现代信号处理是一门涵盖广泛领域的学科，涉及到通信、图像处理、生物医学工程、音频处理等多个行业。在中南大学的09级现代信号处理课程设计中，学生通过五道具体的题目来深入理解和应用这一理论。这次课程设计的核心是使用MATLAB进行编程实现，MATLAB因其强大的数值计算和可视化功能，成为了信号处理领域中常用的工具。 我们要理解信号处理的基本概念。信号可以是连续的或离散的，模拟的或数字的，它们携带着信息。信号处理的目的就是提取、转换或增强这些信息。在现代信号处理中，主要涉及滤波、变换、降噪、特征提取等技术。 第一道题可能涉及滤波器的设计。在MATLAB中，我们可以利用滤波器设计工具箱，设计IIR（无限 impulse response）或FIR（有限 impulse response）滤波器，用于去除噪声、平滑信号或改变信号频谱特性。例如，低通滤波器可以用于去除高频噪声，高通滤波器则可以突出高频成分。 第二道题可能与傅里叶变换有关。傅里叶变换是将时域信号转化为频域表示的关键工具，MATLAB的`fft`函数可以方便地实现这一转换。通过对频谱分析，可以洞察信号的频率成分和能量分布。 第三道题可能涉及数字信号的采样和恢复。根据奈奎斯特定理，无损恢复一个带限信号需要的最低采样率是信号最高频率的两倍。MATLAB中的`resample`函数可用于改变信号的采样率，而`upfirdn`函数可以实现上采样或下采样。 第四道题可能与特征提取相关。在信号处理中，特征提取是识别和分类的关键步骤，比如通过自相关函数、功率谱密度估计或小波分析来提取信号的特征。MATLAB提供了丰富的函数库支持这些分析。 最后一道题可能涉及信号的压缩或编码。在MATLAB中，可以使用熵编码或预测编码等方法实现数据压缩，如DCT（离散余弦变换）常用于图像压缩，而LZW（Lempel-Ziv-Welch）编码是一种常见的无损数据压缩算法。 通过这五道题的实践，学生不仅可以掌握MATLAB的使用，还能深入理解现代信号处理的基本原理和应用，这对于他们在未来的学术研究或职业生涯都是非常有益的。同时，这样的课程设计也有助于培养问题解决能力和编程技能，为处理实际工程问题打下坚实基础。

数字信号处理是电子工程、计算机科学、物理学、应用数学等领域的重要学科，主要研究数字信号的表示、分析、处理和生成。该学科的研究范畴包括信号的采样、量化、变换、滤波、编码和压缩等方面。数字信号处理的核心在于通过数学运算，特别是在数字计算机上进行的运算，来完成对信号的各种操作。这种处理方式与传统的模拟信号处理相对应，后者使用连续的物理量如电压、电流来处理信号。 数字信号处理的应用非常广泛，涉及音频和视频处理、图像压缩、通信系统、医疗成像、地震数据处理、雷达和声纳系统、生物医学信号分析、语音识别和合成、机器学习、数据加密等多个领域。随着微电子技术和计算能力的快速发展，数字信号处理已经成为现代信息社会的基石之一。 复习提纲、往年真题和PPT是学习数字信号处理的重要辅助工具。复习提纲帮助学生系统地掌握课程的知识结构和重点难点，有助于学生对课程内容形成清晰的脉络；往年真题则为学生提供了接近实际考试难度和风格的练习题，有助于学生检验学习成果，熟悉考试题型和答题策略；PPT作为一种现代化的教学工具，通常包含了大量的图表、公式和例题，使得抽象的理论知识更加直观易懂。 对于山东大学软件学院的学生来说，掌握数字信号处理课程的知识不仅对顺利完成学业有重要意义，也是未来进入相关领域工作或继续深造的重要基础。通过这些复习资料的辅助学习，学生能够更好地理解数字信号处理的基本概念和技术，提高解决实际问题的能力。 此外，数字信号处理领域的研究和应用不断深入和扩展，新的理论和算法不断涌现。例如，多尺度变换、时频分析、小波变换、非线性信号处理等先进技术已成为数字信号处理领域的新趋势。因此，除了学习基础内容之外，学生还需关注前沿动态，不断更新知识储备，以适应未来技术发展的需要。 数字信号处理作为一门综合性强、应用广泛的学科，要求学生不仅掌握基础理论和技术，还需要培养解决复杂问题的能力，并时刻关注该领域的最新发展动态。山东大学软件学院提供的复习资料为学生提供了全面的学习支持，有助于学生在数字信号处理领域取得扎实的进步。

