基于Matlab的信號處理系統與分析

余秀玲++熊建??

摘 要：Matlab是一種簡潔智能、特別適用于工程領域和科學研究的高級程序語言，將Matlab應用于信號處理系統中，能夠幫助我們解決信號處理的很多難題。將Matlab運用于信號處理系統中，不僅提高了信號處理的效率性和可靠性，也在很大程度上促進了信號處理系統的研究和發展。通過對Matlab的特性分析及比較經典方法和Matlab對信號的處理和分析，進一步說明Matlab對信號的處理分析發揮著重要作用和絕對優勢。

關鍵詞：Matlab；信號處理；分析；經典

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.05.092

1 Matlab的特性分析

Matlab是以矩陣運算為基礎的程序設計語言，又被稱為矩陣實驗室，其語法規則簡單易懂，功能強大，編程效率高，可以用于科學計算、圖像處理、信號處理、神經元網絡、小波分析、信號消噪等等領域。主要功能可分為四類：符號計算、數值的計算、分析與可視化、文字處理、SIMULINK動態仿真。所以應用Matlab處理與分析信號時是非常必要且高效的。

2 信號的處理與分析

信號的分析處理是指從將一大堆雜亂無章的信號或者一個復雜的信號按照我們的要求進行處理，使用相應的設備與技術，提取出關鍵部分，以方便我們分析和運用。

2.1 經典方法對信號的處理與分析

經典方法主要有兩種：時域分析法、頻域分析法；在分析過程中，不經過任何變換，函數的變量都是時間t，這種分析方法就是時域分析法。采用傅里葉正變換將時間變量t轉換為頻率變量w對信號進行分析，即頻域分析法。連接二者的橋梁即傅里葉正反變換：

F（jw）=∫∞-∞f（t）e-jwtdt（傅里葉正變換）

f（t）=12π ∫∞-∞F（jw）ejwt dw（傅里葉反變換）

通過時域分析法可以得到任意時刻信號的瞬時值、最大值、最小值及均方根值，也可以分析得到直流分量與諧波分量，從而對信號進行分析處理。頻域分析法是通過對信號的幅值、相位、能量變換與角頻率的關系進行分析，研究其頻率特性，如：相位譜，能量譜密度。通常經典方法局限性較大，運算量大，運算結果不易分析。

2.2 Matlab對信號的處理與分析

如圖1所示，Matlab的程序模塊結構菜單界面，可以清晰地看出其在信號的處理和分析上，主要是對信息進行濾波采集、輸出、仿真及測試，功能十分強大，Matlab主要是由兩部分組成——主軟件包和工具箱，其工具箱規模巨大，覆蓋面廣，應用范圍廣泛，能快速地測試設計方案并綜合評測系統性能；其中的數學信號處理工具箱，涵蓋了數字信號處理的絕大部分內容。用Matlab編制信號處理系統不僅高效率，而且對信號的分析更加全面和可視化。

3 結論

通過論述、比較經典方法和Matlab對信號的分析處理，可以很清楚的看出，Matlab對信號的處理和分析有著很明顯的優勢。但是在使用Matlab對信號處理和分析時，要在滿足信號處理的需求下，盡可能地簡潔易懂。

圖1 系統模塊結構

參考文獻

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