% ch3example1A.mclear;f_p=2400; f_s=5000; R_p=3; R_s=25; % 设计要求指标[n, fn]=buttord(f_p,f_s,R_p,R_s, 's'); % 计算阶数和截止频率Wn=2*pi*fn; % 转换为角频率[b,a]=butter(n, Wn, 's'); % 计算H(s)f=0:100:10000; % 计算频率点和频率范围s=j*2*pi*f; % s=jw=j*2*pi*fH_s=polyval(b,s)./polyval(a,s); % 计算相应频率点处H(s)的值figure(1);subplot(2,1,1); plot(f, 20*log10(abs(H_s))); % 幅频特性axis([0 10000 -40 1]);xlabel('频率Hz');ylabel('幅度dB');subplot(2,1,2); plot(f, angle(H_s)); % 相频特性xlabel('频率Hz');ylabel('相角rad');figure(2); freqs(b,a); % 也可用指令freqs直接画出H(s)的频率响应曲线。

% ch3example1B.mclear;f_p=2400; f_s=5000; R_p=3; R_s=25; % 设计要求指标[n, fn]=ellipord(f_p,f_s,R_p,R_s,'s'); % 计算阶数和截止频率Wn=2*pi*fn; % 转换为角频率[b,a]=ellip(n,R_p,R_s,Wn,'s'); % 计算H(s)f=0:100:10000; % 计算频率点和频率范围s=j*2*pi*f; % s=jw=j*2*pi*fH_s=polyval(b,s)./polyval(a,s); % 计算相应频率点处H(s)的值figure(1);subplot(2,1,1); plot(f, 20*log10(abs(H_s))); % 幅频特性axis([0 10000 -40 1]);xlabel('频率Hz');ylabel('幅度dB');subplot(2,1,2); plot(f, angle(H_s)); % 相频特性xlabel('频率Hz');ylabel('相角rad');figure(2); freqs(b,a); % 也可用指令freqs直接画出H(s)的频率响应曲线。

% ch3example2A.mf_N=8000; % 采样率f_p=2100; f_s=2500; R_p=3; R_s=25; % 设计要求指标Ws=f_s/(f_N/2); Wp=f_p/(f_N/2); % 计算归一化频率[n, Wn]=buttord(Wp,Ws,R_p,R_s); % 计算阶数和截止频率[b,a]=butter(n, Wn); % 计算H(z)figure(1);freqz(b,a, 1000, 8000) % 作出H(z)的幅频相频图, freqz(b,a, 计算点数, 采样率)subplot(2,1,1); axis([0 4000 -30 3])figure(2); % 第二种作图方法f=0:40:4000; % 计算频率点和频率范围z=exp(j*2*pi*f./(f_N)); %H_z=polyval(b,z)./polyval(a,z); % 计算相应频率点处H(s)的值subplot(2,1,1); plot(f, 20*log10(abs(H_z))); % 幅频特性axis([0 4000 -40 1]);xlabel('频率Hz');ylabel('幅度dB');subplot(2,1,2); plot(f, angle(H_z)); % 相频特性xlabel('频率Hz');ylabel('相角rad');% ch3example3A.mf_N=8000; % 采样率f_p=1000; f_s=700; R_p=3; R_s=20; % 设计要求指标Ws=f_s/(f_N/2); Wp=f_p/(f_N/2); % 计算归一化频率[n, Wn]=cheb1ord(Wp,Ws,R_p,R_s); % 计算阶数和截止频率[b,a]=cheby1(n, R_p, Wn, 'high'); % 计算H(z)freqz(b,a, 1000, 8000) % 作出H(z)的幅频相频图, freqz(b,a, 计算点数, 采样率) subplot(2,1,1); axis([0 4000 -30 3])% ch3example4A.mf_N=10000; % 采样率f_p=[1000, 1500]; f_s=[600, 1900]; R_p=3; R_s=20; % 设计要求指标Ws=f_s/(f_N/2); Wp=f_p/(f_N/2); % 计算归一化频率[n, Wn]=ellipord(Wp,Ws,R_p,R_s); % 计算阶数和截止频率[b,a]=ellip(n, R_p, R_s, Wn); % 计算H(z)freqz(b,a, 