基于matlab的信號處理

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1、鄭州輕工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目基于MATLAB的信號消噪處理和程序設(shè)計(jì)專業(yè)、班級學(xué)號姓名主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：主要內(nèi)容：構(gòu)造一個(gè)信號，在MATLAB軟件平臺畫出時(shí)域波形和頻譜圖；并對所構(gòu)造的信號加入干擾噪聲，對加入噪聲的信號進(jìn)行頻譜分析，利用MATLAB對含噪的信號進(jìn)行濾波，畫出濾波后信號的時(shí)域波形和頻譜，并對濾波前后的信號進(jìn)行對比，分析信號的變化?；疽螅?、設(shè)構(gòu)造信號為2、利用MATLAB的randn函數(shù)給原始信號加入高斯隨機(jī)噪聲3、掌握數(shù)字信號處理的基本概念、基本理論和基本方法。4、利用MATLAB對含噪信號進(jìn)行濾波5、掌握MATLA

2、B的程序設(shè)計(jì)方法。主要參考資料：1、刁彥華.基于MATLAB的信號消噪處理研究[J].河北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2002,2完成期限：2011.6.27—2011.7.1指導(dǎo)教師簽名：課程負(fù)責(zé)人簽名：2011年6月24日摘要本文介紹了基于MATLAB軟件的信號處理和程序設(shè)計(jì)。首先構(gòu)造一個(gè)信號，對所構(gòu)造的信號進(jìn)行時(shí)域及頻域分析；再對所構(gòu)造信號加入干擾噪聲，并對其進(jìn)行頻譜分析；最后對含噪信號進(jìn)行濾波，并對比分析濾波后的信號與原信號的差別。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明,利用MATLAB語言可以方便的得到信號含噪前后的頻譜,并有效的濾除噪聲。濾波在信號的發(fā)送、傳輸、接受時(shí)都是重要

3、的環(huán)節(jié)，本文給出了設(shè)計(jì)Chebyshev濾波器的方法,并通過用MATLAB語言來實(shí)現(xiàn)，最后使用MATLAB語言實(shí)現(xiàn)了對含噪信號的良好處理。關(guān)鍵字：頻譜分析；噪聲；濾波；MATLAB目錄1.緒論11.1MATLAB簡介11.2MATLAB在信號處理中的應(yīng)用1２．MATLAB環(huán)境下含噪信號的處理22.1利用DFT分析連續(xù)非周期信號的頻譜22.2濾波器的設(shè)計(jì)33.MATLAB程序及波形53.1設(shè)計(jì)程序53.2程序圖形8總結(jié)11參考文獻(xiàn)121.緒論1.1MATLAB簡介MATLAB是由美國MathWorks公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技

4、計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)

5、計(jì)、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB一個(gè)高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個(gè)較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序（M文件）后再一起運(yùn)行。新版本的MATLAB語言是基于最為流行的C++語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與C++語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式。使之更利于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的科技人員使用。而且這種語言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，這也是MATLAB能夠深入到科學(xué)研究及工程計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的重要原因。

6、1.2MATLAB在信號處理中的應(yīng)用MATLAB在信號處理中有著廣泛的應(yīng)用：(a)．信號分析：頻譜變換和頻率分析，譜估計(jì)，波形分析，線性預(yù)測。(b)．信號處理：降噪，濾波，濾波器設(shè)計(jì)等。(c)．信號仿真：信號建模、系統(tǒng)和算法驗(yàn)證。(d)．信號可視化：曲線顯示等。MATLAB是一個(gè)數(shù)據(jù)分析和處理功能十分強(qiáng)大的工程實(shí)用軟件，運(yùn)用它進(jìn)行信號處理相當(dāng)便捷。文章介紹了在Matlab環(huán)境中對含噪信號進(jìn)行時(shí)域和頻域的分析，對用fft進(jìn)行信號頻譜分析做了簡單介紹；且利用MATLAB環(huán)境采用Chebyshev濾波器濾除高頻成分，給出了設(shè)計(jì)Chebyshev濾波器的方法,并通過

7、用MATLAB語言來實(shí)現(xiàn)；最后使用MATLAB語言實(shí)現(xiàn)了對含噪信號的良好處理。２．MATLAB環(huán)境下含噪信號的處理2.1利用DFT分析連續(xù)非周期信號的頻譜利用有限長序列的DFT分析連續(xù)非周期信號的傅里葉變換，則信號需要離散化。設(shè)表示對連續(xù)信號等間隔t抽樣獲得的離散信號，即。由時(shí)域抽樣定理可知，離散信號的頻譜與連續(xù)信號的頻譜間的關(guān)系為，（1）其中表示對連續(xù)信號抽樣的角頻率，稱為抽樣頻率。由頻域抽樣定理可知，序列的DTFT與DFT的關(guān)系為，（2）其中，即表示對序列按N周期化后的周期序列。將式（2）代入式（1），可得連續(xù)信號的頻譜與DFT的關(guān)系為（3）其中，表示將

8、連續(xù)信號頻譜周期化，的周期為。式（3）表明，DFT計(jì)