基于Matlab的数字信号处理基本操作

基于Matlab的数字信号处理基本操作

一、实验目的

1、熟悉Matlab软件的的运行环境，

2、了解Matlab基本命令与操作，熟悉数据输入、输出与编辑方法；

3、用Matlab函数产生离散信号；

4、用Matlab进行离散信号的表示与运算；

5、运用基本函数绘制常用函数的图形。

二、实验环境：

1、Matlab 6.5

2、PC机

三、实验方法：

Matlab操作界面的默认窗口如图1.1所示，Matlab的通用操作界面包括9个常用的窗口，分别是：命令窗口、历史命令窗口、当前目录浏览器窗口、工作空间浏览器窗口、数组编辑窗口、交互界面分类目录窗口、M文件编辑/调试器窗口、帮助导航/浏览器窗口和程序性能剖析窗口。

图1-1

进入Matlab 6.5命令窗口（Command Window）,命令窗口会默认出现在Matlab 界面的右侧，在命令窗口可键入各种Matlab的命令、函数和表达式，并显示除图形以外的所有运算结果。

命令串口也可单独显示，选择菜单“VIEW”→“Undock Command Window”命令，可使单独的命令窗口返回Matlab界面。

Matlab 6.5版运行时，命令窗口中的每个命令行前会出现提示符“〉〉”。与以前的版本不同，命令窗口内显示的字符和数值采用不同的颜色，在默认的情况下，输入的命令、表达式以及计算结果等采用黑色字体，字符串采用红色，“if”、“for”等关键词采用蓝色。

命令窗口中命令行的编辑，由于Matlab把命令窗口中输入的所有命令都记录在专门的“历史命令”（Command History）空间中，因此Matlab命令窗口不仅可以对输入的命令进行编辑和运行，而且可以对已输入的命令进行回调、编辑和重运行。

命令窗编辑功能：键入和修改程序的方法与通常的文字处理相仿。特殊的功

能键为：

ESC：恢复命令输入的空白状态

↓：调出下一行命令

↑：调出上一行（历史）命令

命令窗编辑功能在程序调试时十分有用。对于已执行过的命令，如要做些修改后重新执行，就可不必重新键入，用↑键调出原命令做修改即可。

主菜单中的编辑项功能：用它可以把屏幕上加深了的文字裁减（Cut）或复制（Copy）下来，然后粘贴（Paste）到任一其他视窗的任何位置上去。

主菜单中的视图项功能：用它可以改变屏幕上显示的视窗布局。例如，我们希望只显示命令窗，使它占整个屏幕，依次引出View的下拉菜单，即【View】→【Desktop Layout】→【Command Window Only】

键入“help”，屏幕上将显示系统中已装入的函数库（即子目录）的名称。

§键入help子目录名，如help elfun，即得出elfun库中各函数名。

§键入help函数名，如help tan2，即得到tan2函数的意义及用法。

退出MATLAB有两种方法。一种是键入exit或quit，另一种是用鼠标双击左上角的小方块或单击右上角的×号，后者是非正常退出，该次的输入命令将不记录在“历史命令”中，所以应当尽量避免使用。

在命令窗口中，默认情况下数值计算结果的显示格式为：当数值为整数，以整数显示；当数值为实数，以小数后4位的精度情况显示，即以“短（Short）”格式显示；如果数值的有效数字超出了这一范围，则以科学计数法显示结果。

注意：数值的显示精度并不代表数值的存储精度。

在命令窗口可以直接输入操作命令，对命令窗口进行控制。

例如：

（1）用于清空命令窗口中的显示内容

语法：clc

（2）在命令窗口中控制其后每页的显示内容行数。

语法：more

通常，只要执行了一种绘图命令，就会自动产生图形窗，以后的绘图都在这一个图形窗中进行。如想再建一个或几个图形窗，则可键入figure，MATLAB会新建一个图形窗，并自动给它依次排序。如果要认为规定新图为图3，则可键入

figure（3）。如果调看已经存在的图形窗3，也应键入figure（3）。

MATLAB程序编制有两种方式。一种称为行命令方式，这就是在命令窗中一行一行地输入程序，计算机每次对一行命令作出反应，像计算器那样。这只能编辑简单的程序，在入门时可以用这种方式。程序稍复杂一些，就应把程序写成一个有多行语句组成的文件，让MATLAB来执行这个文件。编写和修改这种文件程序就要用到文本编辑器。

命令窗上方最左边的按钮是用来打开文本编辑器空白页的，左边第二个按钮是用来打开原有程序文件的。

在命令窗中键入demo，将出现MATLAB的演示窗，演示窗的左侧是库目录。双击目录中的名称或选中该项目后点击右下角的【Run …】方框，即出现该项目的演示界面。通常，演示画面的右侧是一些功能按钮，左上半部是图形，而左下半部则是相应的MATLAB程序语句。还可以在界面上直接修改这些语句并重新执行。因此演示程序也是一个很好的学习过程。

四、实验用MATLAB语言工具函数简介

本次试验在熟悉软件的运行环境的基础上，要求完成信号的产生以及图形的输出。

MATLAB可以根据给出的数据，用绘图命令在屏幕上画出其图形，通过图形对科学计算进行描述。

Plot命令用来绘制x－y坐标中的曲线。它是一个功能很强的命令。输入变量不同，可以产生很多不同的结果。

1、plot（y）：输入一个数组的情况

如果y是一个数组，函数plot（y）给出线性直角坐标的二维图，以y中元素的下标作为X坐标，y中元素的值作为Y坐标，一一画出在X－Y坐标平面图上，而且将各点以直线相连。例如，要画出是个随机数的曲线。可列出：y＝5*(rand(1,10)-.5)

由Rand函数产生的随机数的最大值为1，最小数为0，平均值为0.5。所以y的最大值为2.5，最小值为－2.5，平均值为0。键入plot（y），MATLAB会产生一个图形窗，自动规定最合适的坐标比例绘图。X方向是下标，从1～10，Y 方向范围则是－4～4，并自动标出刻度。可以用title命令给图加上标题，用xlabel，