1000, 10000) % 作出H(z)的幅频相频图, freqz(b,a, 计算点数, 采样率) subplot(2,1,1); axis([0 5000 -30 3])% ch3example5A.mf_N=10000; %采样率f_p=[1000, 1500]; f_s=[1200, 1300]; R_p=3; R_s=30; %设计要求指标Ws=f_s/(f_N/2); Wp=f_p/(f_N/2); %计算归一化频率[n, Wn]=cheb2ord(Wp,Ws,R_p,R_s); %计算阶数和截止频率[b,a]=cheby2(n,R_s, Wn, 'stop'); %计算带阻H(z)系数freqz(b,a, 1000, 10000) %作出H(z)的幅频相频图, freqz(b,a, 计算点数, 采样率) subplot(2,1,1); axis([0 5000 -35 3])% ch3example6A.mFs=8000; Ts=1/8000; % 采样率f0=500; % 梳状滤波器开槽基频率bw=60/(Fs/2); % 归一化开槽带宽ab=-3 ; % 计算开槽带宽位置处的衰减分贝值n=Fs/f0; % 计算滤波器阶数[num,den] = iircomb(n,bw,ab, 'notch'); % 计算H(z)freqz(num,den, 4000, 8000); % 作出H(z)的幅频相频图axis([0 4000 -30 5]);% ch3example10.msim('ch3example10.mdl');bar([-10:1/5:10-1/5],histdata);axis([-10 10 0 0.05]);% 作出归一化统计直方图% ch3example10prg.msim('ch3example10.mdl');bar([-10:1/5:10-1/5],histdata*5);axis([-10 10 0 0.25]);% 作出归一化统计直方图% ch3example11prg1.mt=-1: 0.01 :10 ; % 计算时间范围f_t=exp(-t).*(t>0);subplot(3,1,1);plot(t,f_t); % 时域波形axis([-1 10 -0.1 1.1]); xlabel('time (sec)');w=-40: 0.1 : 40; % 计算角频率范围F_w=1./(1+j*w); % 频谱理论结果subplot(3,1,2);plot(w, abs(F_w)); % 频域幅度谱axis([-40 40 0 1.1]);xlabel('freq (rad/s)');subplot(3,1,3);plot(w, angle(F_w)); % 频域相位谱axis([-40 40 -pi/2 pi/2]);xlabel('freq (rad/s)');% ch3example11prg2.mw_m=40; % 截断频率T=pi/w_m; % 采样间隔L=5;t=0: T :L ; % 时域截断x_t=exp(-t).*(t>0); %信号序列N=length(x_t); %序列长度(点数)%-----------------------------------X_k=fft(x_t); % FFT计算%-----------------------------------w0=2*pi/(N*T); % 离散频率间隔kw=2*pi/(N*T) .*[0: N-1]; % 离散频率样点X_kw=T.*X_k; % 乘以T得到连续傅利叶变换频谱的样值%-----------------------------------subplot(2,1,1);plot(kw, abs(X_kw),'.','MarkerSize', 14); % 作出数值计算的幅度谱点axis([-40 90 -0.1 1.1]);xlabel('freq (rad/s)');hold on; % 保持前面作图曲线不被擦除w=-40: 0.1 : 40;X_w=1./(1+j*w); % 理论计算频谱表达式plot(w, abs(X_w)); % 作图对比subplot(2,1,2);plot(kw, angle(X_kw),'.','MarkerSize', 14); % 作出数值计算的相位谱点hold on;plot(w, angle(X_w)); % 频域相位谱axis([-40 90 -pi pi]);xlabel('freq (rad/s)');% ch3example12prg1.mDf=5; % 频率间隔f_s=2*500; % 采样率N=f_s/Df; % 序列点数t=0:1./f_s:(N-1)./f_s; % 计算时间段freq=0:Df:(N-1)*Df; % 计算频率段f_t=2*sin(2*pi*100*t)+cos(2*pi*180*t); % 信号F_f=1/f_s*fft(f_t,N); % 