MATLAB语言在DSP设计中的应用
Matlab技术DSP系统设计
Matlab技术DSP系统设计Matlab技术在DSP系统设计中的应用一、引言数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)是一种对连续或离散信号进行采样、量化、变换、滤波和编码等一系列操作的技术,广泛应用于通信、音频、视频等领域。
而Matlab作为一种功能强大的科学计算软件,凭借其丰富的工具箱和简洁易用的编程语言,成为 DSP 系统设计中不可或缺的工具。
本文将重点探讨Matlab 技术在 DSP 系统设计中的应用。
二、DSP基础知识在介绍 Matlab 技术在 DSP 系统设计中的应用之前,我们先来回顾一些 DSP 的基础知识。
1. 信号采样和量化DSP 系统中的信号一般为连续时间信号,为了进行数字处理,首先需要对信号进行采样和量化。
采样是指在连续时间上均匀地选择一系列样本点,而量化则是将这些样本点映射到有限的值域上。
2. 信号变换信号变换是对信号在时间域和频域上的变换操作。
在 DSP 系统设计中,常用的变换包括傅里叶变换、离散傅里叶变换、小波变换等,用于分析和处理信号的频谱特征。
3. 数字滤波数字滤波是对数字信号进行频率选择性处理的一种技术。
常见的数字滤波器包括无限冲激响应(Infinite Impulse Response,IIR)滤波器和有限冲激响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器。
三、Matlab技术在DSP系统设计中的应用1. 信号处理函数库Matlab 提供了强大的信号处理函数库,包括采样函数、量化函数、变换函数和滤波器函数等。
通过调用这些函数,可以方便地实现信号在时间域和频域上的分析和处理。
2. 实时信号处理Matlab 与硬件设备的配合使用,可实现实时信号的采集和处理。
通过连接数据采集卡或传感器,可以将实时信号输入到 Matlab 中进行实时处理,如滤波、变换等。
3. 自适应滤波器设计自适应滤波器是在 DSP 系统中常用的滤波器之一,它能够根据输入信号的特性自动调整滤波器参数。
基于Matlab对C6000系列DSP系统进行软件开发的研究
本科毕业设计(论文)基于Matlab/Simulink对C6000系列进行软件开发的研究Research on the software development of C6000 seriesbased on Matlab/Simulink学院:电子信息工程学院专业:通信工程学生姓名:张林学号:11291162指导教师:高海林北京交通大学2016年4月中文摘要摘要:随着Math Works公司的产品Matlab/Simulink的不断升级,基于Matlab /Simulink 的DSP系统开发方式愈来愈成熟,功能愈发强大。
Embedded Target for TI C6000工具箱可以完成从概念方案设计到软件代码仿真甚至是在硬件DSP板生进行测试的全过程,使用Matlab /Simulink可以将仿真通过的函数模型直接转换成在DSP系统上能够执行的C / C++ 代码,生成的代码可用于实时应用和硬件在线测试,对于Simulink工具箱Embedded Target for TI C6000中已有的函数图形进行简单程序的代码生成,比如EVMDM642案例DSP系统,确实可以方便地仿真以及实现快速的从算法概念到目标代码的自动生成,几乎不需要用户参与代码编写,对于简单的应用,用户只需要动一动手指,按一按鼠标,就能够让Matlab生成全套的代码,毫不费力。
可以得出结论:基于Matlab/Simulink的DSP代码生成的方法,在人力和物力的损耗上,要优于传统的基于CCS的DSP开发方式,能够加快DSP系统开发的速度,降低开发的难度,并且,基于Matlab/Simulink的DSP代码生成的方法适用于初学者,非高深资历的开发人员同样能够通过这个方式来完成DSP开发的科研任务。
关键词:Matlab;Simulink;DM642;自动代码生成ABSTRACTABSTRACT:With the continuous upgrading of Works Math Matlab/Simulink products,/Simulink DSP based Matlab system development is increasingly mature, more powerful. Embedded Target for TI C6000 toolbox can be completed from conceptual design to software simulation code even in the whole process of DSP in hardware testing, using the Matlab/Simulink function can be converted directly into the model through simulation can be performed on the DSP / C+ + C code, the generated code can be used for real-time applications and hardware the online test, for Simulink Target for TI C6000 Embedded toolbox has the function of simple graphics program code generation, such as theEVMDM642 case of the DSP system, automatic generation can easily achieve fast algorithm simulation and from concept to object code, almost do not need users to participate in the preparation of the code, for simple applications, users only need to move your finger, press the mouse, can let Matlab generate a full set of code, easy. We can draw the conclusion: the method based on MATLAB / Simulink DSP code generation, in the