一、信号的离散化
1、采样定理：
–如果信号是带限的，并且采样频率fs超过信号最高频率的两倍，那么，原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。因此在仿真过程中，采样率(fs)是一个非常重要的参数。必须满足fs大于信号最高频率的两倍。
e.g:产生一段长度为1000的100Hz的正弦波
N = 1000; % 长度fs = 8e3; % 采样率fc = 100; % 正弦波频率t = (0:N-1)’/fs; % 时间ty = sin(2*pi*fc*t); % 产生的信号plot(t, y, ‘b’); % t-y绘图xlabel(‘time’);ylabel(‘amplitude’);
二、利用声卡重现信号
1、原理：
声卡中含有一个DA转换器，可以将数字信号转为模拟信号
2、MatLab提供的函数
（1）首先：构建一个SoundCardDAC对象,并指定采样率fs。其中采样率通常位于5000~96000Hz之间，典型值为8kHz、16kHz、22.05kHz、44.1kHz、48kHz、64kHz。
dac = SoundCardDAC(fs);
（2）而后注册其善后方法（需要在函数内调用，不能用脚本）
onCleanup(@dac.delete);
dac.tx(signal);
Ps:附上声卡封装好的对象函数代码
classdef SoundCardDAC < handle % SoundCardDAC 利用声卡将数字信号转为模拟波形 % 利用obj=SoundCardDAC(fs)构造对象，其中fs为采样率，单位Hz % 类方法: (1) tx(signal) 将信号signal添加到声卡缓存并进行播放，该函数可产生连续的信号输出 % (2) tx_once(signal) 直接播放信号signal，该函数仅产生一段突发的信号 % (3) delete 释放占用的资源，可在主函数中利用onCleanup调用 properties (SetAccess = private, GetAccess = private) m_ao = 0; m_fs = 44100; m_state = 0; % 0: uninitialize, 1: ready, 2: runing end methods function obj = SoundCardDAC(fs) obj.m_fs = fs; obj.m_ao = analogoutput('winsound'); addchannel(obj.m_ao,1); set (obj.m_ao, 'SampleRate', obj.m_fs); obj.m_state = 1; fprintf(1,'Info: Create soundCardDAC object, fs=%d.\n', fs); end function tx(obj, signal) sample_th1 = obj.m_fs * 0.4; % 保证声卡中至少有0.4s左右长度的数据 sample_th2 = obj.m_fs * 0.6; % 通常声卡缓冲区数据也不用太长 signal = reshape(signal, length(signal), 1); % 转为列向量 if obj.m_state == 0 % not allowed error('Error: SoundCard does not be initialized.\n'); return; end putdata(obj.m_ao, signal); sample_av = get(obj.m_ao, 'SamplesAvailable'); if obj.m_state == 1 % ready if sample_av > sample_th1 obj.m_state = 2; start(obj.m_ao); fprintf(1,'Info: Starting DAC...\n'); end elseif obj.m_state == 2 % running if sample_av < sample_th1 % 缓冲区数据量小于阈值，预示有可能程序实时性不够 fprintf(1,'Warning: Program efficiency may be too low.\n'); elseif sample_av > sample_th2 % 数据太快，让程序停顿一会儿 time_pause = (sample_av-sample_th2)/obj.m_fs; pause(time_pause); end else error('Error: Unknown error occured.\n'); end end function tx_once(obj, signal) signal = reshape(signal, length(signal), 1); % 转为列向量 if obj.m_state == 0 % not allowed error('Error: SoundCard does not be initialized.\n'); elseif obj.m_state == 1 % ready putdata(obj.m_ao, signal); sample_av = get(obj.m_ao, 'SamplesAvailable'); start(obj.m_ao); time_pause = sample_av/obj.m_fs + 0.2; pause(time_pause); stop(obj.m_ao); elseif obj.m_state == 2 error('Error: Do not call tx() and tx_once() simultaneously.\n'); else error('Error: Unknown error occured.\n'); end end function delete(obj) if obj.m_ao ~= 0 stop(obj.m_ao); delete(obj.m_ao); obj.m_ao = 0; obj.m_state = 0; fprintf(1,'Info: Destory soundCardDAC object.\n'); end end end end
使用这个面向对象的demo：（注意要保证相位连续）
function sine_gen N = 5000; % 每一次产生的长度 fs = 16e3; % 采样率16kHz fc = 400; % 正弦波频率 dac = SoundCardDAC(fs); %构造dac对象 onCleanup(@dac.delete); %注册善后函数 while 1 t = (0:N)'/ fs; % 时间t y = sin(2*pi*fc*t); % 产生的信号 dac.tx(y); endend