数字信号处理中涉及的MATLAB子函数Word格式.docx

数字信号处理中涉及的MATLAB子函数Word格式.docx

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）;

%在图形的上方标注由字符串表示的图名，其中string的内容可以是中文或英文。

xlabel

在横坐标的下方标注说明。

xlabel（'

%在横坐标的下方标注说明，其中string的内容可以是中文或英文。

ylabel

在纵坐标的左侧标注说明。

ylabel（'

%在纵坐标的左侧标注说明，其中string的内容可以是中文或英文。

axis

限定图形坐标的范围。

axis（[x1,x2,y1,y2]）;

%在横坐标起点为x1、终点为x2，纵坐标起点为y1、终点为y2的范围内作图。

grid

在指定的图形坐标上绘制分格线。

　　grid紧跟在要绘制分格线的绘图指令后面。

例如：

plot（t,y）;

grid

　　gridon绘制分格线。

gridoff不绘制分格线。

text

在图形上标注文字说明。

text（xt,yt,'

%在图面上（xt,yt）坐标处书写文字说明。

其中文字说明字符串必须使用单引号标注。

set

设置图形对象属性。

　　set（gca,'

Xtick'

xs,'

Ytick'

ys）;

%二维坐标刻度设置。

ys,'

Ztick'

zs）;

%三维坐标刻度设置。

xs，ys，zs可以是任何合法的实数向量，分别决定了x，y，z轴的刻度。

pause

暂停执行文件。

　　pause;

%暂停执行文件，等待用户按任意键继续。

pause（n）;

%在继续执行之前，暂停n秒。

length

取某一变量的长度（采样点数）。

N=length（n）;

%取变量n的采样点个数，赋给变量N。

ceil

圆整到最近的大于等于A的整数。

B=ceil（A）

mod

模除求余。

调用格式：

mod（x,m）;

%x整除m取正余数。

floor

向-∞舍入为整数。

floor（x）;

%将x向-∞舍入为整数。

rand

产生rand随机信号。

x=rand（n,m）;

%用于产生一组具有n行m列的随机信号。

abs

求绝对值（幅值）。

　　y=abs（x）;

%用于计算x的绝对值。

当x为复数时，得到的是复数模（幅值），即

square

产生矩形波。

x=square（t）;

%类似于sin（t），产生周期为2p，幅值为±

1的方波。

　　x=square（t,duty）;

%产生指定周期的矩形波，其中duty用于指定脉冲宽度与整个周期的比例。

sum

求各元素之和。

Z=sum（x）;

%求各元素之和，常用于等宽数组求定积分。

fliplr

对矩阵行元素进行左右翻转。

　　x1=fliplr（x）;

%将x的行元素进行左右翻转，赋给变量x1。

angle

求相角。

p=angle（h）;

%用于求取复矢量或复矩阵H的相角（以弧度为单位），相角介于－p和＋p之间。

real

取某一复数的实部。

　　real（h）;

%取复数h的实部。

x=real（h）;

%取复数h的实部，赋给变量x。

imag

取某一复数的虚部。

　　imag（h）;

%取复数h的虚部。

y=imag（h）;

%取复数h的虚部，赋给变量y。

zeros（M,N）

M行N列的全零矩阵

ones（M,N）

M行N列的全1矩阵

impz

求解数字系统的冲激响应。

　　[h,t]=impz（b,a）;

%求解数字系统的冲激响应h，取样点数为缺省值。

　　[h,t]=impz（b,a,n）;

%求解数字系统的冲激响应h，取样点数由n确定。

impz（b,a）;

%在当前窗口用stem（t,h）函数出图。

dstep

求解数字系统的阶跃响应。

[h,t]=dstep（b,a）;

%求解数字系统的阶跃响应h，取样点数为缺省值。

[h,t]=dstep（b,a,n）;

%求解数字系统的阶跃响应h，取样点数由n确定。

　　dstep（b,a）;

%在当前窗口用stairs（t,h）函数出图。

zplane

显示离散系统的零极点分布图。

　　zplane（z,p）;

%绘制由列向量z确定的零点、列向量p确定的极点构成的零极点分布图。

　　zplane（b,a）;

%绘制由行向量b和a构成的系统函数确定的零极点分布图。

[hz,hp,ht]=zplane（z,p）;

%执行后可得到3个句柄向量：

hz为零点线句柄，hp为极点线句柄，ht为坐标轴、单位圆及文本对象的句柄。

conv

进行两个序列间的卷积运算。

　　y=conv（x,h）;