loss of human and material resources, is superior to the traditional based on CCS of DSP development way, can accelerate the speed of DSP system development, reduce development difficulty and based on MATLAB / Simulink DSP code generation method is suitable for beginners, non developers of advanced qualifications can also through this way to accomplish research tasks in the development of DSP.KEYWORDS:Matlab; Simulink; DM642; Automatic Code Generation目录中文摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1引言:毕业设计的背景与意义 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究意义 (1)1.3研究问题简述 (2)1.4课题提出的要求 (3)1.5毕业论文的结构 (3)2MATLAB和SIMULNK简介 (4)2.1M ATLAB 软件现状简述 (4)2.2S IMULINK现状简述 (6)2.3M ATLAB/SIMULINK配置与指令 (7)3CCSTUDIO介绍及传统DSP代码生成流程 (9)3.1CCS TUDIO配置与指令 (9)3.2传统DSP软件开发流程 (9)4基于MATLAB/ SIMULINK的DSP目标代码生成方法 (10)4.1生成流程 (10)4.2基于M ATLAB对TMS320DM642为核心的目标DSP开发板进行仿真和代码生成的函数模型设计 (11)4.3基于M ATLAB对EVMDM642DSP系统板进行仿真和代码生成 (15)4.4基于M ATLAB对合众达公司SEED-VPM642DSP系统生成代码进行移植的方法和分析265基于MATLAB的DSP代码生成方法总结 (30)参考文献 (32)致谢 ......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
MATLAB在DSP程序开发过程中的应用
ATION
了 技
术
MATLA日在 DSP 程序开发过程中的应用
淮文军 周燕
(苏州市 职业大 子信 学电 息工程系 江苏苏州 215104) 摘 要 针对DSP 应用系统开发 过程中 法程序的 结果很 算 预期 难一次调 试完成, 汇编语 使用 言的凋 试过程非常复 且初 杂, 学者不 握汇 易掌
软件开发者的一个挂径。
M A T L A B t S i 二 Ii. k 0 5 护盆 抽 砚 目 挂 立 系 肠 仿 X
很 拐 D 挂 以 及
3 用M ATLAB辅助调试 CCSID E中的程序 _
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庆债 钟处
以上述资源为基础, 配 合个fft 实例文件, 说明Matlab与DSP交互
中 。
数字信号处理技术在最近20 年里取得了
1 D 统的 发流 SP系 开 程
在设计一个实 时系 统之前, 常常用MATL
广泛的应用。数字信号 处理理论与算法是这 项技术 核心, 信号 的 数字 处理器(Digital Singal
把文件加载到CCSIDE 中, Projfile=ful l
f i l e ( MAT LA Br oo t . ’ o ol b ox ' , ’ t
(软件模拟器) 等资源。
并转换成 双精度数, 分配给MATLAB 中的 e 。 r gO 关闭CCSIDE连接对象。 调试完成 后,
使用 Clear 函数删除对象句柄 “。_
验证系 统安装是否成功, 可在MATLAB 命令窗f7中 输入help ccslink 命令。
基于MATLAB的DSP系统设计与实现
基于MATLAB的DSP系统设计与实现数字信号处理(DSP)技术在现代通信技术中的应用越来越广泛,其中MATLAB是一种广泛使用的开发工具。
在本文中,我们将探讨基于MATLAB的DSP系统设计与实现。
1. DSP的基本概念数字信号处理是将连续时间的模拟信号转换成数字信号,并在数字域中对信号进行处理的一种技术。
DSP技术在音频、视频、图像等领域都有广泛的应用。
2. DSP系统的基本架构一个典型的DSP系统由数据输入/输出部分、数字信号处理器、存储器和控制器等组成。
其中,DSP芯片是实现数字信号处理的核心部分。
DSP芯片一般采用定点运算方式,其运算速度较快,且电路比较简单,易于实现。
另外,DSP还需要使用各种算法来实现数字信号处理功能。
这些算法包括滤波、变换、傅里叶分析等等。
3. MATLAB在DSP系统中的应用MATLAB是一种广泛使用的数学软件,其在数字信号处理领域中也有广泛的应用。
使用MATLAB,可以快速地开发和调试各种DSP算法。
MATLAB提供了丰富的函数库和工具箱,包括数字信号处理工具箱(DSP Toolbox)、信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)等。
这些工具箱提供了各种滤波、变换等数字信号处理算法的实现。
另外,MATLAB也提供了各种绘图和分析工具,方便用户对数字信号进行分析和可视化。
4. DSP系统的设计与实现在基于MATLAB的DSP系统设计与实现过程中,一般需要遵循以下步骤:(1)定义问题:明确数字信号处理系统的输入、输出、处理方式和性能要求等。
(2)算法设计:根据问题的要求,选择合适的数字信号处理算法,并进行算法设计。
(3)算法实现:将算法实现成MATLAB程序,并进行调试和优化。
(4)系统集成:将算法和DSP硬件进行集成并进行测试。
5. 结语基于MATLAB的DSP系统设计与实现可以大大提高数字信号处理的效率和准确性。
在实际应用中,需要对系统进行合理设计和优化,才能达到更好的效果。
MATLAB辅助DSP设计的研究与实现(精)
MATLAB辅助DSP设计的研究与实现摘要:实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器,讨论分析了跨导放大器-电容(OTA—C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现,使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制,并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。
