matlab程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用

第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用第8章MATLAB程序假想語言在信號操作中的使用8，1概述8，2根本數(shù)值運(yùn)算8，3根本語句8，4

MATLAB函數(shù)8，5MATLAB在信號操作中的使用舉例第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，1概述8，1，1MATLAB程序假想語言簡介MATLAB，Matrix

Laboratory的縮寫，是由Mathworks公司開發(fā)的一套用于科學(xué)工程統(tǒng)計(jì)的可視化高功能語言，具有強(qiáng)盛的矩陣運(yùn)算功底.與各人常用的Fortran和C等高級語言相比，MATLAB的語法法那么更簡單，更切近人的思維方式，被稱之為“草稿紙式的語言”.中斷如今，MATLAB差不多發(fā)展到12，1版，合用于全部32位的Windows操縱系統(tǒng)，按NTFS(NT文件系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)下完好裝置約需

850

MB.MATLAB軟件關(guān)鍵由主包、仿真系統(tǒng)和工具箱三大部分構(gòu)成.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，1，2

MATLAB使用入門1，MATLAB的裝置與卸載MATLAB軟件在用戶接口假想上具有較強(qiáng)的親和力，其裝置環(huán)節(jié)對比典型，開門見山運(yùn)行光盤中的裝置向?qū)е纬绦?/p>

SETUP.exe，按其提示一步步挑選即可.MATLAB自身帶有卸載程序，在其裝置目錄下有uninstall子目錄，運(yùn)行該目錄下的uninstall.exe即可；也能夠通過Windows系統(tǒng)的裝置卸載程序履行卸載.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2，MATLAB的啟動(dòng)與退出MATLAB裝置實(shí)現(xiàn)后，會自動(dòng)在Windows桌面上生成一個(gè)快捷方式，它是指向裝置目錄下\bin\win32\matlab.exe的鏈接，雙擊它即可來到MATLAB集成環(huán)境的根本窗口，同樣稱之為號令窗口.MATLAB的退出與同樣WIN32的程序同樣，值得一提的是它有一個(gè)自身專有的快捷鍵Ctrl+Q.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用3，MATLAB界面簡介圖8-1

MATLAB根本界面——號令窗口第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用1)菜單欄菜單欄中包羅File、Edit、View、Web、Window和Help六個(gè)菜單項(xiàng).這個(gè)地方著重講解File項(xiàng).File項(xiàng)是信息輸入輸出的接口，包羅10個(gè)子項(xiàng)，這個(gè)地方重點(diǎn)講解其中的5個(gè)子項(xiàng)：New：

新建文件項(xiàng).

有四個(gè)挑選：

M

File(.M，

文本標(biāo)準(zhǔn)的MATLAB程序文件，

可以開門見山通過文件名的方式在MATLAB環(huán)境下講明運(yùn)行);Figure(圖形);Model(仿真模型文件)和GUI(可視化界面文件).第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用Open：翻開全部MATLAB撐持的文件標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)將自動(dòng)識差別時(shí)接收相應(yīng)的程序?qū)ξ募男胁僮?例似，翻開一個(gè).m文件，系統(tǒng)將自動(dòng)翻開M文件編纂器對它履行編纂.Import

Data...：導(dǎo)入用于MATLAB操作的信息函數(shù)，包羅各種圖象文件、聲音文件和.mat文件.Save

Workspace

As...：將任務(wù)空間的變量以.mat(二進(jìn)制)或

ASCII文本的情勢存入文件.Set

Path...：設(shè)置任務(wù)路徑.可以翻開路徑設(shè)置(Set

Path)對話框(圖8-2)，將用戶自已創(chuàng)立的目錄介入MATLAB的目錄系統(tǒng)中，以便所編制的文件可以在MATLAB環(huán)境中開門見山調(diào)用.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用圖8-2路徑設(shè)置對話框第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用單擊Add

