信号进行频谱分析和滤波处理的程序

关于用MATLAB设计对信号进行频谱分析和滤波处理的程序

设计出一套完整的系统，对信号进行频谱分析和滤波处理；

1．产生一个连续信号，包含低频，中频，高频分量，对其进行采样，进行频谱分析，分别设计三种高通，低通，带通滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波后信号的频谱。

2.采集一段含有噪音的语音信号（可以录制含有噪音的信号，或者录制语音后再加进噪音信号），对其进行采样和频谱分析，根据分析结果设计出一合适的滤波器滤除噪音信号。

只要有程序就可以了，谢谢各位了，提供点帮助喽！！没学过MATLAB，自学的，要做很难的这个就有点困难啦！！这两个题目随便哪个都可以.先谢谢啦!!好的答案会追加分的，目前我只有这么多了!

完整的程序 %写上标题

%设计低通滤波器： [N,Wc]=buttord()

%估算得到Butterworth低通滤波器的最小阶数N和3dB截止频率Wc [a,b]=butter(N,Wc); %设计Butterworth低通滤波器 [h,f]=freqz(); %求数字低通滤波器的频率响应 figure(2); % 打开窗口2

subplot(221); %图形显示分割窗口

plot(f,abs(h)); %绘制Butterworth低通滤波器的幅频响应图 title(巴氏低通滤波器''); grid; %绘制带网格的图像

sf=filter(a,b,s); %叠加函数S经过低通滤波器以后的新函数 subplot(222);

plot(t,sf); %绘制叠加函数S经过低通滤波器以后的时域图形 xlabel('时间 (seconds)'); ylabel('时间按幅度');

SF=fft(sf,256); %对叠加函数S经过低通滤波器以后的新函数进行256点的基—2快速傅立叶变换 w= %新信号角频率 subplot(223);

plot()); %绘制叠加函数S经过低通滤波器以后的频谱图 title('低通滤波后的频谱图'); %设计高通滤波器 [N,Wc]=buttord()

%估算得到Butterworth高通滤波器的最小阶数N和3dB截止频率Wc [a,b]=butter(N,Wc,'high'); %设计Butterworth高通滤波器 [h,f]=freqz(); %求数字高通滤波器的频率响应 figure(3); subplot(221);

plot()); %绘制Butterworth高通滤波器的幅频响应图 title('巴氏高通滤波器');

grid; %绘制带网格的图像

sf=filter(); %叠加函数S经过高通滤波器以后的新函数 subplot(222);

plot(t,sf); ;%绘制叠加函数S经过高通滤波器以后的时域图形 xlabel('Time(seconds)'); ylabel('Time waveform'); w; %新信号角频率 subplot(223);

plot()); %绘制叠加函数S经过高通滤波器以后的频谱图 title('高通滤波后的频谱图'); %设计带通滤波器 [N,Wc]=buttord([)

%估算得到Butterworth带通滤波器的最小阶数N和3dB截止频率Wc [a,b]=butter(N,Wc); %设计Butterworth带通滤波器 [h,f]=freqz(); %求数字带通滤波器的频率响应 figure(4); subplot(221);

plot(f,abs(h)); %绘制Butterworth带通滤波器的幅频响应图 title('butter bandpass filter'); grid; %绘制带网格的图像

sf=filter(a,b,s); %叠加函数S经过带通滤波器以后的新函数 subplot(222);

plot(t,sf); %绘制叠加函数S经过带通滤波器以后的时域图形 xlabel('Time(seconds)'); ylabel('Time waveform');

SF=fft(); %对叠加函数S经过带通滤波器以后的新函数进行256点的基—2快速傅立叶变换 w=( %新信号角频率 subplot(223);

plot(')); %绘制叠加函数S经过带通滤波器以后的频谱图 title('带通滤波后的频谱图');

光盘使用说明

B.1光盘文件的结构

在光盘上有如下五个文件夹：

? matlab_api 专放第12章所涉及的各类文件。

? matlab_c 专放第11章所涉及的各类M、C、DLL、EXE文件。 ? mbook 存放着包含本书全部算例的M-book形式DOC文档。 ? mfiles 汇集了全书90%以上算例的M或MDL文件。

