，F(xiàn)1）：產(chǎn)生一個(gè)頻率隨時(shí)間線性變化信號(hào)的采樣，其時(shí)間軸的設(shè)置由數(shù)組t定義。時(shí)刻0的瞬時(shí)頻率為F0；時(shí)刻T1的瞬時(shí)頻率為F1。默認(rèn)情況下，F(xiàn)0=0Hz，T1=1，F(xiàn)1=100Hz。

Y=chirp（t，F(xiàn)0，T1，F(xiàn)1，’method’）：method指定改變掃頻的方法?？捎玫姆椒ㄓ小?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/linear/" target="_blank">linear’（線性調(diào)頻）、‘quadratic’（二次調(diào)頻）、‘logarithmic’（對(duì)數(shù)調(diào)頻）。默認(rèn)時(shí)為‘linear’，其他參數(shù)意義同上。

Y=chirp（t，F(xiàn)0，T1，F(xiàn)1，’method’，PHI）：PHI 指定信號(hào)的初始相位，默認(rèn)時(shí)PHI 的值為0，其他參數(shù)意義同上。

高斯分布隨機(jī)序列

在信號(hào)處理中，標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機(jī)序列是重要序列。該序列可以由randn函數(shù)生成，randn函數(shù)的調(diào)用格式為：Y=randn（M，N）：將生成M 行N 列的均值方差為1的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)序列。