Цифровая обработка сигналов и MATLAB - Описываются базовые методы и алгоритмы цифровой обработки сигналов и средств их компьютерного моделирования в системе MATLAB. Даны основы алгоритмического языка MATLAB. Рассматриваются дискретные сигналы, линейные дискретные системы, дискретное преобразование Фурье с использованием алгоритмов БПФ, синтез и анализ КИХ- и БИХ-фильтров, в том числе с фиксированной точкой, спектральный анализ сигналов, многоскоростная обработка сигналов и адаптивная цифровая фильтрация. Технология обучения в процессе компьютерного моделирования на основе созданных авторами программ или графического интерфейса пользователя MATLAB расширяет теоретические знания и позволяет понять многие важные проблемы и аспекты практического применения методов и алгоритмов ЦОС.
Название: Цифровая обработка сигналов и MATLAB Автор: Солонина А. И. и др. Издательство: БХВ-Петербург Год: 2013 Страниц: 512 Формат: PDF Размер: 15,9 МБ ISBN: 978-5-9775-0919-0 Серия или Выпуск: Учебная литература для вузов Язык: Русский
Содержание:
Предисловие Часть I. Знакомство с MATLAB Глава 1. Знакомство с MATLAB. Основные объекты языка MATLAB 1.1. Краткая теоретическая справка 1.1.1. Режим прямых вычислений 1.1.2. Базовые объекты языка MATLAB 1.1.3. Рабочая область памяти Workspace 1.1.4. Сохранение данных на диске 1.2. Содержание лабораторной работы 1.3. Задание на лабораторную работу 1.4. Задание на самостоятельную работу 1.5. Отчет и контрольные вопросы 1.6. Литература Глава 2. Операции с матрицами 2.1. Краткая теоретическая справка 2.1.1. Функции генерации типовых матриц 2.1.2. Преобразование матриц 2.1.3. Поэлементные операции с матрицами 2.1.4. Операции с матрицами в задачах линейной алгебры 2.1.4.1. Арифметические операции с матрицами 2.1.4.2. Транспонирование и эрмитово сопряжение матриц 2.1.4.3. Обращение матриц 2.1.4.4. Матричное деление 2.1.5. Норма матрицы и вектора 2.1.6. Операции с матрицами в задачах математической статистики 2.2. Содержание лабораторной работы 2.3. Задание на лабораторную работу 2.4. Задание на самостоятельную работу 2.5. Отчет и контрольные вопросы 2.6. Литература Глава 3. Типы массивов 3.1. Краткая теоретическая справка 3.1.1. Матрицы числового и логического типов 3.1.2. Матрицы символьного типа 3.1.3. Структуры (массивы записей) 3.1.4. Массивы ячеек 3.1.5. Определение типа массива 3.2. Содержание лабораторной работы 3.3. Задание на лабораторную работу 3.4. Задание на самостоятельную работу 3.5. Отчет и контрольные вопросы 3.6. Литература Глава 4. Средства графики 4.1. Краткая теоретическая справка 4.1.1. Двумерные графики 4.1.2. Управление свойствами двумерных графиков 4.1.3. Трехмерные графики 4.1.4. Управление свойствами трехмерных графиков 4.2. Содержание лабораторной работы 4.3. Задание на лабораторную работу 4.4. Задание на самостоятельную работу 4.5. Отчет и контрольные вопросы 4.6. Литература Глава 5. Режим программирования: script-файлы и function-файлы 5.1. Краткая теоретическая справка 5.1.1. Script-файлы 5.1.2. Function-файлы 5.1.3. Оформление и вывод листинга M-файлов 5.1.4. Ввод/вывод данных 5.1.5. Пауза и досрочное прерывание программы 5.1.6. Создание и хранение M-файлов 5.2. Содержание лабораторной работы 5.3. Задание на лабораторную работу 5.4. Задание на самостоятельную работу 5.5. Отчет и контрольные вопросы 5.6. Литература Глава 6. Режим программирования: организация разветвлений и циклов 6.1. Краткая теоретическая справка 6.1.1. Операторы организации разветвлений 6.1.2. Операторы организации циклов 6.2. Содержание лабораторной работы 6.3. Задание на лабораторную работу 6.4. Задание на самостоятельную работу 6.5. Отчет и контрольные вопросы 6.6. Литература Часть II. Моделирование цифровой обработки сигналов в MATLAB Глава 7. Дискретные сигналы 7.1. Краткая теоретическая справка 7.1.1. Детерминированные дискретные сигналы 7.1.2. Случайные дискретные сигналы 7.2. Содержание лабораторной работы 7.3. Задание на лабораторную работу 7.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 7.5. Задание на самостоятельную работу 7.6. Отчет и контрольные вопросы 7.7. Литература Глава 8. Линейные дискретные системы 8.1. Краткая теоретическая справка 8.1.1. Описание ЛДС во временной области 8.1.2. Описание ЛДС в z-области 8.1.3. Описание ЛДС в частотной области 8.1.4. Структуры звеньев 2-го порядка 8.2. Содержание лабораторной работы 8.3. Задание на лабораторную работу 8.