Folder...按鈕可以將你的一個(gè)文件夾介入到系統(tǒng)路徑中;Add

with

Subfolders...許可把一個(gè)文件夾包羅其全部的子文件夾介入到系統(tǒng)路徑中.這兩種操縱均可以直觀地在右側(cè)的路徑欄內(nèi)看到結(jié)論.選中一個(gè)介入的文件夾，你可以操縱Move

to

Top(移至全部路徑的最前面)，Move

Up(上移一個(gè))，MoveDown(下移一個(gè))，Move

to

Bottom(移至全部路徑的最背面)等四個(gè)按鈕將扭轉(zhuǎn)文件在系統(tǒng)路徑中的布列位置以利于對文件的搜刮使用，也能夠操縱Remove按鈕將其刪除.對路徑操縱終了后，按Save按鈕予以保留;按Close按鈕封閉本對話框;按Revert按鈕勾銷全部未保留的修改;按Default按鈕將還原到MATLAB裝置時(shí)的路徑設(shè)置；按Help按鈕那么啟動(dòng)幫助系統(tǒng)解答疑難.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2)號令行區(qū)對輸入號令的講明MATLAB按以下次序履行：①查抄它是否是任務(wù)空間中的變量，是那么表現(xiàn)變量內(nèi)容.②查抄它是否是嵌入函數(shù)，是那么運(yùn)行之.③查抄它是否是子函數(shù).④查抄它是否是私有函數(shù).⑤查抄它是否是位于MATLAB搜刮路徑范疇內(nèi)的函數(shù)文件或腳本文件.請看重，介入有兩個(gè)以上的方案與輸入的號令相匹配，MATLAB將只履行第一個(gè)匹配.第4，8，章MMAAATTLLAABA程B常序設(shè)用計(jì)號語令言在信號處理中的應(yīng)用表8-1

MATLAB常用號令第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，2根本數(shù)值運(yùn)算8，2，1

MATLAB內(nèi)部特別變量和常數(shù)MATLAB內(nèi)部有很多變量和常數(shù)，用以表達(dá)特別含義.常用的有：變量ans：指導(dǎo)往后未定義變量名的答案.常數(shù)eps：示意浮點(diǎn)相對精度，其值是從1，0到下一個(gè)最大浮點(diǎn)數(shù)之間的差值.該變量值做為部分MATLAB函數(shù)統(tǒng)計(jì)的相對浮點(diǎn)精度，

按IEEE規(guī)格，

eps=2-52， 近似為2，2204e-016，第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用(3)常數(shù)Inf：示意無窮大.當(dāng)輸入或統(tǒng)計(jì)中有除以0時(shí)產(chǎn)生Inf.(4)虛數(shù)單位i，j：示意復(fù)數(shù)虛部單位，相當(dāng)于.NaN：示意不定型值，是由00運(yùn)算產(chǎn)生的.常數(shù)pi：示意圓周率π，其值為3，141

592

653

589

7….第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，2，2變量類型1．變量命名法那么MATLAB中對變量的命名應(yīng)遵守以下法那么：變量名可以由字母、 數(shù)字和下劃線混淆構(gòu)成，

但必須以字母開頭.字符長度不能大于31，變量命名辨識大小寫.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2．全部變量和全局變量全部變量是指那些每個(gè)函數(shù)體內(nèi)自已定義的，不能從其他函數(shù)和MATLAB任務(wù)空直會見的變量.全局變量是指用關(guān)鍵字“global”表明的變量.全局變量名應(yīng)盡管大寫，同時(shí)能反映它自已的含義.介入需要在任務(wù)空間和幾個(gè)函數(shù)中都能會見一個(gè)全局變量，必須在任務(wù)空間和這幾個(gè)函數(shù)中都表明該變量是全局的.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，2，3矩陣及其運(yùn)算MATLAB具有強(qiáng)盛的矩陣運(yùn)算和信息操作功能，對矩陣的操作必須聽從代數(shù)法那么.1．矩陣生成1）同樣矩陣的生成對于同樣的矩陣MATLAB的生成方式有多種.最簡單的方式是從鍵盤開門見山輸入矩陣元素.開門見山輸入矩陣元素時(shí)應(yīng)看重：各元素之間用空格或逗號隔開，用分號或回車終了矩陣行，用中括號把矩陣全部元素括起來.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用例8-1在任務(wù)空間產(chǎn)生一個(gè)3×3矩陣A可用MATLAB語言描述似下：A=［1

2

3;

4

5

6;