本文详细介绍了数字波束形成(DBF)技术的原理及其在雷达系统中的应用。DBF技术通过数字信号处理在期望方向形成接收波束，利用阵列天线的孔径实现空域滤波。文章首先阐述了DBF的基本原理，包括权矢量的计算和波束形成的数学模型，随后探讨了工程应用中的两种实现方式：预先存储权矢量和利用DFT/FFT实现DBF。此外，文章还通过MATLAB代码示例展示了DBF在通道间相干积累和目标角度测量中的具体应用，包括不同阵元数对波束形成方向图的影响以及加窗处理对副瓣电平的改善效果。 数字波束形成(DBF)技术是一种利用数字信号处理技术在特定方向形成接收波束的技术，它通过阵列天线的孔径实现空域滤波，从而达到提高信号接收方向性、抑制干扰的目的。DBF技术的基本原理包括权矢量的计算和波束形成的数学模型。权矢量的计算是DBF技术的关键，它决定了波束的形状和方向，而波束形成的数学模型则是用来描述如何通过权矢量对信号进行加权求和，以形成期望的波束方向图。 在工程应用中，DBF技术主要通过两种方式实现：预先存储权矢量和利用DFT/FFT实现DBF。预先存储权矢量的方法是事先计算出在不同方向上所需的权矢量，并将它们存储在内存中。当需要改变波束方向时，直接从内存中调用相应的权矢量即可。这种方法的优点是响应速度快，缺点是需要较大的内存空间来存储权矢量。而利用DFT/FFT实现DBF的方法则是通过离散傅里叶变换或快速傅里叶变换来计算权矢量，这种方法的优点是计算速度快，缺点是只能在频域内操作，而且对系统的硬件要求较高。 DBF技术在雷达系统中的应用非常广泛，它可以用于通道间相干积累和目标角度测量等。例如，通过MATLAB代码示例，我们可以看到DBF在实际应用中的具体效果。通过改变阵元数，我们可以观察到波束形成方向图的变化。此外，加窗处理是DBF技术中常用的改善副瓣电平的方法。通过加窗处理，可以有效降低副瓣电平，从而提高系统的抗干扰能力。 数字波束形成技术的发展，为雷达系统提供了新的技术手段，使得雷达系统具有更高的方向性、更强的抗干扰能力和更好的目标检测能力。随着数字信号处理技术的不断发展，DBF技术将在未来的雷达系统中发挥更加重要的作用。 在雷达技术领域，DBF技术是一种重要的信号处理技术，它利用阵列天线的空域滤波能力，提高了雷达系统的性能。DBF技术的发展，不仅推动了雷达技术的进步，也为其他领域提供了新的技术思路和方法。例如，在无线通信领域，DBF技术可以用于提高信号的传输质量和系统的容量。在声纳系统中，DBF技术也可以用于提高声纳系统的检测能力和定位精度。因此，数字波束形成技术具有广泛的应用前景和重要的研究价值。