仿真结果表明,该滤波器带宽的可调范围为1~26 MHz,阻带抑制率大于35 dB,带内波纹小于0.5 dB,采用1.8 V电源,TSMC 0.18μm CMOS工艺库仿真,功耗小于21 mW,频响曲线接近理想状态。
关键词:Butte摘要:提出结合MATLAB来开发DSP系统的思想,阐述了实现该思想的两种工具,并详细介绍了使用MATLAB Link for Code Composer Studio辅助DSP设计的相关内容,包括其功能特点、实现方式、工作原理等。
最后结合典型的FIR滤波器实例,探讨了使用该工具的方法,并设计了图形用户界面。
结果表明应用MATLAB辅助开发DSP系统可以发挥二者的优势,缩短开发周期,降低开发门槛,优化开发过程。
关键字:MATLAB;数字信号处理器;CCSLink;CCS1 引言数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)是指一类具有专门为完成数字信号处理任务而优化设计的系统体系结构、硬件和软件资源的单片可编程处理器件。
数字信号处理器是实现数字信号处理任务的一个重要而有效的手段,随着通信和信息技术的飞速发展,数字信号处理器件在最近20年得到了空前的发展和应用。
MATLAB是美国MathWorks公司开发的一种科学计算软件,专门以矩阵的形式处理数据,在科学计算、控制系统、信息处理等多种领域有着广泛的应用。
MATLAB具有强大的计算、分析和可视化功能,但MATLAB语言是解释执行的,执行速度较慢;而DSP是为了完成实时数字信号处理任务而设计的,算法的高效实现是DSP器件的显著特点,但是其开发门槛高。
DSP技术课程教学中MATLAB应用的探索与实践
t e a c h i n g p r o c e s s .T h e r e s u l t s s h o w t h e me ho t d e n h a n c e t h e s t u d e n t s ’u n d e r s t a n d i n g a n d ma s t e r y o f h t e
MATLAB入门与其在DSP中应用说明
●plot(t,y,’+r’, t1,x,’:g’, p,w,’-y’ ) 设置了多组向量对,可加选择点型与颜色。
Format bank(2 Format short(4位小数的十进制):24.8325(默认
Default就是这种保留4位小数形式)
Format short e(5e+02
Format long e(16位十进制带指数):24.83….4e+02
Format hex(16位十六进制数):形如
也可用:t=linspace(初值,终值,点数)来获得一维 数组。点数省略,则表示默认取100点,即分成99段。
特殊语法6
对数分割(等比级数分割)函数:
L=logspace(lg初值,lg终值,点数)。点数省略,则 表示取50点,即分成49段。它经常用在频率轴表示。
●为区别矩阵的整体运算符号,元素群运算特地 用.*、.\、./、.^表示相应运算,当然,要求参与群运算 的矩阵同阶(标量除外)。不同阶没有元素对应的条件。
键入whos,详细显示包括变量值、字节占用等多个 特征参数。也可以用命令窗显示按钮获得。
① eps是相对浮点精度,机器能表达的极其小数。
② Inf是无穷大,输入2/0就可以得到它。NaN指非数, 包括0/0, 0*Inf, Inf/Inf三个情况,是不确定的,引入 这个概念,可以避免因为数据很小(机器零)时出现 一般意义上的非法运算而停机。出现Inf或NaN,对 它们作任何运算,结果仍然是Inf或NaN。称IEEE规 则。
MATLAB入门与其在DSP中应 用说明
MATLAB入门及其在DSP中应用
●MATLAB:是MATrix LABoratory,矩阵实验室的 缩写。该软件在大学教学中的地位相当于设计行业的 CAD软件。是经常进行计算机数值运算的自动控制、 电子信息类学科人员应该掌握的有力工具。
Matlab在DSP课程教学中的几个典型应用
( 四川 文理 学 院 物理 与 工 程技 术 系 , 川 达 州 6 50 ) 四 30 0
摘要 : 对“ 针 数字信号处理( S ) 课 程难度大 、 论性强、 DP ” 理 概念 多、 学生不 易掌握等特 点 , M t b软件 引入 到课 程的 理 将 aa l
论和 实践教学 中, 学生加 深对相 关知识 点的理 解。本 文以几个典 型应 用为 实例 , 使 引导 学生以 Maa l f b为X 具 , - 通过编 写 . 程序 , 验证相 关原理 。实践证 明, 不仅 有助于提 高学生的积极性与学 习效率 , 能锻 炼学生独立解决 问题 的能力 , 养 这 还 培
v ts t e c e t e c n co s e s o u e t. ae h r ai o s i u n s fs d n s v t Ke r s d gt in lp o e s g y wo d : i i sg a rc s i ;Ma a l a n l f b;c n ou in;s se sa i t o v lt o y tm t bl y;s mpi g t e rm ;s e t m ay i i a l h oe n p cr u a lss n
o l mp o e t d n n y i r v ssu e  ̄’moiai n a d l an n f c e c ,b t lo t is t es i s o ov n r b e ;me n h l loc h — t t n e r ig e i n y u s an kl fs li g p o l ms v o i a r h l a w i i as u i et
0 引 言
数 字信 号处 理 ( S ) 一 门涉 及 许 多学 科 而 又 DP 是 广 泛应 用 于许 多领 域 的新 兴 学 科 ¨ , 所 应 用 的 数 J其
matlab dsp实验报告
MATLAB DSP实验报告介绍本实验报告将详细介绍在MATLAB环境下进行数字信号处理(DSP)的实验步骤和相关方法。
我们将通过逐步思考的方式,帮助读者理解和学习DSP的基本概念和技术。
实验环境和工具在进行DSP实验之前,我们需要准备以下环境和工具:1.MATLAB软件:确保已安装并配置好MATLAB软件,可以在MATLAB Command窗口中输入命令。
