西电-随机信号大作业.doc

键入公司名称 第一章1.23 上机题：设有随机初相信号X(t)=5cos（t+），其中相位是在区间（0,2）上均匀分布的随机变量。试用Matlab编程产生其三个样本函数。MATLAB源代码：clc,clear;o=2*pi*rand(1,3)for n=1:3 t=0:.01:10; y=5*cos(t+o(n); figure(1); plot(t,y),grid on; hold on;end title(三个来自随机初相信号的样本函数);第二章2.22 上机题：利用MATLAB程序设计一正弦信号加高斯白噪声的复合信号。（1）.分析复合信号的功率谱密度、幅度分布特性；MATLAB源代码：clccleart=0:0.001:0.1;s=3*sin(1e3*t);%正弦信号（幅度分布）figure(1);subplot(3,1,1),plot(t,s),grid on;title(原正弦信号);xlabel(t/s);ylabel(s);s1=fft(s);subplot(3,1,2),plot(t,abs(s1),grid on;title(正弦信号幅度谱);xlabel(t/s);ylabel(s_fft);n=100;f=100;window=boxcar(length(s);p1,f1=periodogram(s,window,n,f)subplot(3,1,3),plot(f1,10*log10(p1);xlabel(f/Hz);ylabel(Gs);title(正弦信号功率谱);（2）分析复合信号通过RC积分电路后的功率谱密度和相应的幅度分布特性；MATLAB源代码：clc cleart=0:0.001:0.1;s=3*sin(1e3*t);%正弦信号（幅度分布）y1=awgn(s,10,measured);r=(1/(pi*pi)*10e6;c=(1/16)*10e-4;hw=1/(1+1i*2*pi*r*c);h1=abs(hw);f1=fft(y1);f11=fftshift(f1);y2=f11*h1;a2=ifft(y2,length(t);fs=100;n=100;window=boxcar(length(a2);p2,f2=periodogram(a2,window,n,fs);figure(1);subplot(3,1,1),plot(t,y2),grid on;xlabel(t/s);ylabel(u/v)title(复合信号通过RC积分电路波形)subplot(3,1,2),plot(t,abs(y2),grid on;xlabel(t/s);ylabel(s_fft);title(复合信号通过RC积分电路幅度谱);subplot(3,1,3),plot(f2,10*log10(p2);xlabel(f/Hz);ylabel(Ga);title(复合信号通过RC积分电路功率谱);（3）分析复合信号通过理想低通系统后的功率谱密度和相应的幅度分布特性；MATLAB源代码：clc cleart=0:0.001:0.1;s=3*sin(1e3*t);%正弦信号（幅度分布）y1=awgn(s,10,measured);f=0:length(t)-1/200:10;f1=fft(y1);f11=fftshift(f1);g=(heaviside(f+20)-heaviside(f-20);y3=f11*g;a3=ifft(y3,length(t);n=100;fs=100;window=boxcar(length(y3);p3,f3=periodogram(a3,window,n,fs);figure(1);subplot(3,1,1),plot(t,abs(y3),grid on;xlabel(t/s);ylabel(u/v);title(复合信号理想低通系统波形);subplot(3,1,2),plot(t,abs(f11);title(复合信号理想低通系统幅度谱);xlabel(t/s);ylabel(a3_fft);subplot(3,1,3),plot(f3,10*log10(p3),grid on;title(复合信号通过理想低通系统功率谱);第三章3.11 上机题：利用Matlab程序设计一正弦型信号、高斯白噪声信号。（1）分别分析正弦信号、高斯噪声以及两者复合信号的功率谱密度、幅度分布特性；（2）分别求（1）中三种信号的hilbert变换，并比较功率谱和幅度分布的变换。MATLAB源代码：（3）分别求（1）中三种信号的对应复信号，并比较功率谱和幅度分布的变化。（为了方便，作者将此题分成正弦信号，高斯白噪声和复合信号三部分考虑）；1.