? PowerMatlab 存放着PowerPoint制作的科技演讲稿简例文件。

B.2光盘对软件环境的要求

? 需要（包含Word、PowerPoint的）Offiece2000 和MATLAB6.5支持。 ? 假如要运行mbook文件夹上的DOC文件，则需要Notebook环境。（关于N

otebook环境的设置参见第13.1节）

? 假如要编译产生EXE文件，则需要与MATLAB6.5适配的Borland 、MicroS

oft 、Visual 、Watcom C/C++（详见11.2和11.3节）。 ? 假若要制作API接口，则需要相应的配套软件。

B.3光盘文件的操作准备

在运行光盘文件之前，应首先使用MATLAB的路径浏览器把 \\mfiles , \\matlab_c , \\matlab_api等三个文件夹设置在MATLAB的搜索路径上。这种设置可以是“永久”的，即今后再打开MATLAB时，总确认 \\mfiles 文件夹等在搜索路径上。

假如在今后运行MATLAB时，光盘没有插入，那么在MATLAB指令窗中会出现警告性提示。这对光盘以外的MATLAB其他运作没有任何影响。

B.4mbook文件夹上DOC文件的使用

该文件夹包含第1章到第13章的全部算例，以及前言、附录等。章节的编号、名称与印刷版完全一致。

光盘DOC文件都是在MATLAB 6.5的Notebook环境中生成的。

（1）光盘DOC文件的功用

? 弥补了印刷版丢失的色彩信息

在MATLAB中，用M文件编辑器或Notebook编写的指令或文件运行的结果（尤其图形）都采用不同的色彩鲜明地表现对象特征。但目前印刷版书籍出于价格和技术原因，不得不牺牲色彩信息而采用“黑白”处理。读者借助本光盘可克服印刷版丢失色彩信息的遗憾。 ? 提供了与印刷版对应的Notebook演练环境

本光盘中DOC文件的章节结构、算例编号与印刷版完全相同。因此在学习过程中，读者可在本光盘启动的Notebook环境中，或直接运行算例，观察运行结果；或改变若干指令，举一反三地观察运行结果的变化；或通过简单的复制操作，使相应指令在MATLAB指令窗中运行，而避免自己键入的错误。

? 提供制作M-book的样板

读者若想制作自己的M-book文档，可调用本光盘任何一章的DOC文件为样板进行。注意：假若调用原英文M-book模版，则需通过若干设置才能在中文状态下正常运行。

（2）DOC文件的开启

? 所有DOC文档都是在“Word2000中文版 + MATLAB6.1”构成的Notebook

环境中生成的。因此，在相同环境下开启是最佳选择。此时，文档具有“活性”。

? 假如读者的MATLAB与Word联接正确，用鼠标双击光盘上的DOC文件，就

能直接进入Notebook 环境。

? 若前述启动失败，可以先启动MATLAB，然后再启动光盘DOC文档。在很多

情况下，这样的操作很可能奏效。

? 在不具备相同Notebook环境的情况下，DOC文档最好在Word2000环境中开

启。此时电子文档虽然不“活”，但所有指令都能被准确地复制。

? 在DOC文件开启后，节次编号有可能显现得不很正确。这是由Word软件本身问题引起的。此时只要进行以下操作就可使编号正确：先使光标位于“章名”大标题上；然后点中工具条

样式栏右边的下拉菜单按键，引出下拉

菜单；在这下拉菜单中再点选“标题1”菜单项，就能自动整理节次编号，使之正确。

（3）光盘DOC文件的使用方法 ? 作为演练环境使用

在正常打开的光盘DOC文件中，读者只要把光标放在绿色的输入细胞内，按组合键【Ctrl + Enter】，就可使该输入细胞重新执行计算。在演练中，读者可以通过对指令的修改、变化和重新运行，观察运算结果的变化，从而达到举一反三的效果。 ? 作为样板使用

先打开光盘DOC文件，然后删去原光盘文件内容，再写入读者自己所需的内容，最后通过菜单项的“另存为”操作保存为自己的文件。这样获得的文件能正常地在Notebook环境下工作，也就是既可以输入文字、公式，又可以运行MATLAB指令、嵌入数值或图形结果；既拥有Word的所有文字处理能力，又具备MATLAB的运算、表现能力。

