南京邮电大学matlab软件设计超详细doc.docx

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南京邮电大学matlab软件设计超详细doc

南京邮电大学通信学院

 

软件课程设计

实验报告

 

模块名称:

___MATLAB软件设计

专业班级:

__通信工程

姓名:

________

学号:

___

 

实验日期:

2013年6月17—28日实验报告日期:

2013年7月1日

一、要求练习的实验部分

1.在时间区间[0,10]中,绘出曲线。

程序:

t=0:

0.1:

10;

y=1-exp((-0.5)*t).*cos(2*t);

plot(t,y,'r-');

shg

结果:

2.写出生成如图E2-1所示波形的MATLAB脚本M文件。

图中虚线为正弦波,要求它的负半波被置零,且在处被削顶。

程序:

t=linspace(0,3*pi,500);

y=sin(t);

a=sin(pi/3);

z=(y>=0).*y;

z=(y>=a).*a+(y

plot(t,y,':

r');

holdon;

plot(t,z,'b-')

000.0000

 

V=

-0.4797-0.7767-0.4082

-0.5724-0.07570.8165

-0.66510.6253-0.4082

设tol=S(1,1)*3*eps,得

tol=

1.1223e-014

设a=sum(diag(S)>tol)-rank(A),求a

a=

0

设b=S(1,1)-norm(A),求b

b=

0

设c=sqrt(sum(diag(S*S)))-norm(A,fro),求c

c=

3.5527e-015

设d=S(1,1)/S(3,3)-cond(A),求d

d=

-8

设e=S(1,1)*S(2,2)*S(3,3)-det(A)

e=

1

设f=V(:

1)*null(A),求f

f=

0

设g=abs(A*null(A))

g=

1

1

1

设h=U(:

1:

2)==orth(A),求h

h=

11

11

11

结果分析:

由上面的结果得出如下的题目答案:

(1)sum(diag(S)>tol)-rank(A)的结果是0;

(2)S(1,1)-norm(A)=0的结果是0;

(3)sqrt(sum(diag(S*S)))-norm(A,'fro')的结果是3.5527e-015;

(4)S(1,1)/S(3,3)-cond(A)的结果是-8;

(5)S(1,1)*S(2,2)*S(3,3)-det(A)

(6)V(:

1)'*null(A)的结果是0;

(7)abs(A*null(A))

1

1;

(8)U(:

1:

2)==orth(A)的运行结果是11

11

11

3.求积分,。

程序:

t=0:

pi/100:

2*pi;

f=abs(sin(cos(t)));

F=cumsum(f)*pi/100;

plot(t,F);

xlabel('x轴');

ylabel('y轴');

title('描绘y=abs(sin(cos(t)))在(0,x)间积分曲线[x∈(0,2π)]')

gridon;

结果:

4.求方程的解。

程序:

clear;

clc;

disp('计算方程组x^2+y^2=1x*y=2的根xy')

[x,y]=solve('x^2+y^2=1','x*y=2')

结果:

计算方程组x^2+y^2=1x*y=2的根xy

x=

[-1/2*(1/2*5^(1/2)+1/2*i*3^(1/2))^3+1/4*5^(1/2)+1/4*i*3^(1/2)]

[-1/2*(1/2*5^(1/2)-1/2*i*3^(1/2))^3+1/4*5^(1/2)-1/4*i*3^(1/2)]

[-1/2*(-1/2*5^(1/2)+1/2*i*3^(1/2))^3-1/4*5^(1/2)+1/4*i*3^(1/2)]

[-1/2*(-1/2*5^(1/2)-1/2*i*3^(1/2))^3-1/4*5^(1/2)-1/4*i*3^(1/2)]

y=

[1/2*5^(1/2)+1/2*i*3^(1/2)]

[1/2*5^(1/2)-1/2*i*3^(1/2)]

[-1/2*5^(1/2)+1/2*i*3^(1/2)]

[-1/2*5^(1/2)-1/2*i*3^(1/2)]

5.在某激励条件下,二阶系统归一化响应可表示为,其中为阻尼系数,,。

请用不同的颜色或线型,在同一张图上,绘制取值下系统在区间内的响应曲线,并要求用和对它们相应的两条曲线进行醒目的文字标志。

程序:

b=0.2:

0.2:

2.0;

t=0:

0.1:

18;

color=['r','g.','bo','cx','m+','y*','kv','r--','g:

','b-.'];

fori=1:

10

p(i)=sqrt(1-b(i).*b(i));

q(i)=atan(sqrt(1-b(i).*b(i))./b(i));

y=1-1./p(i).*exp(-b(i).*t).*sin(p(i).*t+q(i));

ifi==1

plot(t,y,color(i))

text(t(30),y(30),'\leftarrowξ=0.2','FontSize',18)

holdon

elseifi==10

plot(t,y,color(i))

text(t(50),y(50),'\leftarrowξ=2.0','FontSize',18)

holdon

else

plot(t,y,color(i))

holdon

end

end

end

结果:

6.构建一个简单的全波整流模型,并用示波器分两路同时观察原信号和整流后的信号波形。

要求:

信源模块被重新命名为“输入正弦波”;信宿模块被重新命名为“示波器”;连接到信宿的信号线上分别标注“原信号”和“整流信号”;在模型窗中添加注释文本。

(1)、原理图:

各模块参量设置:

[示波器]

Parameters

Numberofaxes:

2

其他默认

[其余模块]

默认选项

结果

(2)、原理图:

各模块参数设定

[Gain]

Gain:

-1

其他默认

[其余模块]

默认选项

 

结果

7.利用SIMULINK及其标准模块设计一个低通滤波器,从受噪声干扰的多频率混合信号中获取10Hz的信号。

在此,而

各模块参量设置:

[SineWave]

Frequency(rad/sec):

10

其他默认

[SineWave1]

Frequency(rad/sec):

100

Phase(rad):

pi/2

其他默认

[RandomNumber]

Variance:

0.2

Sampletime:

100

其他默认

[Sum]

Listofsigns:

|+++

其他默认

[AnalogFilterDesign]

Passbandedgefrequency(rad/s):

10

其他默认

[其余模块]

默认选项

 

结果:

8.已知系统的状态方程为:

,其中,请构建该系统的仿真模型,并用XYGraph模块观察相轨迹。

原理图:

参数配置;

[Sum]

Listofsigns:

|--+

其他默认

[integrator]

Initialcondition:

0.2

[integrator1]

Initialcondition:

0.2

结果:

10.CD74HC00仿真(数字电路)

实现方法:

这里就是四个与非门的实现,利用LogicalOperator模块做出四个与非门,还要再和Vcc和Gnd相与,再输出。

然后用Subsystem封装成子系统即可;

原理图:

(1)、封装前的原理图

 

(2)、分装后的测试原理图

结果:

分析:

前两路分别为产生“1100”和“0101”的脉冲发生器的波形,后四路波形则分别为四个与非门的输出;

可以看到,四路输出信号与输入信号均符合与非逻辑的关系,符合7400的真值表,设计正确!

11.2FSK信号的生成与接收滤波

要求:

1)产生二进制[0,1]随机信号波,信号波特率为1000B

2)对此信号进行2FSK调制,f1=1500Hz,f2=3050Hz

3)加入高斯白噪声

4)在接收端进行带通滤波

5)抽样速率为20KHz.

6)观察滤波前后信号的波形和频谱。

实现方法:

利用BernoulliBinaryGenerator模块产生随机信号;

利用SineWave模块产生f1=1500Hz,f2=3050Hz的载波,结合Switch模块进行2FSK调制;

利用AWGNChannel模块构建高斯白噪声信道,其参数设置为:

信噪比:

10dB,输入信号功率:

1W;

利用DigitalFilterDesign设计带通滤波器,分别为1500Hz和3050Hz滤波

然后利用相干解调,在将两个载波相加,用符号函数判决出原信号。

原理图:

(zoushuSimulink11.mdl、zoushuSimulink11b.mdl)

参数设计:

[SineWave]:

Frequency:

1500Hz

其他:

默认

[SineWave1]:

Frequency:

3050Hz

其他:

默认

[BernoulliBinaryGenerator]

Sampletime:

1/1000

其他:

默认

[Switch]:

Threshoid:

1/2

其他:

默认

[AWGNChannel]

SNR:

10db

Power:

1W

其他:

默认

[DigitalFilterDesign]

Bandpass;

Fs:

20kHz

Fstop1:

0.8KHz

Fpass1:

1.2KHz:

Fstop2:

2KHz

Fpass:

2.2.5KHz:

其他:

默认

[DigitalFilterDesign1]

Bandpass;

Fs:

20kHz

Fstop1:

2.5KHz

Fpass2:

2.8KHz:

Fstop2:

3.5KHz

Fpass2:

4KHz:

其他:

默认

调制的原理图:

调制加解调的原理图:

结果:

频谱图:

调制、解调的波形图:

结果分析:

原信号经过2FSK调制,经过噪声信道,再进行滤波、相干解调,最后又恢复出原信号,结果符合题目要求,系统设计正确!

滤波器等相关设备的参数也设置恰当!

实验成功!

12.创建一个简单的离散多速率系统:

单位阶跃信号经过具有不同速率的采样后分别用作两个离散传递函数的输入。

这两个离散传递函数有相同的有理分式,但采样时间和时间偏置二元对分别设为[1,0.1]和[0.7,0]。

要求:

观察这两个离散传递函数的输出有什么不同;用不同的颜色标帜不同采样速率系统。

(通信系统)

原理图:

结果

二、

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