%用于求取两个有限长序列x和h的卷积，y的长度取x、h长度之和减1。

　　例如，x（n）和h（n）的长度分别为M和N，则y=conv（x,h），y的长度为N＋M－1。

使用注意事项：

conv默认两个信号的时间序列从n=0开始，因此默认y对应的时间序号也从n=0开始。

filter

对数字系统的输入信号进行滤波处理。

　　y=filter（b,a,x）;

%对于由矢量a、b定义的数字系统，当输入信号为x时，对x中的数据进行滤波，结果放于y中。

　　[y,zf]=filter（b,a,x）;

%除得到结果矢量y外，还得到x的最终状态矢量zf。

y=filter（b,a,x,zi）;

%可在zi中指定x的初始状态。

filtic

为filter函数选择初始条件。

　　z=filtic（b,a,y,x）;

%求给定输入x和y时的初始状态。

　　z=filtic（b,a,y）;

%求x=0，给定输入y时的初始状态。

　　其中，矢量x和y分别表示过去的输入和输出：

　　x=[x（-1）,x（-2）,…,x（-N）]

y=[y（-1）,y（-2）,…,y（-N）]

fftfilt

基于FFT算法对数字系统的输入信号进行FIR滤波处理。

　　y=fftfilt（b,x）;

%对于由矢量b定义的数字系统，当输入信号为x时，对x中的数据进行滤波，结果放于y中。

fft

一维快速傅里叶变换（FFT）。

　　y=fft（x）;

%利用FFT算法计算矢量x的离散傅里叶变换，当x为矩阵时，y为矩阵x每一列的FFT。

当x的长度为2的幂次方时，则fft函数采用基2的FFT算法，否则采用稍慢的混合基算法。

y=fft（x,n）;

%采用n点FFT。

当x的长度小于n时，fft函数在x的尾部补零，以构成n点数据；

当x的长度大于n时，fft函数会截断序列x。

当x为矩阵时，fft函数按类似的方式处理列长度。

ifft

一维快速傅里叶逆变换（IFFT）。

　　y=ifft（x）;

%用于计算矢量x的IFFT。

当x为矩阵时，计算所得的y为矩阵x中每一列的IFFT。

y=ifft（x,n）;

%采用n点IFFT。

当length（x）<

n时，在x中补零；

当length（x）>

n时，将x截断，使length（x）=n。

fftshift

对fft的输出进行重新排列，将零频分量移到频谱的中心。

　　y=fftshift（x）;

%对fft的输出进行重新排列，将零频分量移到频谱的中心。

当x为向量时，fftshift（x）直接将x中的左右两半交换而产生y。

当x为矩阵时，fftshift（x）同时将x的左右、上下进行交换而产生y。

freqz

用于求解离散时间系统的频率响应函数

。

　　[h,w]=freqz（b,a,n）;

%可得到数字滤波器的n点幅频响应值，这n个点均匀地分布在[0,p]上，并将这n个频点的频率记录在w中，相应的频响值记录在h中。

缺省时n=512。

　　[h,f]=freqz（b,a,n,Fs）;

%用于对

在[0,Fs/2]上等间隔采样n点，采样点频率及相应频响值分别记录在f和h中。

由用户指定Fs（以Hz为单位）的值。

　　h=freqz（b,a,w）;

在[0,2p]上进行采样，采样频率点由矢量w指定。

　　h=freqz（b,a,f,Fs）;

在[0,Fs]上采样，采样频率点由矢量f指定。

freqz（b,a,n）;

%用于在当前图形窗口中绘制幅频和相频特性曲线。

buttord

确定巴特沃斯（Butterworth）滤波器的阶数和3dB截止频率。

　　[n,wn]=buttord（wp,ws,Rp,As,'

s'

%计算巴特沃斯模拟滤波器的阶数和3dB截止频率。

wp、ws可以是实际的频率值或角频率值，wn将取相同的量纲。

Rp为通带最大衰减指标，As为阻带最小衰减指标。

　　[n,wn]=buttord（wp,ws,Rp,As）;

%计算巴特沃斯数字滤波器的阶数和3dB截止频率。

其中，0≤wp（或ws）≤1，其值为1时表示0.5Fs。

当wp>

ws时，为高通滤波器；

当wp、ws为二元向量时，为带通或带阻滤波器，此时wn也为二元向量。

cheb1ord

确定切比雪夫（Chebyshev）Ⅰ型滤波器的阶数和通带截止频率。

　　[n,wn]=cheb1ord（wp,ws,Rp,As,'