B.5mfiles文件夹上的M、MDL文件的使用

除不能用M、MDL文件表达的少数算例外，其余算例（占总数的90%以上）都以M文件或MDL文件形式刻录在光盘的 \\mfiles 文件夹中。

本光盘M文件应在MATLAB6.5以上版本运行；涉及符号计算的应有Symbolic Math Toobox 2.1.3以上版本 适配；MDL文件应有SIMULINK5.0以上版本适配。 对于其他版本，或较低版的工具包，有些文件的运行可能会失败。但只要对个别指令稍加修改就可，有关这方面的叙述可参见相应印刷版。 （1）光盘M、MDL文件的功用

? 提供可直接运作的M源码文件

只要有MATLAB环境，本光盘上的M文件就可以运行。它的适用条件比 \\mbook 文件夹上的DOC文件宽松得多，也就是不管读者是否正确安装Notebook，不管文件产生的是动画还是交互操作界面，它们都能在MATLAB环境中正确执行。

每个算例文件都是完整的，可在MATLAB环境中直接运行的，所得结果与印刷版相对应。但出于运行方式不同的考虑，有些光盘M文件与印刷版文件指令可能会存在少许差别，目的是为把算例特征表现得更充分。

此外，本光盘提供的M文件中，有许多是很通用的，读者只要稍加修改，就可为己所用。

? 弥补了印刷版没有SIMULINK模型文件的缺陷

由于SIMULINK工作特点的缘故，所以迄今为止所有涉及SIMULINK的印刷版书籍中都没有能直接运行的模型文件。这给读者带来许多困惑和麻烦：一，读者如想验证书中结论，那就不得不从建模做起；二，仿真模块中的参数设置常使初学者顾此失彼，而造成仿真失败。本光盘上MDL模型文件都可直接在MATLAB中运行，进行验证。用户也可以在模型打开后，修改参数，观察变化。

（2）mfiles文件夹上文件的放置规则

? exm为前缀的文件都是可直接运行的算例文件

前缀后的编号与算例编号对应。最左边的两位数字为“章”编号标注，其后的数字是“节”编号。具体举例如下：

【例2.5.3-2】对应的M文件是exm02053_2.m ； 【例5.8.3.5-3】对应的M文件是exm050835_3.m ； 【例5.13.2.3-2】对应的M文件是exm051323_2.m ； 【例9.3.2.1-1】对应的MDL文件是exm09321_1.mdl ； 【例10.7.2-1】对应的是exm10072_1.m 。 ? 第8章中的M、MDL文件

第8章算例中存在同一个例题对应着2个同编号文件的情况。如【例8.8.3.2-1】就有exm080832m_1.m和exm080832_1.mdl两个文件。后者是该例的SIMULINK模型文件，而前者是与此例配套的M文件。使用时，要注意文件名上的微小差异。

? 其他非exm前缀文件是被调用文件

在 \\mfiles 文件夹上还有一些不以exm为前缀的文件，它们不与算例直接对应，而是必不可少的被调用文件。在印刷版上可以找到有关它们的说明。

? mfiles的三个子文件夹

子文件夹 \\mfiles\\@queue 存放着定义“队列”对象方法的重载文件。 子文件夹 \\mfiles\\@stack 存放着定义“堆栈”对象方法的重载文件。 子文件夹 \\mfiles\\private 存放着只能被mfiles夹上函数调用的函数文

件。

（3）M、MDL的使用方法

直接在MATLAB指令窗中，运行（不带扩展名的）算例M文件名，就可得到相关结果。在此要再次提醒的是：必须把 \\mfiles 文件夹设置在MATLAB的搜索路径上 。

B.6matlab_c文件夹上各种文件的使用

基于第11章的特殊性，其配套软件文件也与其他章节不同：一，为第11章专设一个文件夹 \\matlab_c ；二，该文件夹上不仅包含算例文件，而且包含该章叙述内容中用到的文件；三，文件夹不仅存放着“进行编译操作的M文件”，而且存放着“被编译的M（或C）文件”和“编译得的DLL（或EXE）文件”。 （1）matlab_c文件夹上文件的功用

