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附录A用MatLab进行数字信号处理

一、Matlab简介

在科学研究和工程应用中，往往要进行大量的数学计算，这些运算一般来说难以用手工

精确和快捷地进行，而要借助计算机编制相应的程序做近似计算。目前流行用Basic、Fortra

和c语言编制计算程序,既需要对有关算法有深刻的了解，还需要熟练地掌握所用语言的语

法及编程技巧。在本讲义的附录一中，提供了一部分算法的C代码，但这些功能代码段仅

仅是在数字信号处理过程中一个很小的部分。一方面实验时间有限，另一方面，各个专业的

同学对编程有不同程度的要求。往往实验的大部分时间用来调试程序，真正用于理解课程内

容的时间相对被压缩。

为克服上述困难，美国Mathwork公司于1967年推出了MatrixLaboratory（缩写为

Matlab）软件包，并不断更新和扩充，是一种功能强、效率高便于进行科学和工程计算的交

互式软件包。其中包括：一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化

等应用程序，并集应用程序和图形于一便于使用的集成环境中。在此环境下所解问题的

Matlab语言表述形式和其数学表达形式相同，不需要按传统的方法编程。

虽然Matlab作为一种新的计算机语言，但由于使用Matlab编程运算与人进行科学计算

的思路和表达方式完全一致，所以不象学习其它高级语言--如Basic、Fortra和C等那样难

于掌握，用Matlab编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题。Matlab语言具有编程

效率高，易学易懂；使用方便；绘图方便等一系列优点。

二、MatLab基本绘图

（一）绘图函数简介

有关MatLab运算、函数、逻辑控制等可以参考一些Matlab的书籍、或参阅多媒体通信

实验室主页中有关MatLab的部分，在本讲义中不再赘述。这里介绍以下MatLab下二维图

形的绘制。下表是MatLab中不同绘图函数的名称和功能简介：

函数名称函数功能介绍函数名称函数功能介绍

Bar长条图errorbar图形加上误差范围

Fplot较精确的函数图形polar极座标图

Hist累计图rose极座标累计图

Stairs阶梯图stem针状图

Fill实心图feather羽毛图

Compass罗盘图Quiver向量场图

Contour在x-y平面绘制等位线图Gplot绘拓扑图

Loglog双对数坐标曲线Pcolor伪彩图

Semilogxx轴对数坐标曲线Semilogyy轴对数坐标曲线

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（二）Stem函数绘图

各种不同的绘图函数分别适用于不同的场合，使用“stem”绘制针状图最简单，从附录

中提供的MatLab原代码可以看出，只需要将需要绘制的数据存放在一个数组中，然后将这

个数组作为参数传递给“stem”函数就可以得到输出图形。例如，下面的代码可以绘制正弦

函数的图形：

n=1:50;%定义序列的长度是50

x=zeros(1,50);%注意：MATLAB中数组下标从1开始

x(1)=1;%冲击函数

stem(x);%绘制函数图形

得到的函数图形如下图所示：

（三）Plot函数绘图

当然，在某些时候针状图的显示效果并不是非常理想，这时候，我们通常采用“plot”

函数绘制图形。“plot”函数功能非常强大，输入以下内容

x=-pi:.1:pi;

y=sin(x);

plot(x,y)

可以绘制正弦函数的图形如下图所示：

如果输入以下代码，则可以同时得到正弦函数和余弦函数的图形。

plot(x,sin(x),