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 8.4.1. Используемые внешние функции 8.5. Задание на самостоятельную работу 8.6. Отчет и контрольные вопросы 8.7. Литература Глава 9. Дискретное преобразование Фурье (часть 1) 9.1. Краткая теоретическая справка 9.1.1. Дискретное преобразование Фурье 9.1.2. Выделение дискретных гармоник полезного сигнала 9.1.3. Восстановление спектральной плотности 9.1.4. Восстановление аналогового сигнала 9.2. Содержание лабораторной работы 9.3. Задание на лабораторную работу 9.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 9.4.1. Используемые внешние функции 9.5. Задание на самостоятельную работу 9.6. Отчет и контрольные вопросы 9.7. Литература Глава 10. Дискретное преобразование Фурье (часть 2) 10.1. Краткая теоретическая справка 10.1.1. Растекание спектра 10.1.2. Улучшение различения дискретных гармоник с близко расположенными частотами 10.1.3. Вычисление линейных и круговых сверток с помощью ДПФ 10.1.4. Вычисление секционированных сверток с помощью ДПФ 10.2. Содержание лабораторной работы 10.3. Задание на лабораторную работу 10.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 10.4.1. Используемые внешние функции 10.5. Задание на самостоятельную работу 10.6. Отчет и контрольные вопросы 10.7. Литература Глава 11. Синтез КИХ-фильтров методом окон 11.1. Краткая теоретическая справка 11.1.1. Свойства КИХ-фильтров 11.1.2. Задание требований к АЧХ 11.1.3. Структуры КИХ-фильтров 11.1.4. Процедура синтеза КИХ-фильтров методом окон 11.1.5. Синтез КИХ-фильтров методом окон в MATLAB 11.2. Содержание лабораторной работы 11.3. Задание на лабораторную работу 11.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 11.4.1. Синтез и анализ КИХ-фильтра ФНЧ 11.4.2. Синтез и анализ КИХ-фильтра ФВЧ 11.4.3. Синтез и анализ КИХ-фильтра ПФ 11.4.4. Синтез и анализ КИХ-фильтра РФ 11.4.5. Используемые внешние функции 11.5. Задание на самостоятельную работу 11.6. Отчет и контрольные вопросы 11.7. Литература Глава 12. Синтез КИХ-фильтров методом наилучшей равномерной (чебышевской) аппроксимации 12.1. Краткая теоретическая справка 12.1.1. Процедура синтеза КИХ-фильтров методом чебышевской аппроксимации 12.1.2. Синтез КИХ-фильтров методом чебышевской аппроксимации в MATLAB 12.1.3. Описание требований к характеристике затухания в виде объекта fdesign 12.1.4. Синтез КИХ-фильтров в виде объектов dfilt на основе объектов fdesign 12.2. Содержание лабораторной работы 12.3. Задание на лабораторную работу 12.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 12.4.1. Синтез и анализ КИХ-фильтра ФНЧ 12.4.2. Синтез и анализ КИХ-фильтра ФВЧ 12.4.3. Синтез и анализ КИХ-фильтра ПФ 12.4.4. Синтез и анализ КИХ-фильтра РФ 12.4.5. Используемые внешние функции 12.5. Задание на самостоятельную работу 12.6. Отчет и контрольные вопросы 12.7. Литература Глава 13. Синтез БИХ-фильтров методом билинейного Z - преобразования 13.1. Краткая теоретическая справка 13.1.1. Задание требований к характеристике затухания 13.1.2. Структуры БИХ-фильтров 13.1.3. Процедура синтеза БИХ-фильтров методом билинейного Z-преобразования 13.1.4. Синтез аналоговых фильтров в MATLAB 13.1.5. Синтез БИХ-фильтров методом билинейного Z-преобразования в MATLAB 13.1.6. Синтез БИХ-фильтров в виде объектов dfilt на основе объектов fdesign 13.1.7. Расстановка звеньев и масштабирование в каскадных структурах БИХ-фильтров 13.2. Содержание лабораторной работы 13.3. Задание на лабораторную работу 13.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 13.4.1. Синтез и анализ БИХ-фильтра ФНЧ 13.4.2. Синтез и анализ БИХ-фильтра ФВЧ 13.4.3. Синтез и анализ БИХ-фильтра ПФ 13.4.4. Синтез и анализ БИХ-фильтра РФ 13.4.5. Используемые внешние функции 13.5. Задание на самостоятельную работу 13.6. Отчет и контрольные вопросы 13.7. Литература Глава 14. Синтез цифровых фильтров средствами GUI FDATool и FilterBuilder 14.1. Краткая теоретическая справка 14.1.1. Синтез цифровых фильтров в GUI FDATool 14.1.2. Экспорт из GUI FDATool в Workspace 14.1.3. Синтез цифровых фильтров в FilterBuilder GUI 14.2. Содержание лабораторной работы 14.3. Задание на лабораторную работу 14.4. Задание на самостоятельную работу 14.5. Отчет и контрольные вопросы 14.6. Литература Глава 15. Цифровые фильтры с фиксированной точкой 15.1. Краткая теоретическая справка 15.1.1. Эффекты