【入門】用matlab做數字信號處理（學習記錄）

• 一、學會使用matlab
• • （一）DSP常用操作指令使用
  • （二）腳本、函數文件等的編寫、引用學習
• 二、DSP仿真試驗
• • （一）常見連續(xù)信號
  • • 1. 周期信號：正弦信號、連續(xù)方波等
    • 2. 非周期信號：指數信號、階躍信號、取樣函數、非周期方波等
    • 3. 隨機信號：rand白噪聲、randn高斯白噪聲
    • 4. 鋸齒波函數x=sawtooth(：，1)、三角波函數x=sawtooth(：，0.5)、非周期三角波x= tripuls(t,：);
  • （二）離散信號
  • （三）離散卷積
  • （四）LTI系統(tǒng)
  • • 1. 因果LTI系統(tǒng)的零狀態(tài)響應：
    • 2. 幅頻響應和相頻響應曲線：
  • （五）傅里葉變換
  • （六）DSP
  • • 1. 信號分析與可視化
    • • （1）信號預處理
      • （2）特征提取：
    • 2. 簡單設計一個濾波器
    • 3. 補充（參考信號與系統(tǒng)實驗指導）
    • • （1）調制與解調
      • • a. 調幅
        • b. 調頻
        • c. 調相
      • （2）采樣與恢復
      • • a. 采樣
        • b. 恢復

一、學會使用matlab

（一）DSP常用操作指令使用

推薦一個B站up主的入門教程，簡單易懂：
鏈接: https://space.bilibili.com/24014925/channel/detail?cid=12575.

（二）腳本、函數文件等的編寫、引用學習

根據教學視頻，對matlab進行基本的使用練習，包括：

（1） 變量的使用；

（2） 矩陣和矩陣的基本運算，腳本的編寫；

（3） Fprintf()函數的使用，if語句的使用和相關例子；

（4） while循環(huán)和for循環(huán)；

（5） 腳本和函數的區(qū)別，函數參數、返回值及實例練習；

畫圖：二維plot()、三維plot3()、柱狀圖bar()、添加標題、x-y軸標簽、多窗口subplot()、三維曲面以及用matlab做簡單的動畫

二、DSP仿真試驗

（程序編寫過程中某些非必要語句是對一些操作指令的練習）

（一）常見連續(xù)信號

1. 周期信號：正弦信號、連續(xù)方波等

練習1-1：

2. 非周期信號：指數信號、階躍信號、取樣函數、非周期方波等

練習1-2：


圖二對比練習1-1圖二

3. 隨機信號：rand白噪聲、randn高斯白噪聲

白噪聲與高斯白噪聲的概念：

白噪聲：功率譜密度在整個頻域內是常數的噪聲；高斯白噪聲：瞬時值服從高斯分布的白噪聲（概率密度為正態(tài)分布），熱噪聲等。

練習1-3：


左邊白噪聲，右邊高斯白噪聲

4. 鋸齒波函數x=sawtooth(：，1)、三角波函數x=sawtooth(：，0.5)、非周期三角波x= tripuls(t,：);

（二）離散信號

周期序列、單位沖激序列、單位階躍序列、單邊實指數序列、單邊復指數序列
練習2-1：


練習2-2：

（三）離散卷積

練習3-1：矩形脈沖序列和沖激響應的卷積

（四）LTI系統(tǒng)

1. 因果LTI系統(tǒng)的零狀態(tài)響應：

用函數y = filter(num,den,x)實現，其中

num:系統(tǒng)傳遞函數分子系數組成的行向量；

den:系統(tǒng)傳遞函數分母系數組成的行向量；

x:輸入的離散序列；y：輸出的離散序列。

2. 幅頻響應和相頻響應曲線：

用函數freqz(num,den,n,Fs)，其中

num與den同上；

n：頻率響應的點數（2的冪）默認值512；

Fs：采樣頻率

練習4-1：任給一傳函：
求其單位沖激響應及相應幅頻、相頻特性

（五）傅里葉變換

練習5-1：對指數序列
進行傅里葉變換并顯示其幅頻、相頻圖


練習5-2：
用FFT分析信號頻率成分，如對由頻率為100Hz和200Hz正弦信號構成的信號，在被均值隨機噪聲污染后，通過FFT分析其頻率成分，設采樣率為1000Hz

（六）DSP

1. 信號分析與可視化

（1）信號預處理

清洗臟數據：提高信噪比、去除不需要的信號、條件信號

重采樣信號、信號對齊、異常值&缺失數據、去除噪聲或不需要的頻率部分

（2）特征提取：

時域、頻譜分析、時頻分析，使用Signal Analyzer探查信號并進行時頻分析

對練習5-1中傅里葉變換后的X，用Signal Analyzer查看其頻譜圖（在matlab的APP當中）

2. 簡單設計一個濾波器

練習6-1：用fir1函數設計一個濾波器：階數20、截止頻率150Hz、低通、使用Kaiser窗（窗長為階數+1=21，參數β設為3）

濾波器幅頻特性：

對原始信號進行濾波處理：

另：使用Filter Designer APP設計濾波器，設置好相應參數

并由此生成matlab代碼：

3. 補充（參考信號與系統(tǒng)實驗指導）

（1）調制與解調

用modulate(x,fc,fs,’method’,opt)與demod(x,fc,fs,’method’,opt)函數進行調制和解調。以正弦信號x(n)=sin(2πn/256)為例，載波頻率1000Hz，抽樣頻率10000Hz

a. 調幅

b. 調頻

c. 調相

（2）采樣與恢復

對有限時寬信號x(t)=sin(0.2πt),0≤t≤10，采樣間隔Ts=1

a. 采樣

b. 恢復

以上，來自于自己學習過程的記錄，希望對您有所幫助！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【入门】用matlab做数字信号处理（学习记录）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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