2.信号处理工具包:在MATLAB中,我们可以使用信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)来进行DSP实验和分析。
确保该工具箱已被安装并加载。
实验步骤下面是进行DSP实验的一般步骤:步骤一:加载信号首先,我们需要加载待处理的信号。
这可以通过在MATLAB中使用load命令加载一个音频文件或生成一个模拟信号实现。
例如,我们可以加载一个名为signal.wav的音频文件:load signal.wav步骤二:信号预处理在进行DSP之前,通常需要对信号进行预处理。
这可能包括去噪、滤波、均衡等操作。
例如,我们可以使用滤波器对信号进行降噪:filtered_signal = filter(filter_coefficients, signal);步骤三:信号分析一旦信号经过预处理,我们可以开始进行信号分析。
这可能涉及频域分析、时域分析、谱分析等。
例如,我们可以通过计算信号的快速傅里叶变换(FFT)获得其频谱:spectrum = fft(filtered_signal);步骤四:特征提取在信号分析之后,我们可以根据需要提取信号的特征。
这些特征可能包括幅度、频率、相位等。
例如,我们可以计算信号的能量:energy = sum(abs(filtered_signal).^2);步骤五:信号重构在完成信号分析和特征提取后,我们可以根据需要对信号进行重构。
这可能包括滤波、修复损坏的信号等。
例如,我们可以使用滤波器对信号进行重构:reconstructed_signal = filter(filter_coefficients, filtered_signal);步骤六:结果评估最后,我们需要评估重构后的信号和原始信号之间的差异。
DSP实验Matlab程序实例
2.离散时间信号(序列)的产生利用MATLAB 产生和绘制下列有限长序列:单位脉冲序列)(n δ,单位阶跃序列)(n u ,矩形序列)(8n R x=-10:10; y=[];for i=1:21 if x(i)==0 y(i)=1; else y(i)=0; end endsubplot(3,1,1); %在子图画单位冲激序列 stem(x,y,'*'); title('冲激'); xlabel('n'); hold on;for i=1:21 if x(i)<0 y(i)=0; else y(i)=1; end end subplot(3,1,2); %在子图画单位阶跃序列 stem(x,y,'*'); title('阶跃'); xlabel('n'); hold on;for i=1:21 if x(i)<-4 y(i)=0; else if x(i)>4 y(i)=0; else y(i)=1; end end endsubplot(3,1,3); %在子图画矩形脉冲序列 stem(x,y,'*'); title('矩形'); xlabel('n'); hold on在一幅图上绘出曲线)35sin()(1ππ+=t A t x ,2()cos()3x t A t π=-3()2sin(3)cos(2)3x t t t π=-)2sin()(4ft Ae t x t πα-=,A=2, α=0.5, f=2Hz)32sin()22sin()2sin()(3215ft A ft A ft A t x πππ++=,A 1=1, A 2=0.5, A 3=0.2,f=2Hz 。
t=[0:0.5:720]*pi/180; x1=5*sin(pi*t/5+pi/3); x2=5*cos(t-pi/3);x3=2*sin(3*t).*cos(2*t-pi/3);subplot(3,1,1); %在子图中画出一系列正弦余弦曲线 plot(t,x1,'-red',t,x2,'-gr',t,x3,'-bl'); title('正弦余弦曲线'); xlabel('t'); hold on; A=2; a=0.5; f=2;x4=A*exp(-a*t).*sin(2*pi*f*t);subplot(3,1,2);%在子图中画出正弦衰减信号 plot(t,x4)title('正弦衰减信号'); xlabel('t'); hold on; A1=1; A2=0.5; A3=0.2; f=2;x5=A1*sin(2*pi*f*t)+A2*sin(2*pi*2*f*t)+A3*sin(2*pi*3*f*t); subplot(3,1,3);%在子图中画出谐波信号 plot(t,x5) title('谐波信号'); xlabel('t');hold on;3.序列的运算 生成下列序列:)4(5)3(4)2(3)1(2)()(-+-+-+-+=n n n n n n x δδδδδ )3(2)2()1(2)()(-+-+-+=n n n n n h δδδδ(1) 利用MATLAB 编程完成上述两序列的卷积,并绘制运算后序列的波形。
matlab与dsp的结合
1.MathWork和TI联合开发的MATLAB Link for CCS Develop Tools(CCSLink)是集成在Malab6.5以上版本中的一个工具箱,它提供了matlab、ccs和dsp目标板的接口。
利用此工具可以像操作matlab变量一样来操作dsp器件的存储器和寄存器,使开发人员在matlab环境下完成dsp的操作。
slink的特点:在matlab环境下完成对dsp器件的调试、数据传递和验证;在matlab和dsp之间实现数据实时传递;支持XDS510和XDS560仿真器;提供嵌入式对象,可以访问C/C++变量;扩展了MATLAB和expressDSP工具调试能力。
slink只用于dsp程序的调试过程,只有与Embeded Target for the TI TMs320C6000 DSP Platform 配合使用,才可以由simulink模型生成TIC6000DSP 的可执行代码。
(matlab中也有c2000dsp platform)
4.将matlab程序转换成dsp代码的过程:matlab程序先被转换为C程序,再针对特定的dsp型号、dsp目标板,编译成dsp汇编指令,最后生成dsp的可执行代码。
但通过这种方式得到的dsp代码,效率会低很多,这里的效率主要指程序的代码长度、运行速度。
如果不进行优化,这种代码很有可能只是可运行、可模拟/仿真的,只具有分析意义。
要对代码进行优化,设计人员还必须熟悉dsp内部的结构特点,并花费较多的时间优化代码和硬件资源的配置,同时还要考虑到matlab生成的dsp代码长度可能远远超出了dsp目标板的总存储器容量。