用FFT计算频谱plot(freq-f_s/2,abs(fftshift(F_f))); % 将零频率移动到FFT中心xlabel('频率Hz'); ylabel('幅度谱'); % 并作出幅度频谱% ch3example14prg1.mfs=200; % 采样率Delta_f = 1; % 频率分辨率T = 1/fs; % 时间分辨率L=1/ Delta_f; % 时域截取长度N= floor(fs/Delta_f)+1; % 计算截断信号的采样点数t=0:T:L; % 截取时间段和采样时间点freq=0: Delta_f :fs; % 分析的频率范围和频率分辨率f_t=(sin(2*pi*50*t)+0.7*sin(2*pi*75*t))';% 在截取范围内的分析的信号时域波形f_t_rectwin= rectwin(N).*f_t./sqrt(sum(abs(rectwin(N).^2))./N);% 矩形窗（功率归一化）f_t_hamming= hamming(N) .*f_t./sqrt(sum(abs(hamming(N).^2))./N);% 海明窗（功率归一化）f_t_hann = hann(N) .*f_t./sqrt(sum(abs(hann(N).^2))./N);% 汉宁窗（功率归一化）F_w_rectwin =T.* fft(f_t_rectwin, N);% 进行N点FFT，并乘以采样时间间隔T得到频谱F_w_hamming =T.* fft(f_t_hamming, N); % 加海明窗的频谱F_w_hann =T.* fft(f_t_hann, N); % 加汉宁窗的频谱figure(1); subplot(2,2,1);plot(t,f_t);title('Original Signal');subplot(2,2,2);plot(t, f_t_rectwin);title('Rectwin Windowing');subplot(2,2,3);plot(t, f_t_hamming);title('hamming Windowing');subplot(2,2,4);plot(t, f_t_hann);title('hanning Windowing');figure(2);subplot(3,1,1);plot(freq, 10*log10(abs(F_w_rectwin)));title('Rectwin Windowing Spectrum');ylabel('幅度dB');axis([0,200,-50,0]);grid on;subplot(3,1,2);plot(freq, 10*log10(abs(F_w_hamming)));title('hamming Windowing Spectrum');ylabel('幅度dB');axis([0,200,-50,0]);grid on;subplot(3,1,3);plot(freq, 10*log10(abs(F_w_hann)));title('hanning Windowing Spectrum');ylabel('幅度dB');axis([0,200,-50,0]);grid on;p_original_signal=var(f_t) % 计算原始信号的平均功率p_hannwindowed=sum((abs(F_w_hann/T)).^2)/(N^2) % 计算加窗后的信号功率% ch3example16prg1.mfs=500; % 采样率Df=1; % 频率分辨率N=floor(fs/Df)+1; % 计算的序列点数t=0:1/fs:(N-1)/fs; % 截取信号的时间段F=0:Df:fs; % 功率谱估计的频率分辨率和范围xk=sin(2*pi*50*t)+2*sin(2*pi*130*t)+randn(1,length(t));% 截取时间段上的离散信号样点序列Pxx=abs(fft(xk)).^2/(N^2); % 功率谱估计Pav_timedomaim=sum(xk.^2)/N % 在时域计算信号功率Pav_freqdomain=sum(Pxx) % 通过功率谱计算信号功率plot(F,10*log10(Pxx));xlabel('freq Hz');ylabel('PSD dB') % 作出功率谱密度图% ch3example16prg2.mfs=500; % 采样率Df=1; % 频率分辨率N=floor(fs/Df)+1; % 计算的序列点数t=0:1/fs:(N-1)/fs; % 截取信号的时间段F=0:Df:fs; % 功率谱估计的频率分辨率和范围xk=sin(2*pi*50*t)+2*sin(2*pi*130*t)+randn(1,length(t));% 截取时间段上的离散信号样点序列Pxx=(abs(fft(xk(1:167))).^2+...abs(fft(xk(168:334))).^2+...abs(fft(xk(335:501))).^2)/3/((N/3)^2);Pav_timedomaim=sum(xk.