本次课程设计的核心任务是构建一个简易的调幅发射与接收系统，并借助 Multisim 10.0 软件开展仿真模拟。该系统主要由调幅发射模块和调幅接收模块构成，其中调幅发射模块涵盖本地振荡电路与调制电路，调幅接收模块则包含本地振荡电路与解调电路。在调幅发射模块中，本地振荡电路产生高频载波信号，低频调制信号输入调制器后对载波进行调制，从而生成调幅波。调幅波进入解调电路，与本地振荡产生的同频载波相乘，经低通滤波器滤除高频成分后，可提取出低频调制信号。调幅接收模块的工作原理类似，本地振荡电路输出载波信号，低频调制信号进入解调电路，与载波相乘并经低通滤波器处理后，同样能够恢复出低频调制信号。 在设计过程中，Multisim 10.0 软件发挥了重要作用。其操作界面类似实验工作台，具备元器件箱、仪器库以及各种仿真分析命令。软件中的测试仪器和部分元器件外形与实物相似，操作方式也较为接近，易于学习和使用。通过此次课程设计，我们巩固了高频电子线路的知识，许多之前理解模糊的内容在不断探索中得以清晰，也让我们从应用层面更深入地理解了这门课程。 在设计过程中，我们遇到了诸多问题和困难，但通过不懈的探索和实践，最终成功完成了调幅发射与接收系统的设计。这次课程设计不仅让我们深刻体会到设计的重要性和挑战性，还进一步加深了对高频电子线路原理和应用的理解，同时也提升了我们的设计与实践能力。这是一次宝贵的学习经历，使我们对高频电子线路的原理和应用有了更透彻的把握，也为后续的学习和实践奠定了坚实基础。 涉及的知识点包括：调幅发射与接收系统的设计与实现、Multisim 10.0 软件的使用及仿真模拟、高频电子线路的原理与应用、调制与解调电路的设计与实现、低通滤波器电路的设计与实现以及本地振荡电路和乘法器的设计与实现。相关资源有：Multisim 10.0 软件、高频电子线路课程设计资料、调幅发射与接收系统设计指导

Matlab信号处理工具箱是一系列基于MATLAB数值计算环境的信号处理函数集合，涵盖了信号生成、滤波器设计、参数模型建立以及频谱分析等广泛应用场景。信号处理工具箱允许用户通过时间向量输入和输出信号，并可以表示连续和离散信号。连续信号，也就是模拟信号，是时间和幅度都连续的，而数字信号则是时间和幅度离散的。在计算机处理之前，模拟信号需通过采样和量化转换为数字信号。 信号生成部分讲解了如何利用Matlab的函数生成各类信号。例如，使用sin和cos函数可以生成正弦波和余弦波。同时，Matlab提供特定函数如square和sawtooth来生成周期方波和锯齿波。此外，周期sinc函数可以通过diric函数来实现，而高斯调整正弦脉冲信号可以通过gauspuls函数生成。扫频信号则可以使用chirp函数按照特定方式产生。 详细来说，生成特定参数的余弦波需要使用cos函数，并指定时间长度、频率、幅度和初始相位。周期方波的生成依赖于square函数，该函数允许指定周期和占空比，而锯齿波则可以通过sawtooth函数来生成，且可通过WIDTH参数指定三角波的最大值出现位置。周期sinc函数的生成则利用diric函数，其需要输入一个向量X和一个正整数N来指定分割份数。高斯调整正弦脉冲信号的生成依赖于gauspuls函数，该函数允许用户自定义中心频率、相对带宽和可选的频带边缘处的参考水平。扫频信号的生成可以通过chirp函数实现，该函数可以设定频率变化的方式和范围。 Matlab信号处理工具箱的函数和命令为信号处理提供了一种强大的方式，使用户能够通过简单的函数调用来实现复杂的信号处理任务。通过这些工具，用户可以轻松地对信号进行分析和设计，实现信号的模拟、转换和分析等功能。