使用MATLAB进行信号编码与解码方法及其应用
使用MATLAB进行信号编码与解码方法及其应用概述:信号编码与解码在通信系统中起着至关重要的作用,它涉及到信号的传输、编码和解码等一系列关键技术。
本文将详细介绍使用MATLAB进行信号编码与解码的方法及其应用。
一、信号编码方法1. 传统信号编码方法传统的信号编码方法主要包括脉冲编码调制(PCM)、频移键控(FSK)和相位偏移键控(PSK)等。
这些方法通过改变信号的特征参数来表示信息。
2. 压缩信号编码方法随着通信技术的发展,压缩信号编码方法得到了广泛应用。
其中,离散余弦变换(DCT)和小波变换(Wavelet Transform)等是常用的压缩编码方法。
它们通过对信号进行变换,将冗余信号进行压缩,从而减小信号的传输开销。
3. 数字信号处理方法数字信号处理(DSP)方法是一种在计算机上进行信号处理的技术。
通过采样、量化和编码等步骤,将连续信号转换为离散信号进行处理。
MATLAB提供丰富的DSP工具箱,可以方便地进行信号编码与解码。
二、信号解码方法1. 传统信号解码方法传统信号解码方法主要包括解调和解码等步骤。
解调是将信号从模拟形式转换为数字形式,解码是将数字信号还原为原始信息。
这些方法通常需要使用特定的解调设备和解码器进行操作。
2. 数字信号处理方法数字信号处理方法在信号解码方面具有独特优势。
通过MATLAB中的数字信号处理工具,可以对数字信号进行滤波、去噪、边缘检测等处理,从而实现高质量的信号解码。
三、信号编码与解码应用1. 语音编码与解码语音编码与解码是信号处理的重要应用之一。
通过MATLAB进行语音信号的编码与解码,可以减小语音信号的数据量,实现高质量的语音通信。
2. 图像编码与解码图像编码与解码是数字图像处理的核心技术之一。
MATLAB提供了多种图像编码与解码算法,如JPEG、JPEG2000等,可用于图像压缩与传输。
3. 视频编码与解码视频编码与解码是一种将连续的图像序列进行压缩与传输的技术。
Embedded MATLAB在局部放电DSP嵌入式采集系统中的应用
5 IW . i e nt 电工技术 2W Wc n t e I ha.
嵌 入 式技 术 嵌 入 式 C代码 移 植 的 转 换 过 程 。 一 般 来 说 ,开 发 人 员
ห้องสมุดไป่ตู้
双 击该 模 块 ,即可 进 入 E e d dF n t n的编 辑 mb d e u ci o
器 ,在 这里 输 人 核 心 算 法 。 F n t n的 输 入 和 输 出 变 uci o
高 。而 Mah r s 司 新推 出 的 Emb d e tWo k 公 e d d MAT LAB
窄 且 幅值 较 大 ,两 者 差 异 大 ,用 F T频 域 去 噪可 以提 F
高 采 样局 放 信 号 的 信 噪 比 ,获 得 较 好 的 滤 波 效 果 。 其 中 ,电 台 的 广 播 信 号 就 是 典 型 的 窄 带 干 扰 信 号 之
3. Em b d d Fu c i n 1 e de n to
图 2 窄带滤波算 法流程 图
3 基 于 E e dd MA L B 的 C代 码 的生 成 mb d e T A
系 统整 体框 架 如 图 1所 示 。
E e d dF n t n是 专 门针 对 产生 嵌 入 式 C代 码 mb d e u ci o 的 函数 ,能 够 有 效地 在 Smuik中结 合 M 文件 。调 用 i l n
程 序 的 准 确性 。 关键 词 E e d dMATL mb d e AB 局 部 放 电 DS 窄带 滤 波 嵌入 式 C代 码 P
0 引 言
采 用嵌 入 式 DS P架 构 的 局 部 放 电在 线 检测 系 统 采
集 到局 放信 号 后 ,通 过 以太 网传 输 给 后 台 服 务 器 ,以
附 MATLAB在DSP上的应用
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
信 号 b的 包 络
40 20 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
%对包络进行频谱分析 L=1024; Fs=10000000; ws=2*pi*Fs; F1=fftshift(fft(luo,L)); w=(-ws/2+(0:L-1)*ws/L)/(2*pi); %显示包络频谱 figure(4); subplot(2,2,1); plot(1:1999,luo); ylabel('信号b的包络');
2 1
信号a
0 -1 -2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2 x 10
-4
2 1
信号b
0 -1 -2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2 x 10
-4
%作两个信号的互相关运算 [c,lags] = xcorr(a,b); %显示互相关曲线 figure(3); subplot(3,1,1); plot(1:1999,c(1,1:1999)); ylabel('互相关系数'); pause;
%对信号进行频谱分析 Fx=fftshift(fft(out,L));
%显示滤波后的包络 figure(4) subplot(2,2,3); plot(1:1999,out); ylabel('信号b的包络'); %显示频谱 figure(4); subplot(2,2,4); plot(w,abs(Fx)); ylabel('包络的频谱');
MATLAB软件在DSP程序开发过程中的应用
苏州市职业大学学报JournalofSuzhouVocationalUniversity第19卷第1期2008年3月Vol.19No.1Mar.20080引言数字信号处理技术在最近20年里取得了广泛的应用。
数字信号处理理论与算法是这项技术的核心,数字信号处理器(DigitalSingalProcessor)是这项技术的另一个核心[1]。