? 弥补印刷版不能提供完整算例文件的缺陷

不管编译生成的是DLL文件，还是EXE文件，印刷版只能提供它们的运行结果，而不能给出文件本身。于是，读者也就无法亲自运作算例生成的目标文件。

本文件夹可以完全克服印刷版的这一缺陷。 ? 提供了读者练习MATLAB编译器所需的全部文件

编译能否成功受被编译文件的正确性、MATLAB编译器能力、编译操作的正确性等诸多因素影响。本文件夹提供的算例文件可减轻读者挫折，帮助读者一个环节一个环节地克服练习中所遇到的困难。

（2）该文件夹命名规则

? 进行编辑操作的M文件以exm为前缀，其后紧跟算例编号或节次编号

例如：

【例12.1.4-1】对应的“编译操作M文件”是exm12014_1.m ；

“第12.2.2.2节（1）mex应用程序的验证”所对应的“编译操作M文件”是exm120222_1.m ；

? 被编译文件和编译所得文件的名称与印刷版一致

（3）使用方法

? “编辑操作M文件”的使用方法

每个文件都可以在MATLAB指令窗中直接运行。请注意：一，操作前必须先把 \\matlab_c 设置在MATLAB的搜索路径上；二，操作后生成的目标文件被存放在 D:\\mywork 文件夹中（假如该夹不存在，在操作过程中会自动创建）。 ? “被编译文件”的使用

本文件夹上的“被编译（M或C）文件”是专供读者学习第11章时使用的。它们的存在可避免因“被编程序自身的不适当”而导致编译失败。 ? “编译所得文件”的使用

本文件夹上的“编译所得的（DLL或EXE）文件”是专供读者对照验证用的。

对于DLL文件来说，只要在MATLAB指令窗中输入相应文件名就可运行，并给出结果。

但对于EXE文件来说，假如读者想在DOS环境中运行 \\matlab_c 文件夹上的EXE文件，那么必须注意：或把 \\matlab_c 设置为DOS环境下的当前文件夹，或使运行文件带完整的路径。

B.7matlab_api文件夹上各种文件的使用

该文件夹上的文件是供读者实践第12章内容使用的。该文件加上文件类型较多，各种文件所需的软件环境很不相同。为保证运行成功，请读者仔细阅读第12章的相关内容。

该文件夹上的文件编号原则与全书一致，与第12章相应算例编号对应。 象运行matlab_c文件夹上的文件一样，在运行matlab_api文件夹文件时，要特别注意所运作文件是否在当前目录或搜索路径上。

B.8PowerMatlab文件夹上的PPT文件的使用

该文件夹上存放着3个PPT文件及其附属文件。要运行这三个PPT文件，必须在机器上事先安装PowerPoint 。 （1）PPT文件的功用

? 弥补印刷版无法提供PowerPoint源码文件的缺点

本书第13.4节介绍的科技演讲稿涉及三个不同软件：PowerPoint , Word , MATLAB之间的链接。算例13.4.1-1、13.4.2-1和13.4.3-1虽对PPT文件的制作进行了比较详细地介绍，但无法以习惯的文字方式向读者提供PowerPoint源码文件。这无疑给读者演练这两个算例带去困难。 光盘上的E_book.ppt ，exm13042_1.ppt ，exm13043_1.ppt文件可以直接运行，播放幻灯，并导出相应的交互界面。 ? 提供制作科技演讲稿的样本

光盘上提供的3个PPT文件具有典型性。E_book.ppt 可以在幻灯演讲中进行多章节切换并引入复杂的现场计算；exm13042_1.ppt 则可以从幻灯演讲中直接导出进行科学计算的交互界面；exm13043_1.ppt 则可以幻灯放映过程中现场进行科学计算。

（2）PPT文件的使用方法

关于E_book.ppt 、exm13042_1.ppt 和exm13043_1.ppt的使用方法，在印刷版第13.4.1、13.4.2、13.4.3节有详细的叙述。

B.9其他

在本书印刷版发行后，光盘软件的更新内容将通过光盘上所带的Readme文件发布。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/w3of.html