基于Matlab的信号处理系统与分析

余秀玲++熊建��

摘 要：Matlab是一种简洁智能、特别适用于工程领域和科学研究的高级程序语言，将Matlab应用于信号处理系统中，能够帮助我们解决信号处理的很多难题。将Matlab运用于信号处理系统中，不仅提高了信号处理的效率性和可靠性，也在很大程度上促进了信号处理系统的研究和发展。通过对Matlab的特性分析及比较经典方法和Matlab对信号的处理和分析，进一步说明Matlab对信号的处理分析发挥着重要作用和绝对优势。

关键词：Matlab；信号处理；分析；经典

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.05.092

1 Matlab的特性分析

Matlab是以矩阵运算为基础的程序设计语言，又被称为矩阵实验室，其语法规则简单易懂，功能强大，编程效率高，可以用于科学计算、图像处理、信号处理、神经元网络、小波分析、信号消噪等等领域。主要功能可分为四类：符号计算、数值的计算、分析与可视化、文字处理、SIMULINK动态仿真。所以应用Matlab处理与分析信号时是非常必要且高效的。

2 信号的处理与分析

信号的分析处理是指从将一大堆杂乱无章的信号或者一个复杂的信号按照我们的要求进行处理，使用相应的设备与技术，提取出关键部分，以方便我们分析和运用。

2.1 经典方法对信号的处理与分析

经典方法主要有两种：时域分析法、频域分析法；在分析过程中，不经过任何变换，函数的变量都是时间t，这种分析方法就是时域分析法。采用傅里叶正变换将时间变量t转换为频率变量w对信号进行分析，即频域分析法。连接二者的桥梁即傅里叶正反变换：

F（jw）=∫∞-∞f（t）e-jwtdt（傅里叶正变换）

f（t）=12π ∫∞-∞F（jw）ejwt dw（傅里叶反变换）

通过时域分析法可以得到任意时刻信号的瞬时值、最大值、最小值及均方根值，也可以分析得到直流分量与谐波分量，从而对信号进行分析处理。频域分析法是通过对信号的幅值、相位、能量变换与角频率的关系进行分析，研究其频率特性，如：相位谱，能量谱密度。通常经典方法局限性较大，运算量大，运算结果不易分析。

2.2 Matlab对信号的处理与分析

如图1所示，Matlab的程序模块结构菜单界面，可以清晰地看出其在信号的处理和分析上，主要是对信息进行滤波采集、输出、仿真及测试，功能十分强大，Matlab主要是由两部分组成——主软件包和工具箱，其工具箱规模巨大，覆盖面广，应用范围广泛，能快速地测试设计方案并综合评测系统性能；其中的数学信号处理工具箱，涵盖了数字信号处理的绝大部分内容。用Matlab編制信号处理系统不仅高效率，而且对信号的分析更加全面和可视化。

3 结论

通过论述、比较经典方法和Matlab对信号的分析处理，可以很清楚的看出，Matlab对信号的处理和分析有着很明显的优势。但是在使用Matlab对信号处理和分析时，要在满足信号处理的需求下，尽可能地简洁易懂。

图1 系统模块结构

参考文献

[1]于洋.基于Matlab的信号处理系统与分析，电子世界，2014，（17）：89.

[2]李旭然.基于Matlab的信号处理系统与分析，通讯世界，2015，（11）：61.

[3]管致中.信号与线性系统[M].第五版.北京：高等教育出版社，2011.endprint