时频信号分析器设计..doc

燕山大学 课 程 设 计 说 明 书 题目： 时频信号分析器设计 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：  目录 一、时频信号分析器设计要求及目的 3 1、设计要求 3 2、设计目的 3 二、MATLAB中的图形用户界面设计 4 1、GUI设计的原则 4 2、GUI的设计步骤 4 3、GUI的实现 5 4、时频信号分析器界面设计 5 三、时频信号分析器的源信号的产生 7 1、频率为5Hz，采样频率为100Hz的正弦采样信号X的产生 7 2、X带噪信号的产生 7 3、X的频谱信号 8 4、X的带噪信号的频谱信号 8 四、MATLAB仿真结果、 9 1、各源信号的MATLAB仿真结果 9 2、时频信号分析器的MATLAB仿真结果 11 五、总结 15 参考文献： 16 一、时频信号分析器设计要求及目的 1、设计要求 （1)所设计的时频信号分析器要求产生如下四种信号：频率为5Hz，采样频率为100Hz的正弦采样信号X，将信号X混有随机噪声后的带噪信号、X的频谱信号、带噪信号的频谱信号。 （2）要求应用MATLAB设计良好的人机界面，每个按键对应一种波形。 2、设计目的 （1）学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的GUI设计方法。 （2） 2.1 GUI设计步骤 3、GUI的实现 (1)组件的布局 在GUIDE的版面设计区添加组件只要用鼠标从组件面板里点击并拖拉组件即可实现。而菜单的添加有专门的菜单编辑器来完成。完成组件的添加后，可以使用GUIDE的特征工具调整组件的位置和使用TAB次序编辑器调整TAB次序以达到最优化配置。 （2）属性编辑 在未编辑属性前，一般组件的属性值都是默认值。通过属性编辑器可以更改当前组件的属性值。在菜单编辑器里可以更改菜单的一些属性值。当然，改变了组件一些属性值时，可能会影响到界面的版式和效果，这时还要回到组件的布局进行优化。 （3）回调函数 在MATLAB7.0中回调函数直接在M文件中编辑，这样以一种事件的管理模式，便于用户编辑和理解。 选择需要添加回调函数的组件，点击菜单选项，进入M文件编辑器环境。GUIDE会在GUI文件中添加一个子函数，对应回调函数的编辑，用户可以直接编辑期望的命令。 4、时频信号分析器界面设计 根据以上的设计原则及步骤可以设计出时频信号分析器的用户界面。设计的界面应符合题目要求，即每个按键对应一种波形，具有良好的人机界面。 第一步：建立图形。 在命令窗口输入要产生图形的程序指令，建立所需的图形。 第二步：建立对象。先在命令窗口中输入： Guide 进入辅助控制面板（Guide Control Panel）。 现在需要建立4个按钮和一个axes坐标轴来控制观看题目要求的4种波形，在Guide Control Panel中的New Object Palette中找到Pushbutton对象，用鼠标单击，然后在图中所希望的位置拖拽出按钮的大小，依次拖拽出4个按钮。找到axes坐标轴，并与按钮放在一起。 第三步：命名对象。 对于刚建立的四个对象，分别对其命名。双击四个对象中的一个，进入Property Editor中，找到“String”的位置，在此输入想要命名的名字，然后关闭即改变了按钮的名字，依次对余下的按钮进行相同的操作，依次改变其名字。 第四步：编辑回调程序。 按钮命名后还不能执行操作，必须利用“回调程序”才能调用MATLAB的指令，以便执行该按钮的功能。创建一个M文件，在文件中每个按钮对应的位置写入相应的程序。 第五步： 保存并运行。保存所创建的figure文件和M文件，然后可以在设计完成的时频信号分析器界面中执行相应的GUI了。 三、时频信号分析器的源信号的产生 1、频率为5Hz，采样频率为100Hz的正弦采样信号X的产生 由题目可知所设计的时频信号分析器基于MATLAB的运用，所以所需信号的产生由MATLAB编程即得第一种信号：正弦采样信号。 程序如下： f=5； %正弦信号频率 fs=100；N=100； %采样频率100Hz，采样点数100 t=(0:1:N-1)/fs； % t的取值范围 fa=sin(2*pi*f*t)； %正弦采样信号 figure(1)；plot(t,fa)； %绘制图形 2、X带噪信号的产生 查阅资料可知，在原有正弦采样信号的基础上加随机噪声信号即可得到第二种所需的信号：X的加噪信号。 程序如下： f=5； %频率为5Hz N=100; fs=100； %采样频率100Hz，采样点数100 t=(0:1:N-1)/fs； % t的取值范围 s0=sin(2*pi*f*t)； %正弦采样信号 am=m