DSP的发展已经经历了三个阶段:首先,是1980年前后的雏形阶段,出现了脱离单片机结构的芯片,特别是TI的TMS32010,采用了改进的哈佛结构;其次,是1990年前后的成熟阶段,这一时期许多国际著名的生产集成电路芯片的厂家推出了自己的DSP器件,如:TI的TMS320C20、TMS320C30、TMS320C40、TMS320C50系列,Motorola的DSP5600、DSP9600系列等;再次就是DSP的完,善阶段,这个时期各厂家进一步完善了DSP的性能,在系统开发的方便性、程序调试的灵活性、降低功耗方面进行了研究[2]。
MATLAB是一个强大的可视化分析和计算工具,特别是用于数字信号处理算法的分析和模拟,而且使用非常方便。
但由于MATLAB程序执行的速度相对于实时信号处理来说比较慢,并且MATLAB要依赖计算机等设备,这些设备的体积、功耗都不适合于实时信号处理,也不能满足实时信号所要求的高速数据的输入和输出,因此,MATLAB在数字信号处理技术中,适合于算法的模拟对实时数据的事后处理。
目前有一种新技术,可以将DSP和MATLAB两者密切结合起来,充分利用两者的长处,大大方便数字信号处理算法的实现。
MathWorks公司和TI公司联合开发的工具包—MATLABLinkforCCSDevelopmentTools(简称CCSLink),已经能把MATLAB和TI的DSP集成开发环境CCS(CodeComposerStadio)及目标DSP连接起来。
这个工具箱被集成在MATLAB6.5(Release13)及其更新的版本中。
MATLAB中的信号估计与参数估计方法及其应用
MATLAB中的信号估计与参数估计方法及其应用信号估计与参数估计是数字信号处理(DSP)中的重要组成部分。
在MATLAB中,有许多强大的工具和函数可用于信号估计和参数估计的研究与应用。
本文将介绍MATLAB中一些常用的信号估计和参数估计方法,并讨论它们的实际应用。
一、信号估计方法1. 傅里叶变换(Fourier Transform)傅里叶变换是一种将信号从时域转换到频域的方法,能够将信号的频谱信息展示出来。
MATLAB提供了快速傅里叶变换(FFT)算法,可以高效地计算信号的傅里叶变换。
通过对信号的频谱进行分析,可以得到信号的频率成分、频谱特性等信息,进而实现信号去噪、频谱滤波等应用。
2. 自相关函数(Autocorrelation)自相关函数是描述信号与其自身在不同时间延迟下的相似度的函数。
MATLAB 中可以使用“xcorr”函数计算信号的自相关函数。
通过自相关函数的分析,可以估计信号的周期性、周期信息等,进而实现信号的周期性检测、自相关谱估计等应用。
3. 窗函数(Windowing)窗函数是一种用于平滑信号、抑制频谱泄漏等目的的函数。
MATLAB中提供了许多窗函数的函数句柄,如“hann”、“hamming”等。
通过对信号进行窗函数处理,可以减小由于信号截断引起的频谱泄漏等问题,提高估计的准确性和精度。
4. 平均功率谱密度函数(PSD)平均功率谱密度函数是研究信号能量在频域上的分布和特性的工具。
MATLAB 中可以使用“periodogram”函数和“pwelch”函数分别计算信号的周期图和平均功率谱密度。
通过对信号的功率谱密度进行分析,可以得到信号的主要频率成分、功率密度分布等信息,进而实现信号识别、频谱分析等应用。
二、参数估计方法1. 最小二乘法(Least Square Method)最小二乘法是一种常用的参数估计方法,通过调整参数的值使得模型输出与实际观测值的平方差最小化。
在MATLAB中,可以使用“polyfit”函数和“fit”函数实现曲线拟合和数据拟合。
如何使用MATLAB进行数字信号处理
如何使用MATLAB进行数字信号处理数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是利用数字技术对连续时间信号进行处理和分析的一种方法。
MATLAB作为一种强大的计算软件,具备丰富的信号处理工具箱,可以方便地进行数字信号处理的相关操作。
本文将介绍如何使用MATLAB进行数字信号处理的基本步骤和常用方法。
一、信号的表示与采样在数字信号处理中,首先需要对连续时间信号进行离散化,即将连续时间信号转换为离散时间信号。
通常采用采样(Sampling)的方式,通过在一段时间内定时获取信号的取样值来进行离散化。
MATLAB提供了信号的表示与采样的函数,如sine、square、sawtooth等,可以生成不同类型的信号。
使用这些函数生成信号,并可以通过设置参数来调整信号的幅度、频率等。
例如,生成正弦信号可以使用sine函数,如:```fs = 1000; % 采样频率t = 0:1/fs:1; % 时间向量f = 10; % 信号频率x = sin(2*pi*f*t); % 生成正弦信号```以上代码生成了频率为10Hz的正弦信号,并将其存储在变量x中。
二、离散信号的分析与处理得到离散信号后,便可以对其进行进一步的分析与处理。
MATLAB提供了众多的函数和工具箱,可以方便地进行信号处理操作。
1. 时域分析通过计算信号的时域特性,我们可以了解信号的幅度、频率、相位等信息。
(1)绘制信号波形可以使用plot函数将离散信号的波形绘制出来。
例如,对于上述生成的正弦信号,可以使用以下代码绘制波形图:```plot(t,x);xlabel('时间');ylabel('幅度');title('正弦信号波形');```(2)计算信号的基本特性通过计算均值、方差、能量、功率等指标,我们可以了解信号的基本特性。
对于上述的正弦信号,可以使用以下代码计算信号的均值和能量:```mean_x = mean(x); % 计算信号的均值energy_x = sum(abs(x).^2)/length(x); % 计算信号的能量```2. 频域分析通过对信号进行傅里叶变换,我们可以将信号在频域上进行分析,了解信号的频率、谱形等信息。
Matlab中的电子音乐制作与音频合成技术
