21、matlab生成脉冲序列：pulstran()函数

1、matlab生成脉冲序列简介

MATLAB生成脉冲序列通常涉及到使用MATLAB中的函数或编程来创建具有特定时间间隔和幅度的脉冲信号。脉冲序列通常用于数字信号处理、通信系统测试等应用中。

生成脉冲序列可以采用以下方法之一：

使用MATLAB中的函数，例如square()函数生成方波信号，然后根据需要对方波信号进行处理。
编写MATLAB代码来生成脉冲序列，其中可以使用zeros()函数创建一个全零向量，并在特定的时间点修改为脉冲信号。

生成脉冲序列的原理是在离散的时间点上定义脉冲信号的幅度，并根据需要可以设置不同的宽度、周期和幅度。这些参数可以根据具体的应用场景来调整，以满足需求。

这里给出一个简单的示例，生成一个具有5个脉冲的方波序列的MATLAB代码：

% 定义脉冲的重复周期 
T = 10; 
% 生成方波信号 
n = 0:T-1; 
pulse_width = 3; 
pulse_amplitude = 1; 
pulses = [ones(1,pulse_width)*pulse_amplitude zeros(1,T-pulse_width)];% 重复5个周期 
pulse_sequence = repmat(pulses,1,5); 
% 绘制脉冲序列 
stem(pulse_sequence); 
xlabel('时间'); 
ylabel('幅度'); 
title('脉冲序列');

以上示例中，定义了脉冲的重复周期为10，并生成了一个包含5个重复周期的脉冲方波序列。您可以根据需要调整参数来生成不同的脉冲序列。

2、pulstran()函数

pulstran()函数简介

pulstran()函数是MATLAB中用于生成具有脉冲信号的连续信号的函数。它可以用来生成离散的脉冲信号序列，以及通过这些脉冲信号序列对连续信号进行采样和插值。

下面是pulstran()函数的语法示例：

y = pulstran(t, p, w, fs)

其中：

t 是时间向量，定义了要生成脉冲信号的时间点。
p 是脉冲信号的幅度，可以是标量、向量或矩阵。
w 是脉冲信号的宽度，可以是标量、向量或矩阵。
fs 是采样频率，用于定义采样率。

pulstran()函数将在指定的时间点上生成脉冲信号，并使用插值方法将这些脉冲信号插值为连续信号。这使得可以基于这些脉冲信号进行进一步的信号处理和分析。

以下是一个简单的示例，演示如何使用pulstran()函数生成一个简单的脉冲信号序列并进行插值

t = 0:0.1:10; % 时间从0到10，步长为0.1 
pulses = [1 0 1 0 1]; % 脉冲幅度序列 
widths = [0.5 1 0.5 1 0.5]; % 脉冲宽度序列 
% 使用pulstran()函数生成脉冲信号 
y = pulstran(t, pulses, widths, 10); 
% 绘制生成的脉冲信号 
plot(t, y); 
xlabel('时间'); 
ylabel('脉冲信号幅度'); 
title('生成的脉冲信号序列');

在这个示例中，我们定义了时间向量t、脉冲幅度序列pulses和脉冲宽度序列widths，然后使用pulstran()函数生成脉冲信号序列并进行插值。最后，我们绘制了生成的脉冲信号序列。您可以根据需要自定义脉冲信号的幅度、宽度和时间间隔来生成不同的脉冲序列。

1）语法

语法1：y = pulstran(t,d,func,fs) 基于连续函数的采样产生脉冲序列。
语法2：y = pulstran(t,d,p) 生成一个脉冲序列，该脉冲序列是向量p中原型脉冲的多个延迟插值的总和。
语法3：y = pulstran(,intfunc) 指定可选的插值方法，可以将此参数与前面的任何输入语法一起使用。

2）参数

t:时间 d:抵消 func:连续函数 p:原型脉冲 fs:采样率 intfunc:插值法

3、周期性矩形脉冲

代码

t = 0:0.001:60;
d = [0:2:60;sin(2*pi*0.05*(0:2:60))]';
x = @rectpuls;
y = pulstran(t,d,x);
plot(t,y)
hold off
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')

试图效果

4、不对称锯齿波形

代码

fs = 2e3;
t = 0:1/2e3:1;
d = 0:1/3:1;   
x = tripuls(t,0.2,-1);
y = pulstran(t,d,x,fs);
plot(t,y)
hold off
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')

视图效果

5、周期高斯脉冲

1）单个高斯脉冲

代码

fs = 2e7;
tc = gauspuls('cutoff',10e3,0.5,[],-40); 
t = -tc:1/fs:tc; 
x = gauspuls(t,10e3,0.5); 
plot(t,x)
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')

视图效果

2）高斯脉冲序列

代码

fs = 2e7;
tc = gauspuls('cutoff',10e3,0.5,[],-40); 
t = -tc:1/fs:tc; 
x = gauspuls(t,10e3,0.5); 
% plot(t,x)
% xlabel('s/时间')
% ylabel('幅值')
ts = 0:1/50e3:0.025;
d = [0:1/1e3:0.025;sin(2*pi*0.1*(0:25))]';
y = pulstran(ts,d,x,fs);
plot(ts,y)
xlim([0 0.01])
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')

视图效果

6、定制脉冲序列

1）单个脉冲

代码

fx1 = @(x,fn) sin(2*pi*fn*x).*exp(-fn*abs(x));%函数句柄
ffs = 1000;
tp = 0:1/ffs:1;
pp = fx1(tp,30);
plot(tp,pp)
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')

试图效果

2）脉冲序列1

代码

fx1 = @(x,fn) sin(2*pi*fn*x).*exp(-fn*abs(x));%函数句柄
ffs = 1000;
tp = 0:1/ffs:1;
pp = fx1(tp,30);
plot(tp,pp)
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')fs = 2e3;
t = 0:1/fs:1.2;
d = 0:1/3:1;
dd = [d;4.^-d]';
z = pulstran(t,dd,pp,ffs);
plot(t,z)
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')

视图效果

3）脉冲序列2

代码

fx1 = @(x,fn) sin(2*pi*fn*x).*exp(-fn*abs(x));%函数句柄
ffs = 1000;
tp = 0:1/ffs:1;
pp = fx1(tp,30);
plot(tp,pp)
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')fs = 2e3;
t = 0:1/fs:1.2;
d = 0:1/3:1;
dd = [d;4.^-d]';
z = pulstran(t,dd,pp,ffs);
plot(t,z)
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')y = pulstran(t,dd,fx1,30);
plot(t,y)
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')

视图效果

7、改变插值方法与自定义脉冲

1）单脉冲

代码

fnx = @(x,fn) sawtooth(2*pi*fn*0.25*x).*exp(-2*fn*x.^2);
fs = 100;
t = 0:1/fs:1;
pp = fnx(t,50);
plot(t,pp)
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')

视图效果

2）插值脉冲序列(nearest和pchip)

代码

fnx = @(x,fn) sawtooth(2*pi*fn*0.25*x).*exp(-2*fn*x.^2);
fs = 100;
t = 0:1/fs:1;
pp = fnx(t,50);
plot(t,pp)
xlabel('s/时间')
ylabel('幅值')d = [0:25:125; exp(-0.015*(0:25:125))]';
ffs = 100;
tp = 0:1/ffs:125;
r = pulstran(tp,d,pp);
y = pulstran(tp,d,pp,'nearest');
q = pulstran(tp,d,pp,'pchip');
plot(tp,r)
hold on
plot(tp,y)
plot(tp,q)
xlim([0 125])
legend('默认','nearest','pchip')