基于Matlab符号计算的双口网络分析

双口网络的分析是"电路分析"的重要内容之一,其中涉及大量的公式推导与计算.本文以电路中的双口网络为例,利用Matlab的符号计算功能,推导双口网络各参数间的关系,分析具有端接的双口网络,以此说明符号计算在电路分析中的应用.将符号计算引入电路分析可提高学生的学习兴趣和课堂教学效果.所编程序及计算结果可供在电路分析的教学中使用.     

平顶高斯光束通过硬边光阑传输算法的改进

用傅里叶级数和复高斯函数的乘积对硬边光阑的窗口函数进一步拟合,对平顶高斯光束通过硬边光阑光学系统的模拟算法作了改进,并给出了近似解析传输公式.对直接积分Collins公式和使用Wen方法的数值计算结果作了比较.研究表明,只要傅里叶级数项数不少于30,改进后的算法比直接用复高斯函数展开具有更高的计算精度.     

变极化单脉冲环焦天线分析与实验

本文用物理光学法分析研究任意极化单脉冲环焦天线的近场分布和远场方向图.利用傅里叶级数展开公式,将四重积分分别简化为三重(近场)和二重积分(远场),大大简化了数值计算.实验结果证明了理论分析的正确性,数学模型和分析软件可用于大中型双赋形单脉冲环焦天线设计.     

向量空间概念在信号与系统教学中的应用

在傅里叶级数的教学中,为了深化信号与系统课程教学改革,提高教学质量,本文以向量空间和信号空间的联系,以及以MATLAB为仿真平台,讲解傅里叶级数与正交函数的关系,以及傅里叶级数仿真波形的产生和叠加,以便能更好地帮助学生正确理解定理和概念。     

无限电阻网络等效电阻的计算

无限电阻网络是一类特殊的电路,它有助于学生理解电路的对称性和叠加定理等电路知识。为计算无限电阻网络任意两节点间的等效电阻,本文对此作进一步研究。通过有限傅里叶变换表达式,得出计算等效电阻的二维积分表达式,并利用Matlab软件的符号计算功能,笔者得到了精确的等效电阻值。本文的讨论对电路课程的教学具有一定的参考价值。     

从DFT导出过程和频谱分析谈DFT教学

信号处理中离散傅里叶变换DFT是一个重要的计算手段,可以完成很多计算,包括对连续时间信号的频谱估计。这在教学中是一个重点和难点。本文构建了由连续时间傅里叶变换CTFT和离散时间傅里叶变换DTFT导出DFT的过程,通过一系列操作和推导,以此理解DFT和DTFT以及离散时间傅里叶级数DTFS的密切联系,并深刻体会利用DFT做频谱分析的特点和考虑。     

矩形光栅衍射效率的一般表达式及其缺级现象

在标量衍射理论基础上，采用透过率函数的傅里叶级数展开和复振幅的傅里叶变换方法给出了计算斜入射下矩形光栅衍射效率的一般表达式；分析了矩形光栅衍射光谱中出现缺级现象的机理，并归纳出了缺级与占空比的关系式。同时，通过数值算例阐述了VCD、DVD和CD-ROM信号读出头光栅和用于制作光纤光栅的相位掩模板在理论设计与具体应用上的差别。     

从几何角度看指数形式的傅里叶级数

本文利用正交向量,从几何视角研究周期序列的分解和表示。通过内积运算,推导离散傅里叶级数公式。与传统教学方法相比,本文提出的授课方法避免了对完备正交函数集和最小均方误差准则下线性逼近的分析,使学生更为直观地理解周期序列的分解方法和指数形式的傅立叶级数的含义。     

傍轴光系统衍射计算的柯林斯公式及其计算方法的研究

为便于实际应用,本文提出三种计算柯林斯公式的方法并给出实验证明. 1) 菲涅耳衍射调制函数法.将柯林斯公式表为入射光波场与"菲涅耳衍射调制函数"的积,给出计算菲涅耳衍射调制函数的代数式,将衍射积分转换为代数运算; 2) 衍射传递函数法.将柯林斯公式表示为入射光波场的频谱与"柯林斯衍射传递函数"乘积的逆傅里叶变换,利用快速傅里叶变换进行计算; 3) 高精度快速傅里叶变换计算法.将柯林斯公式表示为可以用小容量FFT程序完成的高精度离散傅里叶变换式,利用小容量FFT程序自动完成任意给定精度的衍射计算. 最后,鉴于柯林斯公式不考虑光学系统内部的衍射受限问题,当傍轴光学系统内部的衍射受限不能忽略时,使用柯林斯公式将出现较大的误差.为此,本文还提出将光学系统沿衍射受限界面分割为若干子光学系统,利用柯林斯公式进行光波场空间追迹的计算方法.与此相应,柯林斯公式被表示成便于使用的空间追迹表达式.(OG7)     

