Thí nghiệm Tín Hiệu Hệ Thống

Whether a storm is a tropical depression, tropical storm, or hurricane is determined by the average sustained wind speed. In miles per hour, a storm is a tropical depression if the winds are less than 38 mph. It is a tropical storm if the winds are between 39 and 73 mph, and it is a hurricane if the wind speeds are

MỤC LỤC:

LAB 1: MATLAB

A: NỘI DUNG LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu về matlab:

LAB 2:FOURIER SERIES & FOURIER TRTRANSFORMS

A:NỘI DUNG LÝ THUYẾT

1.Chuỗi Fourier

2.Biến đổi fourier

B:BÀI TẬP VÀ MÔ PHỎNG

LAB 3:FILTERING PERIODIC SIGNALS

A:NỘI DUNG LÝ THUYẾT

I Chuyển tín hiệu sang miền tần số và ngược lại:

II Bộ lọc thông thấp

III:Bộ lọc thông cao

B:BÀI TẬP VÀ MÔ PHỎNG

LAB 1: MATLAB

1.1 Giới thiệu về matlab:

Matlab là phần mềm cung cấp môi trường tính toán số và lập trình, do công ty MathWorks thiết kế MATLAB cho phép tính toán số với ma trận,

vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thông tin, thực hiện thuật toán, tạo các giao diện người dùng và liên kết với những chương trình máy tính viết trên nhiều ngôn ngữ lập trình khác

>> vec = 1:5 vec =

1 2 3 4 5

>> nv = 1:2:9

nv =

1 3 5 7 9 + Sử dụng linspace: tạo ra một vecto khoảng cách tuyến tính,

linspace(x,y,n) tạo ra 1 vecto với n giá trị trong phạm vi bao gồm từ

Ví dụ:

>> newvec = [nv ls]

newvec =

1 3 5 7 9 3 6 9 12 15 1.3.2 Tạo vecto cột Các số trong một cột cách nhau bở dấu ;

>> c = [1; 2; 3; 4]

c = 1 2 3 4 >> r = 1:3;

newmat =

2 6 88

33 5 2

Ma trận không zeros(3)

ans =

0 0 0

0 0 0

0 0 01.4 Đồ thị và chú thíchDùng lệnh plot để vẽ đồ thị

Ví dụ :plot(t,y) %vẻ đồ thị hàm y theo thời gian t Chú thích:

title(' ‘) % Tên đồ thị xlable(‘ ‘) % Chú thích trên trục x ylabel(‘ ‘) % Chú thích trên trục y grid on % Chia ô trên đồ thị

subplot(m,n,p) % Chia vị trí của đồ thị:m là số hàng, n là số cột và

p là vị trí trong cửa sổ

1.5 Câu lệnh lựa chọn 1.5.1 Biểu thức quan hệ

>,<,>=,<=,==,~=,||,&&,~

1.5.2 Lệnh IF

if condition action

end 1.5.3 Lệnh IF –ELSE

*if

if condition action1 else action2 end

*Switch

switch switch_expression

variable ctemp The conversion factor is C = (F – 32) * 5/9.

 Exercises 2: Using the colon operator, create the following vectors

3 4 5 6

1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000

5 4 3 2

 Exercises 3: Using the linspace function, create the following vectors:

4 6 8

–3 –6 –9 –12 –15

9 7 5

Exercises 4: Using colon operators for the rows, create the matrix:

7 6 5

3 5 7

 Exercises 5: Plot exp(x) for values of x ranging from –2 to 2 in steps of 0.1 Put an appropriate title on the plot, and label the axes

 Exercises 6: Plot sin (x) for x values ranging from 0 to (in separate Figure Windows):

- using 10 points in this range

- using 100 points in this range

Nhận xét:Đồ thị là tập hợp của nhiều điểm,khi ta chọn càng nhiều điểm để vẻ thì

đồ thị sẽ chính xác hơn

Exercises 7: Whether a storm is a tropical depression, tropical storm, or hurricane is determined by the average sustained wind speed In miles per hour, astorm is a tropical depression if the winds are less than 38 mph It is a tropical storm if the winds are between 39 and 73 mph, and it is a hurricane if the wind speeds are > = 74 mph Write a script that will prompt the user for the wind speed

of the storm, and will print which type of storm it is

 Exercises 8: Create a 3 × 5 matrix Perform each of the following two ways: using built-in functions, and also using loops (with if statements if

necessary):