正弦信号：MATLAB源代码：clccleart=0:0.001:0.1;s=3*sin(1e3*t);%正弦信号s1=fft(s);h1=hilbert(s);hf1=fft(h1);figure(1);subplot(3,1,1),plot(t,s),grid on;title(正弦信号);xlabel(t/s);ylabel(s);subplot(3,1,2),plot(t,abs(hf1),t,abs(s1),r-),grid on;title(正弦信号希尔伯特变换前后幅度谱);xlabel(t/s);ylabel(s_fft);n=100;f=100;window=boxcar(length(h1);p1,f1=periodogram(h1,window,n,f); %直接法window1=boxcar(length(s);p2,f2=periodogram(s,window1,n,f);subplot(3,1,3),plot(f1,10*log10(p1),f2,10*log10(p2),r);xlabel(f/Hz);ylabel(Gs);title(正弦信号希尔伯特变换前后功率谱);2.高斯白噪声：MATLAB源代码：clccleart=0:0.001:1;n1=(wgn(length(t),1,10);h2=hilbert(n1);nf=fft(h2);fs=100;n=100;window2=boxcar(length(h2);p3,f3=periodogram(h2,window2,n,fs);figure(1);subplot(2,1,1),plot(t,abs(nf),grid on;title(高斯白噪声希尔伯特变换幅度谱);xlabel(t/s);ylabel(n1_fft);subplot(2,1,2),plot(f3,10*log10(p3);title(高斯白噪声希尔伯特变换功率谱);xlabel(f/Hz);ylabel(Gny);3.复合信号：MATLAB源代码：clccleart=0:0.001:0.1;s=3*sin(1e3*t);%正弦信号n1=(wgn(length(s),1,10);fs=100;n=100;fh=s+n1;h3=hilbert(fh);ft4=fft(h3);window4=boxcar(length(fh);p4,f4=periodogram(h3,window4,n,fs);figure(1);subplot(2,1,1),plot(t,abs(ft4),grid on;title(复合信号希尔伯特变换幅度谱);xlabel(t/s);ylabel(n1_fft);subplot(2,1,2),plot(f4,10*log10(p4);title(复合信号希尔伯特变换功率谱);第四章4.12 上机题：利用Matlab程序设计一正弦型信号、高斯白噪声信号以及正弦型信号加高斯白噪声的复合信号。分析三种信号通过以下非线性器件前后的功率谱密度和相应的幅度分布变化。（1） 全波平方律器件三种信号的功率密度谱和幅度谱见第三章。以下分析经过非线性器件后的功率密度谱和幅度谱。1.正弦信号：. clccleart=0:0.001:0.1;s=3*sin(1e3*t);%正弦信号fs=100;n=100;m1=s.2;ft1=fft(m1);window1=boxcar(length(m1);p1,f1=periodogram(m1,window1,fs,n);figure(1)subplot(2,1,1),plot(t,abs(ft1),grid on;title(正弦信号通过平方律器件幅度谱);xlabel(t/s);ylabel(u/v);subplot(2,1,2),plot(f1,10*log10(p1),grid on;title(正弦信号通过平方律器件功率谱);xlabel(f/Hz);ylabel(Gss);2.高斯白噪声：clcclearfs=100;n=100;t=0:0.001:1;n1=(wgn(length(t),1,10);m2=n1.2;ft2=fft(m2);window2=boxcar(length(m2);p2,f2=periodogram(m2,window2,fs,n);figure(1)subplot(2,1,1),plot(t,abs(ft2),grid on;title(高斯白噪声通过平方律器件幅度谱);xlabel(t/s);ylabel(u/v);subplot(2,1,2),plot(f2,10*log(f2),grid on;title(高斯白噪声通过平方律器件器件功率谱);xlabel(f/Hz);ylabel(Gny);3.复合信号clcclearfs=100;n=100;t=0:0.001:1;n1=(wgn(length(t),1,10);s=30*sin(1e3*t);%正弦信号fh=n1+s;m3=fh.2;ft3=fft(m3);window3=boxcar(length(m3);p3,f3=periodogram(m3,window3,fs,n);subplot(2,1,1),plot(t,abs(ft3),grid on;title(复合信号通过平方律器件幅度谱);xlabel(t/s);ylabel(u/v);subplot(2,1,2),plot(f3,10*log10(p3),grid on;title(复合信号通过平方律器件功率谱);xlabel(f/Hz);ylabel(Gfh);（2） 平滑限幅器1.