基于Matlab的信号处理系统与分析

摘 要： Matlab作为一种非常简便、智能的高级程序语言，在科学研究、工程等领域得到了非常广泛的应用。在信号处理系统应用Matlab，可以相应保证信号处理工作的顺利开展，基于Matlab的信号处理系统除了能够使信号处理的稳定性、效率更高之外，也可以进一步促进信号处理系统的发展与完善。在对Matlab展开特性方面的分析，并对经典方法和Matlab的信号处理分析效果进行对比，从而对Matlab在信号处理和分析方面所体现出的优势进行明确。

关键词： Matlab;信号处理;分析

信息是以信号为基本载体呈现出来并进行传播的，信号处理就是通过识别、估计和采集的方式来抓取一些有用信号，在信息时代持续发展进步的过程中，社会中的信号处理方式越来越多样，并逐步形成一个单独的研究课题。在Matlab的产生之后，伴随着该技术的不断优化，其在应用中也取得了丰硕的成果，从而使信号处理时的转换、识别、检测、滤波等工作都有很好的质量、成效，所以可为信号处理系统提供可靠支撑，促进信号处理的进一步升级与完善。

一、Matlab的特性概述

Matlab即矩阵实验室。作为一种研究工具，目前很多科学家和技术工作者都充分意识到了Matlab的重要性。其专业丰富，并体现出数据可视化、运算功能强等特点，无论是通信、建模还是处理图像都有非常明显的优势。Matlab在刚产生时是被当作商业性软件应用于教学方面的。现阶段来说，Matlab已经是所有高级研究人员都应当掌握的必备技能，掌握该软件后在面对各种科学计算时就可以更好、更快地攻克难题。Matlab软件平台中还涉及Matlab、Simulink组件，二者有不同的特性和功能[1]。对于数字信号处理，Matlab软件具备方便开发升级、功能丰富、较为稳定、较灵活、精度高等优势，相较于其他百年城语言编制的计算机程序来说，它在解决很多问题时都体现出明显优势。

二、基于Matlab的信号处理系统分析

这里提到的信号分析处理即根据特定要求和条件来对大量的毫无章法规律的信号或是对某种复杂信号展开处理，基于特定的设备、技术要求，将最为核心的部分提取出来，以供我们进行可靠的分析利用。

（一）信号产生期间的Matlab分析

通常來讲，信号的产生会有下列两种方式：一种是以Matlab数据采集工具箱为支撑，于软硬件间实现数据通信。因为Matlab有程序接口、发布平台，外部程序和显示数据能够进行交互，这种情况下，除能够丰富软件的数值计算、图形显示功能之外，还可以克服信号处理效果不理想的问题。这种情况下，通过相应接口接通信号和处理系统，使数据信息封存于系统存储空间[2]。之后基于相应函数、命令来对其作矩阵型转换，为之后的信号分析提供方便。还有一种就是在Matlab设计信号处理系统程序时提供三角波、方波、正弦波之类的波形产生函数，再根据用户再波形和参数上的要求来产生特定数字信号，常见的如数字电子琴等就是以这种方式产生的。

（二）信号处理中的Matlab分析

1.Matlab滤波器

数字滤波器具有处理信号、生成新数字信号的功能。处理过程非常关键。以心电图信号来说，针对一些干扰情况，还应通过低通滤波来处理，最终保证获取到的心脏功能信息是可用的。对于滤波器函数的设计，Matlab工具箱可提供支持，如函数、原型函数、转变函数等，在该工具箱当中，基于滤波器可排除一些无用信号和噪声干扰，以数字滤波器取代模拟滤波器。

2.Matlab频域变换

信号可基于Matlab转换到频域，对仿真信号进行处理时，该环节很关键。基于快速傅氏变换，频谱分析仪可通过特定算法来对各采样点的相位、频率、幅度值进行计算[3]。若傅里叶变化中频谱的动态分布较广，就应进行对数变换，获取可视化频谱图。这种情况下，在之后的波形显示中，就可以提供更多数据，在进行数据处理时，其高效性、便捷性、实时性、精确性特点便可凸显。

3.Matlab图像显示

处理信号时，Simulink组件可对动态系统进行建模、仿真与综合分析。在此基础上做仿真计算，再结合示波器和绘图函数，可掌握完成信号处理的波形图像，还原原始信号的情况[4]。不用进行复杂的程序编程就可呈现整个信号处理流程，使信号处理有方便、稳健、可信任的途径。当前来说，这种方式再图像处理、雷达探测、语音识别等方面已经得到了广泛应用，并取得了可观成效。

三、结语

目前我们再进行信号处理时经常会用到Matlab技术，这时因为该项技术再计算方面体现出非常明显的优势。但在实际的应用期间，我们应当注意有效适用编程程序。将Matlab应用于信号处理方面，可以使信号处理工作有更为先进、现代化的工作模式做保障，除了具备传统分析仪器的全部功能，还可以相应降低工作信号处理的成本投入，所以其在实际应用方面受到了高度重视。在生产与处理信号时，Matlab表现出性能稳定、可靠性强的优势，基于Matlab的频域变换、滤波器、图像显示等功能，能够很好地加强信号处理的效果与效率，由此使信号处理系统得到进一步优化完善。

参考文献：

[1]孟文涵.数字信号处理技术在通信领域的应用研究[J].电子世界，2018，（18）.

[2]余秀玲，熊建.基于Matlab的信号处理系统与分析[J].现代商贸工业，2018，39（5）：196.

[3]严金承，王运锋.基于RTL-SDR的ADS-B应答信号处理平台的研究与实现[J].图像与信号处理，2019，8（02）：29-35.

[4]余丰.基于Matlab的信号处理系统与分析[J].电子技术与软件工程，2016，（012）.

作者简介： 李欣阳（1998—），女，蒙古族，内蒙古通辽人，本科，研究方向：通信工程。