冶金试验研究工作程序和步骤

1通信仿真实验学号：10071213姓名：胡帆目录1实验二滤波器的设计和仿真实现··········22实验四随机过程的计算机仿真··········123实验七数字基带调制··········164信号的功率谱与带限信道的滤波器等效··········205实验：基带传输最佳接收机仿真··········2664psk传输的误码率仿真··········3474PAM系统的MonteCarlo仿真··········378信号的功率谱与带限信道的滤波器等效·········412实验二滤波器的设计和仿真实现————实验日期：2013.10.27实验目的：各种滤波器的设计与仿真实现。实验内容：1.题目一：试设计一个模拟低通滤波器，fp=3500Hz，fs=4500Hz，αp=3dB，αs=25dB。分别用巴特沃斯和椭圆滤波器原型，求出其3dB截止频率和滤波器阶数，传递函数，并作出幅频、相频特性曲线。实验程序1巴特沃斯型：clear;f_p=3500;f_s=4500;R_p=3;R_s=25;[n,fn]=buttord(f_p,f_s,R_p,R_s,'s');Wn=2*pi*fn;[b,a]=butter(n,Wn,'s');f=0:100:10000;s=j*2*pi*f;H_s=polyval(b,s)./polyval(a,s);figure(1);subplot(2,1,1);plot(f,20*log10(abs(H_s)));axis([010000-401]);xlabel('频率Hz');ylabel('幅度dB');subplot(2,1,2);plot(f,angle(H_s));xlabel('频率Hz');ylabel('相角rad');figure(2);freqs(b,a);实验结果1：3实验程序2椭圆滤波器型：clear;f_p=3500;f_s=4500;R_p=3;R_s=25;[n,fn]=ellipord(f_p,f_s,R_p,R_s,'s');Wn=2*pi*fn;[b,a]=ellip(n,R_p,R_s,Wn,'s');f=0:100:10000;s=j*2*pi*f;H_s=polyval(b,s)./polyval(a,s);figure(1);subplot(2,1,1);plot(f,20*log10(abs(H_s)));axis([010000-401]);xlabel('频率Hz');ylabel('幅度dB');subplot(2,1,2);plot(f,angle(H_s));xlabel('频率Hz');ylabel('相角rad');figure(2);freqs(b,a);实验结果2：42.题目二：试设计一个巴特沃斯型数字低通滤波器，设采样率为8000Hz，fp=2100Hz，fs=2500Hz，αp=3dB，αs=25dB。并作出幅频、相频特性曲线。实验程序：f_N=8000;f_p=2100;f_s=2500;R_p=3;R_s=25;Ws=f_s/(f_N/2);Wp=f_p/(f_N/2);[n,Wn]=buttord(Wp,Ws,R_p,R_s);[b,a]=butter(n,Wn);figure(1);5freqz(b,a,1000,8000)subplot(2,1,1);axis([04000-303])figure(2);f=0:40:4000;z=exp(j*2*pi*f./(f_N));H_z=polyval(b,z)./polyval(a,z);subplot(2,1,1);plot(f,20*log10(abs(H_z)));axis([04000-401]);xlabel('频率Hz');ylabel('幅度dB');subplot(2,1,2);plot(f,angle(H_z));xlabel('频率Hz');ylabel('相角rad');实验结果:3.题目三：试设计一个切比雪夫1型高通数字滤波器，采样率为8000Hz，fp=1000Hz，6fs=700Hz，αp=3dB，αs=20dB。并作出幅频、相频特性曲线。实验程序：f_N=8000;f_p=1000;f_s=700;R_p=3;R_s=20;Ws=f_s/(f_N/2);Wp=f_p/(f_N/2);[n,Wn]=cheb1ord(Wp,Ws,R_p,R_s);[b,a]=cheby1(n,R_p,Wn,'high');freqz(b,a,1000,8000)subplot(2,1,1);axis([04000-303])实验结果：4.题目四：试设计一个椭圆型带通数字滤波器。设采样率为10000Hz，fp=[1000,1500]Hz，fs=[600,1900]Hz，αp=3dB，αs=20dB。并作出幅频、相频特性曲线。实验程序：f_N=10000;f_p=[1000,1500];f_s=[600,1900];R_p=3;R_s=20;Ws=f_s/(f_N/2);Wp=f_p/(f_N/2);[n,Wn]=ellipord(Wp,Ws,R_p,R_s);[b,a]=ellip(n,R_p,R_s,Wn);freqz(b,a,1000,10000)subplot(2,1,1);axis([05000-303])实验结果：75.题目五：试设计一个切比雪夫2型带阻数字滤波器。设采样率为10000Hz，fp=[1000,1500]Hz，fs=[1200,1300]Hz，αp=3dB，αs=20dB。并作出幅频、相频特性曲线。实验程序：f_N=10000;f_p=[1000,1500];f_s=[1200,1300];R_p=3;R_s=20;Ws=f_s/(f_N/2);Wp=f_p/(f_N/2);[n,Wn]=cheb2ord(Wp,Ws,R_p,R_s);[b,a]=cheby2(n,R_s,Wn,'stop');freqz(b,a,1000,10000)subplot(2,1,1);axis([05000-353])实验结果：86.