基于MATLAB的信号分析与处理.pdf

山东建筑大学

课程设计说明书

题目：基于MATLAB的信号分析与处理

课程：数字信号处理课程设计

院（部）：信息与电气工程学院

专业：通信工程

班级：通信

学生姓名：

学号：

指导教师：

完成日期：

山东建筑大学信电学院课程设计说明书

目录

目录................................................................1
摘要................................................................2
正文................................................................3
1设计目的和要求..................................................3
2设计原理........................................................3
3设计内容........................................................4
3.1源程序代码..................................................4
3.2程序执行的结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.....7
3.3调试分析过程描述...........................................12
3.4结果分析...................................错误！未定义书签。
总结与致谢.........................................................14
参考文献...........................................................15

山东建筑大学信电学院课程设计说明书

摘要

随着科学技术的飞速发展，人们对信号的要求越来越高。然而，学好《数字

信号处理》这门课程是我们处理信号的基础。MATLAB是一个处理信号的软件，
我们必须熟悉它的使用。

本次课程设计利用MATLAB软件首先产生成低频、中频、高频三种频率信号，
然后将三种信号合成为连续信号，对连续周期信号抽样、频谱分析，并设计低通、
带通、高通三种滤波器对信号滤波，观察滤出的信号与原信号的关系，并分析了
误差的产生，通对数字信号处理课程的理论知识的综合运用。从实践上初步实现
对数字信号的处理。

关键词：MATLAB；连续信号；采样定理；滤波器；频谱分析；

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正文

1设计目的和要求
（1）、产生一个连续信号，该信号中包含有低频、中频、高频分量，对
其进行采样，用MATLAB绘制它们的时域波形和频域波形，对其进行频谱分
析；
（2）、根据信号频谱分析的结果，分别设计合适的低通、带通、高通滤
波器，用MATLAB绘制其幅频及相频特性图；
（3）、用所设计的滤波器对信号进行滤波处理，对滤波后的信号进行FFT
频谱分析，用MATLAB绘制处理过程中的各种波形及频谱图，比较滤波前后
的时域波形及频谱，对所得结果和滤波器性能进行分析，阐明原因，得出
结论；
（4）学会使用MATLAB对信号进行分析和处理；

2设计原理
理论上信号的采样要符合奈奎斯特采样定律，就是采样频率要高一点，一般为被
采信号最高频率的2倍，只有这样，才能保证频域不混叠，也就是采样出来数字信号
中包含了被采信号的所有信息，而且没有引入干扰。这就是信号的时域采样。
频谱分析是指对信号进行频域谱的分析，观察其频域的各个分量的功率大小，其
理论基础是傅立叶变换，现在一般采用数字的方法，也就是将时域信号数字化后做

FFT，可以得到频域的波形。
数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学
处理来达到频域滤波的目的。可以设计系统的频率响应，让它满足一定的要求，从而
对通过该系统的信号的某些特定的频率成分进行过滤，这就是滤波器的基本原理。如
果系统是一个连续系统，则滤波器称为模拟滤波器。如果系统是一个离散系统，则滤
波器称为数字滤波器。
信号通过线性系统后，其输出就是输入信号和系统冲激响应的卷积。除非输入是
常数外，否则输出的波形将不同于输入波形。从频域分析来看，信号通过线性系统后，
输出信号的频谱将是输入信号的频谱与系统传递函数的乘积。除非为常数，否则输出
信号的频谱将不同于输入信号的频谱，某些频率成分较大的模，