%计算切比雪夫Ⅰ型模拟滤波器的阶数和通带截止频率。

　　[n,wn]=cheb1ord（wp,ws,Rp,As）;

%计算切比雪夫Ⅰ型数字滤波器的阶数和通带截止频率。

Rp为通带最大衰减指标，As为阻带最小衰减指标。

当wp、ws为二元向量时，则为带通或带阻滤波器，此时wn也为二元向量。

cheb2ord

确定切比雪夫（Chebyshev）Ⅱ型滤波器的阶数和阻带截止频率。

　　[n,wn]=cheb2ord（wp,ws,Rp,As,'

%计算切比雪夫Ⅱ型模拟滤波器的阶数和阻带截止频率。

　　[n,wn]=cheb2ord（wp,ws,Rp,As）;

%计算切比雪夫Ⅱ型数字滤波器的阶数和阻带截止频率。

ellipord

确定椭圆（Ellipse）滤波器的阶数和通带截止频率。

　　[n,wn]=ellipord（wp,ws,Rp,As,'

%计算椭圆模拟滤波器的阶数和通带截止频率。

　　[n,wn]=ellipord（wp,ws,Rp,As）;

%计算椭圆数字滤波器的阶数和通带截止频率。

butter

巴特沃斯（Butterworth）模拟或数字滤波器设计。

　　[b,a]=butter（n,wn,'

%设计截止频率为wn的n阶巴特沃斯模拟低通或带通滤波器，其中wn＞0。

ftype'

'

%设计截止频率为wn的n阶巴特沃斯模拟高通或带阻滤波器。

ftype=high时，设计高通滤波器；

ftype=stop时，设计带阻滤波器，此时wn=[w1,w2]。

　　[b,a]=butter（n,wn）;

%设计截止频率为wn的n阶巴特沃斯数字滤波器。

其中，截止频率是幅度下降到3dB处的频率。

wn∈[0,1]，1对应0.5Fs（取样频率）。

wn=[w1,w2]时，产生数字带通滤波器。

%可设计高通和带阻数字滤波器。

cheby1

切比雪夫Ⅰ型滤波器设计（通带等波纹）。

　　[b,a]=cheby1（n,Rp,Wn,'

%设计切比雪夫Ⅰ型模拟低通和带通滤波器。

%设计模拟高通和带阻滤波器。

　　[b,a]=cheby1（n,Rp,Wn）;

%设计截止频率为wn的n阶切比雪夫Ⅰ型数字低通和带通滤波器。

%设计截止频率为wn的n阶切比雪夫Ⅰ型数字高通和带阻滤波器。

　　说明：

切比雪夫Ⅰ型滤波器其通带内为等波纹，阻带内为单调。

切比雪夫Ⅰ型滤波器的下降斜率比Ⅱ型大，但其代价是在通带内的波纹较大。

与butter函数类似，cheby1函数可设计数字域和模拟域的切比雪夫Ⅰ型滤波器，其通带内的波纹由Rp（分贝）确定。

其它各公式的使用方法与butter函数相同，可参考相应公式。

cheby2

切比雪夫Ⅱ型滤波器设计（阻带等波纹）。

　　[b,a]=cheby2（n,As,Wn,'

%设计切比雪夫Ⅱ型模拟低通和带通滤波器。

　　[b,a]=cheby2（n,As,Wn）;

%设计截止频率为wn的n阶切比雪夫Ⅱ型数字低通和带通滤波器。

%设计截止频率为wn的n阶切比雪夫Ⅱ型数字高通和带阻滤波器。

说明：

cheby2函数其通带内为单调，阻带内为等波纹，因此，由As确定阻带内的波纹。

ellip

椭圆滤波器设计。

[b,a]=ellip（n,Rp,As,Wn,'

%设计椭圆模拟低通和带通滤波器。

[b,a]=ellip（n,Rp,As,Wn）;

%设计截止频率为wn的n阶椭圆数字低通和带通滤波器。

%设计截止频率为wn的n阶椭圆数字高通和带阻滤波器。

ellip函数可得到下降斜度更大的滤波器，但在通带和阻带内均为等波动的。

椭圆滤波器能以最低的阶数实现指定的性能。

bilinear

双线性变换——将s域（模拟域）映射到z域（数字域）的标准方法，将模拟滤波器变换成离散等效滤波器。

　　[numd,dend]=bilinear（num,den,Fs）;