квантования в структуре ЦФ с ФТ 15.1.2. Моделирование структуры исходного ЦФ в GUI FDATool 15.1.3. Моделирование структуры ЦФ с ФТ в GUI FDATool 15.1.3.1. Установка свойств ЦФ с ФТ на вкладке Coefficients 15.1.3.2. Установка свойств ЦФ с ФТ на вкладке Input/Output 15.1.3.3. Установка свойств ЦФ с ФТ на вкладке Filter Internals 15.1.4. Моделирование структуры ЦФ с ФТ в FilterBuilder GUI 15.2. Содержание лабораторной работы 15.3. Задание на лабораторную работу 15.4. Задание на самостоятельную работу 15.5. Отчет и контрольные вопросы 15.6. Литература Глава 16. Спектральный анализ: непараметрические методы 16.1. Краткая теоретическая справка 16.1.1. Метод периодограмм 16.1.2. Основные показатели качества оценок СПМ 16.1.3. Метод периодограмм Даньелла 16.1.4. Метод периодограмм Бартлетта 16.1.5. Метод периодограмм Уэлча 16.1.6. Метод Блэкмана-Тьюки 16.1.7. Моделирование случайной последовательности с требуемой АКФ 16.1.8. Основные параметры окон 16.1.9. Спектрограмма 16.2. Содержание лабораторной работы 16.3. Задание на лабораторную работу 16.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 16.5. Задание на самостоятельную работу 16.6. Отчет и контрольные вопросы 16.7. Литература Глава 17. Спектральный анализ: параметрические методы 17.1. Краткая теоретическая справка 17.1.1. АРСС-, АР- и СС-модели 17.1.2. Метод Юла-Уолкера (автокорреляционный) оценки параметров АР-модели 17.1.3. Методы оценки параметров АР-модели 17.1.4. Методы оценки СПМ 17.1.5. Оценка порядка АР-модели 17.1.6. Сравнение оценок СПМ с истинной СПМ 17.2. Содержание лабораторной работы 17.3. Задание на лабораторную работу 17.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 17.5. Задание на самостоятельную работу 17.6. Отчет и контрольные вопросы 17.7. Литература Глава 18. Спектральный анализ средствами GUI SPTool 18.1. Краткая теоретическая справка 18.1.1. Обращение к GUI SPTool 18.1.2. Сигналы: группа Signals 18.1.3. Моделирование системы цифровой фильтрации: группа Filters 18.1.4. Спектральный анализ: группа Spectra 18.1.5. Экспорт данных из GUI SPTool 18.2. Содержание лабораторной работы 18.3. Задание на лабораторную работу 18.4. Задание на самостоятельную работу 18.5. Отчет и контрольные вопросы 18.6. Литература Глава 19. Многоскоростные системы ЦОС 19.1. Краткая теоретическая справка 19.1.1. Система однократной интерполяции 19.1.2. Система однократной децимации 19.1.3. Система однократной передискретизации 19.1.4. Полифазные структуры многоскоростных систем 19.2. Содержание лабораторной работы 19.3. Задание на лабораторную работу 19.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 19.5. Задание на самостоятельную работу 19.6. Отчет и контрольные вопросы 19.7. Литература Глава 20. Моделирование полифазных структур многоскоростных систем средствами GUI FDATool и FilterBuilder 20.1. Краткая теоретическая справка 20.1.1. Моделирование полифазных структур в GUI FDATool 20.1.2. Моделирование полифазных структур в FilterBuilder GUI 20.1.3. Моделирование многоскоростных систем с полифазными структурами 20.2. Содержание лабораторной работы 20.3. Задание на лабораторную работу 20.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 20.4.1. Система однократной интерполяции с полифазной структурой 20.4.2. Система однократной децимации с полифазной структурой 20.4.3. Система однократной передискретизации с полифазной структурой при повышении частоты дискретизации 20.4.4. Система однократной передискретизации с полифазной структурой при понижении частоты дискретизации 20.5. Задание на самостоятельную работу 20.6. Отчет и контрольные вопросы 20.7. Литература Глава 21. Адаптивные фильтры 21.1. Краткая теоретическая справка 21.1.1. Фильтр Винера 21.1.2. Алгоритм LMS 21.1.3. Алгоритм RLS 21.1.4. Применение адаптивных фильтров 21.1.4.1. Идентификация систем 21.1.4.2. Оценка импульсной характеристики неизвестной системы 21.1.4.3. Очистка сигнала от шума 21.1.4.4. Выравнивание частотной характеристики неизвестной системы 21.2.4.5. Оценка параметров линейного предсказания сигнала 21.2. Содержание лабораторной работы 21.3. Задание на лабораторную работу 21.4. Типовой script-файл для выполнения лабораторной работы 21.5. Задание на самостоятельную работу 21.6. Отчет и контрольные вопросы 21.7. Литература Список сокращений на английском языке Список сокращений на русском языке Предметный указатель