7

8

9］或

A=［1

2

34

5

67

8

9］運(yùn)行結(jié)論：A=1

2

34

5

67

8

9第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2）特別矩陣的生成對于特別的矩陣可開門見山調(diào)用MATLAB的函數(shù)生成.用函數(shù)zeros生成全0矩陣：標(biāo)準(zhǔn)B=zeros(m，n)生成m×n的全0陣.用函數(shù)ones生成全1矩陣：標(biāo)準(zhǔn)B=ones(m，n)生成m×n的全1陣.用函數(shù)eye生成單位陣：標(biāo)準(zhǔn)B=eye(m，n)生成m×n矩陣，其中對角線元素全為1，其他元素為0.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2．矩陣的運(yùn)算矩陣的運(yùn)算有根本運(yùn)算和函數(shù)運(yùn)算兩品種型.根本運(yùn)算包羅矩陣的加、減、乘、除、乘方、求轉(zhuǎn)置、求逆等，其關(guān)鍵特點(diǎn)是通過MATLAB供應(yīng)的根本運(yùn)算符＋、－、*、（\）、^等即可實(shí)現(xiàn).函數(shù)運(yùn)算主假如通過調(diào)用MATLAB系統(tǒng)內(nèi)置的運(yùn)算函數(shù)來求取矩陣的行列式（det(A)），求秩（rank(A)），求特點(diǎn)值和特點(diǎn)向量（［V，D］＝eig(A)），求Jordan規(guī)格形（jordan(A)）和矩陣分化等.需要用時(shí)可以參閱聯(lián)機(jī)幫助和相關(guān)參考書.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用例8-2矩陣的根本運(yùn)算.A=［1，

2，

3;

4，

5，

6］;B

=［6，

5，

4;

3，

2，

1］;C

=A+B%統(tǒng)計(jì)兩個(gè)矩陣的和D

=B′ %統(tǒng)計(jì)矩陣B的轉(zhuǎn)置E=A*D %做矩陣乘法，必須要知足矩陣乘法的根本要求%E該當(dāng)是

2階方陣F=det(E)%求E的行列式值G=E^(-1)%求E的逆第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用輸出結(jié)論：C=7

7

77

7

7D=6

35

24

1E=28

1073

28F=54G=0.5185

-0.1852-1，3519

0.5185第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，3根本語句8，3，1程序操縱語句1， 循環(huán)語句MATLAB的循環(huán)語句包羅for循環(huán)和while循環(huán)兩品種型.1)for循環(huán)語法標(biāo)準(zhǔn)：for循環(huán)變量=起始值：步長：停止值循環(huán)體end第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用起始值和停止值為一整形數(shù)，步長可感覺整數(shù)或小數(shù)，省略步長時(shí)，默許步長為1，履行for循環(huán)時(shí)，判斷循環(huán)變量的值是否大于(步長為負(fù)時(shí)那么判斷是否小于)停止值，不大于(步長為負(fù)時(shí)那么小于)那么履行循環(huán)體，履行終了后加上步長，大于(步長為負(fù)時(shí)那么小于)停止值后退出循環(huán).第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用例8-3給矩陣A、B賦值.MATLAB語句及運(yùn)行結(jié)論似下：k=5;a=zeros(k，k)%矩陣賦零初值for

m=1∶kfor

n=1∶ka(m，n)=1(m+n-1);endendfor

i=m∶-1∶1b(i)=i;end第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用運(yùn)行結(jié)論：a=1，0000

0.5000

0.3333

0.2500

0.20000.5000

0.3333

0.2500

0.2000

0.16670.3333

0.2500

0.2000

0.1667

0.14290.2500

0.2000

0.1667

0.1429

0.12500.2000

0.1667

0.1429

0.1250

0.1111b=1

2

3

4

5第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2)while循環(huán)語法標(biāo)準(zhǔn)：while表達(dá)式循環(huán)體end其履行方式為：如果表達(dá)式為真(運(yùn)算值非0)，那么履行循環(huán)體；如果表達(dá)式為假(運(yùn)算結(jié)論為0)，那么退出循環(huán)體，履行end后的語句.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用例8-4

a=3;while

aa=a-1end輸出：a=2a=1a=0第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2，前提轉(zhuǎn)移語句前提轉(zhuǎn)移語句有if和switch兩種.1)if語句MATLAB中if語句的用法與其他高級語言相相近，其根本語法標(biāo)準(zhǔn)有以下幾種：標(biāo)準(zhǔn)一：if邏輯表達(dá)式履行語句end第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)二：if邏輯表達(dá)式履行語句1else履行語句2end標(biāo)準(zhǔn)三：if邏輯表達(dá)式1履行語句1else

if邏輯表達(dá)式2履行語句2end第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2)switch語句switch語句的用法與其他高級語言相相近，其根本語法標(biāo)準(zhǔn)為：switch表達(dá)式(標(biāo)量或字符串)case值1語句1case值2語句2…otherwise語句nend第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，3，2繪圖語句常用的MATLAB繪圖語句有figure、plot、subplot、stem等，圖形修飾語句有title、axis、text等.1．

