基于matlab的信号波形与频谱分析(0001)

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1、学士学位论文BACHELOR’STHESIS　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　编号学士学位论文基于MATLAB的信号波形与频谱分析学生姓名：汪娟学号：20080204030系部：物理系专业：电子信息科学与技术年级：2008级指导教师：黄晓俊2学士学位论文BACHELOR’STHESIS完成日期：2012年5月2日2学士学位论文BACHELOR’STHESIS中文摘要利用DFT分析信号频谱的基本流程，阐述了频谱分析过程中误差形成的原因及减小分析误差的主要措施。实例列举了基于MATLABGUI编制的信号分析系统，集成了常用的信号分析方法，系统界面友好，使

2、用方便，与传统处理方法相比效率更高。关键词：MATLABGUI；信号分析；频谱分析AnalysisofSignalWaveformandFrequencySpectrumBasedonMATLABAbstractTheuseofDFTanalysisofsignalspectrumbasicprocess,elaboratedspectralanalysisintheprocessofformationandreduceerroranalysiserrormeasures.TheexamplescitedMATLABGUIsystembasedonthesign

3、alanalysissystem,integratedwiththecommonlyusedmethodofsignalanalysis,thesystemfriendlyinterface,convenientuse,comparedwiththetraditionalprocessingapproachesmoreefficient.Keywords:MATLABGUI;signalanalysis;spectrumanalysisII学士学位论文BACHELOR’STHESIS目录中文摘要IABSTRACTI引言31.信号的概述31.3信号频谱的误差分析5

4、2.信号的频谱分析62.1软件介绍72.1.1MATLAB软件介绍72.1.2GUI软件介绍72.2信号的频谱分析72.2.1信号谱分析的原理72.2.2信号谱编程思路83.信号系统频谱分析实例93.1系统设计94.结论17参考文献18致谢19II学士学位论文BACHELOR’STHESIS引言信号的频谱分析是利用傅里叶分析的方法，求出与时域描述相对应的频域描述，从中找出信号时域波形相对应的频率函数，从中找出描述该信号频谱结构的变化规律，以达到特征提取的目的。不同信号的傅里叶分析有不同的理论与方法，但实际信号分析一般没有解析式，直接利用公式进行傅里叶分析非常困难

5、。DFT是一种时域和频域均离散化的傅里叶变换，适合数值计算且有快速算法，是分析信号的有力工具，本文以几种典型信号为例，介绍利用DFT分析信号频谱的基本流程，并通过GUI界面（图形用户界面）实现信号频谱分析的动态设计，以实现系统的信号频谱分析。1.信号的概述1.1信号的定义广义地说，信号就是随时间和空间变化的某种物理量或物理现象。例如在通信工程中，一般将语言、文字、图像、数据等统称为消息，在消息中包含着一定的信息。通信就是从一方向另一方传送消息，给对方以信息。但传送消息必须借助于一定形式的信号(光信号、电信号等)才能传送和进行各种处理。因而，信号是消息的载体，是消

6、息的表现形式，是通信的客观对象，而消息是信号的内容。若信号表现为电压、电流、电荷、磁链，则称为电信号，它是现代科学技术中应用最广泛的信号。信号通常是时间变量t的函数。信号随时间变量t变化的函数曲线称为信号的波形。应当注意，信号与函数在概念的内涵与外延上是有区别的。信号一般是时间变量t的函数，但函数并不一定都是信号，信号是实际的物理量或物理现象，而函数则可能只是一种抽象的数学定义。信号的特性可从两方面来描述，即时域特性与频域特性。信号的时域特性指的是信号的形，出现时间的先后，持续时间的长短，随时间变化的快慢和大小，重复周期的大小等。信号时域特性的这些表现，反映了信

7、号中所包含的信息内容。1.2信号的分类19学士学位论文BACHELOR’STHESIS(1)确定性信号与随机性信号确定性信号：具有确定的函数形式，在任意时刻都有确定的函数值与之对应,如图1.1的正弦信号。图1.1正弦信号随机性信号：实际传输的信号往往具有无法预知的不确定性，这种信号称为不确定性信号或随机性信号。在观测随机物理现象的数据时可以遇到这种信号，但我们无法用精确地数学关系式描述这种信号。对它进行观测时，每次的结果都不一样。也就是说，任何一次观测只能代表许多可能产生的结果之一。(2)连续时间信号和离散时间信号连续时间信号：在所讨论信号的持续时间内，任取一个

8、时刻都有相应的函数值与之