Matlab中的电子音乐制作与音频合成技术引言电子音乐制作是一种结合技术和艺术的创造过程,而Matlab作为一种强大的数学计算软件,不仅可以应用于科学研究和工程设计,也能够用于音频处理和音乐创作。
本文将介绍Matlab中的一些电子音乐制作和音频合成技术,探讨如何利用Matlab来实现音频效果的设计和实现。
1. Matlab中的音频处理工具Matlab提供了许多音频处理工具箱,如Audio System Toolbox和DSP System Toolbox。
这些工具箱包含了各种音频处理算法和函数,可以用于音频的录制、分析、编辑和合成等方面。
通过这些工具箱,用户可以实现各种音频效果,如均衡器、压缩器、延时器等,并可以对音频进行滤波、混响、合成等处理。
2. 音频合成技术音频合成是电子音乐制作的重要环节之一,它可以通过合成器、采样和合成算法等方式来生成各种音频信号。
Matlab中的音频合成技术主要通过生成相应的音频波形来实现。
2.1 合成器Matlab提供了很多合成器函数,如sine、square、sawtooth等,用于生成不同类型的音频波形。
用户可以通过调整参数,如频率、振幅、相位等来控制波形的特性。
这些合成器函数可以通过简单的数学公式来实现生成音频波形的过程,使用户能够灵活地创作各种音乐效果。
2.2 采样合成除了使用合成器函数生成音频波形外,Matlab还提供了采样合成技术,用户可以通过将各种音频样本进行采样和合成来实现音频合成。
这种方法可以将现实世界中的各种音频素材转化为数字信号,并通过合成算法进行处理和合成。
3. 音频效果的设计与实现Matlab中的音频处理工具箱提供了丰富的音频效果函数和滤波器设计工具,使用户能够设计和实现各种音频效果。
3.1 均衡器均衡器是一种常用的音频效果器,它可以调整不同频段的音量,改变音频频谱的平衡来达到音频加工的效果。
Matlab中可以使用filter函数和滤波器设计工具来设计和实现不同类型的均衡器。
MATLAB7.0在TI C2000 DSP系统设计中的应用
MATLAB7.0在TI C2000 DSP系统设计中的应用
梅亮;林辉;薛丽英
【期刊名称】《微处理机》
【年(卷),期】2009(030)001
【摘要】传统的DSP软件开发都是先设计DSP上的算法并仿真然后将其写成特定DSP的代码(c或是汇编)在目标板上实现.介绍了一种新的高效、集成的DSP软件设计方法.利用MATLAB7.0新提供的Embeded Target for TI C2000 DSP、simulink、Real-Time Workshop和TI的CCS IDE相结合,在MATLAB环境下生成DSP的C代码并调用CCS IDE编译连接,实现了DSP软件设计与实现的统一,极大的缩短了开发周期.利用这种方法开发的根据AD口采集电压信号调节PWM输出占空比的程序已在F2812目标板上成功运行.
【总页数】3页(P167-169)
【作者】梅亮;林辉;薛丽英
【作者单位】西北工业大学自动化学院,西安,710072;西北工业大学自动化学院,西安,710072;西北工业大学自动化学院,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TP368
【相关文献】
1.面向TI公司C6000系列DSP的电源系统设计 [J], 顾良;解梅;祝崇今
2.面向TI公司C6000系列DSP的电源系统设计 [J], 顾良;解梅
3.基于DSP/BIOS的TI DSP应用程序框架设计 [J], 陈煜;胡剑凌;王超
4.基于MATLAB/Simulink平台下TI C2000DSP代码的自动生成 [J], 郭小强;赵刚;黄昆
5.基于TI C2000系列DSP的无刷直流电机无位置传感器驱动控制系统设计 [J], 傅贵武; 王宇华
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flops
浮点运算次数
realmin
最小浮点实数
computer
计算机类型
pi
3.14159235358579
inputname *
输入变量名
i,j
虚数单位
size
多维数组的各维长度
length
一维数组的长度
为便于大量赋值,MATLAB提供了一些基本数组。举例说明:
A=ones(2,3),B=zeros(2,4),C=eye(3)
双曲正弦
acsch
反双曲余割
cosh
双曲余弦
tan
正切
asec
反正割
cot
余切
tanh
双曲正切
asech
反双曲正割
coth
双曲余切
asin
反正弦
csc
余割
表M-3指数函数
名称
含义
名称
含义
名称
含义
exp
指数
log10
常用对数
pow2
2的幂
log
自然对数
log2
以2为底的对数
sqrt
平方根
说明:表M-3、表M-4的使用形式与其它语言相似。如
a(s)
“单下标”寻访。生成“s指定的”一维数组。s若是“行数组”(或“列数组”),则a(s)就是长度相同的“行数组”(或“列数组”)
例:a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];
键入a(1,2)显示:
ans =
2
键入a(2,:)显示:
ans =
4 5 6
键入a(:,3)显示:
ans =
3
6
9
其它情况读者可以自行上机观察使用,此处不再一一举例。
(四)执行数组运算的常用函数
表M-2三角函数和双曲函数
名称
含义
名称
含义
名称
含义
acos
反余弦
asinh
反双曲正弦
csch
双曲余割
acosh
反双曲余弦
atan
反正切
sec
正割
acot
反余切
atan2
四象限反正切
sech
双曲正割
acoth
反双曲余切
atanh
反双曲正切
sin
正弦
acsc
反余割
cos
余弦
sinh
以上两式结果相同。注意,在第二式中“*”不能省略。
在复数运算中,有几个运算符是常用的。运算符“′”表示把矩阵作共轭转置,即把矩阵的行列互换,同时把各元素的虚部反号。函数conj表示只把各元素的虚部反号,即只取共轭。若想求转置而不要共轭,就把conj和“′”结合起来完成。例如键入
w=z′,u=conj(z),v=conj(z)′