figurefigure有兩種用法，只用一句figure號令，會創(chuàng)立一個(gè)新的圖形窗口，同時(shí)返回一個(gè)整數(shù)型的窗口編號.figure(n)示意將第n號圖形窗口做為往后的圖形窗口，同時(shí)將其表如今全部窗口的最前面;介入該圖形窗口不存在，那么新建一個(gè)窗口，同時(shí)賦以編號n.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2．

plot線型繪圖函數(shù).用法為plot(x，y，′s′).指標(biāo)x為橫軸變量，y為縱軸變量，s用以操縱圖形的根本特點(diǎn)似顏色、粗細(xì)等，同樣可以省略，常用方式似表8-2所示.表8-2常用繪圖指標(biāo)的含義第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用Stem繪制離散序列圖，常用標(biāo)準(zhǔn)stem(y)和stem(x，y)分不和相應(yīng)的

plot函數(shù)的繪圖法那么同樣，只是用stem號令繪制的是離散序列圖.subplotsubplot(m，n，i)圖形表現(xiàn)時(shí)分割窗口號令，把一個(gè)圖形窗口分為m行，n列，m×n個(gè)小窗口，同時(shí)指定第i個(gè)小窗口為往后窗口.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用5．繪圖修飾號令在繪制圖形時(shí)，咱們同樣需要為圖形減少各種注記以增加可讀性.在plot語句后使用title(′題目′)可以在圖形上方減少題目使用xlabel(′標(biāo)記′)或ylabel(′標(biāo)記′)為X軸或Y軸減少講明，

text(X值、Y值、′想加的標(biāo)示′)可以在圖形中隨意任性位置減少標(biāo)示.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用例8-5畫圖根本語句似圖

8-3所示.圖8-3例8-5中繪制的幾種正弦波形第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用MATLAB語句及運(yùn)行結(jié)論似下：x=0：0.1*pi：2*pi;

%定義x向量figure(1);

%創(chuàng)立一個(gè)新的圖形窗口，

編號為1subplot(2，2，1);

%將窗口分割為2行，

2列，

在第1個(gè)plot(x，sin(x));

%畫圖title(′正弦線′);

%給圖形加題目subplot(2，2，2);

%在第2個(gè)窗口中作圖plot(x，sin(x)，′r′);

%畫一正弦波，

紅色xlabel(′X′);

%給x軸加講明第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用ylabel(′SIN(X)′);%給y軸加講明subplot(2，2，3);%在第2個(gè)窗口中作圖plot(x，sin(x)，′--′);

%畫一正弦波，破折線subplot(2，2，4);

%在第2個(gè)窗口中作圖plot(x，sin(x)，′r+′);

%畫一正弦波，

紅色破折線text(4，0，′注記′);第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，4

MATLAB函數(shù)8，4，1函數(shù)及其調(diào)用方式在MATLAB語言中，M文件有兩種情勢：腳本和函數(shù).腳本沒有輸入輸出指標(biāo)，只是部分函數(shù)和號令的組合.它可以在MATLAB環(huán)境下開門見山履行，也能夠會見存在于整個(gè)任務(wù)空間內(nèi)的信息.由腳本創(chuàng)立的變量在腳本履行完后仍將保留在任務(wù)空間中可以接著對其履行操縱，直到使用clear號令對其排解為止.函數(shù)是MATLAB語言的關(guān)鍵構(gòu)成部分.MATLAB供應(yīng)的各種工具箱中的M文件幾乎根基上以函數(shù)的情勢給出的.函數(shù)接收輸入指標(biāo)，返回輸出指標(biāo)，且只能會見該函數(shù)自已任務(wù)空間中的變量，從號令窗或其他函數(shù)中不能對其任務(wù)空間的變量履行會第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用1．函數(shù)結(jié)構(gòu)MATLAB語言中供應(yīng)的函數(shù)同樣由以下五個(gè)部分構(gòu)成：函數(shù)定義行;H1行；函數(shù)幫助文件；函數(shù)體；注釋.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用這五個(gè)部分中最關(guān)鍵的是函數(shù)定義行和函數(shù)體.函數(shù)定義行：MATLAB語言在M文件的第一行用關(guān)鍵字“function”把M文件定義為一個(gè)函數(shù)，同時(shí)指定它的名字（必須和文件名同樣），同時(shí)也定義了函數(shù)的輸入和輸出指標(biāo).函數(shù)定義行是一個(gè)MATLAB函數(shù)所必須的，其他各部分的內(nèi)容可以沒有，這類函數(shù)稱為空函數(shù).例似：求最大值函數(shù)“max”的定義行可描述為function