摘  要：直接数字频率合成技术是一种新型的信号产生方法，是现代信号源的发展方向。该系统由FPGA 控制模块、键盘、LED 显示组成，结合DDS 的结构和原理，采用SOPC 和DDS 技术，设计出具有频率设置功能的多波形信号发生器。以Altera 公司的CycloneⅡ的核心器件EP2C35 为例，NIOS ⅡCPU 通过读取按键的值，实现任意步进、不同波形的输出显示功能。 　　0 引 言 　　直接数字频率合成( Dir ect Dig ital Frequency Synthesis，DDS) 是一种新型的频率合成技术，它把信号发生器的频率稳定度、准确度提高到与基准频率相同的水平，并且可以 直接数字频率合成（DDS）是一种先进的信号生成技术，它通过数字化的方式来合成任意频率的波形，从而提高了信号源的频率稳定性和精度。DDS的核心在于相位累加器、频率控制字和查找表（ROM），这三者共同作用于波形生成。 DDS的基本工作流程如下：频率控制字K在每个时钟周期累加到相位累加器中，相位累加器的输出作为ROM的地址，ROM中存储的是不同波形（如正弦、方波、三角波、锯齿波）的数据。相位累加器的值对应于波形的相位，通过取模操作确保相位值在0到2π之间变化。读取ROM中的数据，经过D/A转换器转化为模拟信号，然后通过低通滤波器平滑处理，最终生成所需的连续波形。 在SOPC（System on a Programmable Chip，可编程芯片上的系统）技术中，DDS信号发生器的设计可以更加灵活和高效。SOPC允许在单个FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）中集成处理器、存储器和其他逻辑功能，提高了系统集成度。例如，使用Altera公司的Cyclone II系列器件EP2C35，结合嵌入式NIOS II CPU，可以通过读取键盘输入来控制DDS的参数，实现频率、相位和波形的选择。 在本文的设计中，系统由FPGA控制模块、键盘接口、LED显示和D/A转换器组成。FPGA负责执行相位累加等数字逻辑操作，而NIOS II CPU则处理控制任务，如读取按键值，控制DDS输出特定频率和波形的信号。10位加法器与10位寄存器级联形成的累加器模块，可以处理较大的相位范围。存储波形数据的ROM中预先存储了不同波形的样本点，根据相位累加器的输出地址读取相应数据。D/A转换器如AD9742，可以将数字信号转换为模拟信号，经过低通滤波器进一步平滑，生成实际输出的模拟波形。 SOPC架构的优势在于减少了外部扩展电路的需求，提高了系统的稳定性和抗干扰能力，并且节省了硬件资源。此外，这种设计允许在不改变硬件的情况下，通过软件更新来修改或扩展DDS的功能，增强了系统的可配置性和适应性。 基于SOPC的DDS信号发生器设计结合了现代微电子技术的灵活性和DDS的高性能，为通信、测试测量等领域提供了高效、精确的信号源解决方案。通过FPGA的可编程特性，设计人员能够根据具体应用需求定制信号发生器的功能，从而满足多变的工程需求。

习题课内容 1. (a) 试利用x(n)的z变换求nx(n)的z变换。 (b)若一个时域离散线性时不变系统的单位取样响应为h(n),输入序列x(n)是一周期为N的序列，输出序列y(n)具有什么样的性质？请予以证明。 2007年期末考试卷（A卷）第1题

ug471_7Series_SelectIO_中文版_2025年内容概要：本文档为Xilinx 7系列FPGA的SelectIO资源用户指南，详细介绍了I/O架构、电气特性、时序控制及高级逻辑资源的使用方法。重点涵盖SelectIO的DCI（数控阻抗）技术，支持在HP I/O Bank中实现驱动器阻抗匹配和片上并联端接，提升信号完整性并减少外部元件需求。文档还详细说明了IDELAY和ODELAY延迟资源、ISERDESE2和OSERDESE2串并/并串转换器的配置与操作模式，包括时钟管理、数据采样、位宽扩展及Bitslip功能，支持DDR、QDR和DDR3等高速存储器接口。此外，提供了I/O原语列表、DCI级联配置、VCCO电压设置及设计实现建议。; 适合人群：从事FPGA硬件设计、高速接口开发及信号完整性优化的工程师，具备一定数字电路和FPGA开发经验的技术人员；适用于需要深入理解7系列FPGA I/O特性的设