^2)/N % 在时域计算信号功率Pav_freqdomain=sum(Pxx) % 通过功率谱计算信号功率plot(0:3:fs,10*log10(Pxx));xlabel('freq Hz');ylabel('PSD dB');%作出功率谱密度图% ch3example16prg3.mfs=500; % 采样率Df=1; % 频率分辨率N=floor(fs/Df)+1; % 计算的序列点数t=0:1/fs:(N-1)/fs; % 截取信号的时间段F=0:Df:fs; % 功率谱估计的频率分辨率和范围xk=sin(2*pi*50*t)+2*sin(2*pi*130*t)+randn(1,length(t));% 截取时间段上的离散信号样点序列Pxx=(abs(fft(xk(1:167))).^2+...abs(fft(xk(83:249))).^2+...abs(fft(xk(168:334))).^2+...abs(fft(xk(250:416))).^2+...abs(fft(xk(335:501))).^2)/5/((N/3)^2);Pav_timedomaim=sum(xk.^2)/N % 在时域计算信号功率Pav_freqdomain=sum(Pxx) % 通过功率谱计算信号功率plot(0:3:fs,10*log10(Pxx));xlabel('freq Hz');ylabel('PSD dB');%作出功率谱密度图% ch3example16prg4.mfs=500; % 采样率Df=1; % 频率分辨率N=floor(fs/Df)+1; % 计算的序列点数t=0:1/fs:(N-1)/fs; % 截取信号的时间段F=0:Df:fs; % 功率谱估计的频率分辨率和范围xk=sin(2*pi*50*t)+2*sin(2*pi*130*t)+randn(1,length(t));% 截取时间段上的离散信号样点序列w=hamming(167)';%海明窗w=w*sqrt(167/sum(w.*w));% 使得海明窗与矩形窗等能量，即加窗后不对信号功率产生影响Pxx=(abs(fft(w.*xk(1:167))).^2+...abs(fft(w.*xk(83:249))).^2+...abs(fft(w.*xk(168:334))).^2+...abs(fft(w.*xk(250:416))).^2+...abs(fft(w.*xk(335:501))).^2)/5/((N/3)^2);Pav_timedomaim=sum(xk.^2)/N % 在时域计算信号功率Pav_freqdomain=sum(Pxx) % 通过功率谱计算信号功率plot(0:3:fs,10*log10(Pxx));xlabel('freq Hz');ylabel('PSD dB');%作出功率谱密度图% ch3example16prg5.mfs=500; % 采样率Df=1; % 频率分辨率N=floor(fs/Df)+1; % 计算的序列点数t=0:1/fs:(N-1)/fs; % 截取信号的时间段F=0:Df:fs; % 功率谱估计的频率分辨率和范围xk=sin(2*pi*50*t)+2*sin(2*pi*130*t)+randn(1,length(t));% 截取时间段上的离散信号样点序列[Pxx,F] = psd(xk,512,500,hamming(256),128);plot(F,10*log10(Pxx/(512/2))); xlabel('freq Hz');ylabel('PSD dB')Pav=sum(Pxx/(512/2)) % 通过功率谱计算信号功率% ch3example23prg1.mkc=150e3; % Hz/V VCO控制灵敏度omega_n=2*pi*15e3/2.5; % PLL自然角频率K=2*pi*(0.5*kc); % 估算环路增益zeta=1; % 临界阻尼tau_1=K/((omega_n).^2);tau_2=2*zeta/omega_n-1/K;freq=0:10:100e3; % 计算频率范围0到100KHzs=j*2*pi*freq;G_s=(1+tau_2*s)./(1+tau_1*s); % 环路滤波器传递函数figure(1);semilogx(freq,(abs(G_s)));% 作出环路滤波器的频率响应title('环路滤波器幅频响应');xlabel('Hz');ylabel('|G(s)|');grid on;b=[tau_2,1]; % 环路滤波器分子系数向量a=[tau_1,1]; % 环路滤波器分母系数向量H_s=(G_s*K./s)./(1+G_s*K./s);figure(2);semilogx(freq,20*log10(abs(H_s)));% 作出闭环频率响应title('PLL线性相位模型闭环频率响应');xlabel('Hz');ylabel('20log|H(s)|(dB)'); grid on;。