［Y，I］=max(x)第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用其中，“max”為函數(shù)名，輸入指標(biāo)為“x”，輸出指標(biāo)為“Y”和“I”.函數(shù)體：函數(shù)體是函數(shù)的主體部分，它包羅履行運(yùn)算和賦值的全部MATLAB程序代碼.函數(shù)體中可以包羅流程操縱、輸入輸出、統(tǒng)計(jì)、賦值、注釋以及函數(shù)調(diào)用和腳本文件調(diào)用等.在函數(shù)體中實(shí)現(xiàn)對輸出指標(biāo)的統(tǒng)計(jì).第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2．函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用的環(huán)節(jié)事實(shí)上定是指標(biāo)傳送的環(huán)節(jié).例似，在一個(gè)腳本文件里調(diào)用函數(shù)“max”可接收似下方式：n=1：20;a=sin(2*pi*n20);［Y，I］=max(a);該調(diào)用環(huán)節(jié)把變量“a”傳給了函數(shù)中的輸入指標(biāo)“x”，接著把函數(shù)運(yùn)算的返回值傳給輸出指標(biāo)“Y”和“I”.其中，Y是a序列的最大值，I是最大值Y對應(yīng)的坐標(biāo)值.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，4，2常用數(shù)字信號操作函數(shù)1．信號產(chǎn)生函數(shù)1）三角波或鋸齒波產(chǎn)生函數(shù)：sawtooth()語法標(biāo)準(zhǔn)：sawtooth(t，width).產(chǎn)生以2π

為周期幅值范疇在［-1，+1］之間的三角波或鋸齒波.指標(biāo)t為時(shí)候向量；width是［0，1］之間的數(shù)，它決意函數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)上升部分和下降部分的比例.width=0.5產(chǎn)生三角波，width=1產(chǎn)生鋸齒波，此刻函數(shù)可簡寫為：sawtooth(t).第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2）方波產(chǎn)生函數(shù)：square()語法標(biāo)準(zhǔn)：square(t).產(chǎn)生以2π為周期幅值范疇在［-1，+1］之間的方波，指標(biāo)t為時(shí)候向量.3）sinc產(chǎn)生函數(shù)：sinc()語法標(biāo)準(zhǔn)：sinc(t)t≠0t=0第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用例8-6信號產(chǎn)生舉例clear

allt=0：0.0001：0.1;x1=sawtooth(2*pi*50*t);%在［0，0.1］之間產(chǎn)生5個(gè)周期的鋸齒波subplot(221)plot(t，x1)x2=sawtooth(2*pi*50*t，0.5);%在［0，0.1］之間產(chǎn)生5個(gè)周期的三角波subplot(222)plot(t，x2)x3=square(2*pi*50*t);%在［0，2］之間產(chǎn)生10個(gè)周期的方波第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用subplot(223)plot(t，x3)axis(［0，0.1，-1，2，1，2］)t=-4：0.1：4;x4=sinc(t);%產(chǎn)生抽樣函數(shù)subplot(224)plot(t，x4)運(yùn)行結(jié)論似圖8-4所示.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用圖8-4常用信號(a)鋸齒波；(b)三角波；(c)方波；(d)抽樣函數(shù)第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2．常用窗的MATLAB函數(shù)示意表8-3常用窗的MATLAB函數(shù)示意窗標(biāo)題MATLAB函數(shù)窗標(biāo)題MATLAB函數(shù)矩形窗boxcar(N)哈明窗hamming(N)三角窗triang(N)布萊克曼窗blackman(N)漢寧窗hanning(N)凱塞-貝爾窗kaiser(N，

BETA)第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用講明：除凱塞-貝爾窗外其他窗函數(shù)的使用方式同樣.函數(shù)的指標(biāo)N是窗長度，調(diào)用結(jié)論為一個(gè)列向量.例產(chǎn)生50點(diǎn)的哈明窗可用MATLAB語言示意為：y=hamming(50);plot(y)

凱塞-貝爾窗函數(shù)是一組可調(diào)窗函數(shù).