离散时间信号频域分析中的概念辨析

本文辨析了"信号与系统"课程中离散时间信号频域分析中的三个概念,提出了以离散傅里叶级数为切入点,顺序引出离散时间傅里叶变换和离散傅里叶变换的内容编排方式,其特点在于将离散傅里叶变换作为离散时间傅里叶变换在离散频点上的计算工具。这种编排方式避免了离散傅里叶级数与离散傅里叶变换的形式和概念混淆,适应了计算机仿真在"信号与系统"课程中广泛应用的趋势。对实现中的几个细节问题进行了具体分析,并给出基于门信号的信号仿真实例。     

通用稳态电路分析平台的设计

电路计算中通常需要进行大量的矩阵计算。现已广泛使用计算机对电路进行辅助分析和设计。平台采用具有通用性的列表法,利用Matlab的强大的计算功能和它的GUI界面开发的功能,实现了对稳态电路的自动求解。用户不需要编程,只需输入电路的相关信息,便可直接计算出电路中的各个结点电压、支路电压、支路电流,并且画出各种所需波形图。平台为稳态电路的分析提供了有效的辅助工具,特别是能应用在模拟电路的教学中。     

调制盘传递函数的数值计算

本文利用离散付立叶变换和快速付立叶变换,并结合Matlab和应用C＋＋编制的程序,给出了任意形状调制盘的传递函数的数值计算方法。利用本文给出的程序,可以方便地对给定调制盘的传递涵数进行数值计算,并将传递函数以图像形式显示出来。     

基于FPGA的高速数据采集分析系统的设计

为了实现对模拟量的高速采集与快速傅里叶分析,提出了一种基于FPGA的高速数据采集分析系统的设计方案,系统采用Cyclone系列FPGA配合高速A/D转换器,并使用了Altera公司的定制快速傅里叶分析集成核,通信与上位机采用RS 232串行通信标准协议配合基于Matlab GUI的上位机分析软件,并对多组高频模拟信号进行了高速数据采集与快速傅里叶分析实验,同时在上位机分析软件中实时显示出分析结果。实验结果验证了快速傅里叶分析理论,实现了低成本、高性能数据采集分析系统的设计完成。     

基于Matlab GUI的模拟带通滤波器的设计

在传统的模拟带通滤波器设计过程中需要大量繁琐的数值计算,若手工计算则费时费力。在分析模拟带通滤波器设计理论和基于Matlab的图形用户界面（GUI）设计方法的基础上,利用Matlab GUI工具设计了具有通用性交互式切比雪夫模拟带通滤波器分析设计软件,并对软件中各控件回调函数的设计给出了详细的设计方法。用户只需要输入设计滤波器所需参数,然后选择相应的功能菜单,就可以得到滤波器的特性参数,并进行滤波器的性能分析。该设计解决了滤波器设计过程中大量繁琐的数值计算问题,为切比雪夫模拟带通滤波器的研究设计提供了有效的辅助工具。     

基于Matlab WebServer的数字信号处理远程仿真

Matlab在工程计算、数据分析和计算机仿真等方面都具有强大的功能,可作为教学的辅助手段应用于课程的远程教育.本文介绍了基于Matlab WebServer的远程仿真的设计思想和实现技术,并结合"数字信号处理"课程的远程仿真实例进行说明.这种基于Matlab WebServer进行的远程仿真为计算机辅助教学提供了一种可行的解决方案.     

基于多核处理器BWDSP1042的FFT性能优化

博微DSP1042(BWDSP1042)是我国自主研发的一款高性能数字信号处理器.现阶段,由于BWDSP硬件计算资源和访存带宽限制,通过调优快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)算法结构运算时间仍可减少.基于高性能多核BWDSP1042体系架构以及指令编排原则,优化了基-2FFT算法结构,在充分利用硬件资源的同时减少了FFT算法的运算时间.使用Matlab程序验证FFT汇编算法的正确性,并与BWDSP100、C6678函数库中的FFT算法的实际运行周期进行对比.研究结果表明,512点、1024点、2048点定点复数FFT算法的运算时间比BWDSP100函数库中的FFT和C6678函数库中的FFT均缩短了一倍多.     

半导体激光器温度数据采集与分析系统的设计

温度对半导体激光二极管(LD)的输出特性有很大影响。设计了一种LD温度数据采集与分析系统。该系统采用串口A/D转换器与电平转换芯片,直接采集LD的温度数据,经串口传输到微机(PC机)中,进而对数据进行处理分析、保存和显示。实验研究结果表明:该系统硬件结构简单;软件编程采用面向对象编程语言VisualC 和强大的计算语言Matlab实现数据的采集和分析处理,充分利用了Windows操作系统及其应用软件的特点和功能。     

Bessel函数与三角函数之积的级数展开及在微波滤波器中的应用

根据对平面波函数运用Fourier-Bessel定理,经过一系列推导并进行反Fourier变换,得到了直角坐标系下Bessel函数与三角函数之积的一种级数展开,该表达式应用到矩-圆波导结的计算中,能解析地推出其广义S参数,得到与文献和HFSS软件较为一致的结果.计算了Ku和Ka频段多种尺寸的有厚度的矩形孔的耦合系数,并与文献、实验数据进行了比较,吻合较好,设计了一个Ku频段6阶类椭圆函数滤波器,实验性能与理论结果一致.