%将模拟域传递函数变换为数字域传递函数，Fs为取样频率。

　　[numd,dend]=bilinear（num,den,Fs,Fp）;

%将模拟域传递函数变换为数字域传递函数，Fs为取样频率，Fp为通带截止频率。

　　[zd,pd,kd]=bilinear（z,p,k,Fs）;

%将模拟域零极点增益系数变换到数字域，Fs为取样频率。

　　[zd,pd,kd]=bilinear（z,p,k,Fs,Fp）;

%将模拟域零极点增益系数变换到数字域，Fs为取样频率，Fp为通带截止频率。

[Ad,Bd,Cd,Dd]=bilinear（A,B,C,D,Fs）;

%将模拟域状态变量系数变换到数字域，Fs为取样频率。

impinvar

用脉冲响应不变法实现模拟到数字的滤波器变换。

[bd,ad]=impinvar（b,a,Fs）;

%将模拟滤波器系数b、a变换成数字的滤波器系数bd、ad，两者的冲激响应不变。

　　[bd,ad]=impinvar（b,a）;

%采用Fs的缺省值1Hz。

boxcar

矩形窗。

　　格式：

w=boxcar（n）

boxcar（n）函数可产生一长度为n的矩形窗函数。

hanning

hanning（汉宁）窗。

格式：

w=hanning（n）

hanning（n）可产生n点的hanning窗。

hanning窗函数系数为

hamming

hamming（哈明）窗。

w=hamming（n）

hamming（n）可产生n点的hamming窗。

hamming窗函数系数为

blackman

blackman（布莱克曼）窗。

w=blackman（n）

blackman（n）可产生n点的blackman窗。

blackman窗函数系数为

　　与等长度的hamming和hanning窗相比，blackman窗的主瓣稍宽，旁瓣稍低。

kaiser

kaiser（凯塞）窗。

w=kaiser（n,beta）

kaiser（n,beta）可产生n点的kaiser窗函数，其中，beta为影响窗函数旁瓣的

参数，其最小的旁瓣抑制

与

之间的关系为

增加

可使主瓣变宽、旁瓣的幅度降低。

fir1

基于窗函数的FIR数字滤波器设计——标准频率响应，以经典方法实现加窗线性相位FIR滤波器设计，可设计出标准的低通、带通、高通和带阻滤波器。

b=fir1（n,Wn）;

%设计截止频率为Wn的hamming（哈明）加窗线性相位滤波器，滤波器系数包含在b中。

当0≤Wn≤1（Wn=1相应于0.5fs）时，可得到n阶低通FIR滤波器。

当Wn=[W1W2]时，fir1函数可得到带通滤波器，其通带为

1<

<

2。

b=fir1（n,Wn,’ftype’）;

%可设计高通和带阻滤波器，由ftype决定：

当ftype=high时，设计高通FIR滤波器；

当ftype=stop时，设计带阻FIR滤波器。

在设计高通和带阻滤波器时，fir1函数总是使用偶对称N为奇数（即第一类线性相位FIR滤波器）的结构，因此当输入的阶次为偶数时，fir1函数会自动加1。

b=fir1（n,Wn,Window）;

%利用列矢量Window中指定的窗函数进行滤波器设计，Window长度为n+1。

如果不指定Window参数，则fir1函数采用hamming窗。

b=fir1（n,Wn,’ftype’,Window）;

%可利用ftype和Window参数设计各种加窗的滤波器。

由fir1函数设计的FIR滤波器的群延迟为n/2。

MATLAB操作快速入门

MATLAB主界面

窗口显示信息

有问题的.m程序文件

File-Open（打开文件）：

找到lab11.m文件所在的文件夹

CurrentDirectory（当前目录）：

当前正在运行的.m文件所在的文件夹。

用户自编的、被调用的子函数需与主函数在同一个文件夹下

CommandWindow（命令窗）：

1）显示指定变量的结果；

2）编程出错时，用红色字体显示出错的行、列及存在的问题（此例指出第7行15列不完整，从下面的m文件看到，该处缺右括号）

Workspace（工作空间）：

放当前运行程序中所有变量的相关信息（数据类型、维数、具体值、波形）

注意：

1.文件名及文件夹名必须以英文字母开头，由英文字母和数字组成

2..m文件只有在MATLAB界面下打开时，才可点击Debug-Run，运行程序

3.对程序中不理解的语句可参考《实验涉及的MATLAB子函数.doc》获得解答