其法標(biāo)準(zhǔn)為：

Kaiser(N，

BETA)，

返回一個(gè)N點(diǎn)的Kaiser窗，

指標(biāo)BETA是窗函數(shù)表達(dá)式中的指標(biāo)β，

其含義參照前面的理論部分講解.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用3．濾波器解析與實(shí)現(xiàn)函數(shù)取絕對值：abs()語法標(biāo)準(zhǔn)：abs(x).當(dāng)x為實(shí)數(shù)時(shí)統(tǒng)計(jì)x的絕對值；x為復(fù)數(shù)時(shí)得到的是復(fù)數(shù)的模值；x為字符串時(shí)得到各字符的ASCII碼.取相角：angle()語法標(biāo)準(zhǔn)：angle(z).求復(fù)矢量或復(fù)矩陣的相角，結(jié)論為一個(gè)以弧度為單位介于-π和+π之間的值.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用3）求線性卷積：conv()語法標(biāo)準(zhǔn)：conv(x，y).求矢量x和y的卷積，如果x(n)和y(n)的長度分不為M和N，那么返回值是長度為M+N-1的矢量.例8-7

x(n)=［3

4

5］;

y(n)=［2

6

7

8］，求其線性卷積.MATLAB語句似下：x=［3

4

5］;y=［2

6

7

8］;

z=conv(x，y)運(yùn)行結(jié)論：z=6

26

55

82

67

40第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用4）操縱指定的數(shù)字濾波器對信息履行濾波：filter()常用語法標(biāo)準(zhǔn)：y=filter(b，a，x).函數(shù)filter操縱數(shù)字濾波器對信息履行濾波時(shí)，接收開門見山Ⅱ型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，因而合用于

IIR和FIR兩種濾波器.指標(biāo)：a=［a0

a1

a2…aM］，b=［b0b1

b2…bN］是濾波器系數(shù)，x為輸入序列矢量，y為濾波后的輸出.即：濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為：規(guī)格情勢中取a0=1，如果輸入濾波系數(shù)a中a0≠1時(shí)，

MATLAB會自動(dòng)歸一化系數(shù)；如果a０=0，系統(tǒng)給出犯錯(cuò)信息.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用5）統(tǒng)計(jì)數(shù)字濾波器H(z)的次數(shù)響應(yīng)H(ejω)：freqz()語法標(biāo)準(zhǔn)：［H，W］=freqz(B，A，N)得到數(shù)字濾波器的N點(diǎn)的次數(shù)向量W和與之相對應(yīng)的N點(diǎn)的次數(shù)響應(yīng)向量H，統(tǒng)計(jì)所得的N個(gè)次數(shù)點(diǎn)平均的分布在［0，π］上.指標(biāo)Ａ=［a0

a1

a2…

aM］，B=［b0

b1

b2…bN］是濾波器系數(shù)，即濾波器H(z)情勢似下：第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用指標(biāo)N(與上式中階次N的含義差不)最好選用2的整數(shù)次冪，以便使用FFT履行飛速運(yùn)算，N的缺省值為512，freqz(B，A，N)開門見山繪制次數(shù)響應(yīng)圖，而不返回任何值.H=freqz(B，A，W)返回W向量中指定的次數(shù)范疇內(nèi)的次數(shù)響應(yīng).其中，W以弧度為單位在［0，π］范疇內(nèi).［H，F(xiàn)］=freqz(B，A，N，F(xiàn)s)對H(ejω)在［0，F(xiàn)s2］上等間隔采樣N點(diǎn)，采樣點(diǎn)次數(shù)及相應(yīng)的次數(shù)響應(yīng)值分不記錄在F和H中.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用6）統(tǒng)計(jì)數(shù)字濾波器H(z)的單位脈沖響應(yīng)h(n)：impz()語法標(biāo)準(zhǔn)：［H，T］=impz(B，A).濾波器用傳送函數(shù)模型限定，指標(biāo)B，A分不為H(z)分子分母多項(xiàng)式的系數(shù)，函數(shù)返回濾波器的沖擊響應(yīng)列向量H和時(shí)候即采樣間隔列向量T.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用4．變幻函數(shù)1）一維飛速離散Fourier變幻：fft()語法標(biāo)準(zhǔn)：y=fft(x).y是統(tǒng)計(jì)信號x的飛速離散傅里葉變幻.當(dāng)x為矩陣時(shí)，統(tǒng)計(jì)x中每一列信號的離散傅里葉變幻.當(dāng)x的長度為2的冪時(shí)，用基2算法；否那么，接收較慢的分裂基算法.y=fft(x，n).統(tǒng)計(jì)n點(diǎn)的FFT.當(dāng)x的長度大于n時(shí)，截?cái)鄕;否那么補(bǔ)零.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用2）一維飛速離散Fourier逆變幻：ifft()語法標(biāo)準(zhǔn)：y=ifft(x).y是統(tǒng)計(jì)信號x的飛速離散傅里葉變幻的逆變幻.y=ifft(x，n).統(tǒng)計(jì)n點(diǎn)的飛速離散傅里葉變幻的逆變幻.3）離散余弦變幻（DCT）：dct()語法標(biāo)準(zhǔn)：y=dct(x).統(tǒng)計(jì)信號x的離散余弦變幻.y=dct(x，n).統(tǒng)計(jì)n點(diǎn)的離散余弦變幻.當(dāng)x的長度大于n時(shí)，截?cái)鄕；否那么補(bǔ)零.離散余弦逆變幻可由函數(shù)idct實(shí)現(xiàn).第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用例