正弦信号clccleart=0:0.001:1;s=3*sin(1e3*t);%正弦信号fh=fft(s);k=1; sgm=1; a=1;s=linspace(-10,10,100);y_lim=zeros(1,length(s);sgml=sgm*sqrt(a);for k1=1:length(s) tempx=linspace(0,s(k1),length(s); y_lim(k1)=0; for k2=1:length(tempx)y_lim(k1)=y_lim(k1)+(1/(k*sgml*sqrt(2*pi)*exp(-(tempx(k2)2)/(2*sgml2)*(s(k1)-0)/length(s); endendy_lim=10*y_lim;y_output=zeros(1,length(fh);for p=1:length(fh) for q=1:length(s) if(abs(fh(p)-s(q)0.1) y_output(p)=y_lim(q); break; end endendy_output_fft=fft(y_output);subplot(2,1,1);plot(t,abs(y_output_fft);title(正弦信号经过平滑限幅器幅度谱);ylabel(y_output_fft);xlabel(t/20pi);n=200;fs=100;window=boxcar(length(y_output);Pxx,f=periodogram(y_output,window,n,fs);subplot(2,1,2);plot(f,10*log10(Pxx);title(正弦信号经过平滑限幅器功率谱);ylabel(Gy);xlabel(t/20pi);2.高斯白噪声clccleart=0:0.001:1;n1=0.1*(wgn(length(t),1,10);fh=fft(n1);k=1; sgm=1; a=1;n1=linspace(-10,10,100);y_lim=zeros(1,length(n1);sgml=sgm*sqrt(a);for k1=1:length(n1) tempx=linspace(0,n1(k1),length(n1); y_lim(k1)=0; for k2=1:length(tempx)y_lim(k1)=y_lim(k1)+(1/(k*sgml*sqrt(2*pi)*exp(-(tempx(k2)2)/(2*sgml2)*(n1(k1)-0)/length(n1); endendy_lim=10*y_lim;y_output=zeros(1,length(fh);for p=1:length(fh) for q=1:length(n1) if(abs(fh(p)-n1(q)0.1) y_output(p)=y_lim(q); break; end endendy_output_fft=fft(y_output);subplot(2,1,1);plot(t,abs(y_output_fft);title(高斯白噪声经过平滑限幅器幅度谱);ylabel(y_output_fft);xlabel(t/20pi);n=200;fs=100;window=boxcar(length(y_output);Pxx,f=periodogram(y_output,window,n,fs);subplot(2,1,2);plot(f,10*log10(Pxx);title(高斯白噪声经过平滑限幅器功率谱);ylabel(Gy);xlabel(t/20pi);3.复合信号：clccleart=0:0.001:1;n1=(wgn(length(t),1,10);s=30*sin(1e3*t);%正弦信号fh=n1+s;k=1; sgm=1; a=1;s=linspace(-10,10,100);y_lim=zeros(1,length(s);sgml=sgm*sqrt(a);for k1=1:length(s) tempx=linspace(0,s(k1),length(s); y_lim(k1)=0; for k2=1:length(tempx)y_lim(k1)=y_lim(k1)+(1/(k*sgml*sqrt(2*pi)*exp(-(tempx(k2)2)/(2*sgml2)*(s(k1)-0)/length(s); endendy_lim=10*y_lim;y_output=zeros(1,length(fh);for p=1:length(fh) for q=1:length(s) if(abs(fh(p)-s(q)0.1)