题目六：在采样率为8000Hz下设计一个在500Hz，1000Hz，1500Hz，2000Hz，...，n*500Hz的地方开槽陷波。陷波带宽(-3dB处)为60Hz。试设计该滤波器。实验程序：Fs=8000;Ts=1/8000;f0=500;bw=60/(Fs/2);ab=-3;n=Fs/f0;[num,den]=iircomb(n,bw,ab,'notch');freqz(num,den,4000,8000);axis([04000-305]);实验结果：97.题目七：用Matlab设计具有下列指标的线性相位FIR低通滤波器：阻带截止频率为0.45π和0.8π，通带截止频率为0.55π和0.7π，最大通带衰减为0.15dB，最小阻带衰减为40dB。分别用下面的窗函数来设计滤波器：海明窗、汉宁窗、布莱克曼窗和凯泽窗。对于每种情况，显示其冲激响应系数并画出设计的滤波器增益响应。分析设计结果。实验程序：closeallOmegap=0.7*pi;Omegas=0.8*pi;Omegat=18;wp=2*pi*Omegap/Omegat;ws=2*pi*Omegas/Omegat;alphap=0.15;alphas=40;NUM_Hamming=1;NUM_Hann=2;NUM_Blackman=3;NUM_Kaiser=4;c=[3.32,3.11,5.56]*pi;wc=(ws+wp)/2;delt_w=ws-wp;10freq_labels={'用海明窗设计的FIR频率响应','用汉宁窗设计的FIR频率响应','用布莱克曼窗设计的FIR频率响应'};ht_labels={'海明窗FIR冲激响应','汉宁窗FIR冲激响应','布莱克曼窗FIR响应'};forfilter_kind=NUM_Hamming:NUM_Kaiser,M=ceil(c(filter_kind)/delt_w);N=2*M+1;switchfilter_kind,caseNUM_Hamming,win=hamming(N);display(['海明窗生成的冲激响应系数：','(阶数N=',num2str(N),')']);figurecaseNUM_Hann,win=hann(N);display(['汉宁窗生成的冲激响应系数：','(阶数N=',num2str(N),')']);figurecaseNUM_Blackman,win=blackman(N);display(['布莱克曼窗生成的冲激响应系数：','(阶数N=',num2str(N),')']);figureotherwisedisp('error');endn=-M:M;hd=sin(wc*n)./(pi*n);hd(find(n==0))=wc*cos(wc*0)/pi;ht=hd.*win';display(['',num2str(ht)]);subplot(1,2,1);plot(n,ht,'.-')title(ht_labels(filter_kind));xlabel('n','FontSize',12);ylabel('ht','fontsize',12);gridon[h,w]=freqz(ht,1,512);11W=w/pi;H=20*log10(abs(h));subplot(1,2,2);holdontitle(freq_labels(filter_kind));plot(W,H);xlabel(['pi(omega/omega','s)']);ylabel('增益(dB)');gridonend凯泽窗程序：Wp=0.7*pi;Ws=0.8*pi;As=40;dw=Ws-Wp;N=ceil(10*pi/dw)+1;beta=0.5842*(As-21)^0.4+0.07886*(As-21);b=fir1(N,Wp/pi,'low',kaiser(N+1,beta));figure(3)freqz(b,1);title（’凯泽窗响应’）;实验结果：1213实验四随机过程的计算机仿真——-实验日期：2013.10.20实验目的：仿真实现各种随机分布的随机数发生器实验内容：1、题目一：均匀分布随机数的产生用线性同余法，编写Matlab程序，产生均匀分布的随机数。14)5000mod(]1323241[1nxnx初始种子x(0)自己选择。实验程序1：a=input('Entermultipliera');c=input('Enteroffsetc');m=input('Entermodulusm');seed=input('Enterseed');n=1;ix=rem((seed*a+c),m);while((ix~=seed)&(nm+2))n=n+1;ix=rem((ix*a+c),m);endif(nm)disp('Caughtinaloop');elsetext=['Theperiodis',num2str(n,15),'.'];disp(text);end实验结果1：Entermultipliera241Enteroffsetc1323Entermodulusm5000Enterseed1Theperiodis5000.2、题目二：用反函数法，将均匀分布的随机变量变换为具有单边指数分布的随机变量。编写Matlab程序，产生指数分布的随机数。计算并比较理论pdf和从直方图得到的pdf。指数分布随机变量pdf定义为：0),()exp(2)(xuxxpX，)(xu为单位阶跃函数。实验程序2：n=input('输入样点个数');15a=5;u=rand(1,n);x_exp=-log(2*u)/a;[N_sample,x]=hist(x_exp,20);subplot(2,1,1)bar(x,N_sample,1)