基于MATLA工具箱的数字信号处理实验应用.pdf

科技应用 基于MATLA 工具箱的数字信号处理实验应用 翟丹丹 武汉理工大学，湖北 武汉 430073 摘要：MATLAB 提供了功能齐全的滤波器设计，与信号处理交互式图形用户界面，主要包括FDATool 和SPTool 两种交互式工 具。其中FDATool 主要用于数字滤波器的设计与分析，而SPTool 不仅可以设计，分析滤波器，而且可以对信号进行时域与频 域的分析。因此用户在不是十分了解MATLAB 信号处理工具箱的函数语法规则情况下，也可以轻松地完滤波器的设计与分析， 以及信号分析处理的工作。 关键词：MATLAB；数字信号处理；滤波器 中图分类号：TN911.72-4 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)12-0044-02 1 引言 波器设计完成，可以通过单击工具栏上的按钮在显示区域查 随着科学技术的迅速发展，社会不仅要求我们忽悠扎实 看滤波器幅度响应，相位响应，幅度与相位响应，群延迟响 的理论基础，又要受过严格的工程技术训练。仿真实验作为 应，相位延迟响应，脉冲响应，阶跃响应，极零点图等特性。 一种科学研究手段和实验实物的补充，具有不受设备和环境 2.3 生成 M 文件 条件限制，不受时间地点限制，不需要增加投资，也不需要 FDATool 可以把 GUI 界面产生的滤波器生成相应的 M 文 维护和修理设备等特点，因而受到人们的高度重视。 件，这样使用户能够把设计嵌入已经存在的代码中，或者通 MATLAB 作为一种编程语言和可视化，它具有一系列丰富 过脚本 Script 自动生成设计的滤波器。在Filter 菜单下选 的功能，可解决工程和科学计算和总的许多问题，是目前高 择 Generate MATLAB Code 项，指定生成的 M 文件名即可。 等院校与科研院所广泛使用的优秀应用软件。其以工具箱的 2.3.1 利用 SPTool 完成滤波器的设计 形式提供了用于数字信号处理的大量函数，不仅如此， （1）信号的创建 MATLAB 工具箱还提供了更加简单和直观的信号处理图形用 在 MATLAB 命令窗中创建用于后续分析的随机信号，程 户界面工具（GUI）——滤波器设计与分析工具（FDATOOL） 序如下： 和信号处理工具 (SPTOOL)，用户可利用此工具随时对比设计 x=randn(3500，1)； 要求和滤波器特性，直观简便，极大的减轻了工作量，有利 fs=length(x)； 于滤波器的最优化。 sptool 实例： （2）信号的导入与滤波器的设计 2 利用 FDATool 工具设计滤波器 输入 sptool 打开信号处理交互界面，将此随机信号 x 例：设计一个低通 IIR 滤波器，其通带波纹为 0.8dB， 导入 Signal 列表框，单击 Filters 列表框的 New，按图 2 设 通频带的截止频率为 960Hz，通带衰减为-40dB，阻带衰减为 计滤波器参数 -60dB，阻带截止频率为 1200Hz，采样频率为 4800Hz。 2.1 滤波器的设计 切换到滤波器设计界面，按图 1 所示进行滤波器参数设 置，单击【Design Filter】按钮，即可设计出满足要求的 滤波器，将设计好的滤波器保存为 filter_m.fda 图2 （3）信号滤波 图1 用上面设计的滤波器对开始输入的噪声信号进行滤波