58、智能传感器系统的信号处理与智能特性解析

智能传感器系统的信号处理与智能特性解析

1. 早期通信系统的起源与发展

早期人们致力于研发能帮助聋人“听见”的机器，通过绘制碳针麦克风的振动来实现。当意识到可以用扬声器线圈取代绘图笔、延长导线从而构建通信系统时，那无疑是令人激动的时刻。当时，有线摩尔斯电码已借助传输开关和接收线圈得以确立，而新型换能器则拓宽了线路两端的可用带宽。尽管美国和欧洲的许多人几乎同时有了类似的想法，但贝尔获得了这项荣誉，主要是因为他率先申请了专利，并且该专利在众多法律诉讼中得以存续，还对美国乃至全球的专利法产生了影响。研究贝尔的专利或许是了解专利和发明法精髓的最佳途径。

2. MATLAB 在信号处理中的应用

2.1 “loudspeaker.m”脚本

在 20 世纪 70 年代，进行频率响应分析时，人们需使用大量 Fortran 卡片进行复数代数运算，再用另一个程序将结果绘制在坐标纸上，不仅过程繁琐，还耗费大量时间。如今，借助 MATLAB 的“loudspeaker.m”脚本，只需几行代码就能完成相同的任务。以下是该脚本的大致流程：

% 定义频率向量
f = [频率范围]; 
% 将频率转换为弧度
w = 2*pi*f; 
% 计算输入阻抗和压力响应的方程
Z = [输入阻抗方程]; 
P = [压力响应方程]; 
% 绘制图形
plot(f, Z); 
plot(f, P); 

该脚本仅展示了密闭箱设计，实际上还有带端口的通风箱设计，可扩展低频响应并匹配四阶巴特沃斯或切比雪夫多项式。不过，这种设计更为复杂，涉及多种低音端口尺寸、长度以及箱体尺寸。为简化工作，可利用计算机