§ Find the maximum value in each column

§ Find the maximum value in each row

§ Find the maximum value in the entire matrix

LAB 2:FOURIER SERIES & FOURIER TRTRANSFORMS

A:NỘI DUNG LÝ THUYẾT

1.Chuỗi Fourier :

 Chuỗi Fourier dùng để biểu diễn gần đúng của tín hiệu tuần hoàn trongmiền thời gian

 Công thức:

 Trong đó xn được gọi là hệ số Fourier được xác định bởi công thức:



2.Biến đổi fourier

 Biến đổi Fourier dùng để chuyển tín hiệu trong miền thời gian sang miền tầnsố

 X(f) là tín hiệu biểu diễn trên miền tần số của tín hiệu x(t) thì:

X(f)=

Khi đó: x(t) =

Một số lệnh làm việc:

length(): kích thước ma trận, vector

conj: lấy liên hợp phức của một số phức đã cho

abs: vẻ biên độ tín hiệu

angle: vẻ góc pha

Tín hiệu trong miền tần số rời rạc,biện độ lớn nhất tập trung vào các tần số (0;5)

và (95,100).Từ khoảng(5;95) biên độ giảm dần về 0

Bài 2:huyển đổi tín hiệu x(t)=e−t 2/

Bài 3:chuyển đổi tín hiệu

LAB 3:FILTERING PERIODIC SIGNALS

A:NỘI DUNG LÝ THUYẾT

I Chuyển tín hiệu sang miền tần số và ngược lại:

Để chuyển tín hiệu từ miền thời gian sang miền tần số ta sử dụng phép biến đổi Fourier.Dưới đây là các lệnh giúp chúng ta thực hiện điều này

 plot(freq,abs(fftshift(X))); %Đồ thị trong miền f

 sound(x, Fs) %Âm thanh tín hiệu vào

 x=real(ifft(X)) %Chuyển X(f) sang x(t)

II Bộ lọc thông thấp:

Bộ lọc thông thấp dùng để cho các tần số thấp đi qua và chặn các tần số cao lại:

Bộ lọc thông thấp lý tưởng: là bộ lọc loại bỏ hoàn toàn các tần số bậc cao

Bộ lọc thông thấp được cho bởi:

thấp lại

Bộ lọc thông cao được cho bởi:

Bộ lọc thông cao lý tưởng là bộ lọc loại bỏ hoàn toàn tín hiệu có tấn số thấp

Bộ lọc thông cao thực tế thường có giá trị thấp nhưng không bằng 0 với ở tần số thấp và dần dần tăng độ lớn khi tần số tăng

plot(freq,abs(fftshift(Y))); %đồ thị X(f) sau khi qua bộ lọc thông thấp

y = real(ifft(Y)); %Chuyển X(f) sau khi lọc sang miền thời gian

sound(y, Fs) Âm thanh tín hiệu ra

w=(-N/2+1:(N/2)); %centerd requency vector

H=a./(a+1i*w); %centerd version of H

Nhận xét:

Exercise 2:

1.Tạo một tín hiệu vào x(t) sử dụng lệch: x=repmat([zeros(1,99) 1],1,5);

2.Sử dụng các lệnh ở bài 1 để lọc tín hiệu với tần số cắt là 20

w=(-N/2+1:(N/2)); %centerd requency vector

H=a./(a+1i*w); %centerd version of H

w=(-N/2+1:(N/2)); %centerd requency vector

H=1-(a+1i*w); %centerd version of H

w=(-N/2+1:(N/2)); %centerd requency vector

H=a./(a+i*w); %centerd version of H

Nhận xét:

LAB 4: INVESTIGATION OF ALIASING EFFECTS

 Định nghĩa: Lấy mẫu tín hiệu là quá trình biến đổi tín hiệu liên tục thành cácmẫu tín hiệu rời rạc theo thời gian.

Bài tập: lấy mẫu tín hiệu với tấn số tín hiệu gốc 1000Hz và tần số lấy mẫu tín hiệu