8-9

統(tǒng)計(jì)信號 ，

n=1，

2，

…，

100

的DCT.用MATLAB語言可實(shí)現(xiàn)似下：N=100;n=1：N;x=n+20*sin(2*pi*n20);y=dct(x);z=idct(y);subplot(311);stem(x，′.′);ylabel(′原始信號′);subplot(312);stem(y，′.′);ylabel(′DCT信號′);subplot(313);stem(z，′.′);ylabel(′IDCT信號′)第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用圖8-6信號的DCT和IDCT變幻第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用嘗試一內(nèi)容：1，解析同時(shí)繪出常用函數(shù)(a)鋸齒波；(b)三角波；(c)方波；(d)抽樣函數(shù)的時(shí)域特點(diǎn)波形.2，解析同時(shí)繪出常用窗函數(shù)時(shí)域特點(diǎn)波形.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，5

MATLAB在信號操作中的使用舉例8，5，1線性卷積與圓周卷積的統(tǒng)計(jì)例8-10已知兩序列：0≤n≤11其他

0≤n≤5其他求它們的線性卷積yl(n)=h(n)*x(n)和N點(diǎn)的圓周卷積y(n)=h(n)○N

x(n)，同N

時(shí)探索兩者之間的關(guān)系.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)程序：統(tǒng)計(jì)圓周卷積的函數(shù).function

yc=circonv(x1，x2，N)%開門見山統(tǒng)計(jì)圓周卷積y=circonv(x1，x2，N)%輸出指標(biāo)：圓周卷積結(jié)論y%輸入指標(biāo)：需要統(tǒng)計(jì)圓周卷積的序列x1，x2和圓周卷積的點(diǎn)數(shù)Nif

length(x1)>Nerror(′N

must

not

be

less

than

length

of

x1′);endif

length(x2)>Nerror(′N

must

not

be

less

than

length

of

x2′);第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用%以上語句判斷兩個(gè)序列的長度是否小于Nx1=［x1，zeros(1，N-length(x1))］;%填充序列x1(n)使其長度為N1+N2-1(序列x1(n)的長度為N1，序列x2(n)的長度為N2)x2=［x2，zeros(1，N-length(x2))］;

%填充序列x2(n)使其長度為N1+N2-1n=［0：1：N-1］;x2=x2(mod(-n，N)+1);H=zeros(N，N);for

n=1：1：N%生成序列x2((-n))NH(n，：)=cirshiftd(x2，n-1，N);end%該矩陣的k行為x2((k-1-n))Nyc=x1*H′;

%統(tǒng)計(jì)循環(huán)卷積第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用function

y=cirshiftd(x，m，N)%directly

realize

circular

shift

for

sequence

x%y=cirshiftd(x，m，N);%x：input

sequence

whose

length

is

less

than

N%m：how

much

to

shift%N：circular

length%y：output

shifted

sequenceif

length(x)>Nerror(′the

length

of

x

must

be

less

than

N′);endx=［x，zeros(1，N-length(x))］;n=［0：1：N-1］;y=x(mod(n-m，N)+1);第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用(2)

探索兩者之間的關(guān)系.clear

all;n=［0：1：11］;m=［0：1：5］;N1=length(n);N2=length(m);xn=0.8，^n;%生成x(n)hn=ones(1，N2);%生成h(n)yln=conv(xn，hn);%開門見山用函數(shù)conv統(tǒng)計(jì)線性卷第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用ycn=circonv(xn，hn，N1);

