matlab生成正弦信号, x 域分别是 a1 = 0:1/100:2*pi,b1 = 0:1/100:1;求上述信号的均值和方差;分别添加均匀分布白噪声、正态分布白噪声,再求上述信号的均值和方差;展示上述信号的自相关函数,让其中一个加噪信号通过RC系统去除噪声,修改系统传递函数参数来获得好的滤波效果
时间: 2024-03-09 21:50:09 浏览: 88
好的,我来回答你的问题。
首先,生成正弦信号的代码如下:
```
a1 = 0:1/100:2*pi;
b1 = 0:1/100:1;
[x, y] = meshgrid(a1, b1);
z = sin(x);
```
其中 `a1` 和 `b1` 分别代表 `x` 和 `y` 轴的取值范围,`meshgrid` 用于生成网格点坐标,最后通过 `sin` 函数生成正弦信号。
接下来,求均值和方差的代码如下:
```
mean_z = mean(z(:));
var_z = var(z(:));
```
其中 `z(:)` 表示将 `z` 矩阵转换为一维向量,`mean` 和 `var` 函数分别用于求均值和方差。
接着,添加均匀分布白噪声的代码如下:
```
uniform_noise = rand(size(z)) - 0.5; % 生成均匀分布的白噪声
z_uniform = z + uniform_noise;
mean_uniform = mean(z_uniform(:));
var_uniform = var(z_uniform(:));
```
其中 `rand` 函数用于生成均匀分布的随机数,`-0.5` 是为了使随机数的均值为 0。
添加正态分布白噪声的代码如下:
```
normal_noise = randn(size(z)); % 生成正态分布的白噪声
z_normal = z + normal_noise;
mean_normal = mean(z_normal(:));
var_normal = var(z_normal(:));
```
其中 `randn` 函数用于生成正态分布的随机数。同样地,可以用 `mean` 和 `var` 函数求出加噪信号的均值和方差。
展示自相关函数的代码如下:
```
autocorr_z = xcorr2(z);
autocorr_uniform = xcorr2(z_uniform);
autocorr_normal = xcorr2(z_normal);
subplot(1,3,1);
imagesc(autocorr_z);
title('原始信号的自相关函数');
subplot(1,3,2);
imagesc(autocorr_uniform);
title('加均匀白噪声后的自相关函数');
subplot(1,3,3);
imagesc(autocorr_normal);
title('加正态白噪声后的自相关函数');
```
其中 `xcorr2` 函数用于求二维信号的自相关函数,`imagesc` 函数用于绘制热力图。
最后,通过 RC 系统去除噪声的代码如下:
```
tau = 0.1; % RC 系统的时间常数
H = tf([1], [tau 1]); % RC 系统的传递函数
z_filtered = lsim(H, z_uniform, b1); % 对加均匀白噪声的信号进行滤波
mean_filtered = mean(z_filtered(:));
var_filtered = var(z_filtered(:));
subplot(1,2,1);
plot(b1, z_uniform(1,:), 'b', b1, z_filtered(1,:), 'r');
title('加均匀白噪声前后的信号对比');
legend('加噪信号', '滤波后信号');
subplot(1,2,2);
plot(b1, z(1,:), 'b', b1, z_filtered(1,:), 'r');
title('原始信号和滤波后信号的对比');
legend('原始信号', '滤波后信号');
```
其中 `tf` 函数用于定义系统的传递函数,`lsim` 函数用于对信号进行滤波,`plot` 函数用于绘制信号的曲线。通过调节时间常数 `tau`,可以获得不同的滤波效果。
阅读全文