第25章--matlab信号处理工具箱.ppt

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1、第25章信号处理工具箱信号处理工具箱是一个建立在MATLAB数值计算环境上的工具集合，它在波形生成、滤波器的设计、参数模型以及频谱分析中有着广泛的运用。MATLAB包含了大量的进行信号处理的工具箱函数，本章通过对这些函数介绍，使大家能够在理解的基础上学以致用。25.1信号的表示连续信号是指时间连续、幅度连续的信号，也称之为模拟信号。数字信号则是指在时间和幅度上都离散的信号。在计算机中只能处理数字信号，模拟信号必须经过采样和量化后，即变为数字信号，才能够被计算机处理。对模拟信号进行时间域的采样就得到了时间域离散的采样信号。若采样速率满足内奎斯特采样定理，即采样速率大于等于模拟信号的

2、最高频率的2倍，那么模拟信号可以由采样序列构成的时间离散信号无失真的表达。在信号处理中大多数信号是需要事先输入时间向量的，对于只有一个输入和一个输出的信号，MATLAB将通过向量的形式来表示它。假设输入为时间t，输出信号为y。取，其中表示时间信号的起始时间，表示时间信号的终止时间，p为时间间隔，此时时间t构成一个维的向量，那么输出信号y=f(t)可以由时间向量t和t向量在f(t)对应时间点上的采样值表示。25.2信号的生成25.2.1正弦波和余弦波在MATLAB中利用函数sin和cos可以生成所需要的正弦波或余弦波。下面结合例子来说明。生成一个信号持续时长10s，频率为250Hz

3、，幅度为0.75，初始相位为40°的余弦波，并画出其波形图。25.2.2周期方波和锯齿波利用MATLAB信号处理工具箱中的square命令生成方波，用sawtooth命令生成三角波，也称为锯齿波。它们的调用格式如下：square(T)：产生一周期为2π，幅值为1的方波，采样时刻由向量T指定；square(T，DUTY)：产生一个给定占空比，周期为2π，幅值为1的方波方波，占空比是1~100之间的数，如果占空比是30，表示一个方波的周期内正电平占30%；sawtooth(T)：产生周期为2π，幅值为1的三角波，采样时刻由向量T指定；sawtooth(T，WIDTH)：产生三角波，W

4、IDTH指定最大值出现的地方，其取值在0到1之间。当T由0增大到WIDTH*2π时，函数值由-1增大到1，当T由WIDTH*2π增大到2π时，函数值由1减小到-1。25.2.3周期sinc函数周期sinc函数在MATLAB中用diric命令实现，其又称Dirichlet函数。Dirichlet函数的定义是：d(x)=sin(N*x/2)./(N*sin(x/2))。diric()函数的调用格式为：Y=diric(X，N)，其返回的是一个大小与X相同的矩阵，其元素为Dirichlet函数值。N必须为正整数，该函数将0到2π等间隔的分成N等份。25.2.4高斯调整正弦脉冲Gauspu

5、ls是MATLAB信号处理工具箱提供的信号发生函数，其调用格式如下：YI=gauspuls(T，FC，BW)：函数返回最大幅值为1的高斯函数调幅的正弦波的采样，其中心频率为FC，相对带宽为BW，时间由数组T给定。BW的值必须大于0。默认情况下，FC=1000Hz，BW=0.5。YI=gauspuls(T，FC，BW，BWR)：BWR指定可选的频带边缘处的参考水平，以相对于正常信号峰值下降了-BWR（单位为dB）为边界的频带，其相对带宽为100*BW%。默认情况下，BWR的值为-6dB。其他参数设置同上。BWR的值为负值。TC=gauspuls(‘cutoff’，FC，BW，BWR

6、，TPE)：返回包络相对包络峰值下降TPE（单位为dB）时的时间TC。默认情况下，TPE的值是-60dB。其他参数设置同上。TPE的值必须是负值。25.2.5扫频信号利用MATLAB的信号处理工具箱中的chirp函数可以获得在设定频率范围内的按照设定方式进行的扫频信号。chirp函数调用格式如下。Y=chirp(T，R0，T1，F1)：产生一个频率随时间线性变化信号的采样，其时间轴的设置由数组T定义。时刻0的瞬时频率为F0；时刻T1的瞬时频率为F1。默认情况下，F0=0Hz，T1=1，F1=100Hz。Y=chirp(T，F0，T1，F1，‘method’)：method指定改变

7、扫频的方法。可用的方法有‘linear’(线性调频)、‘quadratic’（二次调频）、‘logarithmic’（对数调频）。默认时为‘linear’，其他参数意义同上。Y=chirp(T，F0，T1，F1，‘method’，PHI)：PHI指定信号的初始相位，默认时PHI的值为0，其他参数意义同上。25.2.6单位冲激信号单位冲激信号是信号系统的基本信号，其表示符号为，它的数学定义是：由定义可以看出，单位冲激信号除了原点之外，其他各处都为零，并且信号的总面积为1，这在MAT