Matlab与信号处理3.ppt

数字信号处理 4、基于MATLAB的数字信号处理 4.1 信号产生 4.2 离散系统的MATLAB实现 4.3 变换的MATLAB实现 4.4 数字滤波器设计 4.5 功率谱估计 4.1 信号产生 信号的表示 Matlab中，信号都是用矩阵（向量）描述 例如：x=[4 3 7 –9 1] 典型离散信号表示 单位抽样序列 x=zeros(1,N); x(1)=1; δ(n) x(k)=1; δ(n-k) 单位阶跃序列: x=ones(1,N); 波形的产生 首先产生时间：如t=0:0.01:2*pi; 产生信号：如 y=sin(2*t+pi/4); square sawtooth sinc 噪声的产生 rand , randn 周期波形产生 信号的常规操作 产生数据 直接键盘输入 利用函数产生，如sin,cos,sawtooh等 用Matlab从.Mat文件导入 通过文件读写产生数据，如fopen,fread等 用一个.M文件专门产生数据 4.2 离散系统的MATLAB实现 离散系统的表示方法： LSI系统的时域表示 常系数线性差分方程 单位抽样响应h(n) LSI系统的频域表示 频率响应 （DFT） 转移函数 （z变换） 零极点增益 二次分式 离散系统的内部描述 离散系统的输入输出的差分方程： 单位抽样响应 ? 频率响应 ？ [h,f]=freqz(b,a,n,fs) 零极点增益？ 离散系统的表示方法转换函数 tf2zp sos2tf tf2ss sos2zp zp2tf sos2ss zp2sos ss2tf zp2ss ss2zp ss2sos  4.3 变换的MATLAB实现 1、DFT 计算 DFT并画图 2、FFT 可利用内部函数fft进行计算，速度快。 y=fft(x,n) x的n点fft x=ifft(y,n) 3、z变换 [R,P,K]=residuez(B,A); 4、DCT y=dct(x,n) x=idct(y,n) rp=84.3566 5、Hilbert变换 解析信号 DFT方法求解 函数y=Hilbert(x) （1） 数字滤波器的基本概念 （2）基于MATLAB的IIR滤波器设计 （3） 基于MATLAB的FIR滤波器设计 （1） 数字滤波器的基本概念 数字滤波器 对数字信号进行滤波的线性时不变系统。 数字滤波器的分类 IIR数字滤波器：设计经典选频滤波器，性能好， 阶数低。 FIR数字滤波器：设计线性相位经典滤波器，适用范围广、 阶数高。 数字滤波器的设计步骤 1） 按照实际任务的要求，确定滤波器的技术指标。 2）用一个因果、稳定的离散线性时不变系统的系统函数 去逼近这一网络性能。根据不同的要求可选择IIR或者 FIR系统函数去逼近。 3）利用有限精度算法实现系统函数。 IIR数字滤波器一般有两种设计方法： 1）模拟原型法 先设计一个合适的模拟滤波器，然后再变 换为满足要求的数字滤波器 。 2）直接法 直接在离散时域和离散频域进行数字滤波 器的设计 FIR一般有三种设计方法： 窗函数法 频率取样法 切比雪夫逼近法 （2） 基于MATLAB的IIR滤波器设计 Butterworth数字滤波器设计 椭圆数字滤波器设计 Chebyshev-I数字滤波器设计 Chebyshev-II数字滤波器设计 Butterworth数字滤波器设计 MATLAB语句： [b,a]=butter(n,wn) (1) [b,a]=butter