2
键入:mod(-55,7)
显示:
ans =
1
键入:rem(-55,7)
显示:
ans =
-6
(五)基本赋值数组
表M-6常用基本数组和数组运算
基本数组
zeros
全零数组(m×n阶)
logspace
对数均分向量(1×n阶数组)
ones
全么数组(m×n阶)
freqspace
频率特性的频率区间
rand
随机数数组(m×n阶)
(三)数组寻访和赋值的格式
表M-1常用子数组的寻访、赋值格式
子数组的寻访
和赋值
使用说明
a(r,c)
由a的“r指定行”和“c指定列”上的元素组成的子数组
a(r,:)
由a的“r指定行”和“全部列”上的元素组成的子数组
a(:,c)
由a的“全部行”和“c指定列”上的元素组成的子数组
a(:)
由a的各列按自左到右的次序,首尾相接而生成“一维长列”数组
(二)复数
MATLAB中的每一个元素都可以是复数,实数是复数的特例。复数的虚部用i或j表示。
复数的赋值形式有两种:
z=[1+1i,2+2i;3+3i,4+4i]
z=[1,2;3,4]+[1,2;3,4]*i
得z=1.000+1.000i 2.000+2.000i
3.000+3.000i 4.000+4.000i
function [y,w]=XYZ(x,t)
式中,function为MATLAB关键字,[]放置输出宗量,()中放置输入宗量,XYZ为函数名。当其它程序调用该函数时,只需在程序中直接使用function关键字后面的部分。函数申明行是M函数文件必不可少的一部分。
程序执行的结果以图形方式显示时,将自动打开图形窗。在程序中,图形窗命令为figure。MATLAB允许打开多个图形窗。如果程序中对图形窗没有编号,将按程序执行的顺序自动给图形窗编号。
MATLAB提供了许多演示程序供使用者参考学习。在MATLAB命令窗下键入demo,将出现MATLAB演示图形窗。使用者可根据提示进行操作。通常画面的上半部是图形,下半部是相应的MATLAB程序语句。使用者可以在界面上直接修改其中的程序语句并执行,观察其结果。因此demo是一个很好的学习辅助手段。
MATLAB语言支持使用DOS命令。在MATLAB命令窗下执行DOS命令,只需在原DOS命令前加!(惊叹号),回车后将直接执行该命令。在用MATLAB语言编写的程序中也可以直接使用!加DOS命令,作为一条MATLAB程序来执行。
得A=1 1 1 B=0 0 00 C=1 0 0
1 1 1 0 0 0 0 0 1 0
0 0 1
线性分割函数linespace(a,b,n)在a和b之间均匀地产生n个点值,形成1×n元向量。如
D=linspace(0,1,5)
得D= 0 0.2500 0.5000 0.7500 1.0000
(六)数组运算和矩阵运算
图5-1-1MATLAB的命令窗、文本编辑窗和图形窗
使用MATLAB4.x以上的版本,可在WINDOWS主界面上直接点击MATLAB图标,进入MATLAB命令窗口。在MATLAB命令窗下键入一条命令,按Enter键,该指令就被立即执行并显示结果。
如果一个程序稍复杂一些,则需要采用文件方式,把程序写成一个由多条语句构成的文件。这时就需要用到文本编辑器。建立一个新文件,应在MATLAB命令窗口下点击空白文档符号或在File菜单下点击New,将打开MATLAB文本编辑器窗口,显示一个空白的文档。对已经存在的文件,则点击打开文件或在File菜单下点击Open,会自动进入文件选择窗口,找到文件后点亮并打开即可进入MATLAB文本编辑器窗口。在MATLAB文本编辑器窗口中建立的文件默认为.m文件。如果要建立的文件是M函数文件,即希望被其它程序象MATLAB中的库函数那样被调用,则文件的第一句应是函数申明行,如:
6 7 8
9 10 11
A-s
A分别与标量s的元素之差
-1 0 1
2 3 4
5 6 7
s.*A
标量s分别与A的元素之积
2 4 6
8 10 12
14 16 18
s./A或
A.\s
s分别被A的元素除
2.0000 1.0000 0.6667
0.5000 0.4000 0.3333
0.2857 0.2500 0.2222
A-B
对应元素相减
-1 -1 -1
-1 -1 -1
-1 -1 8
A.*B
对应元素相乘
2 6 12
20 30 42
56 72 9
A./B或B.\A
A的元素被B的对应元素除
X=tan(60), Y=20*log(U/0.775), Z=1-exp(-1.5*t)。
表M-4复数函数
名称
含义
名称
含义
名称
含义
abs
模,或绝对值
conj
复数共轭
real
复数实部
angle
相角(弧度)
imag
复数虚部
例:已知h=a+jb,a=3,b=4,求h的模。
输入:a=3
b=4
h=a+b*j
§2MATLAB的基本语法
在MATLAB中,变量和常量的标识符最长允许19个字符,标识符中第一个字符必须是英文字母。MATLAB区分大小写,默认状态下,A和a被认为是两个不同的字符。
一、数组和矩阵
(一)数组的赋值
数组是指一组实数或复数排成的长方阵列。它可以是一维的“行”或“列”,可以是二维的“矩形”,也可以是三维的甚至更高的维数。在MATLAB中的变量和常量都代表数组,赋值语句的一般形式为
meshgrid
画三阶曲面时的X,Y网格
randn
正态随机数数组(m×n阶)
linspace
均分向量(1×n阶数组)
eye(n)ห้องสมุดไป่ตู้
单位数组(方阵)
:
将元素按列取出排成一列
特殊变量和函数
ans
最近的答案
Inf
Infinity(无穷大)
eps
浮点数相对精度
NaN
Not-a-Number(非数)
realmax
可得w=1.000-1.000i 3.000-3.000i
2.000-2.000i 4.000-4.000i
u=1.000-1.000i 2.000-2.000i
3.000-3.000i 4.000-4.000i
v=1.000+1.000i 3.000+3.000i
2.000+2.000i 4.000+4.000i
floor
向-∞舍入为整数