%用函數(shù)circonv統(tǒng)計(jì)N1點(diǎn)圓周卷積ny1=［0：1：length(yln)-1］;ny2=［0：1：length(ycn)-1］;subplot(2，1，1);%畫圖stem(ny1，yln);ylabel(′線性卷積′)subplot(2，1，2);stem(ny2，ycn);ylabel(′圓周卷積′)axis(［0，16，0，4］);第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用圖8-7線性卷積和圓周卷積的對比第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，5，2操縱離散傅里葉變幻（DFT）解析信號的頻譜例8-11已知序列x(n)=2

sin(0.48πn)+cos(0.52πn)0≤n<100繪制x(n)及它的離散傅里葉變幻|X(k)|圖.MATLAB實(shí)現(xiàn)程序：clear

allN=100;n=0：N-1;xn=2*sin(0.48*pi*n)+cos(0.52*pi*n);XK=fft(xn，N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1，2，1)第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用plot(n，xn)xlabel(′n′);ylabel(′x(n)′);title(′x(n)

N=100′);subplot(1，2，2)k=0：length(magXK)-1;stem(k，magXK，′.′);xlabel(′k′);ylabel(′|X(k)|′);title(′X(k)

N=100′);第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用圖8-8信號及其離散傅里葉變幻第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，5，3操縱FFT實(shí)現(xiàn)線性卷積如果序列x1(n)、x2(n)為長度分不為N1，N2的有限長序列，yc(n)=x1(n)○x2(n)，yl(n)=x1(n)*

x2(n).由DFT的性質(zhì)可知N≥N1+N2-1時(shí)有yl(n)=yc(n)=IDFT｛DFT［x1(n)］·DFT［x2(n)］｝.序列較長時(shí)DFT運(yùn)算同樣用飛速算法FFT實(shí)現(xiàn).在

MATLAB的信號操作工具箱中函數(shù)FFT和IFFT用于飛速傅里葉變幻和逆變幻.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用例8-12用FFT實(shí)現(xiàn)例

8-10中兩序列的線性卷積.實(shí)現(xiàn)程序：n=［0：1：11］;m=［0：1：5］;N1=length(n);N2=length(m);xn=0.8，^n;%生成x(n)hn=ones(1，N2);%生成h(n)N=N1+N2-1;XK=fft(xn，N);第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用HK=fft(hn，N);YK=XK.*HK;yn=ifft(YK，N);if

all(imag(xn)==0)&(all(imag(hn)==0))%實(shí)序列的循環(huán)卷積仍舊為實(shí)序列yn=real(yn);endx=0：N-1;stem(x，yn，′.′)第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用圖8-9操縱FFT實(shí)現(xiàn)線性卷積第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用嘗試二內(nèi)容：1，統(tǒng)計(jì)序列x(n)=[1，2，3，4，5]，與序列h(n)=[2，-2，35]的線性卷積和N=5，10點(diǎn)的圓周卷積.2，某序列為

，使用FFT函數(shù)解析其頻譜.操縱差不寬度N的矩形窗截短該序列，N分不為20，40，160，察看差不長度N的窗對譜解析結(jié)論的作用.第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用8，5，4

FIR濾波器的假想與實(shí)現(xiàn)FIR濾波器的假想方式有窗函數(shù)法和次數(shù)采樣法兩種，在

MATLAB的數(shù)字信號操作工具箱中供應(yīng)了函數(shù)fir1，fir1是接收典范窗函數(shù)法假想線性相位FIR數(shù)字濾波器，且具有規(guī)格低通、帶通、高通和帶阻等類型.語法標(biāo)準(zhǔn)：B=fir1(n，Wn)B=fir1(n，Wn，′ftype′)B=fir1(n，Wn，window)B=fir1(n，Wn，′ftype′，window)第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用其中，n為FIR濾波器的階數(shù)，對于高通、帶阻濾波器n取偶數(shù).Wn為濾波器中斷次數(shù)，取值范疇0～1，對于帶通、帶阻濾波器，Wn=［W1，W2］，且W1<W2，′ftype′為濾波器類型.缺省時(shí)為低通或帶通濾波器，為′high′時(shí)是高通濾波器，為′stop′時(shí)是帶阻濾波器.window為窗函數(shù)，列向量，其長度為n+1;缺省時(shí)，自動(dòng)取hamming窗.輸出指標(biāo)B為FIR濾波器系數(shù)向量，長度為n+1，第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)語言在信號處理中的應(yīng)用例8-13用窗函數(shù)法假想一個(gè)線性相位FIR低通濾波器，功能指標(biāo)：通帶中斷次數(shù)W