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1、湖北文理学院理工学院学生结业论文课程名称：MATLAB教程结业论文名称：基于MATLAB的数字信号处理实例分析专业名称：通信工程基于MATLAB的数字信号处理实例分析摘要随着信息科学和计算技术的迅速发展，在人们的日常生活中，对信号的处理显得尤为重要，而计算机不能直接对模拟信号进行处理，使得人们对数字信号处理理论的认知与了解要求更为深入。由于计算机解决复杂的数字信号系统有一定的困难，而MATLAB的出现，解决了这一难题。MATLAB提供了用于数值运算和信号处理的数学计算软件包，同时可以实现系统级的通信系统设计与仿真。随着版本的
2、不断升级，不同应用领域的专用库函数和模块汇集起来作为工具箱添加到软件包中，其功能越来越强大。本文是基于MATLAB的数字信号处理实例分析，主要介绍了用MATLAB对系统函数零点、极点分布图以及模拟周期信号的频谱分析（模拟信号x(t)等间隔T采样后x(nT)的N点DFT）。关键字：MATLAB数字信号系统函数频谱1.系统函数零点、极点分布图通过学习信号与系统、数字信号处理，掌握了传输函数和系统函数等，本文仅对系统函数X(z)零点和极点分布进行分析。（1）利用下面的程序段，观察系统函数X(z)零点和极点分布的特点程序段如下：n=
3、[100];m=[10.6-0.16];>>zplane(n,m);执行结果如图：（2）改变系统函数X(z)，观察与上图的差异程序段如下：n=[0100];m=[1-123];>>zplane(n,m);执行结果如下图：程序及系统函数X(z)零点极点分布分析：通过以上两个程序，了解到该程序主要是对zplane(n,m) 绘制出系统函数H(z)的零极点图指令的认知和实现。启动MATLAB,在CommandWindow窗口，输入程序段。首先设置n,m的取值区间，通过程序构造系统函数X(z)，执行zplane(n,m)指令，绘制出
4、系统函数H(z)的零极点图。该指令虽然没有讲到，但是在数字信号处理中，由于传输函数和系统函数的重要性，该指令的应用中也是十分频繁得，是一条很简单的指令，很好掌握。2.模拟周期信号谱分析对于形形色色的信号，我们无用去全部分析，而对于周期信号，它的分析与了解，却对我们有很大的意义。下面主要介绍，对模拟周期信号x(t)时域采样，使得x(t)=xnT，用DFT（FFT）对模拟周期信号xnT=sin(2*pi*n*T)+cos(2*pi*n*T)+tan(2*pi*n*T)进行频谱分析，观察模拟周期信号进行N=16，N=32和N=64
5、等间隔T采样时的频谱，利用MATLAB工具画出频谱图，同时了解它们各自的频谱特点。解：启动MATLAB，在CommandWindow窗口，编辑edit，在跳出的M文件中，编辑所要执行的指令，MATLAB程序如下：Fs=64;T=1/Fs;N=16;n=0:N-1;%FFT的变换区间N=16xnT=sin(2*pi*n*T)+cos(2*pi*n*T)+tan(2*pi*n*T);%对x(t)16点采样Xk16=fft(xnT);%计算xnT的16点DFTXk16=fftshift(Xk16);%将零频率移到频谱中心Tp=N*
6、T;F=1/Tp;%频率分辨率Fk=-N/2:N/2-1;fk=k*F;%产生16点DFT对应的采样点频率（以零频率为中心）subplot(3,1,1);stem(fk,abs(Xk16),'.');boxon%绘制8点DFT的幅频特性图title('(a)16点
7、DFT[x(nT)]
8、');xlabel('f(Hz)');ylabel('幅度');axis([-N*F/2-1,N*F/2-1,0,1.2*max(abs(Xk16))])N=32;n=0:N-1;%FFT的变换区间N=16xnT=sin(2*pi*n*T)+
9、cos(2*pi*n*T)+tan(2*pi*n*T);%对x(t)32点采样Xk32=fft(xnT);%计算xnT的32点DFTXk32=fftshift(Xk32);%将零频率移到频谱中心Tp=N*T;F=1/Tp;%频率分辨率Fk=-N/2:N/2-1;fk=k*F;%产生16点DFT对应的采样点频率（以零频率为中心）subplot(3,1,2);stem(fk,abs(Xk32),'.');boxon%绘制8点DFT的幅频特性图title('(b)32点
10、DFT[x(nT)]
11、');xlabel('f(Hz)');
12、ylabel('幅度');axis([-N*F/2-1,N*F/2-1,0,1.2*max(abs(Xk32))])N=64;n=0:N-1;%FFT的变换区间N=16xnT=sin(2*pi*n*T)+cos(2*pi*n*T)+tan(2*pi*n*T);%对x(t)8点采样Xk64=
