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1、第30卷第2期温州大学学报·u33258X然科学版2009年4月Vol30,No2JournalofWenzhouUniversity·NaturalSciencesApr,2009基于MATLAB的信号分析与处理仿真软件设计蔡晓津，李晗(温州大学物理与电子信息学院，浙江温州325035)摘要：利用MATLAB软件，结合其图形用户界面（GUI），设计了具有良好人机界面的信号分析与处理仿真软件．着重介绍了该仿真软件图形用户界面的建立及其各个模块功能的实现，说明了该软件的使用方法，并给出了演示结果．关键词：
2、MATLAB；仿真软件；信号分析处理中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1674-3563(2009)02-0038-06DOI：10.3875/j.issn.1674-3563.2009.02.08本文的PDF文件可以从xuebao.wzu.edu.cn获得信号本身是抽象不可见的，在实际应用中，往往需要从频域、时域等多方面进行综合分析，才能得到信号的准确信息与特征．当信号经过一个系统，我们必须得到这个系统的相位响应、频率响应和冲击响应等信息，才能分析出这个信号在通过这个系统后所发生的变化．完成以上
3、这些工作需要借助大量的数学运算和波形分析．MATLAB语法规则简单、接近人的思维方式、编程效率高[1-2]，其图形用户界面GUI（GraphicUserInterface）的开发效率比其它语言高很多[3]．本文将采用MATLAB软件来实现这些分析与处理．实现MATLAB可视化界面一般有两种方法，一是直接通过编辑M脚本文件产生图形用户界面GUI，二是通过MATLAB图形用户界面开发环境GUIDE（GraphicalUserInterfaceDevelopmentEnvironment）来形成相应文件．两者各有优
4、势，本文采用直接通过编辑M脚本文件实现可视化界面的方法．1系统结构的设计本系统的总体框架见图1．结构包含：信号发生、FIR滤波器设计、图形用户界面控制、频域分析、卷积分析、滤波分析六大模块．其中FIR滤波器设计模块包含滤波器的阶数设置、类型设置、窗口函数选择等功能．下面介绍各个模块的功能．1）信号发生模块：根据用户的输入参数，产生各种函数信号．两路信号叠加组合，可灵活应用．2）FIR滤波器设计模块：根据输入参数设计滤波器，可生成低通、高通、带通、带阻类型的不同阶数滤波器．可选择的窗口函数有矩形窗、布莱克曼窗、
5、哈曼窗、汉宁窗等[4-6]．收稿日期：2008-07-07作者简介：蔡晓津(1987-)，男，浙江瑞安人，研究方向：电子信息蔡晓津等：基于MATLAB的信号分析与处理仿真软件设计393）用户图形控制界面：人机对话的窗口，包含显示界面和控制功能函数，提供信号和滤波器相频特性的预览，提供频域分析、卷积分析、滤波分析的演示．4）频域分析模块：对信号发生模块产生的信号进行频域分析．5）卷积分析模块：对信号发生模块产生的两路信号相卷．6）滤波分析模块：用于模拟信号去噪，评估滤波器功能等．输入信号通过所设定的滤波器，可
6、得到前后对比的结果．图1系统总体框架Fig1OverallFrameofSystem2系统的实现下面将讨论系统的具体实现，简述各个模块的设计及使用方法．2.1图形用户控制界面的设计根据系统的框架要求，显示界面设计信号发生功能区、FIR滤波器设计功能区、演示分析功能区．界面中包括图表、功能按钮、输入框、说明文本等元素．不同的元素可以通过不同的图形句柄语句来实现．下面是通过编辑M脚本文件产生图形用户界面的实现方法．2.1.1主界面的初始化主界面的初始化程序代码[]：H=axes('unit','normalize
7、d','position',[0,0,1,1],...'visible','off')；%定义当前屏幕的性质，如大小、单元、是否可见等．set(gcf,'currentaxes',H)；%设置当前屏幕的坐标．str='fontname{隶书}基于MATLAB的信号分析与处理仿真软件'；%设置当前屏幕的标题．text(0.20,0.96,str,'fontsize',34)；%标题的大小和位置．h_fig=get(H,'parent')；%将句柄H赋值给h_fig．set(h_fig,'unit','norm
8、alized','position',...[0.00,0.034,1,0.93])；%改变句柄的值，从而改变输出窗口的大小．本文通过上面的代码定义了屏幕的性质、标题和输出窗口的大小，完成了程序界面的初始化．用户可以根据实际需要改变句柄中的参数对界面属性进行修改．402.1.2图表元素的设计温州大学学报·u33258X然科学版(2009)第30卷第2期界面中的图表具有提供预览和结果演示的功能，是