开关磁阻电机(SRM)的位置传感器增加了电机结构的复杂性,且由于传感器分辨率的限制,导致系统高速运行性能下降。现有的检测方案大部分依赖于开关磁阻电机模型,起动和低速难以解决磁链积分误差问题。采用了一种新型的激励脉冲法控制方案,提出并分析了无位置传感器SRM控制策略,并在三相12/8极15 kW开关磁阻电机上进行实验验证。实验结果表明,该方案无需任何电机模型和参数,实现了开关磁阻电机的无位置传感器控制,具有良好的静动态性能。

本次提供的资源是关于MATLAB编程实现2FSK信号调制与解调（非相干解调）的项目。下载并解压后，可以找到MATLAB源码，进入sydgy工程。首次运行该工程时，可能会出现数组内存被占满的情况。若遇到此问题，可在MATLAB命令行输入“clear all”并回车，即可清除内存中的变量，解决该问题。 在当前科技迅猛发展的大背景下，数字通信技术已经成为了信息传递的重要手段。而频移键控（FSK）调制技术作为数字通信中的一种基本调制方式，在工程和科研中扮演着不可或缺的角色。2FSK，即二进制频移键控，是FSK的一种，它通过改变载波频率的大小来表示二进制数字信号“0”和“1”。相较于其他调制方式，2FSK因其简单易实现、抗干扰性能好等特点，在无线通信、数据传输等领域得到了广泛的应用。 MATLAB（Matrix Laboratory的缩写）是一个由MathWorks公司推出的高性能数值计算和可视化软件。它的编程语言和开发环境对算法、数据可视化、数据分析以及数值计算的实现提供了极高的便利性。在通信系统的设计与仿真中，MATLAB以其强大的工具箱功能，如信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）和通信工具箱（Communications Toolbox），提供了一系列的函数和仿真模块，可以高效地模拟和分析通信系统的行为，从而帮助工程师和研究人员在实际搭建硬件系统之前，对系统性能进行评估和优化。 在本项目中，我们将学习如何使用MATLAB来实现2FSK信号的调制与非相干解调。非相干解调指的是解调过程中不需要使用与调制过程中相位一致的参考载波信号。这种方法的优势在于简化了接收端的电路设计，降低了系统的复杂度，尤其是在频率偏差或相位误差较大的环境下，仍然能够保持较好的性能。 具体到工程文件中，包含了以下两个文件：其一是关于资源下载地址的文档，另一则是包含下载密码的文本文件。文档中很可能详细说明了如何下载所需资源，以及在解压后如何在MATLAB中运行和调试所给源码的具体步骤。下载密码则可能被用于获取项目的完整资源，确保用户在下载或使用资源时的身份验证和安全性。 在进行2FSK信号调制与非相干解调的仿真实验时，我们首先需要创建二进制数据序列，然后通过2FSK调制算法将这些数据映射到两个不同的频率上。在接收端，通过非相干解调的方式，使用带通滤波器分别提取出代表“0”和“1”的不同频率分量，再通过判决逻辑恢复出原始的数字信号。MATLAB环境下，我们可以利用内置的函数和可视化工具，直观地观察到调制和解调过程中信号波形的变化，评估系统的性能指标，如误码率（BER）等。 本项目除了提供实用的MATLAB编程实践之外，还能够加深我们对数字通信系统中信号调制与解调原理的理解，为后续深入研究通信理论与技术打下坚实的基础。同时，掌握MATLAB在通信系统仿真中的应用技巧，对于通信工程、电子信息等相关专业的学生和工程师来说，都是非常有价值的技能。 通过本次项目的学习和实践，我们可以掌握2FSK调制与非相干解调的方法，熟练使用MATLAB进行数字通信系统的仿真，并了解通信系统的实际工作原理及其性能评估方法，为未来在通信领域的深入研究和工程实践奠定基础。